CN103326495A - 模块式驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动器,该驱动器包括电动机,该电动机具有定子和与该定子同轴地抗旋转地保持在轴上的转子,定子、转子、轴和至少一个配设于该定子的支承部件实施为外壳基体的组成部分;该驱动器还包括在端侧配设于转子的、与外壳基体连接的外壳封闭体以及包括至少两个用于支承所述轴的轴承,外壳基体和/或外壳封闭体具有用于轴承的轴承座,该驱动器作为模块式驱动器构成,按照模块式设计,设有至少两个不同的外壳封闭体,各外壳封闭体均能与外壳基体连接,其中,对于第一应用,该外壳基体与第一外壳封闭体连接,并且对于第二应用,相同的外壳基体与第二外壳封闭体连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种模块式驱动器,其包括电动机、特别是无刷永磁同步电动机或者异步电动机,该电动机具有定子和与该定子同轴地抗旋转地保持在轴上的转子,定子、转子、轴和至少一个配设于该定子的支承部件实施为外壳基体的组成部分;其还包括在端侧配设于转子的、与外壳基体连接的外壳封闭体以及包括至少两个用于支承所述轴的轴承,外壳基体和/或外壳封闭体具有用于轴承的轴承座。
背景技术
驱动装置、特别是小型电驱动装置,目前普遍针对应用地开发和设计。这允许针对相应应用情况不仅在结构设计观点上而且在功率或功能观点上来优化驱动装置。相应驱动装置的单件成本在此在很大程度上取决于相应的件数并且由此取决于应用。例如用于车辆工业的驱动装置或者用于安装于家用电器(白色家电)中的泵的驱动装置都可以大批量成本有利地制造,而用于工业应用例如工具机或制造机械的驱动装置的单件成本由于较小的制造件数而通常是不同地较高的。
由DE202008002796U1已知一种用于驱动器的模块式驱动器,其中,设有至少两个外壳封闭体,所述外壳封闭体在几何上在至少一个参数方面是不同的。这两个外壳封闭体可以与两个本身同样不同构造的模块式电动机组合成一个驱动器。模块设置用来实现唯一的应用、即机动车的调整装置,它要按照不同的功率等级来实现。但是缺点是,所应用的至少两个电动机在至少一个相关的参数上是不同的。该解决方案转用到车辆技术或家用电器分支以外的按小批量实现的应用情况就此而言被排除在外。
发明内容
本发明的目的在于,设计一种驱动器,使得降低驱动器的件数与单件成本的相关性。
为了达到该目的,与权利要求1的前序部分相结合,本发明的特征在于,该驱动器作为模块式驱动器构成,其中,依照模块式设计,设有至少两个不同的外壳封闭体,各外壳封闭体均能与外壳基体连接,其中,对于第一应用,该外壳基体与第一外壳封闭体连接,和对于第二应用,相同的该外壳基体与第二外壳封闭体连接。
本发明的特殊优点在于,可以大批量制造始终相同的外壳基体并且由此可成本有利制造。为了实现用于不同应用情况的不同驱动装置,始终相同的外壳基体与驱动器的针对应用的外壳封闭体连接。外壳封闭体在此统一了针对应用的各种要求。由此形成了模块式驱动器,在此基础上只以小的改动范围就可以成本有利地制造用于不同应用场合的驱动装置。
