CN107534351B

CN107534351B - 驱动装置

Info

Publication number: CN107534351B
Application number: CN201680023444.4A
Authority: CN
Inventors: W·贝克; D·黑特尔; T·荣格; J·席林格
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2020-04-10
Anticipated expiration: 2036-04-07
Also published as: US20180212491A1; US11489406B2; EP3304700B1; DE102015006687A1; CN107534351A; EP3304700A1; WO2016188600A1

Abstract

本发明涉及一种驱动装置，其具有电机以及由此电机驱动的减速器，其中，该电机具有被接纳在定子壳体中的定子叠片组，该定子叠片组带有定子绕组，其中，该定子壳体具有轴向地、尤其是沿转子轴轴线方向贯穿的空隙，其中，该定子壳体被驱动装置的外壳、尤其是管状外壳和/或罐状外壳包围、尤其是径向地包围，其中，该外壳与定子壳体间隔开，尤其是由此在外壳内部能够形成尤其是循环的气流，尤其是其中空隙沿着轴向方向引导气流并且气流在定子壳体件和外壳之间的隔开的区域内沿着相反的方向回流。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种驱动装置。

背景技术

通常已知能够将减速电机用作为驱动装置。

发明内容

本发明的目的在于进一步改进用于食品加工工业的机械的减速电机。

针对驱动装置，按照本发明根据下述特征来实现上述目的。

针对驱动装置，本发明的重要特征为：驱动装置具有电机以及由此电机驱动的减速器/传动机构(Getriebe)，其中电机具有被收纳在定子壳体中的定子叠片组，定子叠片组带有定子绕组，其中定子壳体被驱动装置的外壳、尤其是管状外壳和/或罐状外壳包围、尤其是径向地包围，其中该外壳与定子壳体间隔开，其中减速器具有第一壳体件和第二壳体件，其中尤其是在外壳内部能够形成气流、尤其是循环的气流，其中第二壳体件在其表面上具有袋状的凹口，气流或气流中的至少一部分流经该袋状凹口，由此尤其是气流或该部分气流中的污物和/或灰尘能够淤积在第二壳体件的袋状的凹口中，其中连接件、尤其是螺纹件将第一壳体件与第二壳体件相连并且借助凹口形成和/或提供为了利用工具操作连接件所必需的空间区域，尤其是其中工具至少部分地接入或抓握连接件并且能够从周围环境进行操作，由此袋状凹口被实施成朝着被外壳围着的内部空间区域敞开。

其优点在于：用于螺纹连接的操作区域也充当污物收集袋。

在有利的设计方案中，定子壳体具有轴向地、尤其是在转子轴轴线方向上贯穿的空隙，尤其是以如此方式，尤其其中空隙沿着轴线方向引导气流，气流在定子壳体件和外壳之间的间隔的区域中沿着相反的方向回流。

在有利的设计中，电机具有被收在定子壳体中的定子叠片组，该定子叠片组具有定子绕组，其中，定子壳体具有轴向地、尤其是在定子轴轴向方向上贯穿的空隙，其中定子壳体被驱动装置的外壳、尤其是管状外壳和/或罐状外壳所包围、尤其是径向地包围，其中外壳与定子壳体间隔开，尤其是由此在外壳内部能够形成尤其是循环的气流，尤其是其中空隙沿着轴向方向引导气流并且气流在定子壳体和外壳之间的隔开的区域内沿着相反的方向回流。

其优点在于减速电机被外壳包围并且由此能够被使用在食品加工工业的机械中。在此通过气流实现了更好的冷却，以无接触的方式将热量从定子壳体输送给驱动装置的外壳。气流吸收电机所产生的热量并且在外壳的内侧处将热量释放给外壳。由此，与定子壳体相比，能够使用较差的热导体作为外壳。因为围绕着的外壳与定子壳体的外表面相比具有更大的内表面。气流在减速器的区域内实现转向，从而使得无论是电机的热量还是减速器的热量都被传递给气流，由此能够有效地实现减速电机的冷却。

