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Title:
COUPLING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/070098
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a coupling, particularly for connecting a rotor (221) of an ultralight model helicopter to a drive motor. Said coupling comprises a first drive element (202), which can be set in rotation by a drive motor (214) and comprising at least one drive shaft (204), to which a driving torque supplied by the drive motor (214) can be at least partially transmitted. The invention provides that: a) a torque transmission to the at least one drive shaft (204) is effected via a running wheel (206); b) an actuating device (207, 209) exerts a variable force (F) onto the running wheel (206) in order to press the running wheel (206), if necessary, against the first drive element (202), and; c) the force (F) is varied using a magnetic field, which can be influenced by the electrical control of at least one coil (205) that is a component of the actuating device (205, 209).

Inventors:
VOGEL HERIBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/002155
Publication Date:
September 12, 2002
Filing Date:
February 28, 2002
Export Citation:
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Assignee:
VOGEL HERIBERT (DE)
International Classes:
A63H27/04; A63H27/133; B64C27/04; B64C27/12; B64C27/68; F16D27/10; F16D27/102; F16D28/00; F16H13/12; (IPC1-7): A63H27/00
Domestic Patent References:
WO1996006005A11996-02-29
Foreign References:
US4257147A1981-03-24
US2688206A1954-09-07
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Claims:
Ansprüche
1. Kupplung, insbesondere zur Verbindung eines Rotors (211) eines Ultraleichtmodellhelikopters mit einem An triebsmotor, mit einem ersten Antriebselement (202), das von einem Antriebsmotor (214) in Rotation versetzt wer den kann, und mit zumindest einer Abtriebswelle (204), auf die ein von dem Antriebsmotor (214) geliefertes An triebsmoment zumindest teilweise übertragen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Momentenübertragung auf die zumindest eine Abtriebswelle (204) über ein Laufrad (206) er folgt, dass eine Stellvorrichtung (207,209) auf das Lauf rad (206) eine variierbare Kraft (F) ausübt, um das Laufrad (206) gegebenenfalls gegen das erste An triebselement (202) zu drücken, und dass die Kraft (F) über ein Magnetfeld variiert wird, das durch die elektrische Ansteuerung von zu mindest einer Spule (205) beeinflussbar ist, die Bestandteil der Stellvorrichtung (205,209) ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (205,209) weiterhin ein mag netisierbares Element (209) aufweist, das in kraft schlüssiger Verbindung mit dem Laufrad (206) steht.
3. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisierbare Element (209) durch einen Permanentmagneten (209) und/oder eine weitere Spule gebildet ist.
4. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbin dung zwischen dem Laufrad (202) und dem magnetisierbaren Element (209) über einen Hebel (208) erfolgt.
5. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad ohne elektri sche Ansteuerung der Spule (205) eine Ruhestellung ein nimmt, in der keine Momentenübertragung stattfindet.
6. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (204) elastisch biegbar ist.
7. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (204) eine Ruhestellung des Laufrades (202) vorgibt.
8. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebselement (202) auf einer Welle (201) angeordnet ist, und dass auf der Welle (201) ein zweites Antriebselement (203) ange ordnet ist, gegen das das Laufrad (202) ebenfalls mit einer variierbaren Kraft gedrückt werden kann, um die Abtriebswelle (204) mit entgegengesetzter Drehrichtung anzutreiben.
9. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Laufrad (206) und einem ersten Antriebselement (202) beziehungsweise einem zweiten Antriebselement (203) reibschlüssig erfolgt.
10. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (201) eine Haupt rotorwelle (201) ist, die einen Hauptrotor (212) an treibt.
11. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (204) mit einem Rotor (211) in Verbindung steht.
12. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (211) ein Heckro tor (211) ist.
13. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (204) im Bereich des Rotors (211) durch ein Lager (210) gelagert ist.
14. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Ab triebswelle vorgesehen ist, die wie die zumindest eine Abtriebswelle (204) angetrieben wird.
15. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentenübertragung auf die weitere Abtriebswelle unabhängig von der Momenten übertragung auf die zumindest eine Abtriebswelle (204) variierbar ist.
16. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Antriebselement (202) und/oder das zweite Antriebselement (203) eine Außenverzahnung aufweist, die in ein auf der Antriebsmo torabtriebswelle angeordnetes Zahnrad (213) eingreift, um das erste Antriebselement (202) und/oder das zweite Antriebselement (203) in Rotation zu versetzen.
17. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule (205) impulsförmig erfolgt.
18. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule (205) volldigital erfolgt.
19. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule (205) in Abhängigkeit von Sig nalen erfolgt, die von einem GyroSystem geliefert wer den.
20. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule (205) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Abtriebswelle (204) und/oder in Abhängig keit von dem auf die Abtriebswelle (204) übertragenen Moment erfolgt.
21. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (214) derart angesteuert wird, dass die Drehzahl des ersten Antriebselements (202) und/oder des zweiten Antriebsele ments (203) unabhängig von dem auf die zumindest eine Abtriebswelle (204) übertragenen Moment einstellbar ist.
22. Bausatz zur Herstellung einer Kupplung, insbesondere zur Verbindung eines Rotors eines Ultraleichtmodellheli kopters, nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Description:
Kupplung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung, insbe- sondere zur Verbindung eines Rotors eines Ultraleichtmo- dellhelikopters mit einem Antriebsmotor, mit einem ers- ten Antriebselement, das von einem Antriebsmotor in Ro- tation versetzt werden kann, und mit zumindest einer Abtriebswelle, auf die ein von dem Antriebsmotor gelie- fertes Antriebsmoment zumindest teilweise übertragen werden kann.

Stand der Technik Beispielsweise im Zusammenhang mit Modellhelikoptern ist es bekannt, den Auftrieb sowie Nick-/Roll des Hauptro- tors über ein komplexes Gestänge zu steuern, das an Ser- vomotoren angeschlossen ist. Zum Antrieb des Heckrotors sind insbesondere zwei Lösungen üblich. Bei der ersten Lösung erfolgt die Verbindung des Heckrotors mit dem Hauptantrieb über ein Getriebe, das durch einen Servomo- tor gesteuert wird, eine optionale Kupplung und eine Abtriebswelle. Bei der zweiten Lösung wird der Heckrotor von einem separaten Motor angetrieben. Die erste Lösung wird üblicherweise herangezogen, wenn ein Verbrennungs- motor als Hauptantrieb verwendet wird. Ein zweiter, nur für den Antrieb des Heckrotors vorgesehener Verbren-

nungsmotor wäre, insbesondere im Bereich des Heckrotors, zu schwer. Ein Elektromotor benötigt einen aufwendigen Generator oder schwere Akkus. Die zweite Lösung wird insbesondere bei elektrisch angetriebenen Modellen ein- gesetzt, weil als Antrieb für den Heckrotor aufgrund der geringen benötigten Leistung derzeit ausschließlich Elektromotoren verwendet werden können. Ferner ist es bekannt, das Gyro-System, das zur Stabilisierung um die Hauptrotorwelle den Heckrotorschub regelt (beziehungs- weise weitere Raumachsen wie beispielsweise Nick oder Roll), als ein separates System in einem eigenen Gehäuse vorzusehen, das an das Gesamtsystem angeschlossen werden kann.