因此本发明的基本构思在于,驱动器的始终相同的外壳基体以及电动机的有源电部件大批量制造并且为了实现针对应用的驱动器而把匹配于相应的使用或者说应用的外壳封闭体与外壳基体相组合。外壳基体在此至少包括模块式驱动器的定子、轴、转子和至少一个配设于定子的支承部件,作为相同的部件。作为支承部件,可以构成有例如用于定子的浇注物或容器、外壳或者其他造型部件。此外,用于定子绕组或类似物的电触点可以设置作为外壳基体的其他的相同部件。通过大批量制造外壳基体降低了制造成本。此外也降低了开发费用,因为对于新的应用不再需要开发完整的驱动器,而是只还必须开发针对应用的外壳封闭件。因为通常现代驱动装置的外壳是借助原型方法(Urformen)例如用塑料或金属压铸材料制成,通过使用相同的外壳主体还降低了模具成本。
按照本发明的一种优选的实施形式,设有滑动轴承和/或滚动轴承,作为用于支承所述轴的轴承。针对应用地,轴承一方面能装配在外壳基体中和在外壳封闭体中的轴承座上和另一方面能只装配在外壳封闭体中的轴承座上。有利地,当轴不仅通过滚动轴承而且通过滑动轴承可以固定在外壳(外壳基体、外壳封闭体)的轴承座上时,模块式驱动器的可变性改善。而且当轴承不仅设在外壳基体中而且设置在外壳封闭体中时,转子可以在其两个端侧得以支承。只要仅仅在外壳封闭体中设有支承装置,就可实现轴和转子的单侧的“悬臂式”支承。
为了实现成本有利的驱动装置,例如为了实现用于家用电器的泵,可以使用滑动轴承。如果应实现高转速,可以代替滑动轴承优选滚动轴承,例如滚针轴承或球轴承。
按照本发明的扩展方案,在外壳基体上设有接口,用来将定子与控制装置连接。因为定子的绕组必须独立于应用情况电接触导通,该强制设置的接口有利地构成在外壳基体的区域内。特别是,用于控制的电接口应该仅设置在外壳基体上,而外壳封闭体没有用来电接触导通电动机的电触点或接口部件。就此而言,控制装置配设于外壳基体而不是配设于可更换的外壳封闭体。因此按照模块构思,必需的那些部件或功能是在模块(特别是外壳基体)的相同部件的范围内实现的。对于偶尔小批量制造的针对应用的部件(外壳封闭体)不必设置相应的接口。由此降低了外壳封闭体的结构花费,使得也可以比较成本有利地结构设计和制造该外壳封闭体。
按照本发明的扩展方案,控制装置可以远离电动机地设置或者可以在电动机的附近保持在外壳基体上。例如控制装置可以设置在外壳基体的外侧上。有利地按照模块构思,通过按选择远离地或者空间集成地设置控制装置,可以特别柔性地使用驱动器。如果控制装置由驱动器的制造者共同开发或者供货,就适合于例如设置在外壳基体上。如果相反控制装置是单独开发或者驱动器的控制装置是上级设备的组成部分,则有时优选远离的设置结构。两种变型方案可以通过本发明的模块式驱动器的模块化设计成本有利地实现。
按照本发明的扩展结构,沿径向在定子与转子之间有缝管。有利地通过设置缝管可以保护定子免受湿气或者说驱动器即使在恶劣的环境条件下也可以使用。这例如在驱动器设置用来驱动流体泵(例如对于洗衣机或洗碗机)、用来驱动风机或者作为机械或设备制造中的驱动器时是有效的。缝管特别是保护定子和防止污物、湿气或异物到达定子区域中或者污染该定子。例如转子可以构成为湿式转子并且通过附加的包封物得到保护。
缝管可以例如构成为外壳基体的组成部分和/或与外壳基体一体地连接。缝管同样可以作为单独构件实现并且保持在外壳基体上。为了实现尽可能大的可变性,在应用情况并非强制要求设置缝管时,缝管可以作为相同部件也配设于外壳基体。就此而言,外壳基体或基本模块可以提供功率或结构特征,它们对于特定的应用场合并非是强制需要的。
按照本发明的扩展结构,设有用来可重复地连接外壳基体与外壳封闭体的封闭机构。通过设置可重复使用的机构,简化了装配,结果,按照简单和已知的方式实现始终相同的基体与针对应用的外壳封闭体的连接。例如外壳基体可以借助卡口式连接通过旋转运动而卡锁式相互连接。同样可以设有螺纹联接、夹接、卡接或类似连接方式。