气流将热量分散在被外壳包围的内部空间内。外壳和定子壳体在此是彼此隔开的。也就是说，在这两个部件之间不存在直接的接触。由此能够利用不同的材料来制造这两个部件，其中，外壳由于其径向较大的延展，即，由于该外壳具有间隔地将定子壳体包围的造型，因此具有与定子壳体所具有的外表面相比更大的内表面。通过这种间隔甚至更差的热导体、例如钢都能够被用作为外壳。将铝用于定子壳体使得定子壳体能够被构造成连铸件。由此能够以简单的方式生成用于气流的通道。封闭外壳的盖同样能够由钢制成。可选地还能够以塑料制造盖，但其中通过这种盖的冷却的效率较低。

在一个优选的设计中，定子壳体是连铸件，尤其是其中拉出方向平行于轴向方向、亦即尤其是平行于转子轴轴线方向。其优点在于：能够实现简单的制造，其中连铸件具有沿着拉出方向形成的通道。由此能够实现有效的排热。另外，能够分别根据待制造的电机来选择定子壳体的长度。能够以简单的方式将定子叠片组连同定子绕组推入到定子壳体中，该定子壳体为此具有布置在中央的大的空隙。

在一个优选的设计中，减速器具有相互连接的第一壳体件和第二壳体件，其中定子壳体与第二壳体件相连接，尤其是螺纹连接，其中驱动装置的外壳、尤其是管状外壳/或罐状外壳与第一壳体件相连，尤其是螺纹连接。其优点在于：电机被减速器固定。通过定子壳体与第二壳体件的螺纹连接还固定了布置在定子壳体中的定子叠片组以及其配备的定子绕组。另外，定子壳体能够在其背向减速器的面上与轴承法兰相连接，该轴承法兰在其背向定子壳体的面上与外壳相连接或与连接着外壳的盖相连接，从而能够在定子壳体的背向减速器的侧上实施定子壳体的支撑。

在一个优选的设计中，来自定子壳体的空隙中的气流穿流过第二壳体件的各个空隙、尤其是被在第二壳体件上伸出的肋片至少部分地限定的空隙。其优点在于：来自在定子壳体件中延伸的通道中的气流先流经第二壳体件而后才到达外壳、尤其是管状外壳。由此不仅能够实现电机的有效冷却还能够实现减速器的有效冷却。

在一个优选的设计中，定子壳体由第二材料制成，而外壳由第一材料制成，其中第一材料与第二材料相比具有更高的导热能力。其优点在于：尽管外壳的导热能力差但仍能够实现有效的冷却。为此利用气流来实现热流的分散并且通过包围的且进而具有大的表面的壳体来将热流输送到周围环境中。

在一个优选的设计中，定子壳体在其面向外壳的表面上、尤其是在其外表面上具有用于提高辐射出的热功率的覆层。其优点在于：能够降低从定子壳体到周围环境的换热热阻。

在一个优选的设计中，外壳在面向定子壳体的表面上、尤其是其内表面上具有用于提高吸收的热功率的覆层。其优点在于：也能够降低从定子壳体到周围环境的换热热阻。

在一个优选的设计中，对流地、尤其是仅仅对流地驱动气流。其优点在于无需主动的驱动。

在一个优选的设计中，用于驱动气流的至少一个风机或两个风机被布置在电机的轴承法兰上。其优点在于：能够实现主动驱动并且由此能够有效地冷却。

在一个优选的设计中，轴承法兰具有尤其是圆形的基板部段以及布置在其上的分隔壁部段，其中分隔壁部段被设置用于将气流与如下的空间区域分开，该空间区域包围着转子轴的B侧的、尤其是背向减速器的轴向端部区域或至少部分地包围布置在该端部区域上的角度传感器。其优点在于：传感器的空间区域是无尘的且与气流保持隔离。由此能够保证传感器的无故障的工作。另外，借助气流实施冷却并且由此使得传感器受到较小的热负载，尤其是在起动和关闭电机或在运行过程中具有较小的温度升高。

