DE102020204357A1 - Drive device and housing for a drive device - Google Patents

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Jörn Grundmann
Kai Kriegel
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Abstract

Es wird eine Antriebseinrichtung (1) angegeben, umfassend- einen Elektromotor (20), welcher eine entlang einer zentralen Achse (2) ausgerichtete Motorwelle (21) aufweist, mit einer Antriebsseite (A) und einer axial gegenüberliegenden Nicht-Antriebsseite (B),- eine Elektronikeinheit (30)- und ein übergeordnetes Gehäuse (10), wobei das übergeordnete Gehäuse (10) einen ersten Gehäuseteil (10a) aufweist, in welchem der Elektromotor (20) angeordnet ist, und einen zweiten Gehäuseteil (10b) aufweist, in welchem die Elektronikeinheit (30) angeordnet ist,wobei der zweite Gehäuseteil (10b) in axialer Richtung an die Nicht-Antriebsseite (B) des ersten Gehäuseteils (10a) anschließt und mit diesem durch einen axial dazwischenliegenden Verbindungsteil (10i) verbunden ist,und wobei der Verbindungsteil (10i) im Bereich seiner Außenkontur ein oder mehrere Ausnehmungen aufweist, welche in Bezug auf das übergeordnete Gehäuse (10) einen oder mehrere radial außenliegende Trennspalte (15) ausbilden.Weiterhin wird ein Gehäuse (10) für eine solche Antriebseinrichtung (1) angegeben.A drive device (1) is specified, comprising an electric motor (20) which has a motor shaft (21) aligned along a central axis (2), with a drive side (A) and an axially opposite non-drive side (B), - An electronics unit (30) - and a higher-level housing (10), the higher-level housing (10) having a first housing part (10a) in which the electric motor (20) is arranged, and a second housing part (10b), in which the electronics unit (30) is arranged, wherein the second housing part (10b) adjoins the non-drive side (B) of the first housing part (10a) in the axial direction and is connected to this by a connecting part (10i) located axially in between, and wherein the connecting part (10i) has one or more recesses in the area of its outer contour which form one or more radially outer separating gaps (15) with respect to the higher-level housing (10) n a housing (10) for such a drive device (1) is specified.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung mit einem Elektromotor und einer Elektronikeinheit sowie einem übergeordneten Gehäuse für den Elektromotor und die Elektronikeinheit. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gehäuse für eine solche Antriebseinrichtung.The present invention relates to a drive device with an electric motor and an electronics unit and a superordinate housing for the electric motor and the electronics unit. The invention also relates to a housing for such a drive device.

Aus dem Stand der Technik sind integrierte elektrische Antriebe bekannt, bei denen beispielsweise ein Elektromotor und ein Umrichter zusammen in einem übergeordneten Gehäuse möglichst kompakt untergebracht werden, um eine kompakte funktionale Einheit zu bilden. Bei vielen solchen integrierten Antriebseinrichtungen werden die Komponenten durch eine Eigenkühlung gekühlt. Unter einer Eigenkühlung soll dabei allgemein eine passive Kühlung durch freie Konvektion verstanden werden, bei der also kein Kühlmittel (weder eine Kühlflüssigkeit noch Luft) aktiv zirkuliert werden muss. Bei einer solchen Eigenkühlung liegt also weder eine Kühlmittelleitung noch ein Lüfter vor. Durch die Vermeidung solcher Bauteile (insbesondere von aktiven Zwangsluftkühlern) kann eine zusätzliche Schallemission vorteilhaft vermieden werden. Außerdem kann ohne eine aktive Kühlung häufig leichter eine höhere Schutzart erreicht werden und/oder der Verschleiß kann verringert werden. Aus diesen Gründen kommen vor allem bei Servomotor-Antrieben (insbesondere als Industrieantriebe für Förderbänder oder Roboter oder ähnliches) häufig eigengekühlte integrierte Antriebseinrichtungen zum Einsatz.Integrated electrical drives are known from the prior art, in which, for example, an electric motor and a converter are accommodated together in a superordinate housing as compactly as possible in order to form a compact functional unit. In the case of many such integrated drive devices, the components are cooled by self-cooling. In this context, self-cooling should generally be understood to mean passive cooling by free convection, in which no coolant (neither a cooling liquid nor air) has to be actively circulated. With such self-cooling, there is neither a coolant line nor a fan. By avoiding such components (in particular active forced air coolers), additional noise emissions can advantageously be avoided. In addition, without active cooling, a higher degree of protection can often be achieved more easily and / or wear can be reduced. For these reasons, self-cooled, integrated drive devices are often used, especially in servomotor drives (especially as industrial drives for conveyor belts or robots or the like).

Ein Nachteil der gemeinsamen Anordnung des Elektromotors und der zusätzlichen Elektronikeinheit in einem gemeinsamen Gehäuse ist, dass in das typischerweise relativ kompakte Motorgehäuse durch die zusätzliche Elektronikeinheit eine zusätzliche Wärmequelle eingeführt wird. Hierdurch wird im Vergleich zu einem reinen Motorgehäuse (ohne integrierte Elektronik) die bei der Kühlung abzuführende Wärmemenge erhöht. A disadvantage of the common arrangement of the electric motor and the additional electronics unit in a common housing is that an additional heat source is introduced into the typically relatively compact motor housing by the additional electronics unit. This increases the amount of heat to be dissipated during cooling compared to a pure motor housing (without integrated electronics).

Insbesondere bei einer sehr kompakten Ausführung des übergeordneten Gehäuses ist es daher wesentlich schwerer, eine solche integrierte Antriebseinheit allein durch Eigenkühlung zu entwärmen.In particular in the case of a very compact design of the higher-level housing, it is therefore much more difficult to heat such an integrated drive unit solely through its own cooling.

Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Ausführungen bekannt, bei denen der Elektromotor und eine zugeordnete Elektronikeinheit in jeweils separaten Gehäusen angeordnet sind. Im Vergleich zu einer solchen separaten Kapselung weist dagegen ein kombiniertes übergeordnetes Gehäuse insbesondere bei einer kompakten Ausführung typischerweise eine geringere Gesamt-Außenfläche zur Wärmeabgabe an die Umgebung auf. Eine weitere Schwierigkeit bei der Anordnung von Elektromotor und Elektronikeinheit in einem gemeinsamen Gehäuse und der damit verbundenen gemeinsamen Kühlung liegt darin begründet, dass die einzelnen Komponenten unterschiedliche Grenztemperaturen aufweisen. Insbesondere die Steuerelektronik eines Umrichters ist vergleichsweise temperaturempfindlich und weist typischerweise eine Betriebstemperatur unterhalb von 100 °C auf. Die Entwärmung in dem entsprechenden Bereich des übergeordneten Gehäuses muss also für solche empfindlichen Komponenten besonders effektiv sein.From the prior art, designs are also known in which the electric motor and an associated electronics unit are each arranged in separate housings. In comparison to such a separate encapsulation, on the other hand, a combined, higher-level housing, in particular in the case of a compact design, typically has a smaller overall outer surface for dissipating heat to the environment. Another difficulty with the arrangement of the electric motor and electronics unit in a common housing and the associated common cooling is due to the fact that the individual components have different limit temperatures. In particular, the control electronics of a converter are comparatively temperature-sensitive and typically have an operating temperature below 100 ° C. The cooling in the corresponding area of the higher-level housing must therefore be particularly effective for such sensitive components.

Eine aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahme zur verbesserten Kühlung einer integrierten Antriebseinheit ist die Anordnung von oberflächenvergrößernden Strukturen im Außenbereich eines übergeordneten Gehäuses. Beispielsweise können Kühlrippen oder Kühlstachel an der äußeren Gehäusewand angeordnet sein. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass gerade bei vielen industriellen Anwendungen wie beispielsweise in der Lebensmittelverarbeitung oder der Medizintechnik solche komplexen geometrischen Strukturen aus Hygienegründen vermieden werden müssen. Insbesondere Kühlstrukturen mit hohen Aspektverhältnissen sind beim Betrieb einer solchen Antriebseinheit schwer sauber zu halten, da sich leicht Partikel zwischen den Kühlstrukturen festsetzen können. Weitere Nachteile dieser Lösung sind darin zu sehen, dass der Fertigungsaufwand vergleichsweise hoch ist und dass der Platzbedarf des übergeordneten Gehäuses durch die Kühlstrukturen vergrößert ist.A measure known from the prior art for improved cooling of an integrated drive unit is the arrangement of surface-enlarging structures in the outer area of a higher-level housing. For example, cooling fins or cooling spikes can be arranged on the outer housing wall. The disadvantage of this solution is that such complex geometric structures have to be avoided for reasons of hygiene, especially in many industrial applications such as, for example, in food processing or medical technology. In particular, cooling structures with high aspect ratios are difficult to keep clean when such a drive unit is in operation, since particles can easily get stuck between the cooling structures. Further disadvantages of this solution can be seen in the fact that the manufacturing expenditure is comparatively high and that the space requirement of the higher-level housing is increased by the cooling structures.

