Direktantriebe bei kleinen und mittelgroßen Modellhelikoptern gibt es schon länger, und sie funktionieren gut. Das ist aber nicht die übliche Heli-Größe von Holger Schütz und daher waren sie für ihn bislang uninteressant. Das sollte sich mit der ROTOR 12/2023 jedoch ändern. In einem Bericht über den Böblinger Flugtag wurden zwei direkt angetriebene Modellhubschrauber von Peter Müller gezeigt. Der größere, eine Robinson R22 mit 1,80 Rotordurchmesser, hatte einen E-Bike-Motor. Klingt spannend – und schon war ein neues Projekt geboren.
Von Versuchen mit direkt angetriebenen größeren Helis hatte ich bislang höchstens mal gerüchteweise gehört und in der ROTOR in den letzten Jahren auch nichts darüber gesehen. Über die Redaktion bekam ich sofort Kontakt zu Peter Müller, der mir gleich umfangreich Auskunft gab. Er beschäftigt sich schon viele Jahre mit dem Thema, und beispielsweise bei YouTube gibt es Aufnahmen von seinen ersten Versuchen. Das wollte ich auch probieren – nach Tandem und Flightcontroller wieder eine kleine Herausforderung.
Motor
In Peters R22 werkelt ein E-Bike-Naben-Motor für 24 Volt. Die Leistung dieser Motoren ist bei E-Bikes auf 250 Watt begrenzt, natürlich zu wenig für uns. Die Begrenzung ist aber nur elektronisch, die Motoren können deutlich mehr. Von ihrer Charakteristik her sind sie für Heli-Zwecke sehr gut geeignet, müssen sie doch im Fahrrad bei geringer Drehzahl ab »Null« ein hohes Drehmoment liefern. Dort haben sie allerdings auch noch ein Planetengetriebe dran. Der Motor hat 45 kv und passt daher ideal für beispielsweise 1.200 UpM bei 10s (wie bei Peter und mir). Die Leerlaufdrehzahl wäre bei ca. 1.800 UpM – bestens. Für höhere Drehzahlen gingen natürlich auch 12s sehr gut.
Also habe ich flugs bei Kleinanzeigen für wenige Taler so einen Motor erworben und aus vorhandenen Teilen eine passende Mechanik aufgebaut. Allerdings: Der Motor ist ein ziemlicher Klumpen mit über 1 kg Gewicht. Das ist natürlich der nötigen Robustheit und Temperaturfestigkeit im rauen Bike-Dauerbetrieb geschuldet. Da kommen erste Zweifel auf, aber bei Peter fliegt er ja auch – also einbauen.
Welle
Für die Kraftübertragung zur Rotorwelle gibt es mehrere Möglichkeiten. Die einfachste ist, das direkt auf der Motorglocke sitzende Ritzel (für das entfernte Planetengetriebe) irgendwie zu nutzen. Zumindest auf dieser Motorseite muss die durch den gesamten Motor führende feste Fahrradachse ohnehin abgeschnitten werden. Sie kann jedoch nicht ganz weg, da sie auch die sehr massive »Motorwelle« darstellt. Die Glocke dreht mit zwei sehr großen und stabilen Lagern auf dieser Stator-Welle – hier sind keine Probleme zu erwarten. Auf der Stator-Seite kann die Achse ebenfalls bis zum Motor gekürzt werden oder man lässt ein Stückchen mit dem darauf befindlichen Gewinde stehen und kann ihn damit an der Mechanik festschrauben.
Ich habe jedoch die zunächst aufwendigste Lösung umgesetzt und die Achse längs durchbohrt, sodass eine 10er-Welle mit viel Spiel durchgeht. Auf der Unter-(Stator-)Seite habe ich ein entsprechendes Lager für die 10-mm-Rotorwelle eingefügt. Dieses bildet so das untere Rotorwellenlager. Das Ritzel oben dient dadurch nur der Kraftübertragung mittels …
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