在一个优选的设计中，在轴承法兰中接纳有电机的转子轴的轴承。其优点在于：轴承法兰不仅被用来接纳轴承而且还被用来将气流与传感器的空间区域分开。另外，在轴承法兰上还能够固定有风机，该风机能够主动地驱动气流。

在一个优选的设计中，分隔壁部段在第一圆周角方向上比在与第一圆周角方向不同的第二圆周角方向上延伸得短。其优点在于：在狭窄侧上能够布置一个或多个风机。由此能够以紧凑的方式实现气流的主动输送。

在一个优选的设计中，风机沿径向被布置在分隔壁部段之外，其中，风机与第二圆周角方向在周向方向上被间隔开，尤其是其中被风机覆盖的圆周角区域包括第一圆周角。其优点在于：两个风机彼此间隔开，尤其是能够彼此直径相对地布置，从而能够在电机中实现尽可能对称的气流。

在一个优选的设计中，分隔壁部段被布置在基板部段的背向减速器的轴向侧。其优点在于：实现了气流在轴承法兰区域内的转向，具体而言是在背向定子壳体的那侧上的转向。气流由此在轴承法兰处环流并且同时冷却轴承法兰。被接纳在轴承法兰中的轴承所产生的热量以这种方式被有效地输出。

在一个优选的设计中，在分隔壁部段上形成用于轴向地限定风机的突起部。其优点在于：能够以简单的方式精确地定位风机。

在一个优选的设计中，基板部段具有至少一个、尤其是两个用于缆线通过的空隙。

定子壳体在面向外壳的表面上、尤其是在其外表面上具有用于提高辐射处的热辐射的覆层，基板部段具有布置在中央的用于接纳角度传感器的定子的空隙。其优点在于：作为缆线的电导线能够从定子空间区域、尤其是从定子绕组以简单的方式被引导至传感器。由此能够实现导线布线，其中气流与缆线穿通部分开。

在一个优选的设计中，第二壳体件在其气流流经的表面上具有袋状的凹口，尤其由此使气流中的污物和/或灰尘能够淤积在第二壳体件的这些袋状的凹口、尤其是空气室中，其中，连接件，尤其是螺纹件将第一壳体件与第二壳体件连接在一起，并且借助凹口提供了在利用工具操作连接件时所需的空间区域。其优点在于：袋状的凹口不仅被构造成灰尘或污物收集器还提供了自由的操作空间区域，用于实现减速器的壳体件之间、尤其是减速器的第一和第二壳体件之间的螺纹连接。

本发明并不局限于权利要求的特征组合。对于技术人员而言，尤其是基于任务设置和/或通过与现有技术进行比较而提出的任务能够得出权利要求和/或各个权利要求特征和/或说明书和/或附图的特征的其他有意义的组合可能。

附图说明

现借助附图详细阐述本发明，其中

图1示出根据本发明的驱动装置的斜视的剖切图；

图2示出图1源于另一视角的对应的斜视的局部图；

图3示出驱动装置的B侧的端部的斜视图；

图4示出B侧的轴承法兰的斜视图；

图5示出图4的对应的横截面图。

具体实施方式

如附图所示，驱动装置具有由电机驱动的减速器。

减速器的壳体由第一壳体件和第二壳体件(1、2)组成。这些壳体件(1、2)借助螺纹连接件(14)彼此螺纹连接。

第一壳体件1包围一传动级，该传动级置于被第二壳体件2所包围的输入级的后面。

第二壳体件2不仅接纳输入轴的轴承，还接纳被构造成行星齿轮变速机构的、输入的传动级的齿圈。

该齿圈由第一材料、如钢构成，并且第二壳体件2由另一种材料、如铝构成。由此，与齿圈的材料相比，用于吸收并且发散热量的材料能够更好地导热。第二壳体件2还吸收了源于齿圈的热量以及输入的轴承的热量。

