DE10349591A1

DE10349591A1 - Submarine, has spindle drive including shaft joint arranged outside pressure hull and hollow shaft rotating spindle connected to rudder, where hollow shaft retracts spindle

Info

Publication number: DE10349591A1
Application number: DE2003149591
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Angenendt
Original assignee: Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
Priority date: 2003-10-24
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-10-25
Also published as: DE10349591B4

Abstract

The submarine has a spindle drive (7) with a shaft joint defined at a submarine body (1) around a swivel axis (13), where the shaft joint is arranged outside a pressure hull. The spindle drive has a hollow shaft (6) that is driven by a motor within the hull in order to rotate a spindle connected to a rudder (15). The hollow shaft has a diameter larger than that of the spindle, such that the shaft retracts the spindle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterseeboot gemäß den im Obergeberiff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The The invention relates to a submarine according to the Obergeberiff of the claim 1 specified characteristics.

Bei Unterseebooten zählt es zum Stand der Technik, den Stellantrieb für ein Ruder, sei es ein Tiefen- oder Seitenruder, im Druckkörper anzuordnen. Üblicherweise handelt es sich hierbei um einen doppelt wirkenden hydraulischen Zylinder, dessen Kolbenstange durch die Druckkörperwandung herausgeführt ist und dort die Ruderstellung steuert, d. h. die Schwenkstellung des Ruders um seine Achse bestimmt.at Submarines counts it is the state of the art, the actuator for a rudder, be it a or rudder, in the pressure hull to arrange. Usually this is a double-acting hydraulic Cylinder, the piston rod is led out through the Druckkörperwandung and there controls the rudder position, d. H. the pivot position of the Rudder determined around its axis.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass die Kolbenstange durch die Druckkörperwandung durchgeführt werden muss. Diese Anordnung hat zum einen den Nachteil, dass die Kolbenstange beim Ausfahren gegen den Aussendruck bewegt werden muss und zum anderen, dass diese gegenüber einem in maximaler Tauchtiefe anstehenden Aussendruck abzudichten ist. Derartige Dichtungen zählen zwar zum Stand der Technik, haben jedoch den Nachteil, dass sie, um die Druckdichtigkeit auch in maximaler Tauchtiefe zu gewährleisten, mit erheblicher Kraft auf die Kolbestange drücken, so dass beim Bewegen der Kolbenstange, also zum Stellen des Ruders erhebliche Reibkräfte zu überwinden sind, die vom Ruderantrieb aufgebracht werden müssen.adversely in this arrangement is that the piston rod through the Druckkörperwandung carried out must become. This arrangement has the disadvantage that the Piston rod to be moved against the external pressure during extension and on the other hand, that this one opposite to a maximum depth is to seal pending external pressure. Although such seals count to the prior art, however, have the disadvantage that they to the To ensure pressure tightness even at maximum depth Press with considerable force on the Kolbestange, so that when moving the piston rod, so to put the rudder considerable frictional forces are, which must be applied by the rudder drive.

Aus DE 100 39 992 A1 ist es zwar bekannt, statt eines Hydraulikantriebs einen elektrischen Antrieb in Verbindung mit einem Spindelantrieb vorzusehen, doch wird dadurch der vorgenannte Nachteil der erhöhten Reibkraft im Bereich der Gestängedurchführung nicht vermieden. Dort ist zwar die Stellstange des Linearantriebs nicht unmittelbar durch die Wandung des Druckkörpers geführt, sondern stattdessen in der Wandung des Druckkörpers das Gehäuse des Linearantriebs eingegliedert, doch ist dort zwischen Gehäuse und Stellstange in gleicher Weise eine Dichtung vorgesehen, wie sie auch bei einer durchgeführten Kolbenstange der eingangs geschilderten Bauart erforderlich ist.Out DE 100 39 992 A1 Although it is known to provide an electric drive in conjunction with a spindle drive instead of a hydraulic drive, but the aforementioned disadvantage of increased frictional force in the region of the linkage passage is not avoided. There, while the actuating rod of the linear drive is not guided directly through the wall of the pressure hull, but instead incorporated in the wall of the pressure hull, the housing of the linear drive, but there is provided between the housing and control rod in the same way a seal, as in a piston rod performed the initially described type is required.

