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Hubschrauber-.Spielzeug Jie Erfindung betrifft eiln ilubschrauber-Spielzeug
mit mindestens einer auf einem Stabor drehbar gelagerten Hubschraube; wa'bei der
Stator einen aus zur Hubschraubenachse pä;rallelen Leitflächen gebildeben Rumpf
zur Stabilisierirtw des Pluges,aufweist und am einen Ende eines flexiblen Hohllabels
befetigf ist, von dessen anderem Ende aus der Antrieh der -iübschraube erfolgt.
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Für Spielflugzeuge wurde in Anlehnung an tiorrhäie Flugzeuge schon
vorgeschlagen, am Rufnpf schwenkbar angeomdnete Leitflächen durch zwecks Steuerung
des Spielflugzeugs Kabelzug zu betätigen. Solche Konstruktionen sind aber kompliziert
-,und wenig betriebssicher. Auch wurden solche Lösungen bisher nur dort vorgesehen,
wo es sich um Spielflugzeuge handelt, die an einem Haltekabel auf einer Kreisbahn
um eine zentrale Bedienungsstelle rotieren können, die also keiner Seitenteuerung
bedürfen, wie sie z. B. bei einem Hubschrauber-Spielflugzeug der eingangs erwähnten
Arterwünscht ist.
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Zur Lösung dieser Attigabe ist nach der Erfindung die Anordnung so
getroffen, daß der ganze, aus den Leitflächen gebildete Rumpf mittels eines am Rumpf
befestigten und durch das Hohlkabel hindurchgeführten Steuerfadens von der Antriebsseite
aus um eine zur Richtung des statarseitigen Endes des Hohlkabels annähernd parallele
Achse versehwenkt werden kann.
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Durch die Verwendung des ganzen Rumpfes als Steuerorgan wird nicht
nur eine einfache und gegen Beschädigungen wenig empfindliche Konstruktion, sondern
auch eine relativ große Steuerwirkung erzielt. Ein weiterer Erfindungsgedanke liegt
darin, den Schwerpunkt des Rumpfes bezüglich der Huhschraube tiefer zu legen als
dessen Schwenkachse, so daß die beim Versahwenken des Rumpfes bewirkte Schwerpunktsverlagerung
die Steuerwirkung unterstützt. Schon kleine Schwenkungen des Rumpfes genügen in
diesem Fall, um alle wünschbaren seitlichen Richtungsänderungen des Hubschraubers
rasch und genau durchzuführen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt;
es zeigt Fig. 1 in Seitenansicht ein Hubschrauber-Spielzeug nach der Erfindung mit
durch den Bedienenden betätigbarer Seitensteuerung, Fig. 2 bis 4 im Axialschnitt
nach der Linie 11-11 das Spielzeug in verschiedenen Steuerlagen, Fig.5 schaubildlich
diebedienungsseitigenElemente der Antriebs- und Seitensteuermirotel, Fig. 6 die
Seitenansicht eines zweiten Bcispiels in Betriebslage mit Stabilisierungsmitteln
und Fig. 7 eine Dranfsicht auf Fig. 6.
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Bei den gezeichneten Beispielen ist eine Hubschraube 1 an einer Seilrolle
2 befestigt und mit dieser auf einer fest#s-tehenden Aoh!sa3drehbar gelagert. Die
Achse 3 ist durch Verschraubung mit einem Rphr 4 fest verbunden. Das RolM 4 ist;
in, einem Steg 5 gelagert, der seinerseits an.einem Hubschrauberrumpf befestigt
ist. Der Hu4sphraul@errumpf ist aus zwei Sei.bendeitfläehen 6 und zwei. Querlekflächen
7 gebildet, welche je annähernd parallel zur Achse 3 liegen..
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Die Leitflächen könmnen aus,Papier, Holz oder einem anderen geeigiieten
Material bast-ehen. Der durch diese Leitflächen gebildete Rumpf ist oben und unten
offen, so daß der im Betrieb von der Hubschraube erzeugte Luftstrom den Rumpf praktisch
ungehindert durchströmen kann.