输入轴与日轮以不能相对转动的方式连接，日轮与行星轮相啮合，行星轮以可转动的方式支承在行星架上，行星架与后置级的齿轮件以不能相对转动的方式连接，并且行星轮与齿圈的内齿部啮合。

输入轴与电机的转子5以不能相对转动的方式连接或与其一体地形成，也就是说输入轴本身就被形成为转子轴。

电机被构造成同步电机，其中，转子5具有永磁体。

围绕转子的定子6具有定子叠片组，该定子叠片组由被卷绕的各个齿部组成。

定子叠片组被接纳在定子壳体3中，定子壳体优选地被制造成连铸件并且具有在轴向方向上延伸、也就是说在转子轴轴线方向上延伸的空隙，这些空隙被用作为气流的通道。

定子叠片组与定子壳体3力锁合地、尤其是热收缩地相连接。为了形成这种连接，定子叠片组和定子壳体3在相互接合到一起之前具有彼此不同的温度。在温度适配之后，优选地由钢叠片组成的定子叠片组与优选地由铝制成的定子壳体力锁合地连接。

在转子轴5的B侧的端部区域上布置有制动器7和角度传感器8，其中，角度传感器8的转子与转子轴5以不能相对转动的方式连接并且角度传感器8的定子以不能相对转动的方式被接纳在轴承法兰31中，轴承法兰与定子壳体3以不能相对转动的方式连接，尤其是螺纹连接。

包围驱动减速器的电机的外壳4、尤其是管状外壳与减速器的壳体、尤其是与第一壳体件1螺纹连接。

盖10在背向减速器的侧上封闭外壳4、尤其是管状外壳。电机由此被封闭的空间区域包围。

轴承法兰具有两个轴向贯穿的空隙，在其中能够布置有风机11，风机输送气流经过连铸件、也就是定子壳体3的通道，该气流经过第二壳体件2中的空隙被导向定子壳体和外壳4、尤其是管状外壳之间的空间区域并且从那里重新被风机11导向连铸件即定子壳体3中的通道(风机11的风机叶片未被详细示出，因为风机11仅示意性地绘制)。

即使分别具有用于驱动的风机电机30的风机11没有主动的输送作用，但仍旧能够输送气流。因为由电机产生的热量从定子壳体3释放给气流，气流由此被加热。在附图中所示的安装方向上、即在减速器被布置得高于转子轴5和/或制动器7和/或角度传感器8的B侧的端部区域的情况中，被加热的气流12向上流动，从而使得处在中间区域中的气流部分将其热量释放给外壳4并且由此向下下降。气流12在第一径向距离区域内向下下降并且在第二径向距离区域中向上上升，其中，第一区域在径向上大于第二区域，也就是说第一区域的径向距离值大于第二区域的径向距离值。通过这种对流的流动能够以简单的方式实现更好的冷却。

形成在第二壳体件2中的空隙至少部分地被在壳体件2上径向地突出的肋片15所包围。由此还能够通过肋片15将输入级的齿圈的热量以及接纳在第二壳体件2中的输入轴的轴承的热量释放给气流。

除此以外，定子叠片组的径向外侧被构造成暗色的，也就是说例如，以深的或黑的颜色漆涂或涂覆该外侧。

外壳4的径向的内壁部也被构造成暗色的，也就是说例如，以深的或黑的颜色漆涂或涂覆该内壁部。

通过这种方式能够额外地实现部分热流从电机到周围环境中的辐射传输。

轴承法兰31具有基板部段42，在其上形成有分隔壁部段43，尤其是椭圆形的分隔壁部段43。

这种分隔壁部段43将气流12的空间区域与被角度传感器包围的空间区域分开。在B侧、也就是在基板部段42背向减速器的轴向侧上从基板部段42中伸出的、角度传感器8的部分覆盖一轴向区域，该轴向区域由被分隔壁部段43覆盖的轴向区域所包括。