Vor diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Stellantrieb für ein Ruder eines Unterseeboots so auszubilden und anzuordnen, dass die reibungsbedingten Stellkräfte verringert werden.In front In this prior art, the object of the invention is to provide the actuator for So to train and arrange a rudder of a submarine that reduces the frictional forces become.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben.These Task is carried out according to the invention the features specified in claim 1 solved. Advantageous embodiments The inventions are in the subclaims, the following description and the drawing indicated.

Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, zur Vermeidung der eingangs genannten hohe Dichtungsreibkräfte den Stellantrieb, also den gesamten mechanischen Teil des Antriebs für ein Ruder außerhalb des Druckkörpers anzuordnen und damit reibungsintensive Dichtungen im Bereich zwischen Stellkörper und Druckkörper zu vermeiden. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich grundsätzlich auch für hydraulische Stellantriebe, wird jedoch bevorzugt in Verbindung mit einem elektromotorischen Antrieb eingesetzt. Eine solche Ausbildung ist besonders vorteilhaft, da lediglich elektrische Leitungen durch die Druckkörperwandung hindurchzuführen sind. Die druckfeste Kapselung des Motors kann sich dabei in vorteilhafter Weise auf die nicht bewegten Teile, wie insbesondere den Stator beschränken, so dass außer etwaigen Lagern keinerlei Abdichtung von beweglichen Teilen erforderlich ist. Der oder die Motoren sind dabei vorzugsweise als Nasslaufmotoren ausge legt, so dass eine Abdichtung nicht erforderlich ist. Das den Rotor umströmende Wasser sorgt zu dem für eine effektive Kühlung des Motors.basic idea The present invention is to avoid the above-mentioned high sealing friction forces the actuator, so the entire mechanical part of the drive for a Oars outside of the pressure hull to arrange and thus friction-intensive seals in the area between actuator and pressure vessels to avoid. The solution according to the invention is suitable basically as well for hydraulic Actuators, but is preferred in conjunction with an electric motor drive used. Such a design is particularly advantageous since only electrical lines are to pass through the Druckkörperwandung. The flameproof enclosure of the engine can be in an advantageous On the non-moving parts, in particular the stator restrict, so except any bearings no sealing of moving parts required is. The one or more engines are preferably as wet-running engines out so that a seal is not required. That the Rotor flowing around Water provides for that an effective cooling of the motor.

Auch wenn im folgenden vom Stellantrieb für ein Ruder die Rede ist, so versteht sich, dass ein solcher Stellantrieb auch für mehrere Ruder, beispielsweise für ein Paar von Rudern vorgesehen sein kann oder dass mehrere Ruder mit derartigen Stellantrieben an einem Unterseeboot vorgesehen sein können, beispielsweise Seitenruder und Tiefenruder.Also if the following is the actuator for a rudder, so is understood that such an actuator for several Oars, for example a pair of oars may be provided or that several oars be provided with such actuators on a submarine can, For example, rudder and rudder.

Unter Stellantrieb im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der mechanische Stellantrieb, bestehend aus einer Antriebsmaschine und den nachfolgenden Getriebemitteln zum Motor zu verstehen, die elektrische/elektronische Steuerung des Stellantriebes zählt nicht hierzu.Under Actuator in the context of the present invention is the mechanical Actuator consisting of a prime mover and the following Gear means to understand the engine, the electrical / electronic Control of the actuator counts not for this.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stellantrieb einen Spindelantrieb aufweist, der von einem oder mehreren Antriebsmotoren angetrieben und mechanisch mit dem Ruder verbunden ist. Ein solcher Spindelantrieb hat den Vorteil, dass eine hohe Kraftübersetzung gewährleistet ist, so dass mit vergleichsweise geringen Motorkräften hohe Kräfte am Ruder erzeugt werden können. Ein weiterer Vorteil des Spindelantriebs ist darin zu sehen, dass in rückwärtiger Kraftflussrichtung, also vom Ruder auf den Antriebsmotor Selbsthemmung gegeben ist, so dass ohne weitere mechanische Mittel gewährleistet ist, dass das Ruder seine einmal angesteuerte Stellung ungeachtet der von außen einwirkenden Kräfte beibehält.Especially It is advantageous if the actuator has a spindle drive, driven by one or more drive motors and mechanical connected to the helm. Such a spindle drive has the Advantage that a high power transmission guaranteed is high, so with comparatively low engine forces personnel can be generated at the helm. Another advantage of the spindle drive is the fact that in the reverse direction of force flow, so given by the rudder on the drive motor self-locking, so that without any further mechanical means is guaranteed that the rudder its once controlled position regardless of the externally acting personnel maintains.