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Am Rohr 4 isst ein senkrecht vom letzteren wegragender Halter 8 befestigt,
an welchem das eine Ende, d. h. das hubschraubenseitige Ende eines flexiblen Hohlkabels
verarü<m-t ist. .Rohr 4, Steg 5, Rumpf 6, 7 und Kabelhalter bilden zusammen den
Stator des Hubschrauber-Spielzeugs. Die Seitenleitflächen 6 liegen annällerod parallel
zur Richtung des hubschraubenseitigen Endes des Hohlkabels 9, während die Querleitfläahen
7 annähernd senkrecht zur Richtung des genannten Kabelendes stehen. Das Hohlkabel
9 besteht zweckmäßig aus eineu- sahTaubenlinienförmigen, Windung an Windung gewickelten,
langen, zylindrischen Feder von relativ kleinen Windungsdu.rchmesser oder aus einem
Kunststoffrohr. Das andere Ende des flexiblen Hohlkabels 9, d. h. das antriebsseitige
Ende, ist an einer Stütze 10 befestigt. An dieser Stütze 10 ist ein .Handgriff 11
befestigt; ferner sind an der Stütze 10 eine Antriebsseilrolle 12 und eine Um.leokrolle
13 drehbar gelagert. An der Antrie#bssei,lroalle isst eine Handkurbel 14 befestigt.
Stütze. Seilrolle, Umlenkrol4-, Handgriff und Kurbel bilden zusamrnen den Antriebsteil,
welcher sich auf
der Antriebsseite des flexiblen Hahlkabeds befindet.
Als Triebmittel für den Antrieb der Hubschraube von der Antriebsseite aus dient
ein endloser Faden 15. Der Antriebsfaden 15 ist um die Antriebessei.lrolle
12 geschlungen und geht über die- Umlemkrol.le durch das flexible Hohlkabel hindurch
auf die Seillroille 2, ist ebenfalls uni diese Seilralle geschlungen und dann durch
das flexible Hohlkabel 9 hindurch zur Antriebsseil.rol.le 12 zurückgeführt Der Verläuf
des endlosen Antriebsfadens ist in Fig. 3 "scheiriatisch eingezeichnet. Der Antriebsfaden
ist unter .leichter Spannung gehalten; so da:B beim Drehen der Antriebsralle
12 die Seilrolle 2 und mit ihr die Hubschraube 1 gedreht werden.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt: Der Bedienende hält mit der einen
Hand den Handgriff 11 fest und dreht mit der andern Hand die Kurbel. Dadurch
wird mittels der Seitlrollen und des Fadens 15 die Hubschraube
1 angetrieben, und der Hubschrauber hebt sich in die Luft. Der Flugbereich
ist natürlich auf die Länge des flexiblen Hohlkabyals 9 beschränkt. Da der
Antrieb durch das flexible Hohlkabel hindurch auch während des Fluges erfolgen kann,
ist die Flugdauer nicht beschränkt. Natürlich könnte die Antriebsseiarolle statt
mit einer Kurbel auch durch einen Motor angetrieben sein.