Eine alternative Maßnahme aus dem Stand der Technik ist es, innerhalb eines solchen kombinierten Gehäuses eine thermische Barriere einzuführen. Beispielsweise kann das übergeordnete Gehäuse für den Elektromotor und die Elektronikeinheit überwiegend aus einem metallischen Material gebildet sein. Zwischen dem Bereich des Elektromotors und dem Bereich der Elektronikeinheit kann diese metallische Hülle jedoch unterbrochen sein und in diesem Übergangsbereich durch ein thermisch schlechter leitfähiges Material ersetzt sein - beispielsweise durch einen Kunststoff. Eine solche thermische Barriere kann gegebenenfalls gleichzeitig als elektromagnetische Barriere zwischen dem Motorbereich und dem Elektronikbereich wirken. Bei dieser Lösung liegen also thermisch gesehen zwei einzelne Gehäuseteile vor, welche durch den Übergangsbereich thermisch nur schwach gekoppelt sind, aber mechanisch bzw. geometrisch als Einheit miteinander verbunden sind. Da im Übergangsbereich nur das Material verändert ist und nicht die Form, kann insbesondere trotz der thermischen Entkopplung eine einheitliche Außenkontur des übergeordneten Gehäuses vorliegen. Nachteilig an dieser Variante ist allerdings der Verlust der für die Eigenkühlung zur Verfügung stehenden Außenfläche, im Vergleich zu zwei auch geometrisch separierten Gehäusen. Eine derartige integrierte Antriebseinheit wird also in der Regel eine geringere Leistung aufweisen als eine entsprechende separierte Antriebseinheit mit baugleichem Motor.An alternative measure from the prior art is to introduce a thermal barrier within such a combined housing. For example, the higher-level housing for the electric motor and the electronics unit can be formed predominantly from a metallic material. However, between the area of the electric motor and the area of the electronics unit, this metallic shell can be interrupted and replaced in this transition area by a thermally poorly conductive material - for example by a plastic. Such a thermal barrier can possibly act at the same time as an electromagnetic barrier between the motor area and the electronics area. In this solution there are therefore two individual housing parts, seen from a thermal point of view, which are only weakly thermally coupled by the transition area, but are mechanically or geometrically connected to one another as a unit. Since only the material is changed in the transition area and not the shape, a uniform outer contour of the higher-level housing can be present, in particular despite the thermal decoupling. However, the disadvantage of this variant is the loss of the external surface available for self-cooling compared to two housings that are also geometrically separated. Such an integrated drive unit is therefore usually a smaller one Have power as a corresponding separate drive unit with a structurally identical motor.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebseinrichtung anzugeben, welche die genannten Nachteile überwindet. Insbesondere soll eine integrierte Antriebseinrichtung mit einem kombinierten Gehäuse zur Verfügung gestellt werden, bei welcher die Kühlung besonders effizient ist und trotzdem eine vergleichsweise kompakte Dimensionierung erreicht werden kann. Eine weitere Aufgabe ist es, ein kombiniertes Gehäuse für eine solche Antriebseinrichtung zur Verfügung zu stellen. The object of the invention is therefore to provide a drive device which overcomes the disadvantages mentioned. In particular, an integrated drive device with a combined housing is to be made available, in which the cooling is particularly efficient and nevertheless a comparatively compact dimensioning can be achieved. Another object is to provide a combined housing for such a drive device.

Diese Aufgaben werden durch die in Anspruch 1 beschriebene Antriebseinrichtung und das in Anspruch 15 beschriebene Gehäuse gelöst.These objects are achieved by the drive device described in claim 1 and the housing described in claim 15.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung umfasst einen Elektromotor, eine Elektronikeinheit und ein übergeordnetes Gehäuse. Dabei weist der Elektromotor eine entlang einer zentralen Achse ausgerichtete Motorwelle auf, mit einer Antriebsseite (A-Seite) und einer axial gegenüberliegenden Nicht-Antriebsseite (B-Seite). Das übergeordnete Gehäuse weist einen ersten Gehäuseteil auf, in welchem der Elektromotor angeordnet ist. Außerdem weist es einen zweiten Gehäuseteil auf, in welchem die Elektronikeinheit angeordnet ist. Dabei schließt der zweite Gehäuseteil in axialer Richtung an die Nicht-Antriebsseite des ersten Gehäuseteils an und ist mit diesem durch einen axial dazwischenliegenden Verbindungsteil verbunden. Dabei weist der Verbindungsteil im Bereich seiner Außenkontur ein oder mehrere Ausnehmungen auf, welche in Bezug auf das übergeordnete Gehäuse einen oder mehrere radial außenliegende Trennspalte ausbilden.The drive device according to the invention comprises an electric motor, an electronics unit and a higher-level housing. The electric motor has a motor shaft aligned along a central axis, with a drive side (A-side) and an axially opposite non-drive side (B-side). The higher-level housing has a first housing part in which the electric motor is arranged. It also has a second housing part in which the electronics unit is arranged. The second housing part adjoins the non-drive side of the first housing part in the axial direction and is connected to it by a connecting part axially in between. In this case, the connecting part has one or more recesses in the area of its outer contour, which form one or more radially outer separating gaps with respect to the higher-level housing.

Unter der A-Seite des Elektromotors soll hier also derjenige axiale Endbereich des Elektromotors verstanden werden, in welchem das abtreibende Motorwellenende angeordnet ist. Dementsprechend ist die B-Seite des Elektromotors die von dem abtreibenden Motorwellenende abgewandte Seite. Auf dieser B-Seite des Elektromotors ist also die Elektronikeinheit angeordnet. Entsprechend schließt sich der zweite Gehäuseteil, welcher die Elektronikeinheit umgibt, B-seitig an den ersten Gehäuseteil an, welcher den Elektromotor umgibt. Auf diese Weise ist die A-Seite des Elektromotors hinreichend frei zugänglich, um über die Motorwelle das erzeugte Drehmoment hier auszuleiten beziehungsweise abgreifen zu können.The A-side of the electric motor should be understood here to mean that axial end region of the electric motor in which the output motor shaft end is arranged. Accordingly, the B-side of the electric motor is the side facing away from the driven motor shaft end. The electronics unit is therefore arranged on this B-side of the electric motor. Correspondingly, the second housing part, which surrounds the electronics unit, adjoins the first housing part, which surrounds the electric motor, on the B-side. In this way, the A-side of the electric motor is sufficiently freely accessible to be able to derive or tap the torque generated here via the motor shaft.

Unter einem „übergeordneten Gehäuse“ soll hier allgemein ein Gehäuse verstanden werden, welches sowohl den Elektromotor als auch die Elektronikeinheit umschließt. Insbesondere weist ein solches „übergeordnetes Gehäuse“ eine übergeordnete Außenkontur auf, welche sich in der Art einer gemeinsamen Umhüllenden über beide Gehäuseteile hinweg erstreckt. Dies bewirkt, dass ein solches übergeordnetes Gehäuse von außen als eine geometrische Einheit wahrgenommen wird und nicht als zwei separate nebeneinanderliegende Bauteile. Bei einer solchen „übergeordneten Außenkontur“ sind insbesondere die Querschnittsform und die Querschnittsfläche im Wesentlichen über beide Gehäuseteile hinweg miteinander fluchtend. Dabei können Querschnittsform und Querschnittsfläche entweder über beide Gehäuseteile hinweg insgesamt einheitlich sein oder sie können über diese beiden Gehäuseteile hinweg im Wesentlichen kontinuierlich variieren (beispielsweise durch eine sich über beide Gehäuseteile erstreckende Schrägung). Wesentlich ist, dass das übergeordnete Gehäuse über beide Gehäuseteile hinweg als eine Einheit wahrgenommen wird. Bei einer „im Wesentlichen miteinander fluchtenden“ Ausführung der beiden Gehäuseteile soll aber eine kleinere Abstufung im Übergangsbereich, bei welcher sich beispielsweise die Querschnittsfläche um bis zu 10 % ändert, explizit nicht ausgeschlossen sein.A “higher-level housing” is to be understood here generally as a housing which encloses both the electric motor and the electronics unit. In particular, such a “superordinate housing” has a superordinate outer contour which extends over both housing parts in the manner of a common envelope. This has the effect that such a higher-level housing is perceived from the outside as a geometric unit and not as two separate components lying next to one another. In the case of such a “superordinate outer contour”, in particular the cross-sectional shape and the cross-sectional area are essentially aligned with one another across both housing parts. In this case, the cross-sectional shape and cross-sectional area can either be entirely uniform over both housing parts or they can vary essentially continuously over these two housing parts (for example by a bevel extending over both housing parts). It is essential that the higher-level housing is perceived as a unit across both housing parts. In the case of an "essentially aligned" design of the two housing parts, however, a smaller gradation in the transition area, in which, for example, the cross-sectional area changes by up to 10%, should not be explicitly excluded.