Vorteilhaft weist der Spindelantrieb eine motorgetriebene Hohlwelle auf, welche eine drehbar am Bootskörper gelagerte Spindelmutter antreibt, deren Spindel die Ruderstellung steuert. Die Spindel kann dabei in die Hohlwelle einfahren bzw. aus dieser ausfahren, wenn die Hohlwelle entsprechend angetrieben wird. Hierdurch ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise, die insbesondere auch im Hinblick auf die aufzu nehmenden Kräfte günstig ist, da alle beweglichen Teile koaxial zueinander angeordnet sind. Dabei kann das Ruder, das typischerweise einseitig schwenkbar am Bootskörper gelagert ist und eine Ruderpinne aufweist, die sich bezogen auf die Schwenkachse in einem zweckmäßigen Winkel, z. B. gegenüberliegend zum Ruder befindet, mit dem freien Ende der Pinne am freien Ende des Spindelantriebs angelenkt sein. Dann muss allerdings zumindest der Spindelantrieb, vorzugsweise jedoch der gesamte Stellantrieb schwenkbar am Bootskörper angelenkt sein, oder eine teleskopierbare Pinne vorgesehen sein. Bevorzugt ist jedoch der Stellantrieb einschließlich des Spindelantriebs fest mit dem Bootskörper verbunden, wobei dann zwischen Spindel und Ruderpinne ein Zwischenhebel vorgesehen ist, der diese Bauteile pleulartig miteinander verbindet.Advantageously, the spindle drive on a motor-driven hollow shaft which drives a rotatably mounted on the boat body spindle nut whose Spindle controls the rudder position. The spindle can thereby retract or extend out of the hollow shaft when the hollow shaft is driven accordingly. This results in an extremely compact design, which is particularly favorable in view of the forces to be taken, since all moving parts are arranged coaxially to each other. In this case, the rudder, which is typically pivotally mounted on one side of the hull and has a tiller, which is based on the pivot axis in an appropriate angle, z. B. opposite the rudder, be articulated with the free end of the tiller at the free end of the spindle drive. Then, however, at least the spindle drive, but preferably the entire actuator must be pivotally hinged to the hull, or provided a telescopic tiller. Preferably, however, the actuator including the spindle drive is firmly connected to the hull, in which case an intermediate lever is provided between the spindle and the tiller, which connects these components together like a pleel.

Da die Steuerung des Elektromotors von innerhalb des Druckkörpers aus erfolgt, ist es erforderlich, die Ruderstellung zuverlässig zu erfassen. Dies kann entweder durch entsprechende Weg- und/oder Winkelaufnehmer am Ruder selbst oder an geeigneter anderer Stelle des Stellantriebs erfolgen. Alternativ kann auch statt oder zusätzlich zur Sensorik für die Ruderstellung ein Schrittmotor vorgesehen sein, welcher definiert rotierbar ist. Statt eines Schrittmotors kann auch ein entsprechend elektronisch angesteuerter anderer Motor (frequenzumrichtergesteuerter Asynchronmotor, Permanentmagnetmotor etc.) oder Motor mit Drehwinkelaufnehmer eingesetzt werden. Wenn im Stellantrieb vom Motor bis zum Ruder Formschluss vorhanden ist, kann praktisch an beliebiger Stelle die Ruderstellung erfasst werden.There the control of the electric motor from within the pressure hull is done, it is necessary to reliably adjust the rudder position to capture. This can be done either by appropriate displacement and / or angle sensor at the rudder itself or at a suitable other location on the actuator respectively. Alternatively, instead of or in addition to the sensors for the rudder position a stepping motor may be provided, which is rotatable defined. Instead of a stepper motor can also be a corresponding electronically controlled other motor (frequency converter controlled asynchronous motor, Permanent magnet motor, etc.) or motor with Drehwinkelaufnehmer used become. If in the actuator from the engine to the rudder positive locking is present, can practically at any point the rudder position be recorded.

