CN1879278B - 紧凑型驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种紧凑型驱动装置、一种螺旋平面传动装置和一种用于制造驱动装置的方法，所述驱动装置包括至少一个电机，一个制动器，一个传动装置和一个变换器，其中传动装置的从动轴和转子轴相互平行地布置，并且轴距由至少一个传动级确定，其中第一传动级包括一个与转子轴相连接的第一齿轮件和一个与第一齿轮件接合的、与一个中间轴相连接的第二齿轮件，其中包括至少一个制动转子轴的制动器内置于紧凑型驱动装置的壳体中，其中制动转子轴平行于所述转子轴布置，其中制动转子轴和一个与第二齿轮件接合的齿轮件相连接。

Description

紧凑型驱动装置
技术领域
本发明涉及一种紧凑型驱动装置，轴位移的正交轴齿轮传动装置和驱动装置的制造方法。
背景技术
从DE 197 14 784 A1中已知一种紧凑型驱动装置，它包括一个电机，在其一个端侧上安装有传动装置，而在其另一个端侧上安装有变换器。其中电子装置的区域或电机的区域必须相对于传动装置密封。其中缺点是，轴向长度长并且只能在紧凑型驱动装置的一个端侧上提供输出。
从JP2002336305A中已知一种不包括变换器的带传动装置的电机(Getriebemotor)。此外在传动装置、电机和制动器以及所属的壳体部件之间有接口，接口必须精确地制造并且因此复杂和昂贵。
从DE 196 22 396 A1中已知一种变换器，它沿轴向地在电机的风扇后面安装在电机上并且因此可由其风扇气流来冷却。但因此也需要较大的结构空间，并且此外需要一个必须能够引导环境空气经过的风扇。
从EP 0 694 203 B1中已知一种压电式的制动器。
从DE 102 07 760中已知一种调速传动装置，但这种传动装置需要大的结构体积并且需要到电机转子的接口。
从DE 198 48 324 A1已知一种联轴器，但这种联轴器要求对可转动支承的部件进行附加的复杂和昂贵的加工。尤其不仅包括了太阳轮(Sonne)和转子轴而且还包括联轴器套。而且较多数量的部件也意味着较高的支承成本。
从EP 1 081 827 A1中已知一种电子装置，在该电子装置中传动装置可 由电机驱动，但其中在电机和传动装置的壳体部件之间设有制造复杂的接口。
从DE 43 09 559已知一种轴偏置的正交轴齿轮传动装置，即螺旋平面传动装置(Spiroplangetriebe)，它可与电机相连接并可由此电机进行驱动。
发明内容
因此本发明的目的是，在避免上述缺陷的情况下改进一种紧凑型驱动装置。尤其应节省轴向长度并且实现尽可能多种的从动装置变型，即单侧的或双侧的从动装置。
根据本发明在根据权利要求1、2、3或4所述特征的紧凑型驱动装置中，在根据权利要求38所述特征的螺旋平面传动装置中，和在根据权利要求39所述特征的方法中来实现所述目的。
在紧凑型驱动装置中，本发明的主要特征是，紧凑型驱动装置至少包括三个驱动装置组件，如一个电机，一个传动装置和一个电子电路，尤其是变换器，其中设有一个中央壳体部件，其中每个驱动装置组件都被中央壳体部分和相应驱动装置组件的至少一个壳体盖包围，从而形成各自的壳体。
在此有利的是，每个驱动装置组件至少为了散热而与相同的中央壳体部件相连接，并且热量可因此从所述组件分散开。尤其是驱动装置组件可产生热量，所述驱动装置组件可在相应的时刻达到温度峰值。因此不仅是各驱动装置组件本身的壳体而且还有形成另一个在同一时刻较冷的组件的壳体的材料区可用于散热。在电机电流低和转速高时，例如热量从传动装置流向电机；在电机电流高和转速低时热量反向流动。此时热量一定总是通过中央壳体部件并且从这里分散开。
在所述紧凑型驱动装置中，本发明的重要特征是，紧凑型驱动装置至少包括三个驱动装置组件，如一个电机，一个传动装置和一个电子电路，尤其是变换器，其中设有一个中央壳体部件，其中电机的定子是可拆卸地- 尤其是借助夹紧连接-与中央壳体部件连接。其中有利的是，首先可利用切削加工和其它加工步骤对中央壳体部件进行加工；然后可装入和夹紧电机定子。由此，此后不再需要其它加工步骤。尤其是其中有利的是，电机是可重新拆卸的，并且可以为了维修目的或服务目的而更换。此外也不需要收缩配合(Schrumpfverbinden)，因为此时不能进行简单的拆卸。
在所述紧凑型驱动装置中，本发明的重要特征是，它包括至少一个电机，一个制动器，一个传动装置和一个变换器，其中传动装置的从动轴和定子相互平行地布置，其中轴距由至少一个传动级来确定，其中第一传动级包括一个与转子轴连接的第一齿轮件和一个与其接合的与中间轴连接的第二齿轮件，其中包括至少一个制动转子轴的制动器内置于紧凑型驱动装置的壳体中，其中制动转子轴与转子轴平行地布置，其中制动转子轴与一个齿轮件相连接，该齿轮件与第二齿轮件相接合。
其中有利的是，可节省轴向结构长度并且可以实现单侧或双侧的输出。此外制动功能不需要轴向结构长度，而是制动器可平行地与电机并排布置。借助于制动器通过齿轮件的作用还可增大或减小额定制动转矩。