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Beim gezeichneten Hubschrauber-Spielzeug ist eine Steuerung des Hubschraubers
in Seitenrichtung, d. h. quer zur Verbindungslinie zwischen Bedienendem und Hubschrauber
von der Antriebsseite aus möglich. Der aus den Leitflächen 6 und
7 gebildete Rumpf ist nicht starr mit dem Rohr 4 verbunden. In den am Rumpf
befestigten Verbindungsstegen 5 ist in der Mitte eine auf der Hubschra benachse
senkrecht stehende und zu den Seitenleifilächen parallele und somit auch. zur Richtung
des hubschraubenseitigen Endes des Hohdkabelis 9 annähernd parallele Achse 42 angebracht,
welche quer durch das Rohr 4 hindurchgeht, so daß der Rumpf um diese Achse
42 in Seitenrichtung relativ zum Rohr 4 versehwenkt werden, kann.. Die Verschwenkungs.richfiungen
nach links und rechts sind in.Fig. 2 durch Pfeile angedeutet. Zur Steuerung der
Verschwenkung von der Antriebsseite aus ist ein Steuerfaden 43 vorgesehen. Das Antriebsende
des Steuerfadens 43befindet sich in der Nähe des Handgriffes 11 und ist an einem
Bedienungsring 44 befestigt. Der Steuerfaden 43 ist über eine Umlenkrolle 45 wie
der endlose Antriebsfaden 15 durch das flexible Hohlkabel 9 (oder durch einseparates
flexibles Hohlkabel) hindurchgeführt und gelangt auf eine Umlenkrolle 46, welche
sich zwischen denn Umlenkrollen 28 und 29 des Antriebsfadens 15 befindet und auf
der gemeinsamen Achse 30 drehbar gelagert ist. Von der Umilenkrolle 46 ist
der Steuerfaden 43 nach unten auf eine am Ende des Rohres 4 drehbar gelagerte Umlenkrolle
47 geführt, und von hier auf die untere Kante der rechten Sei:tenleitfläche
6, wo der Steuerfaden befestigt ist. An der Rollenachse 48, welche im Rohr
4 befestigt ist, ist das eine Ende einer Zugfeder 49 eingehängt. Das andere
Ende dieser Feder ist an der unteren Kante der linkem Seiternleitfläche 6 befestigt.
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Die Wirkungsweise ist wie folgt- Der Bedienende, welcher mit der einen
Hand den Handgriff 11 festhält, greift mit dem Zeigefinger der gleichen Hand
in den Bedienungsring 44 und kann so. das Fadenende des Steuerfadens gegen den Handgriff
11 anziehen -oder wieder loslassen. Beirr Anziehen .des Steuerfadens bewegt
sich dieser in der in den Fig. 1 und 2 durch punktierte Pfeile markierten Richtung.
Dadurch wird die Unterseite des Rumpfes - um die Achse 42 - nach links verschwenkt,
und die Zugfeder 49
wird gespannt. Dieser Zustand isst in Fig. 3 gezeirhnet.
Beim Loslassen. des Steuerfadens 43 bewegt sich dieser in der entgegengesetzten
Richtung, und die Unterseite des Rumpfes wird durch die Wirkung der Zugfeder 49
nach rechts verschwenkt (Fig. 4). Durch Ziehen und Loslassen des Bedienungsrings
44, d. h. durch Anspannen und Loslassendes Steuerfadens auf der Antriebsseite,
kann somit der ganze Rumpf relativ zur Hubschraubenachse seitlich verschwenkt werden,
wodurch sich die Winkelstellung der Seitenleitflächen in bezug auf die Hubschraubenachse
verändert. Dadurch ist aber auch die gewünschte Steuerung in Seitenrichtung (Seitensteuerung)
ermöglicht. Denn der - oben und unten offene - Rumpf wirkt mit seinen Seitenleitflächen
6 ähnlich wie das Heckseitensteuer eines Flugzeugs. Die Rumpfstellung gemäß Fig.3
(angespannter Steuerfaden) wird eine Bewegung des Hubschraubers in der Zeichnung
nach links und die Rumpfstellung gemäß Fig.4 (losgelassener Steuerfaden) eine solche
nach rechts zur Folge haben. Die durch die Rumpfschwenkung bedingte Schwerpunktsverlegung
unterstützt noch diese Steuerwirkung. Die Vorwärts- und Rückwärtss:teuerung erfolgt
dadurch, daß sich der Bedienende mit dem Antriebsseil vorwärts oder rückwärts bewegt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4 gestattet somit dem Bedienenden, den Hubschrauber
während des Fluges in allen Koordinatenri.chtungen von der Antriebsseite aus zu
steuern, und es können z. B. auch Ziellandungen, vorgenommen werden.
