DE9414652U1

DE9414652U1 - Rotorkopf für einen Hubschrauber, insbesondere einen ferngesteuerten Modellhubschrauber

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Publication number: DE9414652U1
Application number: DE9414652U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2004-09-10

Description

Rotorkopf für einen Hubschrauber, insbesondere einen ferngesteuerten Modellhubschrauber

Die Erfindung betrifft einen Rotorkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Rotorkopf ist bekannt aus der US-PS 2,481,750.

Der Hauptrotor eines Hubschraubers und auch eines Modellhubschraubers wird vorwiegend durch eine Taumelscheibe gesteuert. Eine vertikale Verschiebung der Taumelscheibe gegenüber der Hauptwelle des Rotors bewirkt eine kollektive Blattverstellung, eine Neigung der Taumelscheibe eine zyklische Blattverstellung. Dieser Steuerung wird meist eine Stabilisierung überlagert.

Zur Verstellung des Anstellwinkels der Hauptrotorblätter befindet sich an jedem Stellarm der Blattanschlüsse der Hauptrotorblätter ein Mischhebel in Form einer Wippe. Dieser Mischhebel wird an einer Seite durch ein von der Taumelscheibe kommendes Gestänge betätigt. Wird die Taumelscheibe geneigt, überträgt das Gestänge eine zyklische Blattverstellung für die Hauptrotorblätter, wird die Taumelscheibe vertikal verschoben, so überträgt das Gestänge eine kollektive Blattverstellung auf die eine Seite des Mischhebels. Auf der anderen Seite des Mischhebels ist ein von der Stabilisierung kommendes Gestänge angelenkt, welches die zyklische Steuerbewegung der Stabilisierung überträgt. Auf diese Weise wird die Mischung der beiden Bewegungen auf die Hauptrotorblätter übertragen.

Die Stabilisierung weist eine kardanisch an-der Hauptwelle aufgehängte, verdrehbare Stabilisierungsstange mit an den Enden angebrachten Steuerflügeln auf. Zur Steuerung wird die Stabilisierungsstange mit ihren Steuerflügeln durch zwei zur Taumelscheibe führende Gestänge unter Neigen der Taumelscheibe zyklisch verstellt. Damit nur die Neigung der Taumelscheibe, nicht

aber auch deren vertikale Verschiebung bei der kollektiven Steuerung übertragen wird, ist eine entsprechende Trennung der von der Taumelscheibe kommenden Steuerung der Stabilisierungsstange nötig. Dies geschieht in bekannter Weise durch scheren- oder gabelförmige Ausgleichshebel, die im Zug der Übertragung von der Taumelscheibe zur Stabilisierung angeordnet sind. Dies wird auch "Pitchausgleich" genannt.

Die vorstehend erläuterte, bekannte Rotorkopfsteuerung besitzt demgemäß folgende Übertragungswege:

1) Direktansteuerung des Rotors zyklisch und kollektiv: Taumelscheibe - Gestänge - Mischhebel am Blattanschluß Rotorblatt.

2) Steuerung der Stabilisierung:

Taumelscheibe - Gestänge - Pitchausgleich - Gestänge Stabilisierungsstange - Steuerflügel.

3) Übertragung der Stabilisierung auf den Rotor: Steuerflügel - Stabilisierungsstange - Gestänge - Mischhebel am Blattanschluß - Rotorblatt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte, relativ komplizierte Rotorsteuerung mit ihren vielen Einzelbauteilen und dem dadurch unvermeidlichen Spiel in der Steuerübertragung sowie den damit verbundenen Fehlerquellen bei der Einstellung zu vereinfachen und einen Rotorkopf zu schaffen, der mit nur einer kleinen Zahl von Bauteilen auskommt und die gleichen Steueraufgaben einschließlich der Mischung der Steuerbewegungen wie die bekannten Rotorkopfsteuerungen ermöglicht. Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Durch die Mischgabel wird die Kombination der verschiedenen Misch- und Ausgleichsfunktionen in nur einem Bauteil möglich, das alle Steuerfunktionen überträgt. Ein Mischhebel· und ein "Pitchausgieich" entfallen. Durch diese Vereinfachung und Einsparung an Bauteilen wird nicht nur eine Kostenreduzierung ermöglicht, sondern ein spielfreiere Steuerübertragung unter

Reduzierung von Fehlerquellen erreicht. Es sind nur noch folgende Übertragungswege vorhanden:

1) Direktansteuerung des Rotors zyklisch und kollektiv: Taumelscheibe - Gestänge - Mischgabel - Gestänge - Rotorblatt.