Da der Stellantrieb, also alle mechanischen Teile für den Antrieb des Ruders außerhalb des Druckkörpers angeordnet sind, die Steuerung jedoch von innerhalb des Druckkörpers sei es manuell oder durch elektronische Überwachungseinrichtungen zu erfolgen hat, ist die elektrische, elektronische oder hydraulische Steuereinrichtung für das Ruder innerhalb des Druckkörpers angeordnet, so dass lediglich die Versorgungsleitungen für den Stellantrieb sowie gegebenenfalls die Signalleitungen der Sensorik zur Erfassung der Ruderstellung druckdicht durch die Wandung des Druckkörpers zu führen sind. Dies ist insbesondere im Falle von elektrischen Leitungen unproblematisch, da diese druckdicht nach Art eines Steckers eingegossen werden. Solche Leitungsdurchführungen sind unproblematisch und zählen zum Stand der Technik.There the actuator, so all mechanical parts for driving the rudder outside of the pressure hull are arranged, but the control is from within the pressure hull to be done manually or by electronic monitoring devices has, is the electrical, electronic or hydraulic control device for the Rudder within the pressure hull arranged so that only the supply lines for the actuator and optionally the signal lines of the sensor for detection the rudder pressure-tight through the wall of the pressure hull to to lead are. This is particularly problematic in the case of electrical lines, because they are poured pressure-tight in the manner of a plug. Such cable bushings are unproblematic and count to State of the art.

Vorzugsweise weist der Stellantrieb nicht nur einen, sondern mindestens zwei vorteilhaft getrennt ansteuerbare Elektromotore auf, für die jeweils eine gesonderte Versorgungsleitung vorgesehen und durch die Wandung des Druckkörpers geführt ist. Dabei sollten die Motoren so dimensioniert sein, dass zumindest im Notbetrieb das Ruder auch durch einen einzigen Motor zuverlässig verstellt werden kann. Dann ist sichergestellt, dass bei Ausfall eines Motors, sei es durch Defekt im Motor oder durch Defekt an dessen Versorgungs- oder Steuerleitung der andere Motor diese Funktion übernehmen kann und somit die Steuerung des Ruders sichergestellt ist. Es versteht sich, dass nicht nur die Versorgungsleitungen, sondern auch die Steuerungen und etwaige Leitungen einschließlich der Sensorik redundant sein sollten. Konstruktiv vorteilhaft ist es, wenn sowohl die Spindelmutterlagerung als auch die Elektromotoren bzw. deren Lagerung fest mit dem Bootskörper verbunden sind, da hierdurch eine hohe Systemstabilität erzielt werden kann. Dabei ist der gesamte Stellantrieb vorzugsweise zwischen Druckkörper und Außenhaut des Bootes angeordnet, so dass der Stellantrieb die Strömungseigenschaften des Bootes nicht merklich beeinflusst.Preferably the actuator does not have one but at least two advantageous separately controllable electric motors on, for each provided a separate supply line and through the wall of the pressure hull guided is. The motors should be dimensioned so that at least in emergency operation, the rudder also reliably adjusted by a single motor can be. Then it is ensured that in case of failure of an engine, be it is due to a defect in the engine or a defect in its supply or control line of the other motor take over this function can and thus the control of the rudder is ensured. It understands itself, that not only the supply lines, but also the Controllers and any lines including the sensors redundant should be. It is constructively advantageous if both the Spindelmutterlagerung as well as the electric motors or their storage firmly connected to the hull are, as this high system stability can be achieved. there the entire actuator is preferably between pressure hull and shell arranged the boat, so that the actuator the flow characteristics of the boat is not noticeably affected.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in stark vereinfachter schematischer DarstellungThe Invention is described below with reference to the drawing Embodiments explained in more detail. It show in a highly simplified schematic representation