Durch die wenigstens eine Ausnehmung im Verbindungsteil zwischen den beiden genannten Gehäuseteilen wird in Bezug auf diese beschriebene übergeordnete Außenkontur wenigstens ein Trennspalt gebildet. Dieser Trennspalt ist insbesondere allgemein luftgefüllt. Dieser wenigstens eine Trennspalt zeichnet sich dadurch aus, dass er insbesondere in radialer Richtung nicht bis ins Zentrum des Gehäuses reicht. Mit anderen Worten erstreckt er sich nicht bis zur zentralen Achse hin. Hierdurch werden die beiden Gehäuseteile also nicht vollständig voneinander separiert, sondern bleiben zumindest im Zentrum der Antriebseinrichtung miteinander verbunden. Dadurch wird ein insgesamt gegen die äußere Umgebung gekapseltes übergeordnetes Gehäuse gebildet. Die Anzahl, Größe und Form der Trennspalte (beziehungsweise des Trennspalts) kann verschiedenartig ausgestaltet sein. Wesentlich ist aber für alle Ausführungsvarianten, dass durch den wenigstens einen Trennspalt im Verbindungsbereich zwischen den beiden Gehäuseteilen eine Vergrößerung der für die Eigenkühlung zur Verfügung stehenden Oberfläche erreicht wird. Außerdem werden die beiden Gehäuseteile durch den wenigstens einen Trennspalt (im Vergleich zu einer im Bereich der umhüllenden Außenkontur durchgehenden Gehäusewand) thermisch separiert. Hierdurch kann bewirkt werden, dass die beiden Gehäuseteile beim Betrieb der Antriebseinrichtung eine unterschiedliche Betriebstemperatur aufweisen, welche auf die jeweiligen thermischen Anforderungen des Elektromotors bzw. der Elektronikeinheit angepasst ist.By means of the at least one recess in the connecting part between the two mentioned housing parts, at least one separating gap is formed in relation to this described superordinate outer contour. This separation gap is in particular generally filled with air. This at least one separating gap is characterized in that it does not extend into the center of the housing, in particular in the radial direction. In other words, it does not extend to the central axis. As a result, the two housing parts are not completely separated from one another, but rather remain connected to one another at least in the center of the drive device. As a result, a higher-level housing is formed that is encapsulated overall from the external environment. The number, size and shape of the separating gaps (or the separating gap) can be designed in various ways. However, it is essential for all design variants that the at least one separating gap in the connection area between the two housing parts increases the surface area available for self-cooling. In addition, the two housing parts are thermally separated by the at least one separating gap (compared to a housing wall that is continuous in the area of the enveloping outer contour). This can have the effect that the two housing parts have a different operating temperature when the drive device is in operation, which temperature is adapted to the respective thermal requirements of the electric motor or the electronic unit.

Im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung mit einem thermisch schlechter leitenden Material im Verbindungsbereich wird also bei der erfindungsgemäßen Lösung durch den Trennspalt eine Vergrößerung der wirksamen Außenfläche erreicht. Im Vergleich zu der alternativen bekannten Lösung mit (großen) von der Gehäusewand nach außen ragenden Kühlstrukturen kann durch die erfindungsgemäße Lösung mit dem Trennspalt eine weniger komplexe und/oder leichter sauber zu haltende geometrische Form realisiert werden. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik nach außen ragenden Kühlstrukturen wird durch den wenigstens einen Trennspalt eine von der übergeordneten Außenkontur lokal nach innen hin (also zum Zentrum hin) abweichende Form erzeugt. Dies vergrößert die für die Eigenkühlung wirksame Fläche, ohne jedoch dabei den Platzbedarf des übergeordneten Gehäuses zu vergrößern. Der Einsatz von zusätzlichen nach außen ragenden Kühlstrukturen (zusätzlich zum Trennspalt) soll dabei nicht grundsätzlich ausgeschlossen sein. Solche optionalen Kühlstrukturen können aber im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich kleiner und/oder mit einem wesentlich geringeren Aspektverhältnis ausgestaltet sein, so dass sie deutlich weniger zu dem Platzbedarf des Gehäuses und/oder zu einer potentiellen Verunreinigung beitragen als die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen.In comparison to the solution known from the prior art with a thermally poorly conductive material in the connection area Thus, in the solution according to the invention, an enlargement of the effective outer surface is achieved through the separating gap. In comparison to the alternative known solution with (large) cooling structures protruding outward from the housing wall, the solution according to the invention with the separating gap enables a less complex and / or easier to keep clean geometric shape to be realized. In contrast to the cooling structures protruding outward from the prior art, the at least one separating gap creates a shape that deviates locally from the superordinate outer contour towards the inside (that is to say towards the center). This increases the area effective for self-cooling, but without increasing the space required by the higher-level housing. The use of additional outwardly protruding cooling structures (in addition to the separating gap) should not be excluded in principle. Such optional cooling structures can, however, be designed significantly smaller and / or with a significantly lower aspect ratio compared to the prior art, so that they contribute significantly less to the space requirement of the housing and / or to potential contamination than those known from the prior art Solutions.

Insgesamt kann daher durch die erfindungsgemäße Lösung eine integrierte Antriebseinrichtung zur Verfügung gestellt werden, welche effektiv durch Eigenkühlung gekühlt werden kann und welche gleichzeitig eine kompakte Baugröße und/oder eine geometrisch relativ einfach geformte umhüllende Außenkontur aufweist, so dass auch vorliegende Hygieneanforderungen vergleichsweise einfach erfüllt werden können. So kann insgesamt eine besonders leistungsstarke und gleichzeitig kompakte Antriebseinrichtung realisiert werden.Overall, the solution according to the invention can therefore provide an integrated drive device which can be effectively cooled by its own cooling and which at the same time has a compact size and / or a relatively simple geometrically shaped enveloping outer contour, so that existing hygiene requirements can also be met comparatively easily . In this way, a particularly powerful and at the same time compact drive device can be implemented overall.

Das erfindungsgemäße Gehäuse ist als Gehäuse für eine Antriebseinrichtung ausgelegt. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine integrierte Antriebseinrichtung mit einem Elektromotor und einer Elektronikeinheit, insbesondere eine Antriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse weist einen ersten Gehäuseteil auf, welcher für einen Elektromotor der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. Außerdem weist das Gehäuse einen zweiten Gehäuseteil auf, welcher für eine Elektronikeinheit der Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. Der zweite Gehäuseteil schließt in axialer Richtung an eine Nicht-Antriebsseite des ersten Gehäuseteils an und ist mit diesem durch einen axial dazwischenliegenden Verbindungsteil verbunden. Der Verbindungsteil weist im Bereich seiner Außenkontur ein oder mehrere Ausnehmungen auf, welche in Bezug auf das übergeordnete Gehäuse einen oder mehrere radial außenliegende Trennspalte ausbilden. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Gehäuses ergeben sich analog zu den oben beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung.The housing according to the invention is designed as a housing for a drive device. This is, for example, an integrated drive device with an electric motor and an electronics unit, in particular a drive device according to the present invention. The housing has a first housing part which is provided for an electric motor of the drive device. In addition, the housing has a second housing part which is provided for an electronic unit of the drive device. The second housing part adjoins a non-drive side of the first housing part in the axial direction and is connected to this by a connecting part axially in between. In the area of its outer contour, the connecting part has one or more recesses which form one or more radially outer separating gaps with respect to the higher-level housing. The advantages of the housing according to the invention result analogously to the advantages of the drive device according to the invention described above.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen sowie der folgenden Beschreibung hervor. Dabei können die beschriebenen Ausgestaltungen der Antriebseinrichtung und des Gehäuses allgemein vorteilhaft miteinander kombiniert werden.Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the claims dependent on claim 1 and the following description. The described configurations of the drive device and the housing can generally be advantageously combined with one another.

So ist die Elektronikeinheit gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform zur elektronischen Steuerung und/oder Versorgung des Elektromotors ausgelegt. Es kann also insbesondere die Motorsteuerung zusammen mit dem Elektromotor in einer übergeordneten Antriebseinrichtung integriert sein. Die Elektronikeinheit kann zur Versorgung des Elektromotors mit elektrischer Energie ausgelegt sein. Insbesondere bei dieser Ausführungsform ist es allgemein vorteilhaft, wenn die Elektronikeinheit ein oder mehrere leistungselektronische Bauelemente aufweist. Insbesondere kann die Elektronikeinheit wenigstens einen Frequenzumrichter umfassen. Unter einem solchen Umrichter wird ein Umformer verstanden, welcher die Netzspannung mit konstanter Frequenz und Spannung in ein Drehspannungssystem mit variabler Frequenz und/oder variabler Spannung überführt. Dieses Drehspannungssystem wird beispielsweise einem anzutreibenden Drehstrommotor (beispielsweise einer Asynchronmaschine oder Synchronmaschine) zugeführt, um so die Drehzahl des Elektromotors durch entsprechende Wahl der Ausgangsfrequenz des Umrichters vorzugeben.Thus, according to a generally advantageous embodiment, the electronics unit is designed for electronic control and / or supply of the electric motor. In particular, the motor control can therefore be integrated together with the electric motor in a higher-level drive device. The electronics unit can be designed to supply the electric motor with electrical energy. In this embodiment in particular, it is generally advantageous if the electronics unit has one or more power electronic components. In particular, the electronics unit can comprise at least one frequency converter. Such a converter is understood to mean a converter which converts the mains voltage with constant frequency and voltage into a three-phase voltage system with variable frequency and / or variable voltage. This three-phase voltage system is fed, for example, to a three-phase motor to be driven (for example an asynchronous machine or synchronous machine) in order to specify the speed of the electric motor by selecting the output frequency of the converter accordingly.