在一个有利的实施形式中，电机是同步电机。这里有利的是，紧凑型驱动装置可实现高动力的定位任务和/或可在整个转速范围上提供高转矩。
在一个有利的实施形式中，所述变换器布置在转子轴的侧向。此时有利的是，可以节省结构长度，并且从动轴的两侧都是可以接近的，即可设置两侧的输出。
在一个有利的实施形式中，传动装置的区域相对于外界环境和电机的区域以及电子装置的区域是密封的。在此有利的是，传动装置的区域允许包括润滑油，并且电子装置以及定子部件和转子部件受到保护而不会接触到润滑剂。
在一个有利的实施形式中，传动装置的区域、电机的区域和电子装置的区域处于大致相同的温度水平。在此有利的是，不需要任何隔热措施，并因此而节省了材料，质量和成本。
在一个有利的实施形式中，电机包括一个安装在转子轴的一个端部上 的探测器。在此有利的是，紧凑型驱动装置可用于定位任务并且探测器可受到紧凑型驱动装置的壳体保护。在转子轴的另一端部可连接一个制动器，它同样可受到紧凑型驱动装置的壳体的保护。
在另一个的有利的实施形式中，电机不具有探测器，而是借助估算方法来测定位置，因此可节省轴向的结构空间。
在本发明中主要的优点还有，转子轴完全处于壳体内部并因此不需要相对于环境密封转子轴。因此也就是说有一个单独的在转子轴上运转的轴密封圈就足够了。因为转子轴可具有高转速，因此产生的热量远小于尤其是在其转子轴的两个轴向端部上具有两个轴密封圈的电机中产生的热量。
从动轴例如具有三个轴密封圈。但是因为转速远小于转子轴的转速，所以总热量生成量远小于在转子轴和从动轴都具有两个轴密封圈的驱动-方案中的总热量生成量。
在传动装置的一种有利的实施形式中，使用至少一个圆柱齿轮级(对)，因此轴的结构长度下降并且产生成本最优化的解决方案。
在一个有利的实施形式中，传动级设计成带有可变的变速比的调速传动装置，因此该转速范围的传动级的磨损可最小化并且转矩的变换比可与负载情况相匹配。在调速传动装置中有利的是，能够取消甚至所有对电机的区域的密封，因为调速传动装置，尤其是宽V带传动装置，不需要或只需要少量的润滑剂。因此只需要将紧凑型驱动装置的内部对外界环境进行密封。
在一种有利的实施形式中，转子轴和传动装置的至少一个轴位于同一壳体部件中。在此有利的是，可在壳体部件的制造和加工中实现轴相互之间的精确取向。因为壳体部件可以只在一次夹紧中完成加工，并且因此可使轴承座的相对位置进行非常精确地相互定向。
制动电阻(Bremswiderstand)和润滑剂良好导热地相连接，以致于润滑剂可借助制动电阻加热。
在一种有利的实施形式中，从制动电阻到润滑剂的热阻小于从制动电阻到外界的热阻。因此，通过由电子电路对制动电阻进行充分的供电，在 驱动装置的环境温度较低时可进行有利地加热。热量以这种方式主要从制动电阻向润滑剂流动并且使其充分地被加热。
在一种有利的实施形式中，从定子绕组的中一个到传动装置的在运行中运动的润滑剂的热阻小于从该定子绕组到外界环境的热阻。因此定子绕组的热量可通过中央壳体部件快速地向润滑剂传导。润滑剂进行运动并因此将所吸收的热量传输到其壳体。因此热量可快速分散。为此只是驱动装置的运行也可有利地得到充分利用。因此进一步更为有利的效果是，可以使传动装置的中央壳体部件并且还有壳体盖达到大约相同的温度水平，并且因此向外界环境的散热是最优化的，因为热量在尽可能多的壳体表面上被分散至外界环境中。此外有利的是，利用中央壳体部件和润滑剂一起可提供大的总热容，此热容有助于接纳温度峰值。
在转速低并且尤其是在电机接纳的电流高时，所产生的平均热流由电机流向定子，然后通过壳体传导至环境。
在转速高并且尤其是在电机接纳的电流低时，所产生的平均热流从定子流向电机，然后通过壳体传导至环境。
因为在容纳电子电路也就是变换器电子装置的壳体盖和中央壳体部件之间装有隔热装置，变换器输出级的电力半导体器件(Leistungshalbleiter)的热量将通过壳体盖传导至环境。
有利地将制动电阻导热地连接在中央壳体部件的壳体格室中，并且可以通过插接连接器与容纳电子电路的壳体盖可拆卸地电连接。
在一种有利的实施形式中，紧凑型驱动装置设计成具有六个侧面的矩形长方六面体，其中设有凹口。尤其只有一至三个侧面设有壳体盖，以用于驱动装置组件的安装和维修。因此长方六面体的壳的其它侧面由中央壳体部件形成。因此还可改善向外界环境的散热，因为中央壳体部件可将热源，如制动电阻、制动器、传动装置和/或电机的热量分散。
为了进行上述的热量分散，每个驱动装置组件与其它各驱动装置组件之间只借助中央壳体部件的壳体壁分隔也是有利的。因此热量只需要通过这一个壁传到另一较冷的组件。
电子电路还与一个可确定从中央壳体部件上得到的温度的传感器连接。以这种方法借助电子电路可对驱动装置进行温度监控，特别是可进行能量流调节。因为可借助电子电路给制动电阻通电并且因此可输送热量，并且用功率较低的电机运行，也就是说可减少热量产生量。同样对于可设有制动器的制动线圈，用于热量传导的通电是可控的。