Die beschriebenen konstruktiven Ausführungen haben zur Folge, dass herkömmliche Konstruktionen relativ schwer- gewichtig sind, weil sie neben den genannten konstrukti- ven Merkmalen besonders hinsichtlich Steifheit und Fes- tigkeit dahingehend optimiert sind, einen eventuellen Absturz zu überstehen ohne größeren Schaden zu nehmen.

Jedes Mehrgewicht benötigt wiederum stärkere und dadurch notwendigerweise schwerere Motoren und deren Energiever- sorgung, wie zum Beispiel Akkus. Dies führt dazu dass bisher beispielsweise kein kommerzielles Angebot von Modellhelikoptern mit einem Gewicht < 200 Gramm exis- tiert. Die Helikopter, die diese Grenze erreichen, ba- sieren noch auf herkömmlicher Technologie und werden oft als sogenannte Indoor-Helikopter angeboten. Die Erfah- rung zeigt jedoch, dass vor allem Fluganfänger Probleme haben, das Modell in Zimmerräumen erfolgreich zu steu- ern, daher sind mit Indoor eher Hallenräume gemeint. Bei Abstürzen nimmt das Modell trotz robuster Bauweise oft-

mals Schaden. Grund hierfür ist das immer noch recht hohe Gewicht und die damit verbundenen Trägheitskräfte des Modellhelikopters. Um den Auftrieb des Hauptrotors variabel zu steuern (Pitch, Nick und Roll), wird in her- kömmlichen Hauptrotorsteuerungen eine variable Steuerung des Anstellwinkels der Rotorblätter über Servomotoren, Taumelscheibe, Hillerpaddel und so weiter erreicht. Es sind zwar einzelne Prototypen von Modellhelikoptern be- kannt, die bis zu 40-50 Gramm leicht sind, jedoch basie- ren auch diese Prototypen auf der herkömmlichen Techno- logie, sind entsprechend aufwendig herzustellen und sind daher für eine Serienfertigung ungeeignet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kupplung dahingehend weiterzubilden, dass sie in Leichtbauweise und kostengünstig herstellbar ist und eine exakte Einstellung beziehungsweise Regelung des übertragenen Moments ermöglicht.

Vorteile der Erfindung Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Kupplung baut auf dem gattungsgemä- ßen Stand der Technik dadurch auf, dass eine Momenten- übertragung auf die zumindest eine Abtriebswelle über ein Laufrad erfolgt, dass eine Stellvorrichtung auf das

Laufrad eine variierbare Kraft ausübt, um das Laufrad gegebenenfalls gegen das erste Antriebselement zu drü- cken, und dass die Kraft über ein Magnetfeld variiert wird, das durch die elektrische Ansteuerung von zumin- dest einer Spule beeinflussbar ist, die Bestandteil der Stellvorrichtung ist.

Beispielsweise im Zusammenhang mit einem Ultraleichtmo- dellhelikopter ermöglicht es die erfindungsgemäße Lö- sung, dass der Hauptrotor und der Heckrotor mit nur ei- nem Antriebsmotor, insbesondere einem Elektromotor, an- getrieben werden, wobei die Drehzahl des Heckrotors über die Einstellung der durch die erfindungsgemäße Kupplung übertragene Momente variiert werden kann, indem die zu- mindest eine Spule in geeigneter Weise angesteuert wird.

Die erfindungsgemäße Lösung kann auch bei Fluggeräten eingesetzt werden, die mehrere Hauptrotoren aufweisen.

Wenn beispielsweise drei an den Ecken eines Dreiecks vorgesehene Rotoren oder vier an den Ecken eines Vier- ecks vorgesehene Rotoren vorgesehen sind, ermöglicht es die erfindungsgemäße Kupplung, alle Rotoren mit nur ei- nem zentralen Antriebsmotor anzutreiben. In diesem Fall sind drei beziehungsweise vier Abtriebswellen vorgese- hen, denen vorzugsweise jeweils eine jeweilige Stellvor- richtung zugeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Kupplung kann in vielen Fällen auf aufwendige Getriebe verzichtet werden, die beim Stand der Technik dazu er- forderlich sind, die Drehzahl der Abtriebswelle unabhän- gig von der Drehzahl des Antriebselementes zu variieren.

Durch die Mehrfachverwendung der Kupplung kann statt mehrerer leistungsschwacher Motoren ein zentraler Motor verwendet werden, was in der Regel zu höherer Effizienz,

besserer Ausfallsicherheit, Gewichtsersparnis und gerin- geren Herstellkosten führt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stellvorrichtung weiterhin ein magnetisierbares Element aufweist, das in kraftschlüssiger Verbindung mit dem Laufrad steht. Das magnetisierbare Element leistet einen Beitrag zu dem Magnetfeld, über das die Kraft variiert wird, mit der das Laufrad gegen das erste Antriebselement gedrückt wird.

In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise vorgesehen, dass das magnetisierbare Element durch einen Permanentmagne- ten und/oder eine weitere Spule gebildet ist. Bei bevor- zugten Ausführungsformen wird nur ein Permanentmagnet verwendet, damit eine elektrische Ansteuerung der weite- ren Spule nicht erforderlich ist.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Laufrad und dem magnetisierbaren Element über einen Hebel erfolgt. Über die Wahl der Län- gen der Hebelarme kann in diesem Fall der Arbeitsweg der Stellvorrichtung und/oder die Größenordnung der auf das Laufrad auszuübenden Kraft an die jeweiligen Gegebenhei- ten angepasst werden.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, wenn das Laufrad ohne elektrische Ansteuerung der Spule eine Ruhestellung einnimmt, in der keine Momenten- übertragung stattfindet. Es sind jedoch ebenfalls Aus- führungsformen denkbar, bei denen das Laufrad ohne elektrische Ansteuerung der Spule derart vorgespannt

wird, dass es mit einem geeigneten Druck an dem ersten Antriebselement anliegt.

Insbesondere im vorstehend erläuterten Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Ab- triebswelle elastisch biegbar ist. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn die Stellvorrichtung direkt oder über einen Hebel auf die Abtriebswelle ein- wirkt.