1 die erfindungsgemäße Anordnung des Stellantriebs an einem Unterseeboot, 1 the inventive arrangement of the actuator on a submarine,

2 eine alternative Anordnung des Stellantriebs 2 an alternative arrangement of the actuator

3 in vereinfachter Längsschnittdarstellung den Spindelantrieb mit Elektromotor und 3 in simplified longitudinal sectional view of the spindle drive with electric motor and

4 in schematischer Darstellung den heckseitigen Teil eines Unterseebootes mit Stellantrieb und Ruder. 4 in a schematic representation of the rear-side part of a submarine with actuator and rudder.

In den Figuren ist das eigentliche Unterseeboot 20 mit seinem Druckkörper 21 und der diesen umgebenden strömungsoptimierten Außenhaut 22 schematisch in 4 dargestellt. Der nachfolgend beispielhaft beschriebene Stellantrieb für ein Ruder kann jedoch an praktisch beliebiger aber geeigneter Stelle angeordnet werden kann, um das Ruder anzusteuern. Wie eingangs erwähnt, wird der Stellantrieb außerhalb des Druckkörpers 21 des Unterseeboots 20 angeordnet, vorzugsweise zwischen Außenhaut 22 und Druckkörper 21. Der Bootskörper, an dem der Stellantrieb festgelegt ist, ist im Folgenden mit 1 gekennzeichnet.In the figures is the actual submarine 20 with his pressure body 21 and the surrounding flow-optimized outer skin 22 schematically in 4 shown. However, the actuator described below by way of example for a rudder can be arranged at practically any but suitable location in order to control the rudder. As mentioned above, the actuator is outside the pressure hull 21 of the submarine 20 arranged, preferably between outer skin 22 and pressure hull 21 , The hull on which the actuator is fixed is hereafter 1 characterized.

Der Aufbau des Stellantriebs ergibt sich im Einzelnen aus 3. Ein Elektromotor 2 weist einen druckdicht gekapselten Stator 3 auf, der an einem fest mit dem Bootskörper 1 verbundenen Träger 4 befestigt ist. Innerhalb des Stators 3 läuft ein Rotor 5, der mit einer Hohlwelle 6 drehfest verbunden ist. Der Elektromotor 2 ist als Nasslaufmotor ausgebildet, d. h. dass der zwischen Rotor 5 und Stator 3 gebildete Spalt flüssigkeitsgefüllt ist. Die Durchströmung dieses Spalts sorgt zugleich für eine effektive Kühlung des Motors 2.The structure of the actuator results in detail 3 , An electric motor 2 has one pressure sealed encapsulated stator 3 on, stuck to one with the hull 1 connected carrier 4 is attached. Inside the stator 3 a rotor is running 5 that with a hollow shaft 6 rotatably connected. The electric motor 2 is designed as a wet-running motor, ie that between rotor 5 and stator 3 formed gap is filled with liquid. The flow through this gap also ensures effective cooling of the engine 2 ,

Die Hohlwelle 6 bildet Teil eines Spindelantriebs 7 und schließt an einem stirnseitigen Ende drehfest an eine Spindelmutter 8 an, die in einem La gergehäuse 9 drehbar gelagert ist. Das Lagergehäuse 9 ist fest mit dem Träger 4 und somit mit dem Bootskörper 1 verbunden. Innerhalb der Spindelmutter 8 ist eine Spindel 10 drehfest geführt, so dass bei Rotation des Rotors 5 je nach Drehrichtung die Spindel 10 durch die rotierende Spindelmutter 8 in Achsrichtung bewegt wird. Da die Hohlwelle 6 einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser der Spindel 10 ist, kann diese in die Hohlwelle einfahren.The hollow shaft 6 forms part of a spindle drive 7 and rotatably closes at a front end to a spindle nut 8th on, in a La gergehäuse 9 is rotatably mounted. The bearing housing 9 is stuck with the carrier 4 and thus with the hull 1 connected. Inside the spindle nut 8th is a spindle 10 rotatably guided, so that upon rotation of the rotor 5 depending on the direction of rotation, the spindle 10 through the rotating spindle nut 8th is moved in the axial direction. Because the hollow shaft 6 an inner diameter greater than the outer diameter of the spindle 10 is, this can retract into the hollow shaft.