按照本发明的扩展结构,外壳基体和/或外壳封闭体的至少多个部分和/或缝管由塑料材料构成和/或通过原型方法制成。特别是在大的制造批量情况下由此得到成本优点。
按照本发明的扩展方案,外壳基体构成为罐状的外壳基体。在罐状的外壳基体情况下,外壳基体的背离外壳封闭体的端侧至少在转子的区域中封闭地构造并且面朝外壳封闭体的端侧至少就此而言构成为敞开的,使得转子经由敞开的端侧可装配。有利地通过设置罐状的外壳基体,B轴承盖或者配设B轴承盖的轴承座可以直接地集成到外壳基体中。这由此降低部件的数量。此外只需要在罐状的外壳基体和外壳封闭体的接合部位的区域中封闭外壳。
按照本发明的扩展方案,外壳封闭体包括A轴承盖并且用来构成家用电器泵、风机装置或纺织加工机的驱动器。有利地,例如用于家用电器的泵按照非常大的批量作为大批量产品成本有利地制造。成本优点可以在一定的程度传递到风机驱动器,方式为,为了实现风机驱动器,泵驱动器的基本模块被采用并且与针对应用的外壳封闭体连接,后者适配于风机驱动器的特殊性。
由其他的从属权利要求得到其他的优点。
附图说明
下面借助附图详细地阐述本发明。在附图中:
图1示出驱动器与泵工作轮的侧视图;
图2示出按图1的驱动器的部分剖面图;
图3示出按图1的驱动器的分解图;
图4示出用于驱动风机叶轮的驱动器;
图5示出用于驱动皮带轮的驱动器;
图6示出另外的可选的实施形式。
具体实施方式
按照图1至3的用于驱动泵工作轮2的驱动器1,作为主要的组成部分,包括罐状的外壳基体3,具有定子4、抗旋转地保持在轴5上的并且同轴地配设于定子4的转子6和轴5,还包括与外壳基体3连接的外壳封闭体7以及两个用来支承所述轴5的轴承8、9。该轴承8、9分别构成为滑动轴承8、9。第一轴承8在配设于外壳基体3的第一轴承座10上设置在转子6的背离泵工作轮2的端侧上。用来承接第二滑动轴承9的第二轴承座11在外壳封闭体7的区域中设置转子6的面对泵工作轮2的端侧上。外壳封闭体7因此同时用作驱动器1的A轴承盖,外壳基体3用作驱动器1的B轴承盖。
驱动器1例如设置在洗衣机或洗碗机中并且以大批量安装。驱动器1-作为电动机的例子-包括无刷永磁同步电动机,其中,定子4具有电接触导通的绕组12和转子6具有永久磁铁13。为了保护定子4免受湿气或污物,外壳基体3具有沿径向在转子6与定子4之间延伸的缝管14和与缝管14连接的缝管法兰15。在缝管法兰15上连接有未示出的泵壳体。为了进行密封,在缝管法兰15与泵壳体之间设有密封件16。当前,缝管14和缝管法兰15一体地构成为用于外壳基体3的支承部件。
外壳封闭体7在端侧安装到外壳基体3的对应的凹部中。在外壳基体3与外壳封闭体7之间设有密封件17。泵工作轮2固定在轴5上并且设置在通过外壳基体3和外壳封闭体7构成的驱动器1外壳之外。
按本发明的驱动器1按图4的针对应用的设计结构用来驱动风机叶轮20。驱动器1具有已知的外壳基体3与相同的有源电部件(定子4和转子6)。而且,设有针对应用地构成的外壳封闭体21。在外壳封闭体21上构成有轴承座22,该轴承座承接两个按照球轴承类型构成的滚动轴承23、24。通过轴承23、24,轴5仅仅支承在转子6的朝向风机叶轮20的那一侧上。在本发明的驱动器的这种设计结构中,在外壳基体3的第一轴承座10上相应地没有装配轴承。
在驱动器2上设有封闭件25作为用来连接外壳基体3与外壳封闭体21的机构。该封闭件25按照卡口式连接的类型构成。外壳封闭体21因此可以轴向安装在外壳基体3上并且通过旋转与外壳基体3可拆卸地连接。
