DE1053369B

DE1053369B - Flying toys, in particular helicopters, with a flexible drive shaft and a coaxial control shaft

Info

Publication number: DE1053369B
Application number: DEE10047A
Authority: DE
Inventors: Juergen Bortfeldt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-12-31
Filing date: 1954-12-31
Publication date: 1959-03-19
Also published as: US2801494A; BE540469A; CH336303A; NL97224C; GB788019A; FR1135914A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFT 1 053 ANMELDETAG:PATENT 1 053 APPLICATION DATE:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DEK
AÜSLEGESCHRIFT:NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE DEK
LEGAL LETTERING:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:ISSUE OF
PATENT LETTERING:

KL.77f 27/04KL.77f 27/04

INTERNAT. KL. A 63 h 31. DEZEMBER 1954INTERNAT. KL. A 63 h DECEMBER 31, 1954

19. MÄRZ 1959MARCH 19, 1959

24. SEPTEMBER 1959SEPTEMBER 24, 1959

STIMMT OBEREIN MIT AÜSLEGESCHRIFTAGREES ABOVE WITH LEGEND

1053 369 (E 10047 XI/77 f)1053 369 (E 10047 XI / 77 f)

Es ist bekannt, allseitig im Raum frei fliegende Flugspielzeuge durch ein besonderes Bedienungsgerät und eine zwischen dem Bedienungsgerät und dem Flugspielzeug vorgesehene biegsame Antriebswelle fernanzutreiben. Hierbei ist auch schon der Vorschlag gemacht worden, durch einen besonderen verschiebbaren Antriebsdraht bzw. durch eine verschiebbare Hülle über der Antriebswelle Steuerkräfte von dem Bedienungsgerät auf das Flugspielzeug zu übertragen. Das Vorsehen einer relativ zu dem Bedienungsgerät bzw. dem Flugspielzeug bewegbaren S teuer leitung ergibt aber einen verwickelten Aufbau desselben bei nicht zuverlässiger Wirkungsweise. Insbesondere ist es nicht möglich, durch eine solche Anordnung einen Hubschrauber so zu steuern, daß er wie das großtechnische Vorbild alle von diesem geforderten Bewegungen, insbesondere Vorwärts- und Rückwärtsflug, ausführt bzw. im Raum stillsteht.It is known to use a special control device to enable flying toys to fly freely on all sides and a flexible drive shaft provided between the operating device and the flying toy to drive afar. The suggestion has already been made here, through a special movable one Drive wire or through a sliding cover over the drive shaft control forces from the Transfer control device to the flying toy. The provision of a relative to the operating device or the flying toy movable S expensive line results but a complicated structure of the same with an unreliable mode of operation. In particular is it is not possible by such an arrangement to control a helicopter in such a way that it is like the large-scale one Prototype all movements required by this, in particular forward and backward flight, executes or stands still in the room.

Es sind auch mit Tragflügeln und Luftschraube versehene, fernangetriebene Flugspitelzeuge bekannt, bei welchen in der Mitte des Flugzeugrumpfes ein Winkeltrieb vorgesehen ist, der eine nach unten gehende, um die Luftschraubenwelle pendelnd befestigte Antriebswelle aufweist, die über eine biegsame Übertragungswelle mit dem Antriebsgerät verbunden ist. Auch hat man, die biegsame Übertragungswelle mit einer Versteifungshülle¹ versehen. Mit einer solchen Einrichtung ist es aber nicht möglich und nicht beabsichtigt, Steuerkräfte von dem Antriebsgerät auf das ■ Spielflugtzeug zu übertragen. Auch ist es nicht möglieh, hierbei eine stabile Fluglage des Spielflugzeuges zu erzielen.There are also known remote-powered aerospace aircraft provided with hydrofoils and propellers, in which an angular drive is provided in the middle of the aircraft fuselage, which has a downwardly moving drive shaft attached to swing around the propeller shaft, which is connected to the drive unit via a flexible transmission shaft. The flexible transmission shaft has also been provided ^{with a stiffening sleeve 1.} With such a device, however, it is not possible and not intended to transfer control forces from the drive device to the toy airplane. It is also not possible to achieve a stable attitude of the toy airplane in this case.