2) Steuerung der Stabilisierung:

Gleiche Übertragung wie 1) von Taumelscheibe bis Mischgabel.

3) Übertragung der Stabilisierung auf den Rotor:

Gleiche Übertragung wie 1) von Mischgabel bis Rotorblatt.

Weiterbildungen sind Gegenstand der Erfindung. So kann in der Wippe auf beiden Seiten der Hauptwelle eine Mischgabel gelagert sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß nur auf einer. Seite der Hauptwelle eine Mischgabel angeordnet ist. Dann ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß auf der anderen Seite der Hauptwelle eine Hilfsgabel in der Wippe drehbar gelagert ist, die der Mischgabel im wesentlichen entspricht, aber nur einen mittleren Arm besitzt, dessen freies Ende über ein Gestänge mit einem Arm der Taumelscheibe verbunden ist, welcher in derjenigen Achse der Taumelscheibe liegt, um die die Taumelscheibe bei der Verstellung der Steuerflügel verschwenkt wird. Auf diese Weise werden weitere Bauteile eingespart und trotzdem die gleichen Steuerfunktionen wie bei einer Verwendung von 2 Mischgabeln erreicht.

Die äußeren Arme der Mischgabel können innerhalb, aber auch außerhalb der Wippe angeordnet sein. Im ersten Fall liegen die äußeren Arme geschützt innerhalb der Wippe und im anderen Fall kann die Wippe selbst schmal ausgebildet werden. Die Länge und der Abstand der Mischgabelarme sowie der Taumelscheibenarme läßt sich zur Erzielung einer gewünschten Größe und gewünschter Mischungsverhältnisse leicht wählen, ohne daß darüber hinaus konstruktive Änderungen nötig sind,. Eine leichte Auswechselbarkeit der Arme der Mischgabel mit deren Achse wird durch eine Verschraubung erreicht.

Die Wippe ermöglicht auch die direkte Anbringung der Steuerflügel

an ihren Enden. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, die Steuerflügel über Stangen an der Wippe zu befestigen. Die Wippe selbst mit ihren zugeordneten Bauteilen kann unter oder über der Ebene der Hauptrotorblätter angeordnet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Rotorkopfsteuerung für einen Modellhubschrauber mit zwei Mischgabeln;

Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;

Fig. 3 schematisch die Rotorkopfsteuerung für einen Modellhubschrauber mit nur einer Mischgabel.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist an der Hauptwelle 1 des Rotors eine rahmenförmige Wippe 2 kardanisch mit Hilfe von Gelenken 3, 4 gelagert. An den Enden der Wippe 2 sind Steuerflügel 5 starr befestigt. Innerhalb der rahmenförmigen Wippe 2 liegt beiderseits der Hauptwelle 1 je eine Mischgabel 6, die zur Verdeutlichung in einem gestrichelten Kreis rechts unten in der Zeichnung noch einmal getrennt dargestellt ist. Jede Mischgabel 6 besitzt eine Achse 7, mit der sie in der Wippe 2 gelagert ist, sowie zwei äußere Arme 8, 9 und einen kürzeren, mittleren Arm 10. Alle drei Arme sind mit der Achse 7 verschraubt, so daß sie leicht ausgetauscht werden können. Die Achse 7 liegt in der mittleren, durch die Wippe 2 und die Steuerflügel 5 gebildeten Ebene und schneidet die Verstellachse Yl-Yl der Steuerflügel.

Vom freien Ende der äußeren Arme 8, 9 führt je eine Stange 11, 12 zu Armen 13, 14 der Taumelscheibe 15. Diese Arme besitzen gleiche Entfernung oder gleichen Winkelabstand von der Taumelscheibenachse Y2-Y2, um die die Taumelscheibe 15 zur Verstellung der Steuerflügel 5 verschwenkt wird. Vom freien Ende des mittleren Arms 10 der Mischgabel 6 führt je eine Stange 16 zum Verstellhebel . 17 des zugeordneten Hauptrotorblatts, wodurch in an sich bekannter Weise der Anstellwinkel der Hauptro'torblätter 18. veränderbar ist. Die nur schematisch dargestellte Taumelscheibe 15 ist in bekannter

und nicht dargestellter Weise in ihrer Neigung und ihrer Höhe verstellbar.

