潜艇驱动系统的制作方法

本发明涉及一种潜艇驱动系统。

背景技术：

已经已知潜艇驱动系统，包括驱动轴，包括联接至驱动轴的驱动推进器，并包括用于驱动驱动轴的电机。在此，潜艇驱动系统的电机按照惯例直接联接至驱动轴。在此，电机用于满负荷操作，并且还用于部分负荷操作。尤其地在部分负荷操作期间导致效率劣势。此外，不得不采用相对大的电机。

从de102012208065a1已知一种船舶的驱动系统，在这种情况下，电机经由变速器直接或间接地联接至驱动轴。通过将变速器连接在电机与驱动轴之间，尤其由于电机于是能以高于所需旋转速度的驱动轴的旋转速度或者由驱动轴驱动的驱动推进器的旋转速度操作，所以能采用更小、更轻并且更有成本效益的电机。

技术实现要素：

由此出发，本发明基于创造一种新型潜艇驱动系统的目的。

该目的通过根据权利要求1所述的潜艇驱动系统解决。

根据本发明，一种包括至少一个第一电机的主驱动被设计成用于满负荷操作，并且联接至或者能联接至在驱动侧上的驱动轴，其中，包括至少一个第二电机的附加驱动被设计成用于潜艇的隐形操作和/或水下操作的部分负荷操作，并且同样地联接至或者能联接至在驱动侧上的驱动轴。因此，潜艇驱动系统包括至少两个电机。该或每个第一电机被设计成用于满负荷操作，并在满负荷操作和低于满负荷的操作期间采用。该或每个第二电机被设计成用于部分负荷操作，并在部分负荷操作期间采用。通过这种方式，能通过特别适应于部分负荷操作的该或每个第二电机避免在部分负荷操作期间的效率劣势。

有利地，被设计成用于满负荷操作的该或每个第一电机经由第一变速器间接或直接地联接至或者能间接或直接地联接至在驱动侧上的驱动轴，其中，被设计成用于部分负荷操作的该或每个第二电机经由第一变速器间接地联接至或者能间接地联接至在驱动侧上的驱动轴，其中，被设计成用于部分负荷操作的该或每个第二电机直接地或者经由第一变速器间接地或者经由第二变速器间接地联接或者能联接至在驱动侧上的驱动轴。由此，尤其地能够更小、更轻并且更有成本效益地使被设计成用于满负荷操作的第一电机具体化。

根据本发明的第一型式，该或每个第二电机安装或支撑在第一变速器上，并且与该或每个第一电机和第一变速器一起共同地支撑在潜艇的基础上。采用第一型式，优先地在第一变速器的输出与驱动轴的推力轴承之间连接有弹性补偿联接。该第一型式特别适合于潜艇驱动系统。

根据本发明的第二型式，在每种情况下依赖于该或每个第一电机和第一变速器，该或每个第二电机直接或经由第二变速器间接地支撑在潜艇的基础上。本发明的第二型式也特别适合于潜艇驱动系统，其中，本发明的第二型式在所需安装空间方面具有优势。

采用第二型式，在第二电机或第二变速器的输出与驱动轴的推力轴承或轴向轴承之间连接有弹性补偿联接。采用第二型式，弹性补偿联接能比采用第一型式的小。此外，采用第二型式的驱动轴的推力轴承优先地集成在第一变速器中。采用本发明的第二型式的在第一变速器中集成推力轴承导致进一步的安装空间的优势。

附图说明

本发明的进一步的优选改进从从属权利要求和以下的说明中获得。本发明的示例实施例通过附图被更详细地说明，但不限于此。示出的是：

图1是根据本发明的第一潜艇驱动系统的方框图；

图2是根据本发明的第二潜艇驱动系统的方框图；

图3是根据本发明的第三潜艇驱动系统的方框图；

图4是根据本发明的第四潜艇驱动系统的方框图；

图5是根据本发明的另一潜艇驱动系统的方框图。

具体实施方式

图1至图5示出了根据本发明的潜艇驱动系统1的不同示例性实施例。图1至图5的所有潜艇驱动系统1共有的是，其包括驱动轴2、联接至驱动轴2的驱动推进器3、和多个电机4、5。主驱动的用于驱动驱动轴2和因而驱动推进器3的至少一个第一电机4被设计成用于潜艇驱动系统的满负荷操作，并联接至或者能联接至在驱动侧上的驱动轴2。附加驱动的至少一个第二电机5被设计成用于潜艇驱动系统1的部分负荷操作，并同样地联接至或者能联接至在驱动侧上的驱动轴2，其中，在潜艇驱动系统1的部分负荷操作期间，潜艇典型地以隐形模式和/或水下模式操作。