在螺旋平面(Spiroplan)传动级中，主要特征是，所述传动级设置成用于紧凑型驱动装置，其中设有中央壳体部件，其中各驱动装置组件被中央壳体部件和至少一个各驱动装置组件的壳体盖所包围以形成各自的壳体。其中有利的是，螺旋平面传动级的小齿轮由于其圆柱形的形状在装配后不必再进行调整和调节。此外由于存在轴偏距，在螺旋平面传动级中可实现非常紧凑的驱动装置。令人惊奇的是，利用螺旋平面传动级和从动的圆柱齿轮传动级不仅可达到总体上高的效率，而且还可减小电机的轴向长度，因为螺旋平面齿轮可沿垂直与轴向的方向布置并且从动轮因此可靠近小齿轮和电机设置。同样准双曲面(传动)级也可带来类似的优点，但其此时在安装后必须对小齿轮进行调节。但是由于使用了螺旋平面传动装置，中央壳体部件可如此地被构造和包围传动装置地布置，以便只需要小的传动装置壳体盖并且尽管如此也可简单快速地进行安装。
进一步的优点将在下述权利要求中进行描述。
附图说明
现在根据附图对本发明进行详细的说明：
图4中以斜视图示出根据本发明的紧凑型驱动装置，其中只是象征性地示出传动装置40。
图1中以斜视图示出根据本发明的紧凑型驱动装置。
图2中示出根据本发明的紧凑型驱动装置的剖视图。
图3中示出根据本发明的紧凑型驱动装置的剖视图，其中与图2不同，变换器布置在从动轴与电机不同的另一侧。
具体实施方式
图4中象征性示出的传动装置在各种不同的根据本发明的实施变型中可分别实施成各种不同形式。在第一种变型中它设计成圆柱齿轮传动装置，这还在图2和图3中示出。在另一种变型中，图4中的传动装置设计成调速传动装置。该调速传动装置可做成SEW-EURODRIVE公司的VARIMOT型传动装置，即具有两个相互摩擦的圆盘，或者也可以设计成SEW-EURODRIVE公司的VARIBLOC型传动装置，即设计成宽V形带传动装置，其中由两个圆锥形调节盘的距离确定传动比。在根据本发明的另一个实施例中也可以有利地用链条替代V形带。
在根据本发明的按照图2的实施例中，电机布置在从动轴的侧向。即转子轴13和从动轴8是平行布置的。轴的轴距通过圆柱齿轮传动级的齿轮件来确定，所述圆柱齿轮传动级包括一个与转子轴13形锁合和/或力锁合连接的小齿轮14和一个与从动轴8相连接的设计成圆柱齿轮的齿轮10。
将传动装置、即圆柱齿轮传动级的空间区域相对于电机的空间区域进行密封。轴密封圈15在轴上密封所述空间区域，因为转子轴在电机的空间区域内带有永磁体12，并在传动装置的空间区域内带有小齿轮14。密封圈5使传动装置的空间区域在设计成空心轴的从动轴8上相对于电机的空间区域密封。
在另一个根据本发明的实施例中，使用另一种包括多个传动级的传动装置，而不是所示的圆柱齿轮传动级。
在另一个根据本发明的实施例中，从动轴不是设计成空心轴而是实心轴。此外还存在这样的可能性，即根据机械手接口的标准设计从动轴，因此形成具有较小的轴向结构长度的非常紧凑的从动件。
从动轴8通过轴承1支承在同一壳体3中，轴13通过轴承18也支承在所述壳体中。
借助在从动轴8上运转并安装在壳体盖3中的轴密封圈2相对于外界环境对电机的空间区域进行密封。
壳体部件21和22装有冷却装置4，以导出电机、传动装置和变换器 中产生的热量。
从动轴8通过另外的轴向相对的轴承(6，9)同样安装在同一壳体部件22中，其中转子轴13也通过另外的轴承20安装在其中。
在紧凑型驱动装置中主要的优点是，在电机和传动装置之间不需要的联轴器并且因此取消了附加的部件。特别是电机和传动装置甚至共同使用同一壳体部件。此外在制造和加工壳体部件时，已实现精确的轴的相互定向，因为在制造时可非常精确地确定用于电机和传动装置的轴承座，特别是例如轴承9和20，的相对位置。因为壳体部件可只在一台机床上在唯一一次夹紧中完成加工。因此可对轴承座的相对位置进行非常精确的相互布置。共同利用同一壳体部件的其它优点还有，这样紧凑型驱动装置不仅只需要较小的结构体积，而且还具有特别高的稳定性，因为电机和传动装置的力是在同一壳体部件内进行相互传递。
采用共用的，也就是中央壳体部件的另一个优点是，也可将在一个区域内导入的热量快速分配到其它区域。因此接口不会阻止向其它区域方向的热传递。因为不同的区域总具有不同的热量产生量的比例，所以所属的所产生的最大的热源流可快速通过中央壳体部件分配到其它区域。这种热量分散还具有这样的优点，即可提供非常大的用于向外界环境散热的表面。由此甚至可节省专门的昂贵的冷却装置，如冷却条(Kühlfinger)和/或冷却肋。此外壳体可设计成基本上平滑的，从而液体能快速和轻易地流过。
借助在从动轴8上运转的并安装在壳体部件22中的轴密封圈7，可相对于外界环境密封传动装置的空间区域。
带有定子绕组16的定子11绕转子轴13布置。
所述电机设计成多相同步电机。但是在其它的根据本发明的实施例中也可替代同步电机将任何其它类型的电机内置到紧凑型驱动装置内。
在转子轴上运转的和安装在壳体部件22中的轴密封圈15将传动装置的空间区域相对于电机的空间区域进行密封。