Am Ende der Spindel 10 ist eine Lagerstelle 11 vorgesehen, welche Schwenkbewegungen um eine senkrecht zur Längsachse der Spindel stehende Drehachse 12 erlaubt.At the end of the spindle 10 is a depository 11 provided, which pivoting movements about a perpendicular to the longitudinal axis of the spindle axis of rotation 12 allowed.

Bei der Anordnung nach 1 besteht der Stellantrieb aus der anhand von 3 vorbeschriebenen aus Elektromotor 2 und Spindelantrieb 7 gebildeten Einheit, die am Bootskörper 1 festgelegt ist, jedoch nicht starr, sondern um eine Achse 13 schwenkbar, diese Achse 13 liegt parallel zur Drehachse 12, und steht in 1 senkrecht zur Papierebene. Diese Drehachsen 12 und 13 sind wiederum parallel zu einer Schwenkachse 14 um die ein Ruder 15 schwenkbar am Bootskörper 1 festgelegt ist. Das Ruder 15 ist mit einer Ruderpinne 16 verbunden, welche sich in Längsachse des Ruders 15 zur anderen Seite der Schwenkachse 14 erstreckt. Im Übrigen ist das Ruder 15 in an sich bekannter Weise schwenkbar am Bootskörper 1 angelenkt, so dass beim Ausfahren der Spindel 10 das Ruder 15 in 1 nach rechts und beim Einfahren in Gegenrichtung geschwenkt wird, wobei der hier aus Elektromotor 2 und Spindelantrieb 7 bestehende Stellantrieb zum Winkelausgleich um die Achse 13 schwenkt.In the arrangement according to 1 consists of the actuator from the basis of 3 above from electric motor 2 and spindle drive 7 formed unit at the hull 1 is fixed, but not rigid, but about an axis 13 swiveling, this axis 13 lies parallel to the axis of rotation 12 , and stands in 1 perpendicular to the paper plane. These rotary axes 12 and 13 are in turn parallel to a pivot axis 14 around the one oar 15 swiveling on hull 1 is fixed. The rudder 15 is with a tiller 16 connected, which are in the longitudinal axis of the rudder 15 to the other side of the pivot axis 14 extends. By the way, the helm is 15 in a conventional manner pivotally mounted on the hull 1 hinged so that when extending the spindle 10 the rudder 15 in 1 is pivoted to the right and the retraction in the opposite direction, the here from electric motor 2 and spindle drive 7 existing actuator for angle compensation around the axis 13 swings.

In 2 ist eine alternative Anordnung dargestellt, bei der die aus Elektromotor 2 und Spindelantrieb 7 bestehende Baueinheit starr am Bootskörper 1 befestigt ist. Um hier einen entsprechenden Längenausgleich beim Schwenken des Ruders 15 um die Achse 14 zu ermöglichen, ist ein Zwischenhebel 17 vorgesehen der an einem Ende mit der Lagerstelle 11 der Spindel 10 gelenkig verbunden und am anderen Ende mit dem freien Ende der Ruderpinne 16 gelenkig verbunden ist. Die Schwenkachse 18 der Gelenkverbindung zwischen Ruderpinne 16 und Zwischenhebel 17 ist parallel zur Schwenkachse 14 des Ruders 15 sowie zur Drehachse 12 der Lagerstelle 11 angeordnet. Dort besteht der Stellantrieb also aus dem Elektromotor 2, dem Spindelantrieb 7 sowie dem Zwischenhebel 17, welcher die Spindel 10 pleulartig mit der Ruderpinne 16 verbindet.In 2 an alternative arrangement is shown in which the electric motor 2 and spindle drive 7 existing unit rigidly on the hull 1 is attached. To here a corresponding length compensation when pivoting the rudder 15 around the axis 14 to enable is an intermediate lever 17 provided at one end with the bearing 11 the spindle 10 articulated and at the other end with the free end of the tiller 16 articulated is connected. The pivot axis 18 the articulation between tiller 16 and intermediate lever 17 is parallel to the pivot axis 14 of the rudder 15 as well as to the rotation axis 12 the depository 11 arranged. There, the actuator thus consists of the electric motor 2 , the spindle drive 7 as well as the intermediate lever 17 which is the spindle 10 pleulartig with the tiller 16 combines.