Gemäß der Erfindung wird bei einem allseitig im Raum frei fliegenden Flugspielzeug, das durch ein besonderes Bedienungsgerät fernäntreibbar und fernsteuerbar ist und bei dem die Antriebskräfte mittels einer biegsamen Welle auf den Flugzeugkörper übertragen werden und eine koaxiale weitere biegsame Welle zur Übertragung von Steuerkräften zwischen Antriebsgerät und Flugzeug vorgesehen ist, vorgeschlagen, die Steuerwelle, die in an sich bekannter Weise in einer hohlen, biegsamen Antriebs welle angeordnet ist, mit dem Antriebsgerät und mit dem Flugzeugkörper drehfest zu verbinden. Die Erfindung eignet sich besonders zum Fernantrieb und zur Fernbedienung eines Hubschraubers.According to the invention, with a flying toy that is free-flying on all sides in space, that by a special Control unit can be operated and controlled remotely and in which the drive forces are transmitted to the aircraft body by means of a flexible shaft and a coaxial further flexible shaft for the transmission of control forces between Drive device and aircraft is provided, proposed the control shaft, which is known per se Way is arranged in a hollow, flexible drive shaft, with the drive device and with the To connect aircraft body rotatably. The invention is particularly suitable for remote operation and remote control of a helicopter.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich, wenn die zur Übertragung der Antriebskräfte vorgesehenen Wellen an Flugspielzeug und Bedienungsgerät als Röhrchen ausgebildet und durch eine vorzugsweise als ausgezogene Drahtwendel ausgebildete Hohlwelle verbunden sind, durch die die mit dem Flugspielzeug und dem Bedienungsgerät fest verbundene Steuerwelle geführt ist. Die Steuerwelle Flugspielzeug,A particularly advantageous embodiment of the invention is obtained when the transmission of the Driving forces provided shafts on flying toys and operating device designed as tubes and are connected by a preferably designed as an extended wire helix hollow shaft through which the is guided with the flying toy and the control unit firmly connected control shaft. The steering shaft Flying toys,

insbesondere Hubschrauber,especially helicopters,

mit einer biegsamen Antriebswelle und einer koaxialen Steuerwellewith a flexible drive shaft and a coaxial control shaft

Patentiert für: Max Ernst, NürnbergPatented for: Max Ernst, Nuremberg

Jürgen Bortfeldt, Lehrte, ist als Erfinder genannt wordenJürgen Bortfeldt, Lehrte, has been named as the inventor

bildet hierbei eine Art Führung für die sich drehende Antriebswelle, wobei auch bei durchgebogener Steuerbzw. Antriebswelle eine vollkommen ruhige Kraftübertragung von Antriebsgerät auf das Flugspielzeug gewährleistet wird.forms a kind of guide for the rotating drive shaft, and even when the Steuerbzw is bent. Drive shaft a completely smooth power transmission from the drive device to the flying toy is guaranteed.

Besonders schwierig erscheint die Steuerung eines Hubschraubers in bezug auf Vorwärts- und Rückwärtsflug bzw. Stillstand. Auch diese Aufgabe läßt sich mit der Erfindung in einfacher Weise dadurch lösen, daß Steuer- und Antriebswelle seitlich in den Rumpf .des Flugspielzeuges eingeführt werden. Durch Verdrehen des Bedienungsgerätes werden hierbei über den Steuerdraht Torsionskräfte um die Querachse auf das Flugspielzeug übertragen, so daß je nach der Neigung der Ebene der Hubschraube das Flugspielzeug vorwärts oder rückwärts fliegt oder im Raum stillsteht. Selbstverständlich läßt sich auch in bequemer Weise ein Flugspielzeuig mit starren Tragflügeln für Steig-, Gleit- oder Geradeauisflug steuern.Controlling a helicopter in terms of forward and reverse flight appears particularly difficult or standstill. This object can also be achieved in a simple manner with the invention solve that the control and drive shaft are inserted laterally into the fuselage .des flying toy. Through By turning the control unit, torsional forces around the transverse axis are generated via the control wire the flying toy transferred so that depending on the inclination of the plane of the jack screw the flying toy flies forwards or backwards or stands still in space. Of course, it can also be more convenient Way a flying toy with rigid wings for Control climbing, gliding or straight ice flight.