用于变换器的电子装置空间区域17对于电机的空间区域并没有密封。
电机在其一个轴向端部带有一个分解器/旋转变压器(Resolver)，此 分解器包括一个分解器定子19和一个分解器转子23。
在其它根据本发明的实施例中，可设置角度传感器或角速度传感器替代分解器。在其它根据本发明的实施例中也可在角度传感器的相对侧将制动器内置于紧凑型驱动装置中。
在其它的根据本发明的实施例中，变换器这样工作，即可借助于一种方法在采用合适型号的电机的情况下估算角度值。因此能进一步节省轴向结构长度。
在图3中示出根据本发明的一个实施例的另一种变型，其中电子装置的空间区域31不是直接与电机的空间区域相连，而是在其间设有从动轴8。在该实施例中轴密封圈5就相对于电子装置空间区域31密封传动装置的空间区域，其中轴密封圈5在从动轴8上运转并且位于壳体部件21内。
传动装置空间区域可用如润滑油，润滑脂等的润滑剂填充。
在所示的根据本发明的实施例中，在变换器-即电子装置空间区域-和传动装置空间区域以及电机空间区域之间，没有设置明显的隔热装置。因此所述空间区域大致处于相同的温度水平。一种大约相同的温度水平是指在以额定负荷持续运行中最大10℃的温度差。当然在冲击式的运行中短时间地可达到较大的所述空间区域的温差。在该实施例中有利的和令人惊讶的是，不需要任何专门的隔热装置并且因此节省了材料、质量和成本。
在根据本发明的另外的实施例中，在两个或多个空间区域之间也可安装隔热装置。
在根据本发明的另外的实施例中，电机设计成多极的，尤其是八极或十极。电机有利地按DE100 49 883的类型或按DE103 17 749的类型设计。因此在紧凑型驱动装置中唯一一个具有这种多相电机的传动级传动装置就足以覆盖较宽的变速比范围。
在根据本发明的另外的实施例中，不是将空心轴而是将圆柱形轴颈设计成从动轴，其中从动轴可借助键连接(Passfederverbindung)与提供驱动的装置相连接。
在根据本发明的另外的实施例中，从动轴和输出侧的壳体部件按照机 械臂EN-ISO 9402-1的类型设计。因此节省了轴向的结构长度并且可传输大转矩。此外实现了与提供驱动和相邻接的装置相应的兼容性。
电连接装置设置在壳体的背侧，并因此在图1至4中不可见。但在根据本发明的另外的实施例中也可在其它位置设置电连接装置。
在根据本发明的另外的实施例中，连接装置只设计成供电装置。特别是只有强电流电缆通往所述紧凑型驱动装置。这里，数据通讯所需的、向变换器或由变换器向另一个、尤其是上级单元的数据传输通过调制到电力线路(Leistungsleitung)上来进行。可用已知的方法进行调制，尤其如已知的电力载波通讯(Powerline-Kommunikation)或按FSK或按FH/PSK法进行，也就是跳频相移键控法。
图5中示出根据本发明的另一实施例，其中壳体60具有一个借助壳体壁53隔开的、用于电机51的区域。电机具有一个作为第一传动级的第一齿轮件52的小齿轮，该小齿轮与电机51的转子轴形锁合或力锁合地连接，并与第一传动级的、连接在一中间轴上的第二齿轮件54相接合。所述中间轴又与另一齿轮件、即第二传动级的第一齿轮件55连接，该第一齿轮件55与第二传动级的第二齿轮件56接合。齿轮件56与从动空心轴57连接，该从动空心轴使得可实现与提供驱动的装置的紧凑连接。现在重要的是，制动器59包括一个与作为齿轮件58的小齿轮相连接的制动转子，该齿轮件58与第一传动级的第二齿轮件接合。即电机51设计成没有制动器的。制动器59通过小齿轮58对齿轮件施加其制动作用。可以说制动作用不是直接而是间接地实现的。
在根据图5的实施形式中重要的还是，传动装置的区域设计成相对于电机和制动器的区域是密封的。制动器和电机的区域不必互相密封。所述区域布置相应的壳体格室中，所述壳体格室的壁部是壳体壁。电子装置的区域，即变换器的区域相对于其它区域也是密封的，尤其是相对于传动装置的区域。从电子装置的区域到电机的区域之间不需要绝对的密封。从电子装置的区域到电机的区域以及必要时还有到传动装置的区域的电缆引导结构也设计成密封的和高保护级别的。
在图5中齿形参数可这样地进行选择，即制动器传输到转子轴上的制动转矩可小于、大于或等于电机的额定转矩。尤其在所传递的制动转矩大于电机额定转矩的设计中，制动器可以设计得非常小和紧凑。因此节省了结构体积。
在图1至图5中可以清楚地看出，紧凑型驱动装置的壳体基本上设计成六面体形的。因为空心轴从动轴沿六面体最大面的法向定向，所以驱动装置可用于通常保留有锥齿轮驱动装置/角转动装置(Winkelantrieb)的应用场合中。尤其也可通过转子轴的布置，即按与紧凑型驱动装置的从动轴平行的走向布置，来实现根据本发明的驱动装置的紧凑性。
在其它的根据本发明的实施例中，替代六面体形设计，类似的壳体结构形式也是有利的，但这里在从动轴的区域内六面体具有一个重要的凹口。这样还减小了从动轴承的距离，并因此同样减小了抵抗横向力的刚度，但是存在足够的结构空间用于连接待驱动的轴。