轴承座10、缝管14和缝管法兰15、外壳封闭体和外壳基体可以例如构成为注塑件或金属压铸件。
按本发明的驱动器1的按图5的另外的设计结构用来驱动皮带轮30,该皮带轮代替泵工作轮2或风机叶轮20保持在轴5上。外壳通过已经由图1至4已知的缝管法兰15和一个另外的针对应用的外壳封闭件33构成。轴5经由在B轴承盖(罐状的外壳基体3)区域中设置的第一滚针轴承31和经由构成为球轴承的第二滚动轴承32保持。第二轴承32装配在朝向外壳封闭体33的轴承座34上。目前仅仅按照原离示出,而不是适合装配地构造。球轴承32配设于针对应用的外壳封闭体33。外壳封闭体33设置在转子6与皮带轮30之间并且构成驱动器1的A轴承盖。外壳基体3和外壳封闭体33按照已知的方式经由封闭件25可拆卸地彼此连接。
驱动器1的这些实施例让技术方案的模块式特征变得明显。相应地设有结构相同的外壳基体3。在外壳基体3上构成有第一轴承座10。针对应用,第一外壳基体3与特定地构造的外壳封闭体7、21、33连接。外壳封闭体7、21、33具有第二轴承座11、22、34。只要可针对应用地构成的轴5悬伸地支承在外壳封闭体7、21、33的区域中,则在外壳基体3(B轴承盖)的第一轴承座10的区域中就能不设置轴承。
支承装置可以相应地这样选择,即其对于相应的应用是优化的。特别是在高的转速情况下适合使用滚动轴承23、24、32,而滑动轴承8、9、31可以设置作为成本有利的可选方案或者在低的转速情况下或者特别恶劣的环境条件下采用。
按照本发明的一种未示出的实施形式,外壳封闭体和外壳基体不可拆卸地彼此连接。例如可以设定,外壳封闭体和外壳基体用塑料实施为彼此超声波焊接或粘接。
带有绕组12的定子4、带有永久磁铁13的转子6、轴5、缝管法兰15、缝管14以及绕组12的电触点都是按本发明的驱动器1按照图1至5的始终相同的外壳基体3的组成部分,该外壳基体成本有利地大批量制造。外壳基体3通过针对应用地设计的外壳封闭体7、21、33用第二轴承座11补充。外壳封闭体7、21、33可能小批量制造。根据制造件数,外壳基体3和外壳封闭体7、21、33可以按照相同的制造方法或者按照不同的针对件数优化的制造方法来制造。
图6与图1结合示出按本发明的模块式驱动器1的可选实现方式,对于驱动器1,外壳基体3相同,两个外壳封闭体7、37不同。在这种可选的实现方式中,缝管14和缝管法兰15不是外壳基体3的组成部分。如图1中所示,缝管14和缝管法兰15可以可选地与外壳基体3连接(该外壳基体3具有定子4、轴5和转子6),用来实现用于泵或类似物的驱动器1。就此而言,外壳基体3间接地借助缝管14和缝管法兰15与第一外壳封闭体7连接。作为支承部件,外壳基体3具有未示出的、配设于定子4的浇注物。
如果作为其他的应用例如要实现用于机械和设备制造的驱动器,其中缝管14和缝管法兰15不是必要的,针对应用地开发的第二外壳封闭体37可以在放弃缝管14和缝管法兰15的情况下直接与外壳基体3连接,参见图6。夹接或卡接35用于此目的,在按图1的泵应用中缝管法兰15经由该夹接或卡接与驱动器1的外壳基体3保持。而且目前实现了控制装置36,它直接固定在外壳基体3上。
相同的构件和构件功能通过相同的附图标记表征。
Claims (14)