Allgemein und unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Leistungselektronik ist es vorteilhaft, gerade solche leistungselektronischen Bauelemente zusammen mit dem Elektromotor in einer kompakten Einheit zu integrieren. Dabei kann zum einen der erforderliche Platzbedarf deutlich reduziert werden und außerdem die geforderte elektromagnetische Verträglichkeit des Gesamtsystems wesentlich leichter realisiert werden.In general and regardless of the specific design of the power electronics, it is advantageous to integrate precisely such power electronic components together with the electric motor in a compact unit. On the one hand, the required space requirement can be significantly reduced and, moreover, the required electromagnetic compatibility of the overall system can be realized much more easily.

Alternativ oder zusätzlich zu den beschriebenen elektronischen Steuerungs- und/oder Versorgungs-Bauelementen kann die Elektronikeinheit auch ein oder mehrere Sensoren zur Überwachung einer Motoreigenschaft aufweisen. Beispielsweise kann dies ein Sensor zur Messung einer Temperatur, einer Drehzahl, einer Vibration und/oder eines Geräuschs des Elektromotors sein. Weiterhin kann die Elektronikeinheit auch zusätzliche optionale Bauelemente zur Regelung und/oder Kommunikation aufweisen.As an alternative or in addition to the electronic control and / or supply components described, the electronics unit can also have one or more sensors for monitoring a motor property. For example, this can be a sensor for measuring a temperature, a speed, a vibration and / or a noise of the electric motor. Furthermore, the electronics unit can also have additional optional components for regulation and / or communication.

Gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform des wenigstens einen Trennspalts kann dieser senkrecht zur zentralen Achse verlaufen. Er kann sich also insbesondere hauptsächlich in radialer und/oder azimutaler Richtung erstrecken. According to a generally advantageous embodiment of the at least one separating gap, it can run perpendicular to the central axis. He can therefore in particular extend mainly in the radial and / or azimuthal direction.

Durch eine solche Orientierung des Trennspalt kann in einer symmetrischen Weise eine Unterteilung des übergeordneten Gehäuses in axiale Teilabschnitte erreicht werden.Such an orientation of the separating gap enables the higher-level housing to be subdivided into axial subsections in a symmetrical manner.

Allgemein vorteilhaft kann der wenigstens eine Trennspalt eine axiale Spaltbreite aufweisen, welche im Bereich zwischen 2 % und 15 %, besonders bevorzugt zwischen 5 % und 10 % der axialen Länge des übergeordneten Gehäuses liegt. Eine derartige axiale Spaltabmessung ist insbesondere groß genug, um die Antriebseinrichtung thermisch wirksam in zwei getrennte Teilbereiche zu unterteilen und eine Eigenkühlung der beiden Gehäuseteile insbesondere auch durch Konvektion im Bereich des Spalts zu fördern. Andererseits ist eine derartige axiale Spaltabmessung insbesondere auch klein genug, damit das übergeordnete Gehäuse nach außen hin trotzdem als eine geometrische Einheit in Erscheinung tritt. Insbesondere im Vergleich zu einer noch stärker axial separierten Ausgestaltung liegt bei einer derart begrenzten axialen Spaltbreite trotz der thermischen Separation ein relativ geringer Gesamt-Platzbedarf vor. Dadurch werden die Vorteile einer gewissen thermischen Separation und einer engen räumlichen Integration wirksam miteinander verbunden.Generally advantageously, the at least one separating gap can have an axial gap width which is in the range between 2% and 15%, particularly preferably between 5% and 10% of the axial length of the higher-level housing. Such an axial gap dimension is in particular large enough to divide the drive device into two separate partial areas in a thermally effective manner and to promote self-cooling of the two housing parts, in particular also by convection in the area of the gap. On the other hand, such an axial gap dimension is, in particular, also small enough that the higher-order housing nevertheless appears to the outside as a geometric unit. In particular in comparison to an even more axially separated configuration, there is a relatively small overall space requirement with such a limited axial gap width despite the thermal separation. This effectively combines the advantages of a certain thermal separation and close spatial integration.

Allgemein und unabhängig von der axialen Spaltbreite kann der wenigstens eine Trennspalt eine radiale Spalttiefe aufweisen, welche in einem Bereich zwischen 5 % und 90 % der Achshöhe, besonders bevorzugt zwischen 10 % und 80 % der Achshöhe liegt. Unter der Achshöhe der Antriebseinrichtung soll dabei allgemein der radiale Abstand zwischen der zentralen Achse und der (bei normaler Einbaulage der Antriebseinrichtung) geodätisch unten liegenden Außenwand des Gehäuses verstanden werden. Falls diese Abmessung über die Länge des Gehäuses variiert, soll unter der Achshöhe die größte derartige Abmessung verstanden werden. Eine derartige radiale Spalttiefe ist insbesondere groß genug, um die Antriebseinrichtung wirksam in zwei thermisch getrennte Teilbereiche zu unterteilen. Allgemein vorteilhaft ist die radiale Spalttiefe wenigstens so groß wie die Dicke der Gehäusewand in den übrigen Bereichen des übergeordneten Gehäuses. Mit anderen Worten ist die Gehäusewand im Bereich des Trennspalts so weit nach innen eingebuchtet (und dabei optional gleichzeitig gedünnt), dass die thermische Kopplung der Gehäuseteile durch die Gehäusewand lokal deutlich verschlechtert wird. Das Gehäuse ist dabei aber nicht vollständig unterbrochen: So verbleibt auch im Verbindungsteil zumindest eine Rest-Gehäusewand, welche die beiden Gehäuseteile mechanisch verbindet und zu einer Kapselung des gesamten übergeordneten Gehäuses beiträgt. Diese Rest-Gehäusewand liegt also aufgrund der radialen Tiefe des Trennspalts radial weiter innen als die übrigen Teile der Gehäusewand. Sie kann optional dünner ausgestaltet sein als die übrigen Teile der Gehäusewand, alternativ können sie aber auch im Wesentlichen gleich dick ausgestaltet sein. Gemäß einer ersten Variante ist die Rest-Gehäusewand aus dem gleichen Material ausgestaltet wie die übrigen Teile der Gehäusewand. Dies kann beispielsweise ein metallisches Material sein. Alternativ kann jedoch prinzipiell auch im Bereich der Rest-Gehäusewand ein anderes Material zum Einsatz kommen. Die Rest-Gehäusewand kann entweder einstückig mit den übrigen Bereichen der Gehäusewand ausgebildet sein oder alternativ als separates Element (insbesondere hermetisch dicht gekapselt) an diese angesetzt sein.Generally and independently of the axial gap width, the at least one separating gap can have a radial gap depth which is in a range between 5% and 90% of the axial height, particularly preferably between 10% and 80% of the axial height. The axial height of the drive device should generally be understood to mean the radial distance between the central axis and the outer wall of the housing, which is geodetically underneath (in the normal installation position of the drive device). If this dimension varies over the length of the housing, the axis height should be understood as the largest such dimension. Such a radial gap depth is particularly large enough to effectively subdivide the drive device into two thermally separated subregions. Generally advantageous, the radial gap depth is at least as great as the thickness of the housing wall in the remaining areas of the higher-level housing. In other words, the housing wall is indented so far inwardly in the region of the separating gap (and optionally at the same time thinned) that the thermal coupling of the housing parts by the housing wall is locally significantly impaired. However, the housing is not completely interrupted: At least one residual housing wall remains in the connecting part, which mechanically connects the two housing parts and contributes to an encapsulation of the entire higher-level housing. Because of the radial depth of the separating gap, this remaining housing wall is therefore located radially further inward than the remaining parts of the housing wall. It can optionally be made thinner than the other parts of the housing wall, but alternatively they can also be made essentially the same thickness. According to a first variant, the remaining housing wall is made from the same material as the remaining parts of the housing wall. This can be a metallic material, for example. Alternatively, however, a different material can in principle also be used in the area of the rest of the housing wall. The remaining housing wall can either be formed in one piece with the remaining areas of the housing wall or, alternatively, be attached to them as a separate element (in particular hermetically sealed).

Die radiale Spalttiefe im genannten vorteilhaften Bereich ist so dimensioniert, dass im Zentrum der Antriebseinrichtung ein ausreichend großes Rest-Gehäuse verbleibt, um den Elektromotor und die Elektronikeinheit zu einem übergeordneten und nach außen hin gekapselten Bauelement zu verbinden. Insbesondere kann in diesem Restgehäuse vorteilhaft ein Kabelkanal zur elektrischen Verbindung des Elektromotors und der Elektronikeinheit geführt sein.The radial gap depth in the advantageous area mentioned is dimensioned so that a sufficiently large residual housing remains in the center of the drive device to connect the electric motor and the electronics unit to form a higher-level component that is encapsulated towards the outside. In particular, a cable duct for the electrical connection of the electric motor and the electronics unit can advantageously be guided in this remaining housing.