Alle Steuerfunktionen werden von den Mischgabeln 6 wie folgt übertragen:

1) Direktansteuerung des Rotors zyklisch und kollektiv:

Wird die Taumelscheibe 15 um die Achse X-X geneigt, so wird diese Bewegung durch die Arme 13, 14 und die Gestänge 11, 12 auf die äußeren Arme 8, 9 der Mischgabeln 6 und dann weiter über die mittleren Arme 10 und die Stangen 16 an die Verstellarme 17 und damit an die Rotorblätter 18 im Sinne einer zyklischen Blattverstellung übertragen.

Wird die Taumelscheibe 15 in Richtung Z-Z vertikal verschoben, so wird diese Bewegung mit den gleichen, vorstehend beschriebenen Bauteilen über die Mischgabeln 6 an die Hauptrotorblätter 18 im Sinne einer kollektiven Blattverstellung weitergeleitet. In beiden Fällen erfolgt keine Beeinflussung der Wippe 2 und damit der Steuerflügel 5, da die Mischgabeln 6 mit ihrer Achse 7 beweglich in der Wippe 2 gelagert sind.

2) Steuerung der Stabilisierung:

Wird die Taumelscheibe 15 um die Achse Y2-Y2 geneigt, so wird diese Bewegung über die Arme 13, 14 und die Gestänge 11, 12 an die Arme 8, 9 der Mischgabeln 6 übertragen. Da die Bewegungsrichtung der Stangen 11, 12 hierbei gegenläufig ist, wird jetzt die Achse 7 der Mischgabeln 6 gekippt und diese Bewegung auf die Wippe 2 mit den Steuerflügeln 5 übertragen. Dadurch erfolgt eine zyklische Drehung der Steuerflügel 5 um die Achse Yl-Yl, also eine zyklische Ansteuerung der Stabilisierung.

3) Übertragung der Stabilisierung^ auf den Hauptrotor:

Die stabilisierende Bewegung der Steuerflügel 5 erfolgt in der Richtung A-B (B-A) und bewirkt über die Wippe 2 auf der einen Seite ein Heben und auf der anderen Seite ein Senken der

&igr; * &diams;

Mischgabelachse 7. Diese Bewegungen werden über den mittleren Arm 10 der Mischgabeln 6 wiederum über die Stangen 16 und Arme 17 auf die Hauptrotorblätter 18 übertragen.

Die Mischungsverhältnisse zwischen den einzelnen Funktionen: direkte kollektive Hauptrotorsteuerung, direkte zyklische Hauptrotorsteuerung, zyklische Steuerung öler Stabilisierungsflügel, Übertragung der Stabilisierung auf die Hauptrotorsteuerung,

lassen sich durch unterschiedliche Längen und Abstände der Arme 8, 9, 10, der Mischgabeln &dgr; sowie der Arme 13, 14 der Taumelscheibe 15 beliebig verändern.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß die äußeren Arme 8, 9 der Mischgabeln 6 außerhalb der rahmenförmigen Wippe 2 liegen, die dadurch schmaler gehalten sein kann. Alle Steuerungsfunktionen sind die gleichen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist abweichend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 nur auf einer Seite (links in der Darstellung) der Hauptwelle 1 eine Mischgabel 6 in der Wippe 2 gelagert. Auf der anderen Seite ist in der Wippe 2 eine Hilfsgabel 6^f angeordnet. Diese weist an der-Achse 7 nur einen mittleren Arm 19 auf. Es fehlen demgemäß die äußeren Arme 8, 9 der Mischgabel 6. Der Arm 19 hat die Länge der äußeren Arme 8, 9 und ist mit seinem freien Ende über eine Stange 20 mit einem in der Achse Y2-Y2 der Taumelscheibe 15 liegenden Arm 21 verbunden. Der Arm 19 weist in einem Abstand von der Achse 7, der der Länge des mittleren Arms 10 der Mischgabel 6 entspricht, einen Anlenkungspunkt 22 auf, von dem wiederum eine Stange 16 zum Verstellhebel 17 des zugeordneten Rotorblatts 18 führt.