此外因为可采用圆柱齿轮传动装置，利用根据本发明的紧凑型驱动装置可实现比锥齿轮传动电机(Winkelmotor)中好的效率。即这种驱动装置总是具有比正交轴齿轮传动装置好的效率。
在本发明中同样非常重要的还有，整个紧凑型驱动装置的壳体具有一个中央壳体部件，该中央壳体部件实现用于电机、传动装置和电子装置的壳体功能。只有壳体盖与该壳体部件相连接。中央壳体部件包括用于传动装置和电机的支承部位。在壳体部件内侧还与传动装置的润滑剂接触。此外在中央壳体部件中保持定子的叠片组。但是由此不仅是传动装置的润滑剂和定子绕组，而且还有电子装置-包括可选的制动电阻，都与中央壳体部件良好导热地连接。在不包括制动电阻的电子装置的部分中，还导热地连接有壳体盖，以向外界环境导出电子装置的热量。
因为中央壳体部件至少与所有三个驱动装置组件良好导热地连接，并且因此每个驱动装置组件都能将热量传送给该中央部件。因为该中央部件很大，它具有高的热容量，并且能够因此接纳从驱动装置组件流向它的热流的短时峰值。这是特别有利的，因为不同的驱动装置组件在不同的工作 状态中具有不同的热损耗功率。
例如在驱动装置起动时，在起动转矩范围内电机产生的热量非常大。一般来说，电机的热产生量取决于转矩。与此相反，传动装置的热产生量是取决于转速，即是在以后才与逐渐增加的转速相关。
即共同的中央壳体部件的优点是，存在大的质量/体积，并且因此可在驱动装置组件之间进行较好的热平衡。
由于所述中央壳体部件而取消了驱动装置组件之间的接口，即也只需要较少的构件，如壳体部件、密封件、螺栓等，并且整个驱动装置设计得紧凑。其中重要的还有，还可取消通常对于接口必需的加工步骤。
在其它的根据本发明的实施例中，用于紧凑型驱动装置的传动级的、传动装置组件的传动装置的齿轮件可重复使用。因此总体上减少了需要制造的齿轮件的数量。
在其它的根据本发明的实施例中，探测器以与从动轴机械连接，并与电子装置的区域电连接。探测器是角位置探测器和/或转矩探测器。因此可将变换器中的调节软件设计成具有特别好的调节性能。
在其它有利的实施形式中，紧凑型驱动装置在前侧和背侧具有相同的机械接口，以连接待驱动的装置。为此从动轴设计成从前侧贯穿到背侧的空心轴。因此紧凑型驱动装置可从两侧安装到设备或机器内。此外还可以对紧凑型驱动装置进行串联连接，因此总体上可提高转矩。
在其它有利的结构中，将电机设计成同步电机。因此可降低滑动损耗并可改善调节精度。
在其它有利的结构中，将电机较经济地设计成磁阻电机。
在其它的根据本发明的实施例中，替代制动器，采用另一种蓄能器，例如飞轮或其它回转体。此外，这样地来对制动器的小齿轮的齿形连同与其接合的齿形进行设计，即，使回转体以高转速转动，以尤其是节省结构空间。
在其它的根据本发明的实施例中，制动器以其小齿轮与第一齿轮件接合，而不是与第二齿轮件接合，并由此直接施加制动作用。
在其它的根据本发明的实施例中，一个传动级，尤其最靠输出侧的传动级，设计成正交轴齿轮传动级，尤其是蜗轮蜗杆传动级或螺旋平面传动级。因此形成了特别紧凑的结构形式。
在本发明的有利的实施形式中，电子装置的区域与传动装置的区域邻接，并且只通过壳体壁而与该区域相分隔。因此，由电子装置所产生的热可通过壳体壁和传动装置的润滑剂被导出。因此通过齿轮件的运动而增强的润滑剂的循环是一种用于将热量传递到外界的决定性途径。因为热量被润滑剂传递到传动装置的区域的其它壳体壁，并且从这里导出到外界。如果电机空间区域通过壳体壁与传动装置的区域邻接，则热量可以按相同的方式导出。
如图2至5中清楚地看到，电子装置的区域位于电机的区域附近。因此，在电子装置空间区域内，当然尤其在电子装置的线路板本身上，可设置发送器或多个传感器。由此传感器可根据传感器在线路板上的安装方式和方法检测电子装置的区域内或电机的区域内的状态参数值。为此至少将电子装置的区域到电机的区域的过渡部的一个部分区域设计成敞开式的。如果将带有电子装置的壳体盖盖到中央壳体部件上，与电子装置相连接的传感器正确地定位。
作为传感器，有利地一方面设置温度传感器，另一方面设置角度或角速度传感器。例如可采用霍耳传感器作为角度传感器，它可检测转子永磁体的磁场。这样可直接在转子上测量角度和/或角速度信息。
在采用温度传感器时，可实现对温度的监控。但也可以通过预先规定输入给制动电阻的功率和/或传递到电机的功率对温度进行控制。由此当然甚至还可总体上对温度进行调节。
为了实现高转矩，定子绕组设计成齿上绕组，即在每个齿上分别套装绕组，或绕组分别绕每个齿卷绕，尤其是用以实现高转矩和高效率。
此外在电子装置的区域内可设有中央壳体部件的壳体壁，在该壁上可以这样安装制动电阻，即该电阻与壳体壁和位于该壁另一侧的传动装置润滑剂良好导热地连接。在其它的根据发明的实施例中，形成有用于接纳制 动电阻的壳体格室。利用制动电阻可实现对紧凑型驱动装置进行加热，其借助叠加的直流分量超过了定子绕组的加热能力。因此紧凑型驱动装置即使在极低的温度下也可使用。