Gemäß einer allgemein vorteilhaften Ausführungsform liegt das Größenverhältnis zwischen der radialen Spalttiefe und der axialen Spaltbreite bei höchstens 5 zu 1. Durch ein derart moderates Aspektverhältnis des wenigstens einen Trennspalts wird erreicht, dass auch dieser nicht übermäßig zu einer Verschmutzungsanfälligkeit der Antriebseinrichtung beiträgt. Durch das Vorliegen eines Trennspalts ist zwar prinzipiell eine anfällige Stelle für die verstärkte Ablagerung von Partikeln gegeben. Durch die beschriebene Wahl eines relativ moderaten Aspektverhältnisses können jedoch die daraus resultierenden Einschränkungen in Bezug auf die hygienischen Anforderungen vorteilhaft abgemildert werden.According to a generally advantageous embodiment, the size ratio between the radial gap depth and the axial gap width is at most 5 to 1. Such a moderate aspect ratio of the at least one separating gap ensures that this too does not contribute excessively to the drive device being susceptible to contamination. Due to the presence of a separating gap, there is in principle a susceptible point for the increased deposition of particles. By choosing a relatively moderate aspect ratio as described, however, the restrictions resulting therefrom with regard to the hygienic requirements can advantageously be mitigated.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante für die Realisierung der thermischen Trennung kann das Gehäuse genau einen um die Außenkontur des Verbindungsteils umlaufenden Trennspalt aufweisen. Mit anderen Worten erstreckt sich der Trennspalt dann ringförmig über den gesamten Umfang des Gehäuses. Auf diese Weise kann das übergeordnete Gehäuse besonders wirksam in zwei thermisch separierte Teilbereiche unterteilt werden. Alternativ zu dem einen umlaufenden Trennspalt könnten aber prinzipiell auch mehrere axial beabstandete ringförmig umlaufende Trennspalte vorliegen. Ein solcher azimutal umlaufender Trennspalt kann prinzipiell auch gestuft ausgestaltet sein, sodass er beispielsweise in zwei (oder mehr) axial benachbarte Teilbereiche mit unterschiedlichen radialen Spalttiefen unterteilt ist.According to a first advantageous embodiment variant for realizing the thermal separation, the housing can have exactly one separating gap running around the outer contour of the connecting part. In other words, the separating gap then extends annularly over the entire circumference of the housing. In this way, the higher-level housing can be divided particularly effectively into two thermally separated sub-areas. As an alternative to the one circumferential separating gap, there could in principle also be a plurality of axially spaced, annular circumferential separating gaps. Such an azimuthally circumferential separating gap can in principle also be designed in a stepped manner, so that it is subdivided, for example, into two (or more) axially adjacent subregions with different radial gap depths.

Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse mehrere, in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Trennspalte auf. Bei der Variante mit mehreren axial beabstandeten Trennspalten kann durch diese Trennspalte eine Art Rippenstruktur gebildet werden, welche ähnlich wie bei den nach außen ragenden Kühlrippen eines Kühlkörpers die für die Eigenkühlung wirksame Oberfläche noch stärker vergrößert als dies bei einem einzelnen Trennspalt der Fall wäre. Die Variante mit mehreren in Umfangsrichtung beabstandeten Trennspalten ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Außenkontur aus einzelnen Teilflächen zusammengesetzt ist und nur diese Teilflächen (aber nicht die ganze Außenkontur) durch die Trennspalte unterbrochen werden sollen. Dies ist beispielsweise bei einer im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsgeometrie der Fall, bei welcher die Ecken abgerundet und/oder eingekerbt sind, so dass die Eckbereiche nicht von den Trennspalten erfasst werden.According to an alternative advantageous embodiment, the housing has a plurality of separating gaps arranged offset in the axial direction and / or in the circumferential direction. In the variant with several axially spaced separating gaps, a kind of rib structure can be formed by these separating gaps, which, similar to the outwardly protruding cooling fins of a heat sink, increases the surface effective for self-cooling even more than would be the case with a single separating gap. The variant with several separating gaps spaced apart in the circumferential direction is particularly advantageous when the outer contour is composed of individual partial areas and only these partial areas (but not the entire outer contour) are to be interrupted by the separating gaps. This is the case, for example, with an essentially rectangular cross-sectional geometry in which the corners are rounded and / or notched so that the corner regions are not covered by the separating gaps.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Verbindungsteil ein oder mehrere Verbindungsstäbe auf, welche den ersten Gehäuseteil und den zweiten Gehäuseteil über den Trennspalt hinweg zusätzlich miteinander verbinden. Es wird hierbei also zusätzlich zu dem radial innenliegenden Rest-Gehäuse eine weitere Verbindung geschaffen, welche dem übergeordneten Gehäuse eine größere mechanische Stabilität verleiht. Diese Ausführungsform ist vor allem dann besonders vorteilhaft, wenn nur ein einzelner vergleichsweise tief eingeschnittener Trennspalt vorliegt, welcher die beiden Gehäuseteile mechanisch stark separiert. Hierbei kann durch die Verbindungsstäbe trotzdem eine mechanisch stabile übergeordnete Einheit realisiert werden.According to a further advantageous embodiment, the connecting part has one or more connecting rods which additionally connect the first housing part and the second housing part to one another across the separating gap. In addition to the rest of the housing located radially on the inside, a further connection is created which gives the higher-level housing greater mechanical stability. This embodiment is particularly advantageous when there is only a single, comparatively deeply cut separating gap, which mechanically separates the two housing parts strongly. In this case, a mechanically stable higher-level unit can nevertheless be implemented by means of the connecting rods.

In allgemein vorteilhafter Ausgestaltung können der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil eine miteinander im Wesentlichen fluchtende Außenkontur aufweisen. Mit anderen Worten können diese beiden Gehäuseteile über den Verbindungsteil und somit auch über den wenigstens einen Trennspalt hinweg im Sinne einer im Wesentlichen gleichmäßigen Außenkontur ineinander übergehen. Hierdurch wird erreicht, dass das übergeordnete Gehäuse trotz des Trennspalts nach außen hin eine zusammenhängende geometrische Einheit bildet.In a generally advantageous embodiment, the first housing part and the second housing part can have an outer contour that is essentially aligned with one another. In other words, these two housing parts can merge into one another over the connecting part and thus also over the at least one separating gap in the sense of a substantially uniform outer contour. This ensures that the higher-level housing forms a coherent geometric unit towards the outside despite the separating gap.

Besonders vorteilhaft weisen der erste Gehäuseteil und der zweite Gehäuseteil sogar eine in Form und Größe im Wesentlichen übereinstimmende Außenkontur auf. Dabei sollen jedoch kleinere Abweichungen in Form und/oder Größe der Querschnittsfläche im Bereich des Übergangs zwischen den Gehäuseteilen nicht ausgeschlossen sein. Insbesondere kann beispielsweise im Übergangsbereich eine Änderung der Querschnittsfläche von bis zu 10 % gegeben sein. Alternativ oder zusätzlich können bei einer im Wesentlichen gleichen Grundform (beispielsweise einer Rechteckform) kleinere Abweichungen in der Art der Abrundung der Ecken oder in Form von zusätzlichen oder geänderten Ausnehmungen und/oder Vorsprüngen insbesondere im Bereich der Ecken gegeben sein.In a particularly advantageous manner, the first housing part and the second housing part even have an outer contour that essentially matches in terms of shape and size. However, smaller deviations in the shape and / or size of the cross-sectional area in the area of the transition between the housing parts should not be excluded. In particular, there can be a change in the cross-sectional area of up to 10% in the transition area, for example. Alternatively or additionally, with an essentially identical basic shape (for example a rectangular shape), there may be minor deviations in the type of rounding of the corners or in the form of additional or modified recesses and / or projections, in particular in the area of the corners.

Allgemein bevorzugt können sowohl der Elektromotor als auch die Elektronikeinheit eigengekühlt ausgestaltet sein. Bei einer solchen vollständig eigengekühlten Ausführungsform kommen die Vorteile der Erfindung wie oben beschrieben besonders wirksam zum Tragen. Alternativ könnte aber prinzipiell trotz der erfindungsgemäßen, für die Eigenkühlung besonders günstigen Ausgestaltung zumindest in einem Teilbereich zusätzlich auch eine aktive Kühlung vorgesehen sein. So könnte beispielsweise der zweite Gehäuseteil mit der thermisch besonders empfindlichen Elektronikeinheit durch eine zusätzliche aktive Kühlung gekühlt sein. Dies kann beispielsweise ein zusätzlicher aktiver Lüfter oder eine aktive Zirkulation eines flüssigen Kühlmittels wie beispielsweise Wasser oder Öl sein.Generally preferred, both the electric motor and the electronics unit can be designed to be self-cooled. In such a completely self-cooled embodiment, the advantages of the invention as described above are particularly effective. Alternatively, however, in principle, in spite of the embodiment according to the invention, which is particularly favorable for self-cooling, active cooling could also be provided at least in a partial area. For example, the second housing part with the thermally particularly sensitive electronics unit could be cooled by additional active cooling. This can be, for example, an additional active fan or an active circulation of a liquid coolant such as water or oil.