Insbesondere wenn die Abtriebswelle elastisch biegbar ist, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Abtriebs- welle eine Ruhestellung des Laufrades vorgibt. Diese Ruhestellung kann entweder derart gewählt werden, dass kein Moment übertragen wird, oder derart, dass ein ge- wünschtes Moment übertragen wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kupplung sieht vor, dass das erste Antriebselement auf einer Welle angeordnet ist, und dass auf der Welle ein zweites Antriebselement angeordnet ist, gegen das das Laufrad ebenfalls mit einer variierbaren Kraft gedrückt werden kann, um die Abtriebswelle mit entgegengesetzter Drehrichtung anzutreiben. Wenn die Abtriebswelle eine elastisch biegbare Abtriebswelle ist, kann bei einer derartigen Ausführungsform beispielsweise vorgesehen sein, dass sich das Laufrad in der Ruhestellung der Ab- triebswelle derart zwischen dem ersten Antriebselement und dem zweiten Antriebselement befindet, dass keine Momente übertragen werden.

Weiterhin ist in besonders bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Verbindung zwischen Laufrad und einem ersten Antriebselement beziehungsweise einem zweiten Antriebs- element reibschlüssig erfolgt.

Insbesondere im Zusammenhang mit einem Ultraleichtmo- dellhelikopter kann vorgesehen sein, dass die Welle eine Hauptrotorwelle ist, die einen Hauptrotor antreibt. Wie erwähnt können gegebenenfalls auch mehrere Hauptrotoren vorgesehen sein.

Insbesondere im vorstehend erläuterten Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die Abtriebswel- le mit einem Rotor in Verbindung steht.

Im Zusammenhang mit einem Helikopter kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Rotor ein Heckrotor ist.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass die Ab- triebswelle im Bereich des Rotors durch ein Lager gela- gert ist. Dies ist insbesondere bei Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen die Abtriebswelle elastisch bieg- bar ist und bei denen die Stellvorrichtung auf einen Endabschnitt der Abtriebswelle einwirkt, der dem Rotor gegenüberliegt.

Wie bereits erwähnt, kann die erfindungsgemäße Lösung bei bestimmten Einsatzgebieten vorsehen, dass zumindest eine weitere Abtriebswelle vorgesehen ist, die wie die zumindest eine Antriebswelle angetrieben wird. Diese Ausführungsform ist beispielsweise bei Fluggeräten vor- teilhaft, die mehrere (Haupt-) Rotoren aufweisen.

In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorge- sehen, dass die Momentenübertragung auf die weitere Ab- triebswelle unabhängig von der Momentenübertragung auf die zumindest eine Abtriebswelle variierbar ist. Es sind jedoch ebenfalls Ausführungsformen denkbar, beispiels- weise wenn vier Abtriebswellen vorgesehen sind, die je- weils einen Rotor antreiben, bei denen jeweils zwei oder mehr Abtriebswellen gekoppelt sind, beispielsweise indem sie durch eine gemeinsame Stellvorrichtung angelenkt werden.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das erste Antriebs- element und/oder das zweite Antriebselement eine Außen- verzahnung aufweist, die in ein auf der Antriebsmotorab- triebswelle angeordnetes Zahnrad eingreift, um das erste Antriebselement und/oder das zweite Antriebselement in Rotation zu versetzen. Es sind jedoch ebenfalls Ausfüh- rungsformen denkbar, bei denen ein Riemenantrieb oder ein Reib-beziehungsweise Laufradantrieb oder derglei- chen eingesetzt wird.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kupplung ist vorgesehen, dass die elektrische Ansteue- rung der zumindest einen Spule impulsförmig erfolgt.

Dabei kann durch die Polarität der Impulse die Arbeits- richtung der Stellvorrichtung variiert werden.

Insbesondere in diesem Zusammenhang ist vorzugsweise weiterhin vorgesehen, dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule volldigital erfolgt. Eine volldigitale Ansteuerung ergibt zum einen vielfältige

Regelungs-beziehungsweise Steuerungsmöglichkeiten und lässt sich zum anderen kostengünstig verwirklichen.

Insbesondere im Zusammenhang mit einem Helikopter, ins- besondere einem Ultraleichtmodellhelikopter, kann vorge- sehen sein, dass die elektrische Ansteuerung der zumin- dest einen Spule in Abhängigkeit von Signalen erfolgt, die von einem Gyro-System geliefert werden. Dies gilt insbesondere, wenn die Abtriebswelle mit einem Heckrotor in Verbindung steht.

Unabhängig vom Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Kupp- lung kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebswelle und/oder in Abhängigkeit von dem auf die Abtriebswelle übertragenen Moment erfolgt. Die Drehzahl beziehungswei- se das Moment werden hierzu vorzugsweise durch geeignete Sensoren erfasst, so dass geschlossene Regelkreise ver- wirklicht werden können.

Vorzugsweise ist weiterhin vorgesehen, dass der An- triebsmotor derart angesteuert wird, dass die Drehzahl des ersten Antriebselements und/oder des zweiten An- triebselements unabhängig von dem auf die zumindest eine Abtriebswelle übertragene Moment einstellbar ist. Dies kann insbesondere im Zusammenhang mit Helikoptern erfor- derlich sein, damit beispielsweise die Drehzahl des Hauptrotors nicht abnimmt, wenn ein größeres Moment auf den Heckrotor übertragen wird, um beispielsweise eine Drehung des Helikopters um die Hauptrotorachse zu ver- meiden oder hervorzurufen.

Jeder Bausatz, der zur Herstellung einer Kupplung, ins- besondere zur Verbindung eines Rotors eines Ultraleicht- modellhelikopters, gemäß einer Ausführungsform der Er- findung geeignet ist, fällt in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche.

Zeichnungen Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen noch näher erläutert.

Es zeigen : Figur la eine Drauf-und Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Flugge- rätes, das die erfindungsgemäße Kupplung auf- weisen kann ; Figuren lbi bis lbiii Beispiele für elektrische Ansteuerungsprofile zur Einstellung von Anstellwinkeln eines Rotor- blattes ; Figur lc eine Drauf-und Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Flugge- rätes, das die erfindungsgemäße Kupplung auf- weisen kann ;

Figur ld eine Seitenansicht einer Stößelanordnung zur Übertragung einer Kraft zur Einstellung eines Rotorblattes ; Figur le eine Drauf-und Seitenansicht einer dritten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Flugge- rätes, das die erfindungsgemäße Kupplung auf- weisen kann ; Figur lf eine Drauf-und Seitenansicht einer vierten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Flugge- rätes, das die erfindungsgemäße Kupplung auf- weisen kann ; Figur 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung zum Antrieb eines Heckrotors ; Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausfüh- rungsform eines Gyro-Systems für ein Fluggerät, das die erfindungsgemäße Kupplung aufweisen kann ; Figur 4a eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Lan- degestells für ein Fluggerät, das die erfin- dungsgemäße Kupplung aufweisen kann ; Figur 4b das Landegestell gemäß Figur 4a im unbelasteten und im belasteten Zustand ;

Figur 4c das Landegestell von Figur 4a, wobei eine Hal- terung zur Befestigung eines Akkus vorgesehen ist ; Figur 5 eine Ausführungsform einer verschiedene Elemen- te tragenden Platine, die im Zusammenhang mit einem Fluggerät, das die erfindungsgemäße Kupp- lung aufweisen kann, verwendet werden kann ; und Figur 6 eine schematische Seitenansicht einer Ausfüh- rungsform eines Fluggerätes, das die erfin- dungsgemäße Kupplung aufweisen kann.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die--folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiel er- folgt beispielhaft für einen Ultraleichtmodellhelikop- ter.