Ungeachtet der Anordnung ist beiden Ausführungen gemeinsam, dass die elektrische Versorgung und Ansteuerung des Stellantriebs, insbesondere des Elektromotors 3 von innerhalb des Druckkörpers aus erfolgt, die entsprechenden Versorgungs- bzw. Signalleitungen 23 sind druckfest durch die Wandung des Druckkörpers 21 hindurchgeführt.Regardless of the arrangement is common to both versions that the electrical supply and control of the actuator, in particular the electric motor 3 takes place from within the pressure hull, the corresponding supply or signal lines 23 are pressure-resistant through the wall of the pressure hull 21 passed.

Ebenfalls nicht dargestellt ist die Sensorik zur Erfassung der jeweiligen Schwenkstellung des Ruders 5. Dies kann durch einen Drehwinkelaufnehmer am Ruder 15 unmittelbar erfolgen, oder aber auch im Bereich des Stellantriebs, zum Beispiel durch Anbringung eines Wegaufnehmers zwischen Spindel 10 und Gehäuse 9 oder durch Anordnung eines Drehwinkelaufnehmers zwischen der Hohlwelle 16 bzw. dem Rotor 5 und dem hierzu feststehenden Gehäuse 9 bzw. Bootskörper 1. Auch die hierfür erforderlichen Signalleitungen 23 sind druckdicht in den Druckkörper 21 des Unterseeboots 20 hineingeführt.Also not shown is the sensor for detecting the respective pivot position of the rudder 5 , This can be done by a Drehwinkelaufnehmer the rudder 15 take place directly or in the area of the actuator, for example by attachment of a transducer between the spindle 10 and housing 9 or by arranging a Drehwinkelaufnehmers between the hollow shaft 16 or the rotor 5 and the case fixed thereto 9 or hull 1 , Also the necessary signal lines 23 are pressure-tight in the pressure hull 21 of the submarine 20 ushered.

In den Figuren sowie der vorstehenden Figurenbeschreibung ist stets von einem Motor 2 die Rede. Der Begriff Motor steht hier für einen, zwei oder mehr Motoren, welche mit ihren Rotoren 5 auf der Hohlwelle 6 drehfest angeordnet sind und diese rotartorisch antreiben. Als Antriebsmotor kann beispielsweise ein Synchronmotor mit Permanentmagneterregung eingesetzt werden, der mit Wechselspannung ange steuert wird, wobei die Einschaltdauer als Maß für die Verfahrstrecke der Spindel 10 und somit der Stellung des Ruders 15 dienen kann. Alternativ kann auch ein Schrittmotor (z. B. Reluktanzmotor) eingesetzt werden mit entsprechender Stromversorgung, so dass Sensorik für die jeweilige Drehstellung des Motors bzw. des Ruders 15 entbehrlich ist. Bei Einsatz eines Asynchronmotors wird zweckmäßigerweise entsprechende Sensorik vorgesehen sein oder die Drehstellung mittels einer zusätzlichen Messspule oder sonstigen elektromagnetischen Einrichtung ermittelt. Alternativ kann auch ein Trockenläufer oder ein gegenüber der Außenatmosphäre abgedichteter Nasslaufmotor eingesetzt werden, wenn entsprechende Dichtmittel vorgesehen sind. Zweckmäßigerweise wird dann innerhalb des abgedichteten Gehäuses beispielsweise über eine Druckausgleichsmembran dafür gesorgt, dass innerhalb des Gehäuses ein Druck herrscht, der im Wesentlichen dem Außendruck entspricht, um auf diese Weise die Reibungsverluste in den Dichtungen gering zu halten.In the figures and the preceding description of the figures is always of an engine 2 the speech. The term engine here stands for one, two or more engines, which with their rotors 5 on the hollow shaft 6 are rotatably arranged and drive them Rotartorisch. As a drive motor, for example, a synchronous motor with permanent magnet excitation can be used, which is controlled by AC voltage, the duty cycle as a measure of the travel distance of the spindle 10 and thus the position of the rudder 15 can serve. Alternatively, a stepper motor (eg reluctance motor) can be used with a corresponding power supply, so that sensors for the respective rotational position of the motor or the rudder 15 is dispensable. If an asynchronous motor is used, appropriate sensor technology is expediently provided or the rotational position is determined by means of an additional measuring coil or other electromagnetic device. Alternatively, a dry runner or a sealed against the outside atmosphere wet running motor can be used if appropriate sealing means are provided. Conveniently, it is then ensured within the sealed housing, for example via a pressure compensation membrane, that a pressure prevails within the housing which essentially corresponds to the external pressure in order to keep the friction losses in the seals low in this way.