此外在电子装置的区域中设有电子基本数据表(Typenschild)，即一个可写的存储器，它存储驱动装置的数据以及状态数据或维护和诊断信息。存储器还可以在没有外部电力供给的情况下运行。特别是可以存储设计温度、转速和/或转矩的数据。这里对利用相应的温度值进行加权的时间段的存储和/或累加可用于确定润滑剂的更换周期。
在另外的根据本发明的实施例中，叠片组包括齿，定子绕组套装在所述齿上，或绕所述齿缠绕。由此可有利地以较少的制造成本实现电机的大转矩和高效率。
在图6中示出根据本发明的另一个实施例，其中没有设置制动器，并且驱动装置的从动轴重直于转子轴。因此可实现紧凑的锥齿轮驱动装置。中央壳体部件71实现形成用于电子装置的区域、电机的区域和传动装置的区域的壳体的作用。
壳体盖72包括一线路板，该线路板可借助插接连接器与另一个接纳和连接在中央壳体部件71中的线路板相连接。
壳体盖73是可取下的，因此包括定子叠片组、定子线圈和转子轴的电机可装入中央壳体部件71中。
壳体盖74同样是可取下的，因此可以安装传动装置和/或填充润滑剂。
传动机装置为两级式结构，其中输入(eintreiben)级是螺旋平面传动级，而从动级是圆柱齿轮传动级。与电机转子轴连接的螺旋平面-小齿轮75具有一个圆柱形包络轮廓，并设有相对于与小齿轮75接合的螺旋平面-齿轮76的轴线的轴偏距。从动级由齿轮77和78构成。
通过所示的实施形式，可实现特别紧凑的驱动装置，尤其是变换器-传动电机。
由于所述轴偏距，输入螺旋平面传动级使得可保持较小的超程高度 。这意味着，例如，从动轴可驱动一个轮，该轮携带并 驱动一个带，该带在根据本发明的紧凑型驱动装置下方运行并且不受电机壳体的干扰。因为，由于图6中的轴偏距，电机布置得比传动装置的下边缘高。其中在图6中电子装置的区域是“上”，而传动装置的下边缘是“下”。
如果采用锥齿轮传动装置作为输入级，就只能用较小功率的和因此较小结构形式的电机。与此相反在本发明中使用了大转矩电机，因为借助轴偏矩提供了空间，而没有减小超程高度。
由于对超程高度的优化，齿轮78和76具有尽可能短的到传动装置下边缘的距离。
中央壳体部件设计成在电机的区域中比传动装置的下侧高，即比传动装置的下边缘高，该下边缘设置在背离电子装置的区域的一侧。
在螺旋平面传动级中，小齿轮轴线不与轮轴线相交，而是垂直于该轴线布置，其中轴偏距小于齿轮齿部的基圆半径。由此尽管设有轴偏距也可实现高效率。小齿轮的包络轮廓是圆柱形，即不是锥形。这与锥齿轮传动级不同。
制动电阻79布置在中央壳体部件71的凹陷部内，该凹陷部伸入传动装置的区域中。因此穿过壳体部件的壳体壁的热量可由润滑剂快速和容易地进行分布/分配，因此热量可通过中央壳体部件快速地分散开来。此外这里特别有利的还有，位于输入侧附近的壳体格室-即离输入侧比离从动侧近的壳体格室-伸入传动装置的区域。因为这里齿轮件的运动较快，并且因此润滑剂的运动速度同样也较快，这导致了制动电阻热量的快速导出。
在壳体盖73中内置一个角度探测器。但是在本发明更加有利的实施形式中，可省去探测器，并由变换器中的无探测器的控制和调节过程来替代探测器，这尤其适用于同步电机。这样壳体盖73可设计得较小。
参考标号表
1  轴承
2  轴密封垫圈
3  壳体盖
4  冷却装置
5  轴密封圈
6  轴承
7  轴密封圈
8  从动轴
9  轴承
10 齿轮
11 定子
12 永磁体
13 转子轴
14 小齿轮
15 轴密封圈
16 定子绕组
17 电子装置空间区域
18 轴承
19 分解器定子
20 轴承
21 壳体部件
22 壳体部件
23 分解器转子
31 电子装置空间区域
40 传动装置
51 电机
52 第一传动级的第一齿轮件
53 电机壳体壁
54 第一传动级的第二齿轮件
55 第二传动级的相连接的第一齿轮件
56 第二传动级的第二齿轮件
57 从动-空心轴
58 齿轮件
59 制动器
60 壳体
61 壳体壁
71 中央壳体部件
72 壳体盖
73 壳体盖
74 壳体盖
75 螺旋平面-小齿轮
76 螺旋平面-齿轮
77 齿轮
78 齿轮
79 制动电阻

Claims (45)

1.一种紧凑型驱动装置，包括至少三个驱动装置组件，所述至少三个驱动装置组件包括一个电机、一个传动装置和一个做成变换器的电子电路，其中设有一个中央壳体部件，其中每个驱动装置组件由中央壳体部件和相应驱动装置组件的至少一个壳体盖所包围，从而形成各自的壳体，其中壳体盖与电子电路相连接和/或电子电路内置在壳体盖中，其中所述带有电子电路的壳体盖借助于电的插接连接器与紧凑型驱动装置的其余部件连接，用于在维护或修理时实现壳体盖快速和简单的更换，其中电机的转子轴与传动装置的从动轴相互平行地布置，其中所述变换器设置在转子轴的侧向，其中用于电子电路的壳体盖以其法向垂直于从动轴地定向，其中用于电力线路的电连接装置设置在紧凑型驱动装置的壳体部件上，其中紧凑型驱动装置至少包括一个用于将信息调制到电力线路上或对其进行解调的电子电路。
2.一种紧凑型驱动装置，包括至少三个驱动装置组件，所述至少三个驱动装置组件包括一个电机、一个传动装置和一个电子电路，其中设有一个中央壳体部件，其中壳体盖与电子电路相连接和/或电子电路内置在壳体盖中，其中所述带有电子电路的壳体盖借助于电的插接连接器与紧凑型驱动装置的其余部件连接，用于在维护或修理时实现壳体盖快速和简单的更换，其中电机定子的叠片组借助夹紧连接装置可拆卸地保持在中央壳体部件中，其中所述电子电路这样形成，使得可实现对中央壳体部件的温度进行监控、控制和/或调节。
3.根据权利要求2的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述电子电路是变换器。
4.一种紧凑型驱动装置，至少包括一个电机、一个制动器、一个传动装置和一个变换器，其中传动装置的从动轴和电机的转子轴相互平行地布置，并且轴距由至少一个传动级确定，其中第一传动级包括一个与转子轴相连接的第一齿轮件和一个与第一齿轮件接合的、与一个中间轴相连接的第二齿轮件，其中包括至少一个制动转子轴的制动器内置于紧凑型驱动装置的壳体中，其中制动转子轴平行于所述转子轴布置且制动转子轴和转子轴是不同的轴，其中制动转子轴和一个与第二齿轮件接合的齿轮件相连接，其中用于变换器的电子装置的区域相对于电机的区域不是设置成密封的，其中壳体盖与变换器的电子电路相连接和/或电子电路内置在壳体盖中，其中所述带有电子电路的壳体盖借助于电的插接连接器与紧凑型驱动装置的其余部件连接，用于在维护或修理时实现壳体盖快速和简单的更换。
5.一种紧凑型驱动装置，至少包括一个电机、一个制动器、一个传动装置和一个变换器，其中传动装置的从动轴和电机的转子轴相互平行地布置，并且轴距由至少一个传动级确定，其中第一传动级包括一个与转子轴相连接的第一齿轮件和一个与第一齿轮件接合的、与一个中间轴相连接的第二齿轮件，其中包括至少一个制动转子轴的制动器内置于紧凑型驱动装置的壳体中，其中制动转子轴平行于所述转子轴布置且制动转子轴和转子轴是不同的轴，其中制动转子轴和一个与第二齿轮件接合的齿轮件相连接，其中转子轴和传动装置的至少一个轴支承在中央壳体部件中，其中壳体盖与变换器的电子电路相连接和/或电子电路内置在壳体盖中，其中所述带有电子电路的壳体盖借助于电的插接连接器与紧凑型驱动装置的其余部件连接，用于在维护或修理时实现壳体盖快速和简单的更换。
6.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述制动器是可电磁操作的制动器。
7.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，制动器被设计为压电工作制动器。
8.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，至少一个传动级设计成圆柱齿轮传动级。
9.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述传动级设计成调速传动装置。
10.根据权利要求9的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述传动级设计成宽V带传动装置或链式传动装置。
11.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，电机是同步电机或永磁体激励的电机。
12.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，传动装置的区域相对于外界环境和相对于电机的区域以及相对于电子装置的区域是密封的。
13.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，传动装置的区域、电机的区域和电子装置的区域处于大致相同的温度水平。
14.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，电机包括一个探测器。
15.根据权利要求14的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述探测器包括一个分解器定子和一个分解器转子。
16.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，电机的转子轴和传动装置的至少一个轴支承在相同的壳体部件中。
17.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，只有一个唯一的轴密封环在电机的转子轴上运行。
18.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，三个轴密封环在传动装置的从动轴上运行。
19.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述紧凑型驱动装置的壳体由壳体部件和壳体盖组成。