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung zum Antrieb eines Heckro- tors. Der in Figur 2 dargestellte Heckrotorantrieb ba- siert auf dem Prinzip der elektromechanischen Kupplung.

Dabei wird die Kraft von einem Elektromotor 214 über das aus den Zahnrädern 213 und 202 bestehende Getriebe auf die Hauptrotorwelle 201 und damit auf den Hauptrotor 212 übertragen, bei dem es sich insbesondere um den Hauptro- tor 100 gemäß den Figur la bis lf handeln kann. Das auf der Hauptrotorwelle 201 angebrachte, an seiner Untersei- te ebene Zahnrad 202 dient als Lauffläche für ein axial an der elastischen Heckrotorwelle 204 angebrachtes Lauf-

rad 206. Die vom Zahnrad 202 auf das Laufrad 206 über- tragene Leistung kann reguliert werden, indem die An- druckkraft über den über die Spule 205 und den Perma- nentmagneten 209 betriebenen Hebel 208 durch unter- schiedlich lange Stromimpulse 207 variiert wird. Dabei erfolgt die Rückstellung des Laufrades 206 nach jedem Impuls durch die Rückstellkraft der elastischen Heckro- torwelle 204. Durch ein genügend weit vom Laufrad 206 angebrachtes Festlager 210 der Heckrotorwelle 204, kön- nen die elastischen Rückstellkräfte so eingestellt wer- den, dass einerseits genügend Kraft als Rückstellkraft zur Verfügung steht, um das Laufrad 206 wieder in die Ursprungsposition zu überführen, andererseits die Rück- stellkraft jedoch klein genug gehalten werden kann, um von der Hebelvorrichtung überwunden zu werden. Optional besteht noch die Möglichkeit der Schubumkehr des Heckro- tors 211, indem ein zweites Laufrad 203 an die Hauptro- torwelle 201 angebracht wird, so dass das Laufrad 206 je nach Impulsfolge entweder durch das obere Zahn-bezie- hungsweise Laufrad 202 oder das untere Laufrad 203 ange- trieben wird oder in einer inaktiven Mittelstellung ver- harrt.

Figur la zeigt eine Drauf-und Seitenansicht einer ers- ten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Fluggerätes, das die erfindungsgemäße Kupplung aufweisen kann. An einer Hauptrotorplatte 103, die mit einer gelagerten Hauptrotorachse 108 verbunden ist, sind zwei über (nicht dargestellte) Abgreifkontakte elektrisch angeschlossene Spulen 106 symmetrisch zur Hauptrotorachse 108 befes- tigt. Ebenfalls an der Hauptrotorplatte 103 befestigt sind zwei Drehlager 102, in denen jeweils ein Verbin-

dungswinkel 101 gelagert ist, an dessen entgegengesetz- ten Enden ein Permanentmagnet 105 und ein Rotorblatt 104 befestigt sind. Der Permanentmagnet 105 ist so angeord- net, dass ein Gleichstrom 107 durch die Spulen 106 zu einer Auslenkung des Verbindungswinkels 101 und damit einem veränderten Anström-beziehungsweise Anstellwinkel a der Rotorblätter führt. Durch den veränderten Anström- winkel a ändert sich auch die Geschwindigkeit der sich bei drehendem Rotorkopf durch die Rotorblätter 104 nach unten beziehungsweise oben beschleunigten Luft und damit der Auftrieb der Konstruktion. Wird der Spulenstrom 107 wieder unterbrochen, wirken durch die Zentrifugalkraft des Verbindungswinkels 101 und des daran befestigten Permanentmagneten 105 sowie durch die an den Rotorblät- tern 104 angreifenden Kräfte zur Beschleunigung der Luft der Auslenkung entgegen, so dass der Verbindungswinkel 101 wieder in eine Nulllage zurückgestellt wird. Ein Überschwingen wird durch die dämpfenden Eigenschaften der Rotorblätter 104 weitgehend verhindert. Durch An- bringen eines dämpfenden, jedoch flexiblen Anschlags 109 an der Hauptrotorplatte 103 unterhalb des Verbindungs- winkels 101 kann das Überschwingen praktisch vollständig verhindert werden. Durch Anbringen eines die Verbin- dungswinkel 101 verbindenden biegeelastischen Elements 113 können radial zu den Drehachsen der Rotorblätter auftretende Zentrifugalkräfte, die durch die Verbin- dungswinkel 101 verursacht sind, aufgefangen werden, wodurch sich die Reibung in den Drehlagern 102 verrin- gert. Dieser Aufbau lässt sich folgender Maßen zur Steu- erung eines Hauptrotors 100 ausnutzen : durch Anlegen eines Gleichstroms 107 an die Spule 106 kann die Auslen- kung der Rotorblätter 104 permanent verändert werden und

damit der Betrag des zur Hauptrotorachse 108 koaxialen Auftriebs (Pitch). Durch Anlegen einer Wechselspannung, deren Periode synchronisiert ist mit der Drehzahl der Hauptrotorachse 108, kann ein konstanter Auftriebsvektor erzeugt werden, der nicht mehr koaxial zur Hauptrotor- achse 108 ist, sondern der aus einem koaxialen Auf- triebsanteil (Pitch) und einem dazu senkrechten Seiten- antrieb (Nick und Roll) besteht. Dadurch erhält die Kon- struktion dieselben Bewegungsfreiheitsgrade wie herkömm- liche Hauptrotorsteuerungen, ist jedoch durch die direk- te Ansteuerung wesentlich weniger träge und damit schneller ansteuerbar als servo-basierte Rotorsteue- rungssysteme.