因而，根据本发明的潜艇驱动系统1的思想是，提供用于驱动驱动轴2的多个电机4、5、即被设计成用于满负荷操作的第一电机4和被设计成用于隐形操作和/或水下操作的部分负荷操作的第二电机5，所述多个电机4、5依赖于操作状态、即依赖于需要满负荷操作还是需要部分负荷操作来操作，并且为此目的联接至驱动轴2或者与其脱离。在满负荷操作期间，第一电机4典型地联接至驱动轴2，并且第二电机5与其脱离。在部分负荷操作期间，第二电机5典型地联接至驱动轴2，并且第一电机4与其脱离。

根据本发明的有利的另一改进提供的是，潜艇驱动系统1的被设计成用于满负荷操作的第一电机4经由第一变速器6间接地联接至在驱动侧上的驱动轴2。在此，第一变速器6包括提供至少一个变速器级的互相啮合齿轮的齿轮平面7、8。

因此，第一变速器6是增速变速器，增速变速器被设计成使得第一电机4能以比用于驱动推进器3和因而驱动轴2所需的旋转速度显著地高的旋转速度操作。由此，能采用比用由惯例已知的潜艇驱动系统可能的更小、更轻并且更有成本效益的电机用于满负荷操作。

此外，第一变速器6包括离合器11，其优先地被具体化为同步离合器。

被设计成用于部分负荷操作的第二电机5在图1的示例性实施例中安装或支撑在第一变速器6上，并且直接联接至、即在没有进一步的变速器级的情况下联接至在驱动侧上的驱动轴2。

与此相比，图2示出了示例性实施例，其中，被设计成用于满负荷操作的第二电机5安装或支撑在第一变速器6上，但经由第一变速器6、即在图2中经由第一变速器6的由进一步的齿轮平面9、10形成的单独的变速器级间接地联接至在驱动侧上的驱动轴2。

在图3的示例性实施例中，被设计成用于部分负荷操作的第二电机5与图1和图2的示例性实施例一致地安装在第一变速器6上，并且在图3的示例性实施例中，再次与图2的示例性实施例一致地，经由第一变速器6再次间接地连接至在驱动侧上的驱动轴2。然而，在图3的示例性实施例中，第二电机5与在图2的示例性实施例不同，不是经由单独的变速器级、而是经由由第一电机4的齿轮平面7和8形成的变速器级连接至驱动轴2。尽管图3的实施例特别紧凑并且简单，但图2的示例性实施例具有效率优势。

如已说明的，图1至图3的所有示例性实施例共有的是，相应的潜艇驱动系统1包括多个电机，即用于满负荷操作的第一电机4和用于部分负荷操作的第二电机5，其中，用于部分负荷操作的第二电机5安装或支撑在第一变速器6上，所述第一变速器6用作至少用于被设计成用于满负荷操作的第一电机4的增速变速器。可选地，如图2和图3所示，第一变速器6还能用作用于被设计成用于部分负荷操作的第二电机5的增速变速器。

在图1、图2和图3的其中被设计成用于部分负荷操作的第二电机5安装或支撑在第一变速器6上的示例性实施例中，电机5与第一电机4一起并且与第一变速器6一起共同地支撑在潜艇1的基础12上，为此目的，在图1至图3的示例性实施例中，第一电机4与第一变速器安装在共用框架13上，使得第二电机5也经由第一变速器6安装在该共用框架13上。通过该共用框架13，两个电机4、5与第一变速器6共同地支撑在潜艇的基础12上。

在共用框架13与基础12之间，连接有弹性声阻尼元件14。它们尤其当在潜艇驱动系统1的部分负荷操作期间，潜艇在隐形操作或水下操作中操作时是重要的。

此外，图1、图2和图3的潜艇驱动系统1包括分配给驱动轴2的轴向轴承或推力轴承、分配给驱动轴2的弹性补偿联接16和同样分配给驱动轴的离合器17。轴向轴承或推力轴承15用于吸收作用于驱动轴2的轴向力。剪切力从轴向轴承或推力轴承15被引导到船体中或被引导到潜艇的基础中。力矩经由弹性补偿联接16传递至驱动推进器3。通过离合器17，驱动推进器3能与驱动轴2脱离。

由图4和图5示出了根据本发明的第二型式的潜艇驱动系统1，其中，图4和图5的示例性实施例与图1至图3的示例性实施例的不同之处主要在于，在图4和图5的示例性实施例中，被设计成用于部分负荷操作的第二电机5不与被设计成用于满负荷操作的第一电机4和第一变速器6一起作用于潜艇的船体或基础12或者由潜艇的船体或基础12支撑，而是独立于第一电机4和第一变速器6支撑在潜艇的基础12上。

在此，图4示出了一实施例，其中，第二电机5直接地联接、即在没有进一步的增速级的情况下联接至在驱动侧上的驱动轴2，并且本身经由弹性声阻尼元件14支撑在潜艇的基础12上。

在图5的实施例中，相比之下，被设计成用于部分负荷操作的第二电机5不是直接地而是经由单独的第二增速变速器19间接地联接至驱动轴2，并经由该第二变速器19和布置在第二变速器19与潜艇的基础12之间的弹性振动阻尼器14被支撑。