Ein Ausführungsbeispiel zu der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 6 näher beschrieben. In den Figuren stellt dar:An embodiment of the invention is described in more detail in FIGS. In the figures represents:

Fig. 1 einen Hubschrauber nach der Erfindung in einer Seitenansicht,1 shows a helicopter according to the invention in a side view,

Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten Hubschrauber in einer Ansicht von oben,FIG. 2 shows the helicopter shown in FIG. 1 in a view from above,

Fig. 3 das Bedienungsgerät in einer Seitenansicht,3 shows the control unit in a side view,

Fig. 4 den Rumpf des Hubschraubers in einem Schnitt entsprechend der Linie IV-IV gemäß Fig. 2, ^; 4 shows the fuselage of the helicopter in a section along the line IV-IV according to FIG. 2 ^;

Fig. 5 den Rumpf des Hubschraubers in einem Schnitt entsprechend der Linie V-V gemäß Fig. 1,5 shows the fuselage of the helicopter in a section along the line V-V according to FIG. 1,

Fig. 6 einen Schnitt entsprechend der Linie VI-VI durch das Antriebsgerät gemäß Fig. 3.6 shows a section along the line VI-VI through the drive device according to FIG. 3.

In den Figuren stellen im einzelnen, dar: 1 den im wesentlichen aus zwei Hohlschalen gebildeten Flug-The figures show in detail: 1 the im essentially consisting of two hollow shells

909 606/182909 606/182

zeugrump'f, mit dem die ebenfalls aus einer Hohlschale gebildete Kabine 2 durch Zapfen verbunden ist. Rumpf 1 und Kabine 2 können, damit das Spielflugzeug möglichst leicht wird; aus Leichtmetall, vorzugsweise aus bedrucktem Aluminium, hergestellt sein. S Zur Lagerung der'Rotorwelle 3 und der horizontalen Antriebswelle 4 dient ein vorzugsweise aus Eisenblech bestehendes, im wesentlichen Z-förmiges Blechform-"' teil 5, 6, 7, dessen Schenkel 6 und 7 jeweils mittels zweier Hohlniete 8 mit dem Flugzeugrumpf verbunden sind. An der Querwand 5 sind verschiedene Lappen vorgesehen: die beiidan Lappen 9 und 10, welche zur Lagerung der horizontalen Welle 4 dienen, und die beiden Lappen 11 und 12, welche zur Lagerung der Rotorwelle dienen. Mit der Antriebswelle 4 ist eine Schnecke 13, und mit der Rotorwelle 3 ein entsprechendes Schneckenrad 14 verbunden, welches durch eine Öffnung in der Querwand 5 hindurchragt und mit dem Schneckenrad 13 im Eingriff steht.zeugrump'f, with which the also from a hollow shell formed cabin 2 is connected by pegs. Fuselage 1 and cabin 2 can allow the toy plane becomes as easy as possible; made of light metal, preferably of printed aluminum. S. A preferably made of sheet iron is used to support the rotor shaft 3 and the horizontal drive shaft 4 existing, essentially Z-shaped sheet metal "'part 5, 6, 7, the legs 6 and 7 each means two hollow rivets 8 are connected to the aircraft fuselage. On the transverse wall 5 are different flaps provided: the beiidan flaps 9 and 10, which serve to support the horizontal shaft 4, and the two tabs 11 and 12, which are used for storage serve the rotor shaft. With the drive shaft 4 is a worm 13, and with the rotor shaft 3 a corresponding one Connected worm wheel 14, which protrudes through an opening in the transverse wall 5 and meshes with the worm wheel 13.