Die Figuren lbi-lbiii zeigen Beispiele für elektrische Ansteuerungsprofile zur Einstellung von Anstellwinkeln eines Rotorblattes. Die Pitch-Ansteuerung wird durch eine gleichmäßige Impulsfolge für beide Rotorblätter erreicht, wie sie in Figur lbi dargestellt ist. Um einen ruhigen, schwingungsarmen Lauf zu erhalten, sollte die Impulsfolge eine Periodendauer haben, die klein ist ge- genüber der Zeit, die benötigt wird, um ein Rotorblatt 104 von Ruhe-/Normalstellung auf Maximal-Pitch und zu- rück zur Ruhe-/Normalstellung zu bewegen. Die Nick- /Roll-Ansteuerung kann erfolgen, indem die beiden Rotor- blätter 104 gleichzeitig zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb der Periodendauer T des Hauptrotors 100 immer wieder mit gegenpoligen Impulsen beaufschlagt werden, wie dies in Figur lbii dargestellt ist. Die Länge dieser Impulse bestimmt die Stärke der Nick-/Roll-Kräfte. Um Pitch und Nick-/Roll-Ansteuerung gleichzeitig zu errei- chen, sollten die Pitch-beziehungsweise Nick-/Roll-

Impulse nicht einfach mit Nick-/Roll-Priorität überla- gert werden, weil es dadurch zu Wechselwirkungen zwi- schen Pitch und Nick/Roll kommt. Dies rührt daher, dass bei einem Rotorblatt, bei dem Pitch-und Nick-/Roll- Impulse gleichgerichtet sind, die Nick-/Roll-Wirkung wesentlich geringer ist, als bei einem Rotorblatt, bei dem Pitch-und Nick-/Roll-Impulse entgegengesetzt sind.

Um eine maximale Nick-/Roll-Steuerfähigkeit zu bewahren und dennoch unabhängige Pitch-und Nick-/Roll- Ansteuerungen zu erhalten, muss die Impulsfolge für den Pitch so verändert werden, dass bei Zugabe von Nick- /Roll-Impulsen der Vertikalauftrieb konstant bleibt.

Dies kann relativ einfach durch Verlängerung der Pitch- Impulse auf die Rotorblätter 104 erreicht werden, wie dies durch die gestrichelte Linie in Figur lbiii darge- stellt ist.

Figur lc zeigt eine Drauf-und Seitenansicht einer zwei- ten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Fluggerätes, das die erfindungsgemäße Kupplung aufweisen kann. Um unter Umständen fehleranfällige Schleifkontakte zur Her- stellung einer elektrischen Verbindung zu den Spulen 106 zu vermeiden, sind die Spulen 106 bei der in Figur lc dargestellten Ausführungsform in den nicht-rotierenden Teil des Helikopters verlagert. Die Verbindung zwischen den Rotorblättern 104 und den Permanentmagneten 105 er- folgt hierbei über Verbindungswinkel 101, Ösen 110 und Stößelstangen 111, an denen die Permanentmagnete 105 befestigt sind. Die durch die Stößelstange 105 über die Öse 110 in den Verbindungswinkel 101 eingeleitete verti- kale Kraft führt zu der bereits beschriebenen Auslenkung des Verbindungswinkels 101 und dem beschriebenen Steue-

rungsverhalten, das heißt der Einstellung des Anstell- winkels a. Die Rückstellung der Rotorblätter 104 wird bei der in Figur lc dargestellten Ausführungsform si- chergestellt, indem anstelle des praktisch in die Dreh- achse verlegten Gewichtes des Permanentmagneten 105 Ge- wichte 112 vorgesehen werden.

Figur ld zeigt eine Seitenansicht einer Stößelanordnung zur Übertragung einer Kraft zur Einstellung eines Rotor- blattes. Die Darstellung gemäß Figur ld lässt sich ins- besondere mit der in Figur lc dargestellten Ausführungs- form kombinieren. Gemäß der Darstellung von Figur ld sind die beiden Permanentmagnete 105a, 105b an den Enden zweier ineinander leichtgängig verschiebbarer Stößel- stangen llla, lllb befestigt. Die dünne Stößelstange lllb wird durch magnetische Kraft angetrieben, durch den an ihrem Ende befestigten Permanentmagnet 105b, indem durch die Spule 106b, die koradial zu einem Gleitlager 115b angeordnet ist, ein Strom fließt. Dies gilt analog für die dickere, als Rohr ausgeführte, Stößelstange llla, die die dünnere Stößelstange lllb in axialer Rich- tung führt. Wesentliche Vorteile dieser Konstruktion sind, dass die Lagerung und die Krafteinleitung in die Permanentmagnete 105a, 105b in derselben Ebene erfolgen kann, was erhebliche Kostenvorteile bei der Realisierung der Konstruktion ergibt. Die Anordnung der Stößelstangen llla, lllb ist frei von parasitären Zentrifugalkräften, die aufwendig durch Gegengewichte neutralisiert werden müssten. Durch Wahl eines genügend großen Abstands zwi- schen den Lagern 115a, 115b ist es zudem einfach, die magnetische Wirkung der Spulen 106 zu entkoppeln.

Figur le zeigt eine Drauf-und Seitenansicht einer drit- ten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Fluggerätes, das die erfindungsgemäße Kupplung aufweisen kann. Bei der in Figur le dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine einfacher zu realisierende Variante der Hauptrotorsteuerung, die jedoch trotzdem über Nick- /Roll-Steuermöglichkeiten verfügt. Gemäß der Darstellung von Figur le ist an der Hauptrotorplatte 103, die mit der Hauptrotorachse 108 verbunden ist, eine über (nicht dargestellte) Abgreifkontakte elektrisch angeschlossene Spule 106 befestigt. Ebenfalls an der Hauptrotorplatte 103 befestigt sind zwei Drehlager 102, in denen genau ein Verbindungswinkel 101 gelagert ist, der die beiden Rotorblätter 104 starr miteinander verbindet und an des- sen Querauslegerenden ein Permanentmagnet 105 und ein Gegengewicht 114 angebracht sind. Der Permanentmagnet 105 ist so angeordnet, dass ein Gleichstrom 107 durch die Spule 106 zu einer Auslenkung des Verbindungswinkels 101 und damit einem veränderten Anström-beziehungsweise Anstellwinkel a der Rotorblätter 104 führt. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Figur la werden die Rotorblät- ter 104 jedoch immer gegensinnig ausgelenkt. Wird der Spulenstrom 107 wieder unterbrochen, wirkt die Zentrifu- galkraft des Verbindungswinkels 101, des daran befestig- ten Permanentmagneten 105 und des Gegengewichts 114 der Auslenkung entgegen, so dass der Verbindungswinkel 101 wieder in eine Nulllage zurückgestellt wird. Durch An- bringen eines festen, nicht federnden Anschlags 109 an der Hauptrotorplatte 103 unterhalb des Verbindungswin- kels 101 kann das Überschwingen praktisch vollständig verhindert werden. Dieses Prinzip lässt sich folgender- maßen zur Hauptrotorsteuerung ausnutzen : durch Anlegen

einer Wechselspannung, deren Periode synchronisiert ist mit der Drehzahl der Hauptrotorachse 108 kann ein Kraft- vektor erzeugt werden, der nicht-koaxial zur Hauptrotor- achse 108 ist. Die in Figur le dargestellte Ausführungs- form ist eine erheblich vereinfachte Variante der Aus- führungsform gemäß Figur la. Statt der Ansteuerung von Pitch und Nick-/Roll ermöglicht die in Figur le darge- stellte Ausführungsform nur die Nick-/Roll-Ansteuerung der Rotorblätter 104. Daher setzt diese Ausführungsform voraus, dass die Blattgeometrie der Rotorblätter 104 je nach Drehzahl einen bestimmten Auftrieb erzeugt und da- mit einem festen Pitch entspricht. Bezüglich der Impuls- folge zur Ansteuerung kann die Beschreibung der Nick- /Roll-Ansteuerung im Zusammenhang mit der Ausführungs- form von Figur la herangezogen werden, die in der Figur lbii dargestellt ist. Da keine Überlagerung mit Pitch- Impulsen vorkommt, ist eine Impulskorrektur, wie im Zu- sammenhang mit der Ausführungsform gemäß Figur la be- schrieben, nicht erforderlich.