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In Fig. 5 ist eine Variante der bedienungsseitigem Antriebs- und Seitensteuerelemente
dargestellt. Das Hohlkabel 9, der Handgriff 11 und die Seilrolle 12 sind versetzt
zueinander an einer Stütze 10 angeordnet, und zwar ragen der Handgriff
il und die Kurbel 14 auf entgegengesetzten Seiten von der Stütze
10
weg. Im hohlen Handgriff 11 ist ein S.teaerbolzen 60
beweglich
geführt, an dessen innerem Ende das bedienungsseitige Ende des Steuerfadens
43 befestigt ist. Beim Hineindrücken des Steuerbolzens wird der Steuerfaden.
angespannt und beim Loslassen des Steuerbolzens ebenfalls losgelassen. Der Bedienende
hält den Handgriff 11 mit der linken Hand, wobei das Ende 10" der
Stütze 10 arm Körper des Bedienenden abgestützt wird. Der Bedienende kann nun mit
dean Daumen der linken Hand den Steuerbolzen 60 in den Handgriff
11 hineindrücken oder loslassen. Beim Hineindrücken (Bewegung des Daumens
nach links) wird der Hubschrauber nach links seitengesteuert, und beim Loslassen
(Bewegung des Daumens nach rechts) wird der Hubschrauber nach rechts seitengesteuert.
Der Vorteil der Ausführungsform nach Fig. 5 liegt darin, daß der Hubschrauber stets
der Richtung der Steuerbewegung des Daumens folgt. Mit der rechten Hand wird die
Kurbel 14 betätigt.
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Die Leitflächen 6 und 7 dienen vor allem dazu, das Pendeln
des Hubschraubers beim Flug und dessen Absturz zu verhindern, d. h. sie dienen zur
Stabilisierung des Fluges. Zu diesem Zweck sind die Leitflächen unter der Hubschraube
annähernd innerhalb des von ihr erzeugtenLuftstromes und annähernd parallel zur
Hubschraubenachse, d. h. parallel zur Lu£tströmun.gsrichtung angeordnet.
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Die Wirkung der Leitflächen allein ist aber für den stabilen Dauerflug
des Hubschraubers noch nicht genügend, sondern es müssen Mittel vorgesehen sein,
um die,durch das resultierende Reaktionsdrehmoment dar Hubschraube bedingte Drehun=g
des Hubschmubers
um die Hubschrauberach se vollständig zu verhindern.
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Diese Mittel und Maßnahmen zur Erzielung der Stabilität gegen Verdrehen
des Hubschraubers sind beispielsweise an Hand von Fig.6 und 7 erläutert. Die Ausführungsform
von Fig. 6 und 7 entspricht ungefähr derjenigen von Fig.1. Auch hier steht das hubschraubenseitige
Ende des flexiblen Hohlkabels 9 etwas schief auf der Hubschraubenachse (Fig.6).
Diese Schiefs.telllung verkleinert das Drehmoment, welches vorn Hohlkabel 9 auf
den Hubschrauber bei dessen Höhersteigen im Sinne des punktierten Pfeiles von Fig.
6 wirkt und den Hubschrauber gegen den Bedienenden hin zu kippen sucht. Damit derAuf-
und Ablauf des Antriebsfadens 15 auf die Seilrolle 2 rechtwinklig zur Hubschraubenachse
erfolgen kann, sind auf- und ablaufender Teil des Fadens 15 über die Umlerikrollen
28 und 29 .geführt, welche auf der Achse 30 drehbar gelagert sind. Die Achse 30
ist im Kabelha,lter verankert.
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Der Schwerpunkt S des Hubschrauberrumpfes befindet sich beim Beispiel
nach den Fig. 6 und 7 nicht in der Hubschrauberachse, sondern, von der Antriebsseite
aus gesehen, hinter dieser Achse. Dadurch wird im Flug die Hubschraubenachse zur
Vertikalen geneigt, derart, daß die Auftriebskraft K nicht mehr vertikal nach oben,
sondern, von derAntriebsseibe aus gesehen, um den Winkel a in Fig. 6 nach hinten
ge-
richtet ist.
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Die Auftriebskraft K enthält somit eine Komponente, Kx, welche die
Tendenz hat, das auf der Antriebs6eite festgehaltene flexible Hohlkabel 9 zu strecken,
d. h. das Hohlkabel auf Zug zu beanspruchen.