20.根据权利要求19的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述紧凑型驱动装置的壳体由一个或两个中央壳体部件和一个壳体盖组成。
21.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述紧凑型驱动装置的壳体没有冷却肋或冷却条。
22.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，用于电子电路的壳体盖可拆卸地与中央壳体部件连接，其中在连接部中设有绝热装置。
23.根据权利要求22的紧凑型驱动装置，其特征在于，绝热装置设计成密封装置或塑料制的壳体部件。
24.根据权利要求2至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，该紧凑型驱动装置至少包括一个用于将信息调制到电力线路上或对其进行解调的电子电路。
25.根据权利要求24的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述将信息调制到电力线路上或对其进行解调根据电力载波通讯、FSK方法进行。
26.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，从动侧的传动级设计成正交轴齿轮传动级。
27.根据权利要求26的紧凑型驱动装置，其特征在于，从动侧的传动级设计成蜗轮蜗杆传动级、锥齿轮传动级或螺旋平面传动级。
28.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，替代制动器，设置能量存储器。
29.根据权利要求28的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述能量存储器为飞轮或回转体。
30.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，一个或多个传感器与电子电路连接，所述传感器在盖上壳体盖时这样定位，即，能够确定电机区域的物理量的值。
31.根据权利要求30所述的紧凑型驱动装置，其特征在于，电机区域的所述物理量是温度、转子角速度、转子角度。
32.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，制动电阻和传动装置的区域中的润滑剂良好导热地相连接，以致润滑剂可借助制动电阻进行加热和/或升温。
33.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，从制动电阻到传动装置的润滑剂的热阻小于从制动电阻到外界环境的热阻。
34.根据权利要求33的紧凑型驱动装置，其特征在于，从制动电阻到传动装置的在运行中运动的润滑剂的热阻小于从制动电阻到外界环境的热阻。
35.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，从电机的定子绕组中的一个到传动装置的润滑剂的热阻小于从该定子绕组到外界环境的热阻。
36.根据权利要求35的紧凑型驱动装置，其特征在于，从电机的定子绕组中的一个到传动装置的在运行中运动的润滑剂的热阻小于从该定子绕组到外界环境的热阻。
37.根据权利要求4或5的紧凑型驱动装置，其特征在于，制动电阻布置在中央壳体部件(71)的凹陷部、沟槽和/或格室内。
38.根据权利要求37的紧凑型驱动装置，其特征在于，制动电阻这样伸入传动装置的区域内，即，将其中布置有制动电阻的壳体格室布置成距输入侧比距从动侧近。
39.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，电子电路包括电子基本数据表和/或电子电路与一总线连接。
40.根据权利要求39的紧凑型驱动装置，其特征在于，电子电路与现场总线连接。
41.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，包括定子绕组的电机定子叠片组保持在中央壳体部件内。
42.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，包括定子绕组的电机定子叠片组可拆卸地连接在中央壳体部件内。
43.根据权利要求31的紧凑型驱动装置，其特征在于，角度传感器的和/或角速度传感器的定子叠片组可拆卸地连接在中央壳体部件内。
44.根据权利要求1至5中任一项的紧凑型驱动装置，其特征在于，电机定子叠片组包括齿，定子绕组套装在所述齿上或定子绕组绕所述齿缠绕。
45.根据权利要求1的紧凑型驱动装置，其特征在于，所述将信息调制到电力线路上或对其进行解调根据电力载波通讯、FSK方法进行。
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