基板部段42具有两个轴向地贯穿的空隙41，这些空隙适用于将缆线从制动器7以及电机的空间区域引导到被分隔壁部段43至少部分地、尤其是在径向方向上包围的空间区域。

布置在中央的用于角度传感器8的接纳部40同样被设置在基板部段42中。

分隔壁部段43在不同周向方向上具有不同的径向距离并且由此在周向方向上是不对称的，即，不是旋转对称的。圆周角的径向距离的走向是椭圆形的或类似椭圆形的。狭窄侧使得风机11能够被布置在分隔壁部段43旁，其中，风机11在轴向方向上贴靠在对应的突出部44上，从而能够简单地确定风机的轴向位置。

在基板部段42中还设有同样轴向地贯穿的、用于允许通过风机11来输送的气流12通过的空隙。

基板部段42具有圆形的径向外边缘。

盖10封闭分隔壁部段43，从而将接纳角度传感器的空间区域与气流12隔开。

气流12被盖10、外壳4、定子壳体3以及第二壳体件2界定。

定子壳体3相对于外壳4的内部净间距9基本上相应于形成在定子壳体3中的各个通道的径向延伸。

以如下方式选择第二壳体件2的肋片15的圆周角位置，即，在相同的圆周角位置上各布置一径向延伸的分隔壁。由此使得气流12从各个布置在连铸件中的通道中出来进入到第二壳体件2的各个至少局部被肋片15限制的空隙中。气流12随后从第二壳体件2的空隙中出来进入如下的空间区域中，该空间区域包含了在定子壳体件和外壳4之间的中间空间区域。

如图1所示，外壳4被形成为罐状的，其中，减速器的第一壳体件1至少部分插入和连接到罐底部的空隙中。减速器的从动轴/输出轴由此穿过罐底部的这个空隙。

气流12在流经第二壳体件2中的空隙时吹拂过第二壳体件2的袋状的凹口13，由此在各个凹口13的区域内产生涡流，从而令灰尘和/或污物淤积在凹口处。

因此这些凹口不仅是污物收集袋还提供了更好的和/或更大的操作区域来操作用于连接第一壳体件(1)和第二壳体件(2)的螺纹件14。螺纹件14轴向地定向并且分别穿过各自的轴向贯穿的空隙、尤其是孔，并且被旋拧到第一壳体件1的螺纹孔中。另外，螺纹件还能够被引导穿过第一壳体件(1)和第二壳体件(2)中的贯穿的空隙。凹口13径向向内被第二壳体件2封闭，径向向外是开放的。

在本文中，其他起到螺纹连接作用的连接件，如螺纹零部件或用于形成螺纹连接的工具也被纳入到术语“螺纹件”中。

附图标记列表

1 减速器的第一壳体件

2 减速器的第二壳体件、尤其是前段壳体

3 定子壳体、尤其是连铸件

4 外壳、尤其是管状外壳

5 转子

6 定子

7 制动器

8 发射器/传感器

9 内部净间距

10 盖

11 风机

12 气流

13 第二壳体件上的袋、尤其是凹口

14 第一壳体件和第二壳体件之间的螺纹连接件

15 肋片

30 风机电机

31 轴承法兰，尤其是电机的B侧的轴承法兰

40 传感器接纳部

41 缆线穿通部、尤其是用于供缆线通过的轴向贯穿的空隙

42 基板部段

43 分隔壁部段、尤其是椭圆形的分隔壁部段

44 用于界定风机11的突起部

50 定子壳体3中的空隙

51 用于螺纹件的孔

Claims

1.一种驱动装置，具有电机和由所述电机驱动的减速器，

其中，所述电机具有被接纳在定子壳体中的定子叠片组，所述定子叠片组带有定子绕组，

其特征在于，

所述定子壳体被驱动装置的外壳包围，其中，所述外壳与定子壳体间隔开，

其中，所述减速器具有第一壳体件和第二壳体件，

其中，在外壳内部能够形成气流，

其中，所述第二壳体件在其表面上具有至少一个袋状的凹口，气流或部分气流流经所述袋状凹口，

由此使气流或部分气流中的污物能够淤积在所述第二壳体件的所述袋状的凹口中，

其中，连接件将所述第一壳体件与所述第二壳体件相连，借助所述凹口形成和/或提供利用工具操作连接件所必需的空间区域，

其中，工具至少部分地接入或抓握所述连接件并且能够从周围环境操作所述工具，由此所述袋状凹口被实施成朝着被所述外壳围着的内部空间区域敞开。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述外壳是管状外壳或罐状外壳。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述定子壳体被驱动装置的外壳径向地包围。

