用于航空器的电力传动装置以及用于航空器的混合系统制造方法及图纸

本发明专利技术为用于航空器混合系统的电力传动装置。该电力传动装置包括一个转子和一个与航空器结构连接的定子，转子配备一个带有轴道孔的环形法兰，用于固定在螺旋桨法兰中，该法兰至少配备两个部件，每个法兰部件均限制轴道孔截面。

A power transmission device for aircraft and a hybrid system for aircraft

The present invention is an electric drive device for a mixed system of aircraft. The power transmission device comprises a stator and a rotor connected with the structure of the aircraft, equipped with a rotor shaft hole of the ring flange, used for fixing the propeller flange, the flange is equipped with at least two parts, each flange parts are limit shaft hole section.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于航空器的电力传动装置以及用于航空器的混合系统以上专利技术为用于航空器的电力传动装置以及用于航空器的混合系统。在DE102007017332A1中说明配备内燃机的航空器，通过该传动功率可驱动螺旋桨。内燃机与电力驱动机共同运行，电力驱动机在一种运行模式中可作为电动机运行，在另一种运行模式中可作为发电机运行。一般情况下飞机的传动装置为内燃机。在特定的飞行阶段中提高内燃机的传动功率。例如在飞机起飞时或者在起飞后随即进行的危及安全的爬升阶段时需要该剩余传动功率。此外，内燃机在一般情况下以极高的转速和荷载运行，由于该运行而出现过度磨损。众所周知，飞机的传动装置为电动机。例如在DE19512816A1中公开说明的滑翔机由电动机进行传动。通过安装在机翼中的电池装置确保电动机的电源供电。在US2014/0346280A1、US2013/0190949A1、DE69811422T2和US5,188,316A中公开说明用于控制航空器功率的系统。在DE102013209388A1、DE102013102194A1和DE102007017332A1中说明用于航空器的混合传动装置。目前仍应用具有较高功率的内燃机，目的在于确保提高传统飞机的传动功率。然而，内燃机加大了机身的重量，并因此对于飞机的结构具有更高的要求，并且提高了总重量以及巡航中的燃料消耗。因此以上专利技术的目的在于，设计用于航空器的电力传动装置，通过该传动可实现航空器的更高效率，同时装配更为轻松简便，尤其是后期可装配。该专利技术的另一个目的在于，实现高效以及安装简便的混合系统用于航空器。通过权利要求1中说明的用于航空器的电力传动装置以及权利要求4中说明的用于航空器的混合系统实现以上目的。在相关权利要求中说明设计合理的结构型式。根据以上专利技术，说明用于航空器混合系统的电力传动装置。该电力传动装置包括一个转子和一个与航空器结构连接的定子，转子配备一个带有轴道孔的环形法兰，用于固定在螺旋桨法兰中，该法兰至少由两个部件组成，每个法兰部件均限制轴道孔截面。航空器的结构例如为一个电机壳体或变速器壳体或组件。尤其表示航空器中不可移动的结构组件，即固定式结构组件。根据以上专利技术，电力传动装置具备以下优势：可直接驱动飞机螺旋桨，因此传动装置消耗更小，因为电力传动装置直接安装于螺旋桨法兰后侧并且与该法兰连接。其中值得一提的优势为，法兰的结构型式至少为两部分，因此在安装以上说明中的电力传动装置时以及在航空器中加装该装置时，无须拆卸螺旋桨法兰或其他变速器组件以及电机组件。