Das obere Ende der Rotorwelle 3 ist: mit einem verstärkten Ansatz 15 versehen, auf .den der Rotor z. B. aufgenietet werden kann. Der Rotor selbst ist dreiflüglig ausgebildet und besteht im wesentlichen aus dem sternförmigen Nabenteil 16 und den Luftschraubenblättern 17, die jeweils z.B. mittels zweier Hohlniete 18 mit dem Nabenteil verbunden sind. Der Rotor ist mit einem möglichst kleinen Trägheitsmoment ausgebildet, so· daß also nur geringe Beschleunigungskräfte vom Bedienungsgerät auf die Rotorwelle übertragen werden müssen. Es bestehen daher die Blätter des Rotors nur aus dünnen, schwach gewölbten, vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellten Folien. Im übrigen hat sich gezeigt, daß die. Rotorblätter aus relativ elastischem Material bestehen können, da. sie bei Rotation durch die Zentrifugalkräfte horizontal gespannt werden.The upper end of the rotor shaft 3 is: with a reinforced Approach 15 provided on .den the rotor z. B. can be riveted. The rotor itself is three-bladed formed and consists essentially of the star-shaped hub part 16 and the propeller blades 17, which are each connected to the hub part by means of two hollow rivets 18, for example. The rotor is designed with the smallest possible moment of inertia, so that only low acceleration forces are transmitted from the operating device to the rotor shaft Need to become. There are therefore only thin, slightly curved blades of the rotor, preferably Films made from a plastic. In addition, it has been shown that the. Rotor blades off relatively elastic material can exist because. they are horizontal when rotated by centrifugal forces be excited.

Zum Antrieb¹ des Hubschraubers kann ein Bedienungsgerät benützt werden, wie es in den Fig. 3 und 6 dargestellt ist. Das Bedienungsgerät besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 37, in dem eine Kurbei 38 gelagert ist. Das Gehäuse 37 kann in die eine Hand genommen und mit der anderen. Hand kann die Kurbel betätigt werden. Im Inneren des Bedienungsgerätes befindet sich ein Übersetzungsgetriebe, und' zwar ist die Kurbelwelle 39 mit einem Zahnrad 40 verbunden,' das mit einem Ritzel 41 kämmt. Mit dem Ritzel 41 ist ein Zahnrad 42 verbunden, das mit einem Ritzel 43 kämmt. Mit dem Ritzel .43 ist ein Kegelrad 44 verbunden, das mit einem kegelförmigen Ritzel 45 im Eingriff steht. Das Ritzel 45 ist am Ende einer röhrchenförmigen Welle 46 befestigt, die in dem Triebwerksgehäuse 47 gelagert ist. Die röhrchenförmige Antriebswelle 46 ist mit einer elastischen, aus eimer ausgezogenen Drahtwendel bestehenden Welle 48 verbunden, insbesondere verlötet, die in gleicher Weise mit der Antriebswelle 4 am .Spielflugzeug verbunden sein kann. Die einzelnen Räder bzw. Triebe 40, 41, 42, 43, 44 und 45 können, aus Kunststoff hergestellt sein, wobei die zur Lagerung dienenden Wellen 39, 48 und 49 aus Metall bestehen'können. Eine derartige Ausbildung ergibt bei billiger Herstellung auch ' eine hohe Lebensdauer des Antriebsgerätes. Innerhalb der als ausgezogene Drahtwendel ausgebildeten elastischen Welle 48 ' und ■ dem Röhrchen-46 bekundet sich ein Stahldraht 50, der am Ende des Röhr- chens 46 am Bedienungsgerät ein mehrfach umwinkeltes Teil 51 aufweist, mit dem er in der Wand des Triebwerksrahmens 47 befestigt ist. In gleicher Weise ist dieser Stahldraht 50 durch die ebenfalls als Röhrchen ausgebildete Welle 4 am Flugzeugkörper geführt und, wie Fig. 5 zeigt, am hinteren Ende mit einem mehrfach umgewinkelten Teil 52 versehen, der durch die beiden Hohlniete 8 in der rechten Wand des Flugzeugkörpers gesteckt und somit ünverdrehbar befestigt ist.An operating device, as shown in FIGS. 3 and 6, can be used to drive ^{the helicopter 1.} The control unit consists essentially of a housing 37 in which a Kurbei 38 is mounted. The housing 37 can be taken in one hand and with the other. The crank can be operated by hand. Inside the control unit there is a transmission gear, namely the crankshaft 39 is connected to a gear 40 which meshes with a pinion 41. A toothed wheel 42 which meshes with a pinion 43 is connected to the pinion 41. With the pinion .43 a bevel gear 44 is connected, which is in engagement with a conical pinion 45. The pinion 45 is attached to the end of a tubular shaft 46 which is mounted in the engine housing 47. The tubular drive shaft 46 is connected, in particular soldered, to an elastic shaft 48 consisting of a wire coil drawn out of a bucket, which can be connected in the same way to the drive shaft 4 on the toy plane. The individual wheels or drives 40, 41, 42, 43, 44 and 45 can be made of plastic, and the shafts 39, 48 and 49 used for mounting can be made of metal. Such a design also results in a long service life of the drive unit when it is inexpensive to manufacture. Inside the elastic shaft 48 'and the tube 46, designed as an extended wire helix, there is a steel wire 50 which, at the end of the tube 46 on the control unit, has a multi-angled part 51 with which it is fastened in the wall of the engine frame 47 . In the same way, this steel wire 50 is passed through the shaft 4, which is also designed as a tube, on the aircraft body and, as FIG and is thus fixed so that it cannot rotate.