1.驱动器,该驱动器包括电动机,该电动机具有定子和与该定子同轴地抗旋转地保持在轴上的转子,定子、转子、轴和至少一个配设于该定子的支承部件实施为外壳基体的组成部分;该驱动器还包括在端侧配设于转子的、与外壳基体连接的外壳封闭体以及包括至少两个用于支承所述轴的轴承,外壳基体和/或外壳封闭体具有用于轴承的轴承座,其特征在于,该驱动器作为模块式驱动器构成,按照模块式设计,设有至少两个不同的外壳封闭体(7、21、33、37),各外壳封闭体均能与外壳基体(3)连接,其中,对于第一应用,该外壳基体(3)与第一外壳封闭体(7、21、33、37)连接,并且对于第二应用,相同的外壳基体(3)与第二外壳封闭体(7、21、33、37)连接。
2.按照权利要求1所述的模块式驱动器,其特征在于,作为用于支承所述轴(5)的轴承(8、9、23、24、31、32)是滑动轴承(8、9)和/或滚动轴承(23、24、31、32),针对应用,轴承一方面能装配在外壳基体(3)中和在外壳封闭体(7、21、33、37)中的轴承座(10、11、22、34)上,另一方面能只装配在外壳封闭体(7、21、33、37)中的轴承座(10、11、22、34)上。
3.按照权利要求1或2所述的模块式驱动器,其特征在于,在外壳基体(3)上设有用来将定子(4)与控制装置连接的接口,以及该接口构成为机械的和/或电的接口。
4.按照权利要求1至3之一所述的模块式驱动器,其特征在于,控制装置针对应用地一方面能远离电动机安装,控制装置另一方面能安装在外壳基体(3)上。
5.按照权利要求1至4之一所述的模块式驱动器,其特征在于,在定子(4)与转子(6)之间设有径向延伸的缝管(14)。
6.按照权利要求1至5之一所述的模块式驱动器,其特征在于,缝管(14)保持在外壳基体(3)上,和/或缝管(14)构成为外壳基体(3)的组成部分,和/或缝管(14)与外壳基体(3)一体地连接。
7.按照权利要求1至6之一所述的模块式驱动器,其特征在于,外壳基体(3)构成为罐状的外壳基体(3)。
8.按照权利要求1至7之一所述的模块式驱动器,其特征在于,对于所述至少两个不同的外壳封闭体(7、21、33、37)设有用来重复连接外壳基体(3)的机构(封闭件25),和/或所述用来连接的机构(封闭件25)构成为快速连接机构(封闭件25)。
9.按照权利要求1至8之一所述的模块式驱动器,其特征在于,外壳基体(3)的至少一部分和/或至少一个外壳封闭体(7、21、33、37)和/或缝管(14)由塑料材料构成和/或作为注塑件制成和/或通过原型制造方法制成。
10.按照权利要求1至9之一所述的模块式驱动器,其特征在于,所述至少两个外壳封闭体(7、21、33、37)构成为A轴承盖。
11.按照权利要求1至10之一所述的模块式驱动器,其特征在于,电动机构成为无刷永磁同步电动机或者构成为异步电动机。
12.按照权利要求1至11之一所述的模块式驱动器,其特征在于,外壳封闭体(7、21、33)间接地固定在外壳基体(3)上,在外壳封闭体(7、21、33)与外壳基体(3)之间设有另外的构件(缝管法兰15)。
13.按照权利要求12所述的模块式驱动器,其特征在于,第一外壳封闭体(7)间接地经由所述另外的构件(缝管法兰15)固定,并且第二外壳封闭体(37)直接固定在外壳基体(3)上。
14.按照权利要求1至13之一所述的模块式驱动器的应用,用来实现泵驱动器(1)和/或风机驱动器(1)和/或在机械制造或设备制造中设置的驱动器(1)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180227 Termination date: 20200322 |
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