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Durch die Wirkung dieser das Hohlkabel 9 stmeakenden Kraftkomponente
Kx ist es möglich, das Reaktions@drehmoment der Hubschraube aufzuheben. Dies ist
aus Fig. 7 deutlich ersichtlich. Die Hubschraube dreht im Sinne der Pfeilre 31 und
32. Dadurch entsteht auf dem Hubschrauber ein Reakti,onsdreh:momemt im Sinne des
Pfeiles 33. Dieses Reaktionsdrehmoment kann jedoch kompensiert werden durch das
Kräftepaar der Kräfte Kx und K'x, wobei die Kraft Kx die durch die Verslagerung
des Schwerpunktes S und Schrägstellung der Hubschrauberachse gegenüber der Vertikalen
erzeugte Kraftkomponente des Auftriebs und die Kraft K'x deren Reaktionskraft im
flexiblen Hahlkgbel 9 isst. Die Distanz d, d. h. der Abstand vom Befestigungspunkt
des flexiblen Hohlikabels am KabelhaIter 8 bis zur Hubschraubenachse darf ni:clt
zu klein sein, damit das Drehmoment des Kräftepaares Kx, K'x genügend groß wird.
Zur Aufhebung des Reaktionsdrehmomentes ,maß somit das flexible Hohlkabel eine gewisse
Strecke von der Hubschraubenachs'e entfernt am Hubschrauber befestigt sein, d. h.
der Kabelhalter 8 maß eine gewisse minimale Länge aufweisen. Natürlich kann die
Länge d (Fig. 7) kleiner sein, wenn das hubschrauberseitige Ende des HohlkabelG
9 z. B. durch einen Stahldraht. oder ein anderes geeignetes Mittel auf eine gewisse
Länge zusätzlich versteift wird.
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Die das flexible Hohlkabel 9 streakende Kraftkomponente Kx des Auftriebs
des Hubschraubers kann dadurch erzielt werden, daß die Querleitflächen 7 (Fig.6)
gegen die Hubschrauberachse um einen kleinen Winkel ß geneigt sind, denn hierdurch
wird ebenfalls eigne Schrägstellung der Hubschrauberachse nach hinten (von der Antriebsseite
aus gesehen) erzielt.
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Bei den beschriebenen Ausführtung,sbeispielen, erfolgte der Antrieb
der Hubschraube mittels eines endlosen Fadens 15 (gemäß dem Antriebsschema von Fig.
3), deren .hin- und rücklaufende Teile durch ein gemeinsames, flexibles Hohltkabel9
hindurchgeführt sind; die beiden Fadenfelle könnten aber auch je durch ein separates
Hohlkabel hindurchgeführt sein. Der Antrieb der Hubschraube' von der Antriebsseite
aus könnte jediach auch mittels eines durch das flexible Kabel geführten, nicht
endlosen Zugfadens erfolgen, welcher am Stato@r des Hubschraubers durch, eine Feder
angespannt wird und welcher die Hubschraube über ein mechanisch gleichrichtendes
Element antreibt, derart, daß beirr periodischen Ziehen und Loslassen des Zugfadens
auf der Antriebsseite die Hubschraube gleichsinnig gedreht wird. Das mechanisch
gleichrichtende Element kann z. B. ein Ratsahirad mit Klinke oder eine einen Zylinder
satt umsahliagrnde zylindrische Feder sein. Ferner könnte der Antrieb der Hubschraube
von der Antriebsseite aus mittels einer durch dass flexible gelegten flexiblen Welle
in bekannter Art erfolgen.
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Der endlose Antriebsfaden 15 wird zweckmäßig aus Nylon hergestellt,
da Nylon außer den vorteilhaften Festigkeitseigen.sahaften sich noch speziell für
die Bildung endloser Fadenschleifen eignet.
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Die Erfindung beschränkt sich, nicht auf Spielzeug-Hubschrauber mit
einer einzigen Hubschraube. Es könnten. auch z. B. zwei koaxiale im Gegensinne angetriebene
Hubschrauben vorgesehen sein.