由于在当利用第一电机4时的满负荷操作期间，潜艇的诸如在部分负荷操作期间所希望的、尤其在隐形操作期间所希望的低噪声操作是次要的，所以从图4和图5显而易见的是，在这些示例性实施例中，被设计成用于满负荷操作的第一电机4和用作用于第一电机4的增速变速器的第一变速器6独立地支撑在基础12上，但是不需要弹性振动阻尼器14。

图4和图5的示例性实施例与图1至图3的示例性实施例的进一步的不同在于，在图4和图5的示例性实施例中，弹性补偿联接16与在图1和图3的示例性实施例中不同，不是连接在第一变速器6的输出与轴向轴承或推力轴承15之间，而是连接在驱动轴2的轴向轴承或推力轴承15与被设计成用于部分负荷操作的第二电机5或第二变速器19之间。

如以上已说明的，潜艇驱动系统1的低噪声操作仅在部分负荷操作期间、尤其在隐形操作期间是重要的，从而在图4和图5的示例性实施例中，弹性补偿联接16于是专门地对于独立于第一电机4和第一变速器6地支撑在潜艇的基础12上的第二电机5是重要的。

在图5的示例性实施例中，围绕第二电机5与第二变速器19的单元附加地布置有隔声覆盖物18，以便确保潜艇驱动系统更加安静的操作。

在图4和图5的示例性实施例中，轴向轴承或推力轴承15集成在用作用于被设计成用于满负荷操作的第一电机4的增速变速器的第一变速器中。通过这种方式，于是能实现进一步的安装空间的优势。

在满负荷操作期间，所需的驱动功率由第一电机4提供。为了节省尺寸、重量和成本，第一电机4的旋转速度比所需的推进器旋转速度高，这是为什么第一变速器6采用一个或多个增速级的原因。第一电机4能经由可选的离合器或同步离合器11接通和断开。扭矩尤其地经由弹性补偿联接16被引导至驱动推进器3，在操作期间作用于驱动轴的剪切力经由轴向轴承15传递至船体或基础12。

在部分负荷操作期间，所需的驱动功率由第二电机5提供。在隐形和水下操作期间，潜艇通常仅需要功率的一小部分。

特别地被设计成用于部分负荷操作的第二电机5典型地由电池供给。关于范围，效率对于部分负荷操作是特别重要的。在隐形和水下操作期间的部分负荷操作期间，较小的电机5在其额定功率的范围内，并因而具有优化的效率，这带来较大的范围。

在图1、图2和图3的示例性实施例中，第二电机5有利地附接至第一变速器6，并且在图1中直接连接至驱动轴2。取决于功率需求，驱动可选地通过第一电机4或第二电机5实现。在采用第二电机5的操作期间，第一电机4能经由离合器11脱离，这关于效率是特别有利的。

图4和图5示出了其中第二电机5独立于第一电机4支撑在基础12上的示例性实施例。由于第一电机4仅用于噪声敏感度较低的操作状态，因此能省掉第一电机4上的弹性安装。为了在缓慢的水下操作期间特别低的噪声，第二电机5有利地弹性支撑在基础12上。仅在第二电机5与推进器轴2之间需要弹性联接16，并因而弹性联接16能有利地被设计得显著更小。优先地，轴向轴承或推力轴承16集成在第一变速器6的壳体中。

第一变速器6有利地可以是隧道变速器（tunneltransmission）。

在图5的示例性实施例中，快速旋转的实施例用于第二电机5，以便也能够在第二电机5的区域中节省重量、安装空间和成本。为了将第二电机5的旋转速度调整至驱动轴2的期望的旋转速度，在图5中利用第二变速器19。为了使噪声最小化，能在第二变速器19的情况下有利地省略油泵的使用，并且能在没有泵的情况下实现浸入润滑。第二电机5与第二变速器12有利地相对于彼此刚性地对准，并且共同地弹性安装在基础12上。

所示的示例性实施例中的每一个有利地设置有控制器，通过所述控制器，使相应期望的操作构造的自动建立和与操作相关的参数的监测成为可能。因此，控制器能自动地启动离合器和电机，以便在满负荷操作期间自动地利用第一电机4并在部分负荷操作期间将第二电机5自动地用作驱动源。通过控制器，还能监测操作参数，以便独立于此自动地建立期望的操作构造，并且在满负荷操作期间经由主驱动的第一电机4或者在用于隐形操作和/或水下操作的部分负荷操作期间经由附加驱动的第二电机5提供驱动功率。

附图标记列表：

1潜艇驱动系统

2驱动轴

3驱动推进器

4电机

5电机

6变速器

7齿轮级

8齿轮级

9齿轮级

10齿轮级

11离合器

12基础

13框架

14声阻尼元件

15轴向轴承

16补偿联接

17离合器

18隔声覆盖物

19变速器