4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述气流是循环的气流。

5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述连接件是螺纹件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，定子壳体具有在轴向上、亦即在转子轴轴线方向上贯穿的空隙，由此使得所述空隙沿着轴向方向引导所述气流通过并且所述气流在定子壳体与外壳之间的间隔开的区域内沿着相反的方向回流。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，定子壳体是连铸件。

8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，定子壳体的拉出方向平行于轴向方向，亦即平行于转子轴轴线方向。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述定子壳体与所述第二壳体件相连接，所述驱动装置的外壳与所述第一壳体件相连。

10.根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述定子壳体与所述第二壳体件螺纹连接。

11.根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置的外壳与所述第一壳体件螺纹连接。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，来自所述定子壳体的空隙的气流流过所述第二壳体件的对应空隙。

13.根据权利要求12所述的驱动装置，其特征在于，所述第二壳体件的空隙被在所述第二壳体件上伸出的肋片至少部分地限定。

14.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述定子壳体由第二材料制成，而所述外壳由第一材料制成，其中，所述第一材料与所述第二材料相比具有更高的导热能力。

15.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，所述定子壳体在面向所述外壳的外表面上具有用于提高辐射的热功率的覆层，和/或外壳在面向所述定子壳体的内表面上具有用于提高吸收的热功率的覆层。

16.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，对流地驱动所述气流。

17.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动装置，其特征在于，在所述电机的轴承法兰上布置有用于驱动所述气流的至少一个风机。

18.根据权利要求17所述的驱动装置，其特征在于，在所述电机的轴承法兰上布置有用于驱动所述气流的两个风机。

19.根据权利要求17所述的驱动装置，其特征在于，所述轴承法兰具有基板部段以及布置在该基板部段上的分隔壁部段，其中，所述分隔壁部段被设置用于将所述气流与如下空间区域分开，该空间区域包围转子轴的背向减速器的轴向端部区域，或该空间区域至少部分地包围布置在这个轴向端部区域上的角度传感器。

20.根据权利要求19所述的驱动装置，其特征在于，所述基板部段是圆形的。

21.根据权利要求17所述的驱动装置，其特征在于，在所述轴承法兰中接纳有所述电机的转子轴的轴承。

22.根据权利要求19所述的驱动装置，其特征在于，所述分隔壁部段在第一圆周角区域中比在与所述第一圆周角区域不同的第二圆周角区域中沿径向延伸得短。

23.根据权利要求22所述的驱动装置，其特征在于，所述风机沿径向被布置在所述分隔壁部段之外，其中，风机与所述第二圆周角区域在周向方向上被间隔开。

24.根据权利要求23所述的驱动装置，其特征在于，被所述风机覆盖的圆周角区域包括所述第一圆周角区域。

25.根据权利要求19所述的驱动装置，其特征在于，所述分隔壁部段被布置在基板部段的背向减速器的轴向侧，和/或在所述分隔壁部段上形成有用于轴向地限定所述风机的突起部(44)。

26.根据权利要求19所述的驱动装置，其特征在于，所述基板部段具有至少一个用于供缆线通过的空隙，所述定子壳体在面向所述外壳的外表面上具有用于提高辐射出的热辐射的覆层，所述基板部段具有布置在中央的空隙以用于接纳角度传感器的定子。

27.根据权利要求26所述的驱动装置，其特征在于，所述基板部段具有两个用于供缆线通过的空隙。