可直接简便地拆卸螺旋桨，并且将专利技术中说明的电力传动装置安装在螺旋桨法兰中。转子四周配备永久磁铁，直接与螺旋桨法兰连接，并且以此将电动机的扭矩直接传输至螺旋桨中。法兰的一个端面用于螺旋桨，另一个端面用于电机，同时在电机一侧中可配备类似管状的轴承座截面，在螺旋桨一侧可配备类似管状的转子座截面。定子可配备一个类似环状的轴承装置以及一个扭矩支承，同时轴承装置可安装在分为两部分的管状法兰轴承座截面中，并且可将转子固定在安装法兰的转子座截面中。在轴承装置中将定子作为滚动轴承使用，并且可旋转安装在由两部分组成的法兰中。定子的反转扭矩通过扭矩支承作用至电机壳体或电机支架中并且在该位置作出反应。由于以上专利技术的电力传动装置配备至少由两部分组成的管状法兰，因此可实现在不安装其它组件的前提下直接将电动机安装在螺旋桨法兰的背部，并且在该法兰的前侧可再次固定螺旋桨。传统的电动机或其“轴道孔”小于螺旋桨法兰。因此必须拆卸内燃机和/或其变速器组件，用于将电动机安装在螺旋桨法兰后。以上专利技术的电力传动装置中的定子配备电磁线圈以及环状轴承装置，比螺旋桨法兰的内直径和轴道孔更大。因此在拆卸螺旋桨时，可将定子与螺旋桨一侧的轴承装置共同推向螺旋桨法兰上方。为将定子后侧固定在螺旋桨法兰中，应配备至少由两部分组成的环状法兰。将由两部分组成的法兰装在螺旋桨法兰以及定子中以及轴承装置中，例如推入尺寸相符的滚动轴承中。轴承装置以此方式进行定心以及组装至少由两部分组成的法兰。接着将定子与法兰共同向前放在螺旋桨法兰中。此时也可将电力传动装置的转子与环绕的永久磁铁推入螺旋桨法兰上方，并且通过如螺栓连接件与至少由两部分组成的法兰连接。通过以上专利技术中用于航空器的电力传动装置，可实现在特定的飞行情况中(例如在起飞时)，短期内为爬升阶段或特技飞行提供更多电机输出功率。此外，飞机的起飞跑道由于电力传动装置而缩短，可直接在起飞后或飞行中安全地克服阻碍，更快地达到最低安全飞行高度，尤其是为特技飞行中的爬升阶段提供更多的电机输出功率。在当前技术水平中，通过功率更大并且更大型以及更重的内燃机提供额外所需的电动机输出功率。该技术的缺陷在于，在正常的巡航中，更大型的内燃机在更低以及更低效的部分载荷范围内驱动。这意味着该类型的内燃机在大多数飞行时间中无法在最佳运行点中运行，因此而降低效率并且提高内燃机的特定消耗值。通过配备以上专利技术的电力传动装置，可在对电机功率具有更大需求的飞机中应用传统的小型轻便以及高效率内燃机，在巡航中可在最佳运行点运行。通过本专利技术的电力传动装置可提供以上所说明情况中的必要额外功率。由于仅在短期内需要额外功率，因此可安装相应的电力储能系统，例如小型和轻便的电池，用于在短期内提供电功率。此外，内燃机在持续飞行中以接近其最佳运行点的方式运行，例如功率的85％。在飞机起飞或爬升阶段以及短暂的特技飞行阶段中，内燃机以100％的输出功率运行。通过以上说明的电力传动装置满足额外的功率需求。此外，以上专利技术中的电力传动装置可配备碗状定心装置。在螺旋桨法兰的后侧配备小型定心法兰，可用于对电动机以及螺旋桨法兰进行定心。因此，从前侧将碗状定心装置装入螺旋桨法兰的定心装置中。在该定心组件中另行安装至少由两部分组成的法兰定心装置以及成套电力传动装置。此外，定心装置的钻孔用于紧固(例如螺栓连接件)，支承至少由两部分组成的法兰，因为可将定心装置安装在法兰中。最后使用螺旋桨紧固螺栓将整个电力传动装置通过定心装置穿过螺旋桨法兰并与至少由两部分组成的法兰拧紧固定。因此无须拆卸内燃机或变速器的任何一个组件，便可通过简便的方式将本专利技术中的航空器混合系统电力传动装置准确安装在螺旋桨法兰后侧。此外螺旋桨轴同时用于电动机的轴承。通过定子的扭矩支承将定子的反转扭矩传输至如内燃机的电机壳体或其他电机固定组件中。因此，无须使用用于固定或支承电动机的结构，因为螺旋桨轴通过定子中的轴承装置进行支承。此外，以上专利技术的装置配备用于航空器的混合系统。