Figur lf zeigt eine Drauf-und Seitenansicht einer vier- ten Ausführungsform eines Hauptrotors eines Fluggerätes, das die erfindungsgemäße Kupplung aufweisen kann. Um unter Umständen fehleranfällige Schleifkontakte zur Her- stellung einer elektrischen Verbindung zu der Spule 106 gemäß Figur le zu vermeiden, ist die Spule 106 gemäß der Darstellung von Figur lf in den nicht-rotierenden Teil des Helikopters verlagert. Die Verbindung zwischen den Rotorblättern 104 und den Permanentmagneten 105 erfolgt hierbei über den Verbindungswinkel 101, die Öse 110 und die (abgewinkelte) Stößelstange 111, an der der Perma- nentmagnet 105 befestigt ist. Die durch die Stößelstange

111, über die Öse 110 und den Verbindungswinkel 101 ein- geleitete vertikale Kraft führt zu der bereits beschrie- benen Auslenkung des Verbindungswinkels 101 und dem be- schriebenen Steuerungsverhalten. Die Rückstellung der Rotorblätter 104 wird sichergestellt, indem das Gewicht des praktisch in die Drehachse gelegten Permanentmagne- ten 105 durch Gewichte 112 ersetzt wird, die an den äu- ßeren Bereichen des Verbindungswinkels 101 vorgesehen sind. Die Dämpfung eines Dämpfungselements kann ver- stärkt werden, indem eines der Gegengewichte 112 zur Beseitigung der Unwucht an der Hauptrotorplatte 103 be- festigt wird, und nicht am Verbindungswinkel 101. Dies führt dazu, dass in den Drehlagern 102 durch die nicht ausgeglichenen Zentrifugalkräfte der einzelnen Gewichte 112 eine erhöhte Lagerreibung auftritt, die einen dämp- wenden Effekt im Bezug auf die Auslenkung der Rotorblät- ter 104 ausübt. Allerdings führt die erhöhte Lagerrei- bung unter Umständen auch zu einem erhöhten Verschleiß der Lager 102. Die Ausführungsform gemäß Figur lf ent- spricht im Wesentlichen der der Ausführungsform von Fi- gur ld, wobei wahlweise eine der Stößelstangen 111 mit zugehöriger Anordnung aus Permanentmagnet 105 und Spule 106 entfällt.

Wenn die erfindungsgemäße Kupplung bei einem Fluggerät eingesetzt wird, insbesondere bei einem fernsteuerbaren Fluggerät wie beispielsweise einem fernsteuerbaren Ult- raleichtmodellhelikopter, das zumindest einem Rotorblatt aufweist, dessen Anstellwinkel einstellbar ist, kommen insbesondere die folgenden Merkmale als erfindungswe- sentliche Weiterbildungen in Betracht :

dass die Einstellung des Anstellwinkels a des zumin- dest einen Rotorblattes 104, ohne Verwendung eines Elektromotors mit rotierenden Elementen, durch eine Kraft erfolgt, die über ein Magnetfeld erzeugt wird, das durch die elektrische Ansteuerung von zumindest einer Spule 106 variierbar ist. dass das Magnetfeld durch zumindest einen Permanent- magneten 105 und die zumindest eine Spule 106 er- zeugt wird. dass die zumindest eine Spule 106 impulsförmig ange- steuert wird. dass die die Einstellung des Anstellwinkels a des zumindest einen Rotorblattes 104 bewirkende Kraft über einen Verbindungswinkel 101 übertragen wird, der derart an dem zumindest einen Rotorblatt 104 an- gelenkt ist, dass die Stellung des Verbindungswin- kels 101 den Anstellwinkel a des zumindest einen Ro- torblattes 104 festlegt. dass der Verbindungshebel 101 um eine Achse senk- recht zur Rotordrehachse 108 schwenkbar ist. dass die zumindest eine Spule 106 an einer Rotor- platte 103 angeordnet ist, die mit einer Rotorachse 108 in Verbindung steht. dass die elektrische Ansteuerung der zumindest einen Spule 106 über Schleifkontakte erfolgt.

dass an zumindest einem Verbindungshebel 101 zumin- dest ein Permanentmagnet 105 angeordnet ist, der ei- nen Beitrag zu dem Magnetfeld liefert. dass die die Einstellung des Anstellwinkels a des zumindest einen Rotorblattes 104 bewirkende Kraft über zumindest einen Stößel 111 übertragen wird. dass der zumindest eine Stößel 111 an dem Verbin- dungshebel 101 angelenkt ist. dass an dem zumindest einen Stößel 111 zumindest ein Permanentmagnet 105 angeordnet ist, der einen Bei- trag zu dem Magnetfeld liefert. dass die zumindest eine Spule 106 an einem nicht rotierenden Element des Fluggerätes benachbart zu dem zumindest einen Permanentmagneten 105 angeordnet ist. dass es zumindest zwei Rotorblätter 104 aufweist, deren Anstellwinkel a unabhängig voneinander ein- stellbar sind, und dass jedem der zumindest zwei Ro- torblätter 104 zumindest eine Spule 106 zugeordnet ist. dass die zwei mit den Rotorblättern 104 verbundenen Verbindungshebel 101, deren Anstellwinkel a unabhän- gig voneinander einstellbar ist, über ein biegeelas- tisches Element 113 miteinander verbunden sind.

dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse 108 koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) umfasst, dass zumindest zwei Spulen 106, von denen jede einem Ro- torblatt 104 zugeordnet ist, jeweils derart ange- steuert werden, dass die Anstellwinkel a der zumin- dest zwei Rotorblätter 104 gleichsinnig verändert werden. dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse 108 nicht-koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) umfasst, dass zumindest zwei Spulen 106, von denen jede einem Rotorblatt 104 zugeordnet ist, je- weils derart angesteuert werden, dass die Anstell- winkel a der zumindest zwei Rotorblätter 104 gegen- sinnig verändert werden. dass es zumindest zwei Rotorblätter 104 aufweist, deren Anstellwinkel a gekoppelt einstellbar sind. dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse 108 koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) umfasst, dass eine Gleichspannung, insbesondere eine impulsförmige Gleichspannung, an die zumindest eine Spule 106 an- gelegt wird, die zumindest einem Rotorblatt 104 zu- geordnet ist. dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse 108 nicht-koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) umfasst, dass eine Wechselspannung, insbeson- dere eine impulsförmige Wechselspannung, an die zu- mindest eine Spule 106 angelegt wird, die zumindest einem Rotorblatt 104 zugeordnet ist.

dass die Periode der Wechselspannung mit der Dreh- zahl des zumindest einen Rotorblattes 104 synchroni- siert ist. dass die Steuerung eines zu einer Hauptrotorachse 108 koaxialen Auftriebsanteils (Pitch) und die Steu- erung eines zu einer Hauptrotorachse 108 nicht- koaxialen Auftriebsanteils (Nick und/oder Roll) ü- berlagert wird. dass die Ansteuerung der zumindest einen Spule 106 volldigital erfolgt. dass bei der Ansteuerung der zumindest einen Spule bei gleichzeitiger Pitch-Ansteuerung und Nick/Roll- Ansteuerung eine Impulsbreitenkorrektur erfolgt.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Aus- führungsform eines Gyro-Systems für ein Fluggerät, das die erfindungsgemäße Kupplung aufweisen kann. Der in Figur 3 dargestellte Lageregler funktioniert nach dem Prinzip der Masseträgheit. Die Messgröße wird dabei in- duktiv erfasst. Es wird ein möglichst reibungsarm auf der Drehachse 302 gelagerter Rotor 301, dessen Schwer- punkt durch Austarieren mit einem Gegengewicht 306 auf der Drehachse liegt, an einem Ende mit magnetisierbarem Material 303, beispielsweise Ferrit, versehen. Das mag- netisierbare Material 303 wird direkt über eine Spule 304, die an demselben Rahmen befestigt ist wie auch die Drehachse 302 des Rotors 301, in Nulllage positioniert.

Bei Änderungen der Winkellage des Rotors 301 um die Drehachse 302 ändert sich die Induktivität der Spule 304. Durch sukzessive Induktionsmessungen in der Auswer- teelektronik 305 können nun Abweichungen von der Nullla- ge festgestellt werden. Wird dieses System in einen Mo- dellhelikopter eingebaut und sind die Ebene, in der sich Hauptrotor und Rotor 301 des Gyro-Systems bewegen, pa- rallel, dann entspricht die Auslenkung des Rotors 301 aus der Ruhelage einer absoluten Winkeländerung des He- likopters in der Ebene des Hauptrotors und kann als Messgröße für einen Heckrotorregler herangezogen werden.

Die Spule 304 hat noch eine weitere Funktion zu erfül- len : möchte ein Anwender den Modellhelikopter während des Fluges um die Hauptrotorachse drehen, darf diese Vorgabe nicht weggeregelt werden. Stattdessen muss die Auslenkung des Rotors 301 des Gyro-Systems um die Dreh- achse 302 verhindert werden. Dies geschieht, indem man einen Gleichstrom durch die Spule 304 fließen lässt, der in magnetisierbarem Material 302 eine Kraft induziert, die den Rotor 301 magnetisch über der Spule fixiert. Das in Figur 3 dargestellte Gyro-System lässt sich anders als marktübliche Gyro-Systeme sehr leicht in den Aufbau eines Modellhelikopters integrieren, siehe auch Be- schreibung zur Figur 5 beziehungsweise 6.

Figur 4a zeigt eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Landege- stells für ein Fluggerät, das die erfindungsgemäße Kupp- lung aufweisen kann. Figur 4b zeigt das Landegestell gemäß Figur 4a im unbelasteten und im belasteten Zustand und Figur 4c zeigt das Landegestell von Figur 4a, wobei eine Halterung zur Befestigung eines Akkus vorgesehen

ist. Bei dem in den Figuren 4a bis 4c dargestellten Lan- degestell handelt es sich um ein neu konzipiertes, nach dem Feder-Dämpfer-Prinzip funktionierendes Landegestell mit integrierter Klemmvorrichtung für den Helikopter- Aufbau. Das dargestellte Landegestell zeichnet sich vor allem durch sehr hohes Stoßabsorptionsvermögen bei ge- ringem Gewicht und einfacher Herstellbarkeit aus. Zu- sätzlich dient das Landegestell auch als Einspannvor- richtung für den Aufbau/Rahmen des Helikopters, an dem alle weiteren funktionalen Elemente des Modellhelikop- ters angebracht sind. Die beiden Kufen 405 sind über Kufenhalterungen 404 und elastische Federelemente 401, 403 wie in Figur 4a dargestellt über eine Platte 406 zu einem Schlitten verbunden. Dabei ist die Platte 406 ent- weder an der Oberseite des vorderen und hinteren Feder- elementes 401 beispielsweise durch Verkleben angebracht oder an der Unterseite des vorderen und hinteren Feder- elementes 403. Zwischen den vorderen beziehungsweise hinteren Federelementen kann dämpfendes Material 402 angebracht sein. Im oberen Teil von Figur 4b ist das Landegestell im unbelasteten Zustand dargestellt. Die paarweise übereinanderliegenden Federelemente liegen eng aneinander. Der untere Teil von Figur 4b zeigt das Lan- degestell, das mit einer Kraft belastet wird. Die Kufen spreizen sich, die übereinanderliegenden Federelemente gehen auf Distanz. Bei richtiger Dimensionierung kann der entstehende Spalt verwendet werden, um die Halte- platte des Helikopteraufbaus aufzunehmen, siehe Figur 4c, oberer Teil. Nach Entlastung des Landegestells sind die Haltelaschen zwischen den Federelementen einge- klemmt. Die in Figur 4c gezeigten Bohrungen im Landege- stell dienen zum Zentrieren der an den Haltelaschen be-

festigten Zentrierzapfen. Figur 4c zeigt im unteren Teil, dass bei Verwendung magnetischer Zentrierzapfen die Befestigung von Akkus/Batterien mit magnetisierbaren Eisen-oder Nickelgehäuse möglich ist.

Figur 5 zeigt eine Ausführungsform einer verschiedene Elemente tragenden Platine, die im Zusammenhang mit ei- nem Fluggerät, das die erfindungsgemäße Kupplung aufwei- sen kann, verwendet werden kann. Mit der in Figur 5 dargestellten Platine lassen sich alle für die vorstehend erläuterten Funktionen erforderlichen Stellglieder und Mess-Bausteine auf einer Platte integ- rieren, die sich zwischen Landegestell und Aufbau klem- men lässt und selbst tragende Funktionen ausübt. Die völlige Integration von mechanischen und elektronischen Komponenten lässt sich durch Wahl der anhand der Figuren 1 bis 4 beschriebenen Systeme verwirklichen, indem die dort beschriebenen Spulenkörper, die als Stellglieder und beim Gyro-System auch als Teil eines Messsystems verwendet werden, auf einer wie in Figur 5 dargestellten Steuerplatine Platz finden. Der in Figur 5 gezeigte Auf- bau besteht aus einem nach unten offenen U-förmigen Rah- men, der aus einem in die Konstruktion zu integrierenden aktiven Abschnitt 501 mit Mess-und Stellgliedern 502, 503,505,506 und tragender mechanischer Funktion und einem passiven Abschnitt 508 besteht, auf dem aus- schließlich elektronische Bauelemente, wie beispielswei- se ein Mikrocontroller MC und ähnliches, angeordnet sind, die zur Auswertung von Messsignalen und zur Gene- rierung von Steuersignalen aller im Abschnitt 508 ange- brachten Komponenten dienen. Die beiden Abschnitte 501 und 508 sind über eine flexible Brücke 507 miteinander

verbunden, auf der alle zwischen den Abschnitten 501 und 508 notwendigen Leiterbahnen verlaufen. Die auf dem Ab- schnitt 501 angebrachten elektromechanischen Komponenten sind im einzelnen die Spule 506 zur Auslenkung des Ro- tor-Verbindungswinkels (siehe Figur ld, Bezugszeichen 106b), die Spule 504 zum Ansteuern des Heckrotorantriebs (siehe Figur 2, Bezugszeichen 205) und die Gyro-Spule 505 zum Messen von Winkelabweichungen und als Stellglied (siehe auch Figur 3, Bezugszeichen 304). Der Abschnitt 501 ist zusätzlich auch wichtiger Teil des mechanischen Aufbaus, indem er den unteren Teil des Aufbaus des Mo- dellhelikopters darstellt und eines der Lager 506 für die Hauptrotorwelle enthält (siehe auch Figur ld, Be- zugszeichen 115b) und über die Zentrierbohrungen oder Zapfen 502 auf dem in Figur 4 beschriebenen Landegestell befestigt werden kann. Zusätzlich zu dem beschriebenen elektromechanischen und mechanischen Komponenten lassen sich auf der Platine wegen des beschränkten Platzange- bots auch elektronische Bauelemente platzieren, wie bei- spielsweise ein elektronischer Drehzahlmesser 509, der zur Bestimmung der Drehzahl des Hauptrotors vorgesehen ist. Weiterhin ist die völlige Integration aller Bautei- le auf dem Platinenabschnitt 501 denkbar, so dass der passive Abschnitt 508 ganz entfallen kann.

Figur 6 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Aus- führungsform eines Fluggerätes, das die erfindungsgemäße Kupplung aufweisen kann. Platine und Aufbau lassen sich in zwei anhand von Figur 6 beschriebenen einfachen Ar- beitsgängen wie folgt verbinden : an dem anhand von Figur 4 beschriebenen Landegestell 601 wird ein Platinenab- schnitt 202 der in Figur 5 mit 500 bezeichneten Platine

befestigt, indem er auf Zentrierzapfen 604, die in Figur 5 mit 502 bezeichnet sind, des Landegestells 501 gelegt beziehungsweise geschoben wird. Danach werden die Halte- laschen 605 des Aufbaus durch Zusammendrücken der Rah- menseiten 606 in die durch Herunterdrücken des Landege- stells 601 geweiteten Halterungen 607 (siehe auch Figur 4b, unten) geschoben und nach dem Loslassen in die Hal- tezapfen 602 eingerastet. Ergebnis dieses Montagevor- gangs ist eine zwischen Aufbau 603 und Landegestell 601 befestigte und über die Haltezapfen 602 zentrierte Pla- tine. Der verbleibende seitlich überkragende passive Platinenabschnitt (siehe Figur 5, Bezugszeichen 508) kann zwecks Platzökonomie und Stabilität an der Verbin- dungsbrücke (siehe Figur 5, Bezugszeichen 507) an der Verbindungsstelle nach oben geknickt und am Rah- men/Aufbau des Modellhelikopters beispielsweise mit ei- nem Gummiring befestigt werden.

Die vorliegende Erfindung, insbesondere in Kombination mit den nur in der Figurenbeschreibung erläuterten Merk- malen, die alle für die Lösung der Aufgabe wesentlich sein können, zeichnet sich durch die mögliche Leichtbau- weise, volldigital wirkende Stellglieder und neuartige Konzepte für den integrierten konstruktiven Aufbau aus.

Dies ermöglicht beispielsweise eine wirtschaftliche Her- stellung von Modellhelikoptern, die um zirka den Faktor 10-20 leichtgewichtiger sind als auf herkömmlicher Tech- nologie basierende Modellhelikopter, bei gleichen oder geringeren Herstellungskosten. Durch die geringen Abmes- sungen der Bauteile, die durch die Erfindung möglich werden, werden die bei Abstürzen oftmals zerstörerisch wirkenden Biegemomente im Verhältnis zur Festigkeit der

Bauteile wesentlich geringer, so dass beispielsweise die auf der Erfindung basierenden Modelle mindestens ebenso robust sind, wie die auf herkömmlicher Technologie auf- bauenden Modellhelikopter. Das geringere Gewicht führt beispielsweise bei Modellhelikoptern auch dazu, dass in den Rotoren während des Betriebs gespeicherte Energie und damit die Verletzungs-beziehungsweise Schadensge- fahr wesentlich geringer ist, als bei herkömmlichen, deutlich schwereren Modellhelikoptern. Die Erfindung ermöglicht beispielsweise ein fernsteuerbares Fluggerät, das besonders leichtgewichtig ist, mit derzeitig erhält- lichen Antriebsmotoren beispielsweise nur wenige Gramm wiegt, und das dennoch zuverlässig und belastbar ist.

Durch einen modularen Aufbau kann ein mit der erfin- dungsgemäßen Kupplung ausgestattetes Fluggerät außerdem leicht zu anderen Varianten umgerüstet werden.

Obwohl mit den ursprünglichen Anmeldungsunterlagen nicht alle die folgenden Aspekte betreffenden Merkmale bean- sprucht werden, werden im Zusammenhang mit einem mit der erfindungsgemäßen Kupplung ausgestatteten Fluggerät ins- besondere die folgende Teilaspekte als erfindungswesent- lich angesehen : - volldigitale Ansteuerung des Hauptrotors über Mag- netschieber - volldigitale Ansteuerung des Heckrotors über digital angesteuerte Kupplungselemente - vollintegriertes elektromechanisches Gyro-System

neukonzipiertes, nach dem Feder-Dämpfer-Prinzip funktionierendes Landegestell mit integrierter Klemmvorrichtung, beispielsweise für den Helikopter- Aufbau völlige Integration aller für die vorstehend genann- ten Funktion notwendigen Stellglieder und Mess- Bausteine auf einer Platine, die sich zwischen Lan- degestell und Aufbau klemmen lässt und selbst tra- gende Funktionen ausübt.