11: Bootskörperhull
22: Elektromotorelectric motor
33: Statorstator
44: Trägercarrier
55: Rotorrotor
66: Hohlwellehollow shaft
77: Spindelantriebspindle drive
88th: Spindelmutterspindle nut
99: Lagergehäusebearing housing
1010: Spindelspindle
1111: Lagerstelledepository
1212: Drehachseaxis of rotation
1313: Drehachseaxis of rotation
1414: Schwenkachseswivel axis
1515: Ruderrudder
1616: Ruderpinnetiller
1717: Zwischenhebelintermediate lever
1818: Achseaxis
2020: Unterseebootsubmarine
2121: Druckkörperpressure vessels
2222: Außenhautshell
2323: Versorgungs- und Signalleitungensupply and signal lines

Claims

Submarine with a pressure hull ( 21 ), with at least one outside of the pressure hull ( 21 ) movably arranged rudder ( 15 ) and with an actuator ( 2 . 7 ) for the rudder, characterized in that the actuator ( 2 . 7 ) for the rudder ( 15 ) outside the pressure hull ( 21 ) is arranged.

Submarine according to claim 1, characterized in that the actuator ( 2 . 7 ) at least one electric motor ( 2 ), which is encapsulated pressure-tight at least on the stator side.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 2 . 7 ) a spindle drive ( 7 ), on the one hand with one or more drive motors ( 2 ) and on the other hand mechanically with the rudder ( 15 ) connected is.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle drive ( 7 ) a motor-driven hollow shaft ( 6 ), which is rotatable on the hull ( 1 ) mounted spindle nut ( 8th ) whose spindle ( 10 ) controls the rudder position.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the rudder ( 15 ) pivotable on the hull ( 1 ) is stored and a tiller ( 16 ), at the free end of the spindle drive ( 7 ) directly or via an intermediate lever ( 17 ) is articulated.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle drive ( 7 ) pivotable on the hull ( 1 ) and directly at the tiller ( 16 ) is articulated ( 1 ).

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle drive ( 7 ) rigid with the hull ( 1 ) and via an intermediate lever ( 17 ) articulated with the tiller ( 16 ) connected is ( 2 ).

Submarine according to one of the preceding claims, characterized characterized in that means for direct or indirect detection the rudder position are provided.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the control device for the rudder ( 15 ) within the pressure hull ( 21 ) and that the supply lines ( 23 ) for the actuator and the signal lines ( 23 ) of the sensors for detecting the rudder position pressure-tight by the wall of the pressure hull ( 21 ) are guided.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 7 ) two or more electric motors ( 2 ), for which preferably in each case a separate supply line ( 23 ) and through the wall of the pressure hull ( 21 ) is guided.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle nut bearing and the one or more electric motors ( 2 ) fixed to the hull ( 1 ) are connected.

Submarine according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 2 . 7 ) between pressure hull ( 21 ) and outer skin ( 22 ) of the boat ( 20 ) is arranged.