混合系统包括一个带有螺旋桨法兰的螺旋桨轴、一个本专利技术中与螺旋桨法兰连接的电力传动装置以及一个配备曲轴的内燃机，同时通过内燃机的曲轴可驱动螺旋桨轴。通过上述混合系统实现以上所说明的优势。配备的变速器可改变传递的作用力或将电机的扭矩传递至螺旋桨中。此外，根据本说明中的装置可通过联轴器将内燃机的曲轴与螺旋桨轴进行耦合。在一般航空器结构中，内燃机直接驱动或通过中间插入的螺旋桨变速器驱动螺旋桨。通过在曲轴和螺旋桨轴以及在螺旋桨变速器和螺旋桨轴中间安装联轴器，可中断内燃机传递至螺旋桨的功率，因此螺旋桨仅通过电力传动装置进行驱动。上述分离过程可实现航空器驱动显著优势。在多数机场中，飞机起飞时产生的噪音是一个棘手的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航空器混合系统的电力传动装置，包括：一个转子、一个与航空器结构连接的定子，其中，所述转子配备一个带有轴道孔的环形法兰，用于固定在螺旋桨法兰中，此外，该法兰至少由两个部分组成，每个法兰部分均限制轴道孔截面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.15 DE 102015105787.51.一种用于航空器混合系统的电力传动装置，包括：一个转子、一个与航空器结构连接的定子，其中，所述转子配备一个带有轴道孔的环形法兰，用于固定在螺旋桨法兰中，此外，该法兰至少由两个部分组成，每个法兰部分均限制轴道孔截面。2.根据权利要求1所述的电力传动装置，其特征在于，法兰的一个端面成为螺旋桨侧，另一个端面称为电机侧，同时在电机侧中配备类似管状的轴承座截面，在螺旋桨侧配备类似管状的转子座截面，并且定子配备一个环状的轴承装置以及一个扭矩支承，轴承装置可安装在两部分组成的环状法兰轴承座截面中，转子可固定在安装法兰的转子座截面中。3.根据权利要求2所述的电力传动装置，其特征在于，配备碗状定心装置，用于对至少由两部分组成的法兰进行定心，并且可与螺旋桨法兰的定心组件和法兰紧固截面连接。4.一种航空器混合系统，包括：一个带有螺旋桨法兰的螺旋桨轴、一个根据权利要求1至3的任一项所述的并与螺旋桨法兰连接的电力传动装置，以及一个配备曲轴的内燃机，通过该曲轴可驱动螺旋桨轴。5.根据权利要求4所述的航空器混合系统，其特征在于，内燃机的曲轴可通过联轴器与螺旋桨轴耦合或脱耦。6.根据权利要求5所述的航空器混合系统，其特征在于，联轴器为滑动离合器。7.根据权利要求4至6的任一项所述的航空器混合系统，其特征在于，在曲轴和螺旋桨轴之间配备一个变速器。8.一种动力杆装置，用于根据权利要求4至7的任一项所述的航空器混合系统，所述动力杆装置包括一个可在内燃机空运转位置以及全速位置之间自由移动的动力杆，同时在达到全速位置之后必须克服释放装置的阻力，因此在超出全速位置后可接通电力传动装置用于启动混合系统的全功率。9.用于根据权利要求4至7的任一项所述的航空器混合系统的动力杆装置，以及，优选地，根据权利要求8的所述动力杆装置，包括：一个动力杆，在系统处于全电力传动的模式时形成制动螺旋桨的制动范围，同时电动机在该制动范围中具有发电机功能，以此制动螺旋桨。10.根据权利要求8和9所述的动力杆装置，其特征在于：可将制动范围设定为空运转位置和内燃机全速位置之间的动力杆下方区域，或设定为内燃机空运转位置的后方区域。11.一种用于连接根据权利要求4至7的任一项所述的航空器混合系统的动力杆侧的控制连接以及所述的航空器混合系统的电机侧的控制连接的耦合元件，包括一个用于操作电机侧的控制连接的伺服装置、一个用于将伺服装置复位至初始设置的复位装置，因此在故障情况中可保持动力杆侧的控制连接与电机侧的控制连接之间的连接，以及，一...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·施沃勒，
申请(专利权)人：约翰·施沃勒，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT