CN101351944B - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括至少两个空间区域的装置，其中在第一空间区域和第二空间区域之间布置第一膜片，在最后的空间区域和所述装置的周围环境之间布置最后的膜片。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及一种驱动装置。
背景技术
由DE 197 14 784已知一种紧凑型驱动装置，该驱动装置包括一电动机，在该电动机的一个端侧上布置有一变速器/传动装置而在其另一端侧上布置有一变频器/逆变器(Umrichter)。在这里，电子装置区域或电机区域必须相对于变速器密封。其中不利的是，存在大的轴向长度，以及仅可在该紧凑型驱动装置的一个端侧上提供输出。
由JP 2002336305A已知一种带变速器的电动机，但该变速器的电动机不包括变频器。此外，在变速器、电动机和制动器以及所属的壳体部分之间存在接口，这些接口必须精确地制造，因而复杂且成本高。
由DE 196 22 396 A1已知一种变频器，该变频器轴向在电动机风扇的后面安装在电动机上，因而由该风扇气流冷却。然而，因此需要大的结构空间，此外还需要必须能够引导环境空气流过的风扇。
由EP 0 694 203 B1已知一种压电制动器。
由DE 102 07 760已知一种调速传动装置(Verstellgetriebe)，但该调速传动装置需要大的结构空间以及与电机转子的接口。
由DE 198 48 324 A1已知一种离合器，但该离合器需要附加地复杂而昂贵地加工可转动地支承的部件。特别是不仅包括太阳轮和转子轴而且包括离合器分离套筒。较多数量的部件也就意味着较高的储存成本。
由EP1 081 827 A1已知一种电动工具，在该电动工具中变速器可由电动机驱动，但这里在电机和变速器的壳体部件之间设有制造复杂的接口。
由DE 43 09 599已知一种轴线偏置的锥齿轮变速器，即螺旋平面传动装置(Spiroplangetriebe)，该锥齿轮传动装置可与电动机连接并可由其驱动。
由DE 199 01 841 C2已知一种装置，在该装置中，在一些情况下，水和/或清洁剂可进入滚动膜片的气氛空间内。不利的是，可能造成部件的腐蚀和轴密封圈的损坏，这会导致部件的故障。
发明内容
因此，本发明的目的是，改进一种用于卫生和其它领域的装置。
按照本发明，所述目的在具有权利要求1或21所述特征的装置中得以实现。
本发明在装置方面的主要特征是，在第一和第二空间区域内设置一第一膜片，而在最后的空间区域和所述装置的外界环境之间设置一最后的膜片。
这里有利的是，本发明特别是可用于卫生领域，如食品生产等。因为特别可靠地防止了润滑剂流出。即使变速器或驱动装置升温，润滑剂也不会流出，因为膜片膨胀到电子装置的空间区域内。该空间区域又再次通过膜片被保护免受周围环境的影响。
上述升温例如是由于工作温度是可变的而引起的。在关闭状态下，工作温度下降到周围环境温度。在持续保持设定的额定载荷时，温度上升到一高的值。当温度相应地变化时，在压力不平衡的情况下通过膜片例如在变速器区域内产生高的过压。这会导致，当超过一定的临界值时，润滑剂会从轴承和密封装置中流出。通过压力平衡避免了所述危险。
但借助于第一膜片，变速器区域内的空气体积膨胀到电子装置的空间范围内。借助于第二膜片降低相对于周围环境的过压。
即使第一膜片会容易泄露，润滑剂现会进入电子装置区域，并不立即堵塞第二膜片或者甚至进入周围环境。
清洁剂不能通过第二膜片进入。但即使微量进入，这会被保持远离第一膜片，因为这些微量分布在空间区域内。因此，第一膜片以及变速器内部受到保护。因此，轴密封环很少会被损坏。
在本发明中重要的还有，尽管所述装置总体上执行一个功能，其中但在装置内部，空间区域分别包括不同的功能部分，例如机械的或机电的或电子的功能部分。在机械部分中例如设置齿轮部件、轴和润滑剂，但没有电力构件或电线圈或电线。在电磁区域内，例如设置可通电的线圈绕组或可供电的导线，但不设置电子构件。在电子区域内，例如设置电阻、电容器、半导体和/或集成半导体芯片构件。在此不考虑(设置)传感器。
在一有利的实施形式中，第一膜片对于气体和液体，特别是对于润滑剂和空气以及水是不可透过的。在此有利的是，可保护最后的膜片免受润滑剂的影响。
在一有利的实施形式中，最后的膜片是半透的。在此有利的是，该膜片不会被润滑剂等堵塞。该膜片仅用于空气平衡或气体平衡而设置。
在一有利的实施形式中，最后的膜片对于水和/或润滑剂如润滑油或润滑脂是不可透过的。在此有利的是，没有润滑剂能流出到周围环境中。
在一有利的实施形式中，最后的膜片对于气体如空气是可透过的。在此有利的是，可简单而快速地建立空气压力平衡。
在一有利的实施形式中，变速器或电动机包围第一空间区域。在此有利的是，该区域的升温以及由此引起的空气压力升高不能直接而是可通过电子装置空间区域输出到周围环境。
在一有利的实施形式中，变速器包括润滑剂。在此有利的是，尽管所述装置能用在卫生周围环境如食品生产中，但仍可使用润滑剂。
在一有利的实施形式中，最后的空间区域配设有电子电路。在此有利的是，该电子电路可设置在一作为壳体部分的盖中。
在一有利的实施形式中，第一膜片由弹性塑料制成。在此有利的是，该膜片可简单而经济地制造。
在一有利的实施形式中，所述装置是驱动装置，包括至少一个变速器、一驱动该变速器的电动机和一为该电动机供电的电子电路，如变频器等。在此有利的是，即使紧凑型驱动装置包括带有润滑剂的变速器，其也可安装在卫生的周围环境中。
在一有利的实施形式中，其中设有第一膜片的第一壳体部分容纳变速器的轴的至少一个轴承和电动机转子轴的至少一个轴承。在此有利的是，可制造非常紧凑的驱动装置。因为该壳体部分不仅容纳轴承而且容纳第一膜片。在此也可规定，第一膜片不是直接设置在该壳体部分的凹口中，而是设置在一可连接在所述凹口中的元件中如螺钉等。
在一有利的实施形式中，电子电路设置在第二壳体部分上，该第二壳体部分可与第一壳体部分密封连接。在此有利的是，可快速而简便地更换第二壳体部分。因此，在修理或维护时可快速而简便地更换电子部件。在连接壳体部分时，可借助于插塞连接器快速而简单地实现电接通。
在一有利的实施形式中，第一膜片材料结合地(stoffschlüssig)与一塑料注塑件相连接，特别是注塑、焊接和/或粘结。在此有利的是，可以用简单的方式建立密封连接。
在一有利的实施形式中，塑料注塑件具有一凸台，特别是长形的或管状的凸台，该凸台设置在第一壳体部分的，特别是分隔变速器区域和电机区域的壳体部分的凹口中。在此有利的是，可引导待交换的空气可通过该凹口，其中相对于润滑剂区域设有密封装置。
在一有利的实施形式中，所述凸台具有螺纹，螺纹件特别是螺母、螺钉可旋在该螺纹上，以将塑料注塑件和第一壳体部分连接。在此有利的是，塑料注塑件能够以简单的方式密封地和可拆卸地与第一壳体部分相连接。从而在第一壳体部分中仅需要很小的凹口，并提高了稳定性。为此特别是在螺纹件和/或塑料注塑件与壳体部分之间设置一密封元件，特别是O形圈，特别是用于实现塑料注塑件与第一壳体部分的密封连接。
在一有利的实施形式中，第一膜片本身或者第一膜片与塑料注塑件除了一个或多个凹口之外还包围一囊状的体积。在此有利的是，在第一壳体部分中一小的凹口就足够了，尽管如此仍可通过膜片实现较大的体积变化。
根据权利要求21所述的另一发明的重要特征是，所述装置可设计成驱动装置，包括一电动机、一给该电动机供电的逆变器和一由该电动机驱动的变速器，其中设有一壳体部分，该壳体部分容纳至少一个用于电机轴的轴承和至少一个用于变速器输出轴的轴承，
其中，在该壳体部分中设有一凹口，该凹口连接变速器区域和电机区域，特别是连接它们的内部体积，
其中在所述凹口中设有用于压力空气平衡的结构。
在此有利的是，采用一中央的主要的壳体部分，在该壳体部分中可在一个夹紧装置/一次夹紧中加工出轴承位置，该壳体部分提供了高的稳定性，因为仅须加工一个小的凹口。
在一有利的实施形式中，用于压力空气平衡的结构是第一膜片。在此有利的是，该膜片可设计成耐抗润滑剂的和弹性的。因此，空气压差可通过体积变化来补偿。
在一有利的实施形式中，用于压力空气平衡的结构包括另一部件，第一膜片连接在该部件上。在此有利的是，膜片可以用简单和密封的方式固定在该部件上，该部件由与壳体部分的材料(例如铸钢)不同的另一种材料(例如塑料)制成。
在一有利的实施形式中，用于压力空气平衡的结构穿过凹口突出地形成，用来使空气导通通过凹口，以在电机区域和变速器区域之间实现压力平衡。在此有利的是，密封可简单地实现。
其它优点由从属权利要求给出。
附图标记列表
1    变速器区域
2    电机区域
3    输出轴
4    膜片
5    电子区域
6    半透性膜片
50    膜片
51    塑料注塑件
52    具有外螺纹的管状凸台
53    臂状区域
60    中央壳体部分
61    输出轴
具体实施方式
现在根据附图详细说明本发明：
在图1中象征性示出按照本发明的装置。在此，该装置例如构造成包括变速器区域1、电机区域2和电子区域5的驱动装置。
同样示出了输出轴3。
当电机区域升温时，这里的空气体积膨胀，因而膜片4也膨胀进入电子区域5中。膜片4这样布置在壳体中，使其能膨胀进入电子区域5的空闲的空气空间内。
在电子区域周围的壳体部分内设有一半透性膜片6，该半透性膜片在空气过压时允许空气逸漏到周围环境中而在负压时允许空气从周围环境进入。
在图2中示出按照本发明的另一实施例，在该实施例中，膜片不是从电机区域起膨胀，而是从变速器区域起膨胀。即，如果变速器变热，则其内部体积，包括润滑剂和空气膨胀。但润滑剂颗粒不会弄脏半透性膜片6。因为膨胀近乎仅从膜片4传递到电子区域内的空气空间。
此时在这里产生的过压通过半透性膜片6降低，如上所述。
膜片6在上述两种情况下选择成特别是对于润滑剂优选还有水和/或清洁剂是不可透过的。
在图3示出按照本发明的又一实施例。在这里，膜片4布置在变速器区域和电机区域之间。当变速器升温时，膜片膨胀进入电机区域内。在电子区域5和电机区域2之间设有开口7，通过该开口可实现存在于这两个区域2和5内的内部空气的压力平衡。
在这里，膜片这样设计和选择，使得变速器的润滑剂不能穿透该膜片。此外，膜片还这样选则，即，不会与润滑剂发生化学反应而影响其功能。在电机区域内，设有一允许膜片膨胀进入的相应的体积。
在按照本发明的其它实施例中，所设置的体积至少部分地配设有限制元件。为此例如一壳体部分这样形成在电机区域内，即，使得膜片在膨胀时至少部分地贴靠在该壳体部分上。
在按照本发明的其它实施例中，开口7由半透性膜片或者无纺布材料或者其它的过滤器代替，因此金属碎屑、润滑剂残余物或者其它的污物颗粒不能从电机区域进入电子区域。
在图4中示出按照本发明的另一实施例，其中与图3的区别在于，当膜片4布置成伸入变速器区域内，并且当该变速器区域内的空气的空气压力低于电机区域内的空气压力时，该膜片能膨胀到该变速器区域中。特别地，这里膜片4这样形成，即当在电机区域2和变速器区域1之间不存在空气压差时，该膜片设计成囊状。
当产生空气压差时，囊相应地被压缩或者扩大，即所谓的吹起。
囊状膜片4设置在分隔变速器区域1和电机区域2的壳体部分的凹口中。
在按照本发明的其它实施例中，所述凹口是孔。
在按照本发明的其它实施例中，在变速器区域1内设有一壳状的塑料注塑件，在该塑料注塑件上形成一带有外螺纹的管状凸台。该管状凸台设计成可被引导穿过所述凹口特别是孔并伸入电机区域中。因此，带有内螺纹的螺母可旋在该管状凸台的外螺纹上，其中塑料注塑件可用这种方式可拆卸地与分隔变速器区域1和电机区域2的壳体部分相连接。为进行密封，可在电机侧或变速器侧这样设置密封圈，特别是O型圈，即在螺母旋紧时形成密封部，防止润滑剂从变速器区域进入电机区域内。膜片例如可由弹性材料特别是橡胶制成，并与塑料注塑件浇铸、焊接或/或粘结。因此，塑料注塑件既提供了限制/约束，又提供了对膜片的保护。
图5示出塑料注塑件51的一个例子，膜片50焊接在该塑料注塑件上，该塑料注塑件具有一在臂状区域53的端部处具有外螺纹的管状凸台52。
图6a示出变速器-变频器电机，该电机在变速器区域内在中央壳体部分60的凹陷部中包括带有其臂状区域53的塑料注塑件51。在此，被膜片和塑料注塑件51包围的体积基本上是囊状的，并在周向方向上至少部分地包围输出轴61。从输出轴的轴向观察，囊设计成C形的。具有外螺纹的管状凸台穿过中央壳体部分60的孔，该壳体部分容纳输出轴的轴承和电机轴的轴承，即为此具有轴承座，从而被膜片50和塑料注塑件51包围的空气可被导通到电动机的区域中，该区域与给该电动机供电的电子装置的区域相连接。该区域由至少一个壳体部分界定，在该壳体部分中设有凹口，在该凹口中可旋入并密封地连接封闭塞，在该密封塞内设有按照本发明的半透性的最后的膜片。

Claims (36)

1.一种驱动装置，包括至少两个空间区域，其特征在于，在第一空间区域和第二空间区域之间布置一第一膜片，在最后的空间区域和所述驱动装置的周围环境之间布置一最后的膜片，
其中，所述第一膜片与一塑料注塑件材料结合地相连接，
所述第一膜片设置在容纳变速器轴的至少一个轴承和电动机转子轴的至少一个轴承第一壳体部分中，
所述第一膜片连同塑料注塑件除了一个或多个凹口外包围囊状的体积。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述空间区域包括属于所述驱动装置的不同功能部分的部件。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述功能部分是机械的或机电的或电子的功能部分。
4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一膜片与塑料注塑件浇铸、焊接和/或粘结地相连接。
5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第二空间区域包括电动机的部件和/或给该电动机供电的控制电子装置。
6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第二空间区域包括变频器的部件。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一膜片设置在一用于压缩空气平衡的结构中。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一膜片对于气体和液体是基本上不可透过的。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一膜片对于润滑剂和空气以及水是基本上不可透过的。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述最后的膜片是半透性的。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述最后的膜片对于液态水和/或润滑剂是不可透过的。
12.根据权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，所述润滑剂是润滑油或润滑脂。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述最后的膜片对于水蒸气是不可透过的。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述最后的膜片对于气体是可透过的。
15.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述最后的膜片对于空气是可透过的。
16.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，变速器或电动机包括所述第一空间区域。
17.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述变速器包括润滑剂。
18.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述最后的空间区域配设给电子电路。
19.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一膜片由弹性塑料制成。
20.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述第一膜片由橡胶或聚乙烯制成。
21.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括至少一个变速器、一驱动该变速器的电动机和一给该电动机供电的电子电路。
22.根据权利要求21所述的驱动装置，其特征在于，所述电子电路是变频器。
23.根据权利要求18所述的驱动装置，其特征在于，所述电子电路设置在能够与第一壳体部分密封连接的第二壳体部分上。
24.根据权利要求21所述的驱动装置，其特征在于，变速器包括所述第一空间区域，而电动机包括所述第二空间区域。
25.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述塑料注塑件具有凸台，该凸台设置在第一壳体部分中。
26.根据权利要求25所述的驱动装置，其特征在于，所述凸台是长形的或管状的。
27.根据权利要求1-6中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述塑料注塑件具有凸台，该凸台设置在分隔变速器区域和电机区域的壳体部分的凹口中。
28.根据权利要求27所述的驱动装置，其特征在于，所述凸台是长形的或管状的。
29.根据权利要求25所述的驱动装置，其特征在于，所述凸台具有螺纹，螺纹件可旋在该螺纹上，以将塑料注塑件和第一壳体部分相连接。
30.根据权利要求29所述的驱动装置，其特征在于，所述螺纹件是螺母或螺钉。
31.根据权利要求29所述的驱动装置，其特征在于，在螺纹件和/或塑料注塑件与壳体部分之间设有密封元件。
32.根据权利要求31所述的驱动装置，其特征在于，所述密封元件是O型圈。
33.根据权利要求31所述的驱动装置，其特征在于，所述密封元件用于实现塑料注塑件与第一壳体部分的密封连接。
34.一种驱动装置，该驱动装置包括电动机、给该电动机供电的变频器和由该电动机驱动的变速器，其特征在于，设有壳体部分，该壳体部分容纳用于电机轴的至少一个轴承和用于变速器输出轴的至少一个轴承，其中在所述壳体部分中设有凹口，该凹口连接变速器区域和电机区域，其中在所述凹口内设有用于压力空气平衡的结构，
其中，所述用于压力空气平衡的结构包括第一膜片，
其中，所述第一膜片与一塑料注塑件材料结合地相连接，所述第一膜片连同塑料注塑件除了所述凹口外包围囊状的体积。
35.根据权利要求34所述的驱动装置，其特征在于，该凹口连接变速器区域和电机区域的内部体积。
36.根据权利要求34或35所述的驱动装置，其特征在于，所述用于压力空气平衡的结构穿过凹口突出地形成，以引导空气穿过所述凹口，以实现电机区域和变速器区域之间的压力平衡。
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