Die Ansteuerung der Stabilisierung erfolgt bei diesem

• ·

Ausführungsbeispiel nur über die Mischgabel 6 und die gegenläufige Bewegung der Stangen 11, 12. Da der Arm 21 in der Achse Y2-Y2 liegt, bleibt die Stange 20 in' Ruhe. Die Hilfsgabel 6' hat nur die Aufgabe, die zyklische und kollektive Verstellung der Hauptrotorblätter 18 über den Arm 21, die Stange 20, den Arm 19, die Stange 16 und den Hebel 17 sowie auch die Übertragung der Stabilisierung auf die Hauptrotorblätter über den Arm 19, die Stange 16 und den Hebel 17 zu bewirken.

Eine möglichst spielfreie Übertragung aller Steuerbewegungen wird bei allen Ausführungsbeispielen dadurch erreicht, daß alle Drehpunkte wälzgelagert sind.

Claims

Schutzansprüche

1. Rotorkopf für einen Hubschrauber, insbesondere einen ferngesteuerten Modellhubschrauber, mit direkter kollektiver und zyklischer Blattverstellung durch eine Taumelscheibe (15), Stabilisierung durch zyklisch verstellbare Steuer- und Stabilisierungsflügel (5) und Mischung der Stabilisierung mit der direkten Blattansteuerung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflügel (5) an einer rahmenförmig, kardanisch (3, 4) an der Hauptwelle (1) aufgehängten Wippe befestigt sind,

daß in der Wippe (2) wenigstens auf einer Seite der Hauptwelle (1) eine Mischgabel (&bgr;) drehbar gelagert ist, deren Drehachse (7) in der Steuerflügelebene und senkrecht zur gemeinsamen Achse (Yl-Yl) der Steuerflügel (5) liegt,

daß die Mischgabel (6) zwei gleich lange, äußere Arme (8, 9) besitzt, deren freies Ende je über ein Gestänge (11, 12) mit Armen (13, 14) der Taumelscheibe (15) verbunden sind, die gleiche Entfernung von derjenigen Achse (Y2-Y2) der Taumelscheibe (15) besitzen, um die die Taumelscheibe (15) bei der Verstellung der Steuerflügel (5) verschwenkt wird, und

daß die Mischgabel (6) einen weiteren, mittleren Arm (10) besitzt, dessen freies Ende in der. Mitte zwischen den beiden äußeren Armen (8, 9) und auf der Steuerflügelachse (Yl-Yl) liegt, und der über ein Gestänge (16) mit dem Verstellhebel (17) des zugeordneten Hauptrotorblatts (18) verbunden ist.

2. Rotorkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wippe (2) auf beiden Seiten der Hauptwelle (1) eine Mischgabel

(6) gemäß Anspruch 1 gelagert--ist.

3. Rotorkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur auf einer Seite der Hauptwelle (1) eine Mischgabel (6) gemäß

Anspruch 1 angeordnet ist und

daß auf der anderen Seite der Hauptwelle (1) eine Hilfsgabel (6¹) in der Wippe (2) drehbar gelagert ist, die der Mischgabel (6) entspricht, aber nur einen mittleren Arm (19) besitzt, dessen freies Ende über ein Gestänge (20) mit einem Arm (21) der Taumelscheibe (15) verbunden ist, welcher in derjenigen Achse (Y2-Y2) der Taumelscheibe (15) liegt, um die die Taumelscheibe (15) bei der Verstellung der Steuerflügel (5) verschwenkt wird.

4. Rotorkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Arme (8, 9) der Mischgabel innerhalb der Wippe (2) angeordnet sind (Fig. 1).

5. Rotorkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Arme (8, 9) der Mischgabel außerhalb der Wippe (2) angeordnet sind (Fig. 2).

6. Rotorkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und der Abstand der Mischgabelärme (8, 9, 10) sowie der Taumelscheibenarme (13, 14) so gewählt sind, daß gewünschte Größen und gewünschte Mischungsverhältnisse erzielt werden.

7. Rotorkopf nach einem, der Ansprüche .1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme {8, 9, 10, 19) der Mischgabel (.6) bzw. der Hilfsgabel (6¹) mit deren Achse (7) verschraubt sind.

8. Rotorkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflügel (5) direkt oder über Stangen an der Wippe (2) befestigt sind.

9. Rotorkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ' gekennzeichnet, daß die Wippe (2) mit ihren zugeordneten Bauteilen (2, 3, 6 bis 10) unter oder über der Ebene .der Hauptrotorblätter (18) angeordnet ist.