Die Länge des Drahtes 50 und der Wendel 48 kann an sich beliebig gewählt werden, doch empfiehlt es sich, diese nicht zu groß, etwa von der Größenordnung 1 m, auszuführen, damit der Hubschrauber noch genügend sieher gesteuert werden kann. ·' Die Wirkungsweise des Flugspielkörpers ist folgende: Der Flugzeugkörper wird mit dem Fahrwerk auf eine Unterlage aufgesetzt und das Bedienungsgerät bei gestreckter bzw. nur leicht abgebogener Antriebswelle in die Hand genommen. Durch Drehen an der Kurbel 38 wird der Rotor in Bewegung gesetzt: Bei einer gewissen Stärke der Drehbewegung hebt sich der Hubschrauber von dem Boden ab. Das Manövrieren, des Hubschraubers erfolgt mittels Bewegen des Bedienungsgerätes, und zwar in erster Linie durch Drehen um die Achse der Antriebswelle. Bei einem Drehen nach links setzt, sich der Hubschrauber nach vorn in Bewegung und beim umgekehrten Drehen nach hinten. Außerdem ist es möglich, durch Verschwenken des Bedienungsgerätes um irgendeine Achse ebenfalls gewisse Steuerkräfte auf den Hubschrauber zu übertragen, so* daß dieser jede Lage im Raum einnehmen und auch jederzeit an eine Stelle sanft aufgesetzt und zum Landen gebracht werden kann.The length of the wire 50 and the helix 48 can be chosen arbitrarily per se, but it is recommended make sure they are not too big, about 1 m in size, so that the helicopter can still do it enough sieher can be controlled. The mode of action of the flying game body is as follows: The aircraft body is placed with the landing gear on a base and the control unit picked up with the drive shaft stretched or only slightly bent. By turning on the crank 38 sets the rotor in motion: at a certain strength of the rotary motion it rises the helicopter off the ground. The helicopter is maneuvered by moving the Control unit, primarily by rotating around the axis of the drive shaft. At a Turning to the left sets the helicopter in motion forwards and when turning in the opposite direction it starts moving rear. It is also possible by pivoting the control unit about any axis to transmit certain control forces to the helicopter so that it can assume any position in space and can also be placed gently at a point and brought to land at any time.

Claims

PATENT APPROACH:

1. Free-flying toy flying on all sides in the room, in particular helicopters that pass through a special operating device can be driven and controlled remotely, in which the driving forces by means of a flexible shaft to be transmitted to the aircraft body, and a coaxial flexible shaft Shaft is provided for the transmission of control forces between the drive unit and the aircraft, characterized in that the control shaft (50), which in a known manner in. A hollow flexible drive shaft (48) is arranged with the drive device and with the aircraft body is rotatably connected.

2. flying toy according to claim 1, characterized in that the flexible drive shaft an extended steel wire helix (48), which are used to fasten the wire helix Shaft ends on the aircraft fuselage and on the drive unit are designed as tubes (4 and 46, respectively) through which the control wire is passed.

3. Flying toy according to claims 1 and 2, characterized in that both coaxial flexible Shafts are introduced laterally into the fuselage.

Documents considered: German Patent Specifications No. 808 563, 80S 562; French patent specification No. 913 329.

1 sheet of drawings