Optional können der erste Gehäuseteil und/oder der zweite Gehäuseteil in einem Teilbereich der jeweiligen Außenkontur ein oder mehrere zusätzliche Kühlstrukturen aufweisen. Bei diesen Kühlstrukturen kann es sich insbesondere um oberflächenvergrößernde Kühlstrukturen handeln, welche von der allgemeinen Einhüllenden der Außenkontur nach außen ragen. Beispielsweise können hierzu nach außen ragende Kühlrippen, -stacheln, -flossen, -wellen, -noppen oder andere Arten von oberflächenvergrößernden Vorsprüngen vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist es hierbei, wenn diese Kühlstrukturen eine radiale Tiefe von höchstens 10 % und insbesondere nur maximal 5 % der Achshöhe aufweisen. Eine derartig kleine Dimensionierung dieser optionalen zusätzlichen Kühlstrukturen bewirkt den Vorteil, dass die damit verbundenen Einschränkungen in Bezug auf die hygienischen Anforderungen im Vergleich zu größeren Strukturen wirksam abgemildert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, kann auch das Aspektverhältnis zwischen der radialen Tiefe einer solchen Kühlstruktur und dem axialen und/oder azimutalen Abstand zu einer entsprechenden benachbarten Kühlstruktur bei höchstens 3 zu 1 liegen und insbesondere bei höchstens 2 zu 1 liegen.Optionally, the first housing part and / or the second housing part can have one or more additional cooling structures in a partial area of the respective outer contour. These cooling structures can in particular be surface-enlarging cooling structures which protrude outward from the general envelope of the outer contour. For example, outwardly protruding cooling ribs, spines, fins, waves, knobs or other types of surface-enlarging projections can be provided. It is particularly preferred here if these cooling structures have a radial depth of at most 10% and in particular only at most 5% of the axial height. Such a small dimensioning of these optional additional cooling structures has the advantage that the associated restrictions with regard to the hygienic requirements are effectively mitigated in comparison to larger structures. To achieve this goal, the aspect ratio between the radial depth of such a cooling structure and the axial and / or azimuthal distance to a corresponding adjacent cooling structure can be at most 3 to 1 and in particular at at most 2 to 1.

Insbesondere kann diese optionale zusätzliche Kühlstruktur im Bereich der B-Seite des ersten Gehäuseteils angeordnet sein. Dies ist der Bereich des dem Motor zugeordneten Gehäuseteils, welcher aufgrund seiner Integration in das übergeordnete Gehäuse besonders schlecht entwärmt werden kann. Um diesen Effekt auszugleichen, können in diesem lokal begrenzten Bereich des Gehäuses die beschriebenen, vorteilhaft vergleichsweise klein dimensionierten Kühlstrukturen besonders wirksam zum Einsatz kommen.In particular, this optional additional cooling structure can be arranged in the area of the B-side of the first housing part. This is the area of the housing part assigned to the motor which, due to its integration into the higher-level housing, can be particularly poorly cooled. In order to compensate for this effect, in this locally limited area of the housing, the described, advantageously comparatively small dimensioned cooling structures can be used particularly effectively.

Bei der Antriebseinrichtung kann es sich allgemein beispielsweise um eine Servo-Antriebseinrichtung handeln. Bei einer solchen Antriebseinrichtung kommen die Vorteile der Erfindung in Bezug auf eine sehr kompakte Realisierung eines leistungsstarken integrierten Antriebs besonders wirksam zum Tragen.The drive device can generally be a servo drive device, for example. With such a drive device, the advantages of the invention in relation to a very compact implementation of a powerful integrated drive come into play particularly effectively.

Allgemein kann es sich bei der Antriebseinrichtung um eine Antriebseinrichtung für eine industrielle Anlage handeln (einen sogenannten Industrieantrieb), beispielsweise um eine Antriebseinrichtung für ein Förderband oder einen Roboter.In general, the drive device can be a drive device for an industrial installation (a so-called industrial drive), for example a drive device for a conveyor belt or a robot.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen:

  • 1 einen schematischen Längsschnitt einer Antriebseinrichtung nach einem ersten Beispiel der Erfindung zeigt,
  • 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer Antriebseinrichtung nach einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt,
  • 3 eine schematische Seitenansicht einer Antriebseinrichtung nach einem dritten Beispiel zeigt und
  • 4 eine schematische perspektivische Darstellung der Antriebseinrichtung der 3 zeigt.
The invention is described below on the basis of a few preferred exemplary embodiments with reference to the attached drawings, in which:
  • 1 shows a schematic longitudinal section of a drive device according to a first example of the invention,
  • 2 shows a schematic perspective illustration of a drive device according to a second example of the invention,
  • 3 shows a schematic side view of a drive device according to a third example and
  • 4th a schematic perspective illustration of the drive device of 3 shows.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

In 1 ist eine Antriebseinrichtung 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, und zwar im schematischen Längsschnitt entlang der zentralen Achse 2 der Antriebseinrichtung. Die Antriebseinrichtung 1 weist ein übergeordnetes Gehäuse 10 auf, in welchem sowohl ein Elektromotor 20 als auch eine Elektronikeinheit 30 angeordnet sind. Hierzu weist das Gehäuse 10 einen ersten Gehäuseteil 10a auf, in welchem der Elektromotor angeordnet ist, und einen zweiten Gehäuseteil 10b, in welchem die Elektronikeinheit 30 angeordnet ist. Diese beiden Gehäuseteile 10a und 10b sind axial benachbart zueinander angeordnet und sind miteinander durch einen Verbindungsteil 10i verbunden. In radialer Richtung wird das Gehäuse 10 nach außen hin durch eine übergeordnete Gehäusewand 11 begrenzt, welche zwischen den beiden Gehäuseteilen 10a und 10b in diesem Beispiel eine einheitliche Wanddicke d aufweist. In axialer Richtung wird das Gehäuse auf der Seite des ersten Gehäuseteils 10a durch einen ersten Gehäusedeckel 12a begrenzt und auf der Seite des zweiten Gehäuseteils 10b durch einen zweiten Gehäusedeckel 12b.In 1 is a drive device 1 shown according to a first embodiment of the invention, in a schematic longitudinal section along the central axis 2 the drive device. The drive device 1 has a higher-level housing 10 on, in which both an electric motor 20th as well as an electronics unit 30th are arranged. For this purpose, the housing 10 a first housing part 10a on, in which the electric motor is arranged, and a second housing part 10b in which the electronics unit 30th is arranged. These two housing parts 10a and 10b are arranged axially adjacent to each other and are connected to each other by a connecting part 10i tied together. The housing is in the radial direction 10 to the outside through a higher-level housing wall 11 limited which between the two housing parts 10a and 10b in this example a uniform wall thickness d having. In the axial direction, the housing is on the side of the first housing part 10a through a first housing cover 12a limited and on the side of the second housing part 10b through a second housing cover 12b .

Der Elektromotor 20 umfasst eine Motorwelle 21, welche im Bereich der zentralen Achse 2 liegt und entlang dieser ausgerichtet ist. Auf der links dargestellten Seite der Antriebseinrichtung 1 ragt diese Motorwelle 21 aus dem Gehäuse 10 heraus, sodass hier das erzeugte Drehmoment ausgeleitet werden kann. Diese Seite des Motors wird daher auch als Antriebsseite A bezeichnet. Die gegenüberliegende Seite des Motors ist die Nicht-Antriebsseite B. Der zweite Gehäuseteil 10b schließt sich im Bereich der Nicht-Antriebsseite B in axialer Richtung an den ersten Gehäuseteil 10a an.The electric motor 20th includes a motor shaft 21 which is in the area of the central axis 2 and is aligned along this. On the side of the drive device shown on the left 1 protrudes this motor shaft 21 out of the case 10 out, so that the generated torque can be diverted here. This side of the engine is therefore also called the drive side A. designated. The opposite side of the motor is the non-drive side B. . The second part of the housing 10b closes in the area of the non-drive side B. in the axial direction on the first housing part 10a at.

Der Elektromotor 20 weist in diesem Beispiel einen außenliegenden und fest mit dem ersten Gehäuseteil 10a verbundenen Stator 23 auf. Der Stator umfasst eine in ein Statorblechpaket 24 eingebettete Statorwicklung 25. Innerhalb des Stators 23 ist ein drehbar gelagerter Rotor 22 angeordnet, welcher drehmomentübertragend mit der Motorwelle 21 verbunden ist. Die weiteren Elemente des Rotors 22 (insbesondere eine Rotorwicklung oder Permanentmagnete) sind der Übersichtlichkeit halber hier nicht gezeichnet. Die Motorwelle 21 ist über entsprechende Lager 14 an dem ersten Gehäusedeckel 12a und einem axial gegenüberliegenden, innenliegenden Lagerschild 13 drehbar abgestützt.The electric motor 20th has in this example an external and fixed to the first housing part 10a connected stator 23 on. The stator includes a laminated stator core 24 embedded stator winding 25th . Inside the stator 23 is a rotatably mounted rotor 22nd arranged, which transmits torque to the motor shaft 21 connected is. The other elements of the rotor 22nd (in particular a rotor winding or permanent magnets) are not shown here for the sake of clarity. The motor shaft 21 is about appropriate stock 14th on the first housing cover 12a and an axially opposite, inner bearing shield 13th rotatably supported.

Der Elektromotor 20 ist über eine oder mehrere, hier nur äußerst schematisch dargestellte Verbindungsleitungen 31 mit der Elektronikeinheit 30 verbunden. Diese dient zur Steuerung und/oder elektrischen Versorgung des Elektromotors 20. Beispielhaft sind hier einige mögliche elektrische und elektronische Komponenten gezeigt, welche entweder jeweils einzeln oder auch in Kombination mit einander innerhalb der Elektronikeinheit vorliegen können. So ist mit 32 ein Bauelement der Leistungselektronik bezeichnet, welches insbesondere als Frequenzumrichter ausgestaltet sein kann oder einen solchen Frequenzumrichter umfassen kann. Mit 33 ist eine Steuerungselektronik für den Elektromotor bezeichnet. Mit 34 ist eine Kommunikationselektronik zur Kommunikation insbesondere mit außerhalb der Antriebseinrichtung liegenden Komponenten bezeichnet. Mit 35 sind hier mehrere Elemente der Sensorelektronik bezeichnet, mit welchen beispielsweise eine Temperatur, eine Drehzahl, eine Vibration und/oder ein Geräusch des Elektromotors gemessen und/oder verarbeitet werden kann.The electric motor 20th is via one or more connecting lines, shown here only extremely schematically 31 with the electronics unit 30th tied together. This is used to control and / or supply the electric motor with electricity 20th . Some possible electrical and electronic components are shown here by way of example, which can be present either individually or in combination with one another within the electronic unit. For example, 32 denotes a component of the power electronics, which can in particular be designed as a frequency converter or can include such a frequency converter. With 33 is a control electronics for the electric motor. With 34 is communication electronics for communication in particular with components located outside the drive device. With 35 Here, several elements of the sensor electronics are referred to, with which, for example, a temperature, a speed, a vibration and / or a noise of the electric motor can be measured and / or processed.

In dem axial zwischen den beiden Gehäuseteilen 10a und 10b liegenden Verbindungsbereich 10i liegen im Bereich der Außenkontur des übergeordneten Gehäuses 10 ein oder mehrere Ausnehmungen vor, durch welche entsprechende Trennspalte 15 ausgebildet sind. Für die nähere Ausgestaltung dieses Trennspalts beziehungsweise dieser Trennspalte sind im oberen Bereich und im unteren Bereich der Querschnittsdarstellung unterschiedliche Realisierungen gezeigt: So ist im oberen Teil der Zeichnung nur ein einzelner Trennspalt 15 dargestellt, welcher eine vergleichsweise große axiale Spaltbreite b und eine mittelgroße radiale Spalttiefe t aufweist. Im unteren Teil der Zeichnung ist im Gegensatz dazu eine axial benachbarte Anordnung von drei nebeneinanderliegenden Trennspalten 15 gezeigt. Diese sind im Vergleich zum oben dargestellten Trennspalt durch eine geringere axiale Spaltbreite b und eine geringere radiale Spalttiefe t gekennzeichnet. Diese beiden unterschiedlichen Ausformungen sind nur beispielhaft zu verstehen und sollen die Variationsmöglichkeit aufzeigen. In einer realen Ausführung der Antriebseinheit wird aber typischerweise eine einheitliche Ausformung gewählt sein, welche sich symmetrisch über den Umfang des Gehäuses erstreckt.In the axially between the two housing parts 10a and 10b lying connection area 10i lie in the area of the outer contour of the higher-level housing 10 one or more recesses in front, through which corresponding separating gaps 15th are trained. For further details This separating gap or these separating gaps are shown in the upper area and in the lower area of the cross-sectional representation, different realizations: Thus, in the upper part of the drawing, there is only a single separating gap 15th shown, which has a comparatively large axial gap width b and a medium-sized radial gap depth t having. In the lower part of the drawing, in contrast, there is an axially adjacent arrangement of three adjacent separating gaps 15th shown. Compared to the separating gap shown above, these are due to a smaller axial gap width b and a smaller radial gap depth t marked. These two different shapes are only to be understood as examples and are intended to show the possible variations. In a real embodiment of the drive unit, however, a uniform shape will typically be selected which extends symmetrically over the circumference of the housing.

Die wesentliche Funktion des wenigstens einen Trennspalts 15 ist, das übergeordnete Gehäuse in zwei thermisch separierte Einzelteile 10a und 10b zu unterteilen und dabei gleichzeitig die für die Eigenkühlung wirksame Außenfläche zu vergrößern. Die Vergrößerung der Oberfläche ist in der Querschnittsdarstellung gut ersichtlich. Die thermische Trennung ist zum Teil ebenfalls auf eine Verlängerung der thermischen Weglänge im Bereich der Außenwand zurückzuführen und zu einem anderen Teil in diesem Beispiel auch auf eine niedrigere verbleibende Wanddicke im Bereich des Trennspalts. So weist das im oberen Bereich der Figur dargestellte und radial weiter innenliegende Rest-Gehäuse 19 einem Vergleich zu den übrigen Gehäuseteilen reduzierte Wanddicke auf. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Wesentlich ist aber in jedem Fall, dass die thermische Kopplung der beiden Gehäuseteile 10a und 10b durch den Trennspalt in irgendeiner Form verschlechtert wird. Dies wird vorteilhaft dadurch erreicht, dass die radiale Tiefe t der Ausnehmung mindestens im Bereich der typischen Wanddicke d liegt. Die in den übrigen Bereichen 10a und 10b vorliegende Gehäusewand 11 soll also im Bereich des Trennspalts durchbrochen sein. Die radiale Tiefe t kann allgemein vorteilhaft in einem Bereich zwischen 10 % und 80 % der Achshöhe h der Antriebseinrichtung liegen. Dabei verbleibt in jedem Fall ein radial innenliegendes Rest-Gehäuse 19. Die axiale Länge (= Spaltbreite b) der Ausnehmung kann vorteilhaft in einem Bereich zwischen 2 % und 15 % der gesamten axialen Länge 1 des Gehäuses 10 liegen.The essential function of the at least one separating gap 15th is, the higher-level housing in two thermally separated individual parts 10a and 10b to subdivide and at the same time to enlarge the effective external area for self-cooling. The enlargement of the surface can be clearly seen in the cross-sectional view. The thermal separation is also partly due to an extension of the thermal path length in the area of the outer wall and partly in this example also to a lower remaining wall thickness in the area of the separation gap. The remainder of the housing, which is shown in the upper area of the figure and is located radially further inward, thus has 19th a reduced wall thickness compared to the other housing parts. However, this is not absolutely necessary. In any case, however, it is essential that the thermal coupling of the two housing parts 10a and 10b is deteriorated in some form by the separation gap. This is advantageously achieved in that the radial depth t the recess at least in the range of the typical wall thickness d lies. The ones in the other areas 10a and 10b present case wall 11 should therefore be broken in the area of the separating gap. The radial depth t can generally be advantageous in a range between 10% and 80% of the shaft height H the drive device lie. In any case, a residual housing located radially on the inside remains 19th . The axial length (= gap width b ) the recess can advantageously be in a range between 2% and 15% of the total axial length 1 of the housing 10 lie.

Die Rest-Gehäusewand 19 kann einstückig oder mehrstückig mit den übrigen Teilen der Gehäusewand 11 ausgebildet sein. In 1 ist nur beispielhaft durch die Schraffur eine mehrstückige Ausgestaltung angedeutet. Hierzu kann die Rest-Gehäusewand 19 hermetisch dicht gekapselt an die (im Bereich des Trennspalts durchbrochene) übrige Gehäusewand angesetzt sein.The rest of the case wall 19th can be in one piece or in several pieces with the remaining parts of the housing wall 11 be trained. In 1 a multi-part design is indicated by the hatching only by way of example. The rest of the housing wall 19th hermetically sealed to be attached to the remaining housing wall (perforated in the area of the separating gap).

Das Material der Gehäusewand kann im Bereich des wenigstens einen Trennspalts 15 prinzipiell gleich gewählt sein wie das Material in den übrigen Gehäuseteilen 10a und 10b. Es kann sich dann besonders vorteilhaft um eine einstückige, axial durchgehende Gehäusewand 11 handeln. Prinzipiell könnte jedoch im Bereich 10i auch ein unterschiedliches Material eingesetzt werden. Typischerweise und allgemein vorteilhaft ist die Gehäusewand zumindest im Bereich der Gehäuseteile 10a und 10b aus einem metallischen Material gebildet. Dies kann beispielsweise Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder auch ein Stahl sein. Besonders zu bevorzugen sind dabei Aluminium-Druckguss-Gehäuse. Es können aber beispielsweise auch gefräste metallische Gehäusewände zum Einsatz kommen.The material of the housing wall can be in the area of the at least one separating gap 15th in principle be chosen to be the same as the material in the other housing parts 10a and 10b . A one-piece, axially continuous housing wall can then be particularly advantageous 11 Act. In principle, however, could be in the area 10i a different material can also be used. The housing wall is typically and generally advantageous at least in the area of the housing parts 10a and 10b formed from a metallic material. This can be, for example, aluminum, an aluminum alloy or also a steel. Die-cast aluminum housings are particularly preferred. However, milled metallic housing walls can also be used, for example.

Im Beispiel der 1 weisen die beiden Gehäuseteile 10a und 10b eine untereinander gleiche Querschnittsgeometrie und Querschnittsfläche auf, wie aus der einheitlichen Außenkontur in der Schnittdarstellung ersichtlich ist. Vorteilhaft ist es in jedem Fall im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, wenn die beiden Gehäuseteile 10a und 10b im Wesentlichen miteinander fluchtend ausgestaltet sind.In the example of the 1 show the two housing parts 10a and 10b an identical cross-sectional geometry and cross-sectional area, as can be seen from the uniform outer contour in the sectional view. It is advantageous in any case in connection with the present invention if the two housing parts 10a and 10b are designed essentially in alignment with one another.

Im unteren Teil der 1 ist dargestellt, dass der erste Gehäuseteil 10a in einem Teilbereich 16 seiner Außenkontur eine Mehrzahl von optionalen Kühlstrukturen 17 aufweisen kann. Diese Kühlstrukturen 17 sind hier beispielhaft als Kühlrippen ausgeformt und können sich (sofern sie vorhanden sind) insbesondere über den ganzen Umfang des entsprechenden Gehäuseabschnitts 16 erstrecken. Sie können aber auch ganz entfallen, wie hier im oberen Teil der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Sofern sie vorhanden sind ist es jedoch insbesondere vorteilhaft, wenn derartige Kühlstrukturen eine begrenzte radiale Tiefe t17 aufweisen, so dass eine Verschmutzung im Bereich dieser Kühlstrukturen 17 geringgehalten werden kann. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Aspektverhältnis zwischen der radialen Tiefe t17 und dem axialen Abstand s17 von solchen benachbarten Kühlstrukturen ebenfalls relativ gering ist.In the lower part of the 1 it is shown that the first housing part 10a in a sub-area 16 its outer contour a plurality of optional cooling structures 17th may have. These cooling structures 17th are here, for example, formed as cooling fins and can (if they are present) in particular over the entire circumference of the corresponding housing section 16 extend. But they can also be omitted completely, as shown here as an example in the upper part of the drawing. If they are present, however, it is particularly advantageous if such cooling structures have a limited radial depth t17 have, so that a contamination in the area of these cooling structures 17th can be kept low. It is also advantageous if the aspect ratio between the radial depth t17 and the axial distance s17 of such neighboring cooling structures is also relatively small.

In 2 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1 nach einem zweiten Beispiel der Erfindung gezeigt. Die Anordnung des Elektromotors 20 und der Elektronikeinheit 30 im Inneren der beiden Gehäuseteile 10a und 10b ist im Wesentlichen analog zum Beispiel der 1, auch wenn die Komponenten 20 und 30 in dieser Außenansicht nicht erkennbar sind. Beim gezeigten Beispiel weist der Verbindungsbereich 10i des Gehäuses 10 eine Serie von vier axial zueinander benachbarten Trennspalten 15 auf. Diese Trennspalte erstrecken sich aber nicht über den ganzen Umfang des Gehäuses: Wie in der perspektivischen Darstellung gut ersichtlich ist, weist die Außenkontur des Gehäuses eine annähernd rechteckige Querschnittsform auf, wobei aber die Eckbereiche nach innen eingestülpt und jeweils abgerundet sind. Hierdurch ergeben sich insgesamt vier ebene Außenflächen 40, welche durch die komplexer geformten Eckbereiche 41 miteinander verbunden sind. Im gezeigten Beispiel erstrecken sich die Trennspalte 15 jeweils nicht über den gesamten Umfang, sondern nur im Bereich der jeweiligen ebenen Außenfläche 40. Auf diese Weise ergibt sich daher sowohl eine axiale Abfolge von vier Trennspalten als auch eine azimutal benachbarte Anordnung von jeweils vier Trennspalt-Segmenten bei einer gegebenen axialen Position. In entsprechender Weise sind auch die (wiederum optionalen) Kühlrippen 17 jeweils in vier azimutale Teilsegmente unterteilt, nämlich eines für jede der ebenen Außenflächen 40.In 2 is a schematic perspective illustration of a drive device 1 shown according to a second example of the invention. The arrangement of the electric motor 20th and the electronics unit 30th inside the two housing parts 10a and 10b is essentially analogous to the example 1 even if the components 20th and 30th are not recognizable in this external view. In the example shown, the connection area 10i of the housing 10 a series of four axially adjacent separating gaps 15th on. These Separating gaps do not extend over the entire circumference of the housing: As can be clearly seen in the perspective view, the outer contour of the housing has an approximately rectangular cross-sectional shape, but the corner areas are turned inwards and each rounded. This results in a total of four flat outer surfaces 40 , which by the more complex shaped corner areas 41 are connected to each other. In the example shown, the separating gaps extend 15th in each case not over the entire circumference, but only in the area of the respective flat outer surface 40 . In this way, there is therefore both an axial sequence of four separating gaps and an azimuthally adjacent arrangement of four separating gap segments in each case at a given axial position. The (again optional) cooling fins are also in a corresponding manner 17th each divided into four azimuthal subsegments, namely one for each of the flat outer surfaces 40 .

Auch beim Beispiel der 2 sind die Querschnittsformen und Querschnittsflächen zwischen den beiden Gehäuseteilen 10a und 10b im Wesentlichen einheitlich. Es liegt hier jedoch zwischen dem Verbindungsteil 10i und dem zweiten Gehäuseteil 10b eine kleine Abstufung vor, durch welche die Querschnittsfläche im Bereich des zweiten Gehäuseteils 10b etwas verkleinert ist. Durch diese unwesentliche Verringerung des Querschnitts wird jedoch die Wirkung des übergeordneten Gehäuses 10 als eine geometrische und mechanische Einheit nicht beeinträchtigt.Also with the example of 2 are the cross-sectional shapes and cross-sectional areas between the two housing parts 10a and 10b essentially uniform. However, it lies between the connecting part here 10i and the second housing part 10b a small gradation, through which the cross-sectional area in the area of the second housing part 10b is reduced in size. However, this insignificant reduction in the cross section reduces the effect of the higher-level housing 10 as a geometric and mechanical unit is not affected.

In 3 ist eine schematische Seitenansicht einer Antriebseinrichtung 1 nach einem dritten Beispiel der Erfindung gezeigt. Auch hier ist die Anordnung des Elektromotors und der Elektronikeinheit in den beiden Gehäuseteilen 10a und 10b analog zu den beiden vorherigen Beispielen. Im Unterschied zu den vorhergehenden Beispielen liegt im Verbindungsbereich 10i hier nur ein einzelner Trennspalt 15 vor, welcher sich über den gesamten Umfang des übergeordneten Gehäuses erstreckt. Dies ist auch in 4 gut zu erkennen, welche eine schematische perspektivische Darstellung desselben Ausführungsbeispiels zeigt. Der ringförmig umlaufende Trennspalt 15 ist hier in zwei axial benachbarte Teilbereiche 15a und 15b unterteilt. Dabei fällt die radiale Spalttiefe t in diesen beiden Teilbereichen unterschiedlich aus: Im Teilbereich 15a ist der Trennspalt 15 deutlich weniger tief als in dem (in axialer Richtung vergleichsweise schmaleren) Teilbereich 15b. Doch auch im Teilbereich 15b verbleibt noch ein radial innenliegendes Rest-Gehäuse 19, in welchem insbesondere die Verbindungsleitungen zwischen dem Elektromotor und der Elektronikeinheit geführt sind. Um bei diesem vergleichsweise schmalen Rest-Gehäuse 19 trotzdem eine ausreichende mechanische Stabilität zu gewährleisten, sind die beiden Gehäuseteile 10a und 10b hier zusätzlich durch eine über den Umfang verteilte Anzahl von Verbindungsstäben 19 verbunden. Durch die relativ hohe Spalttiefe t vor allem im Teilbereich 15b wird bei diesem Beispiel eine vergleichsweise starke thermische Separation der beiden Gehäuseteile 10a und 10b und auch eine vergleichsweise starke Vergrößerung der thermisch wirksamen Gehäuseoberfläche bewirkt.In 3 is a schematic side view of a drive device 1 shown according to a third example of the invention. Here, too, the arrangement of the electric motor and the electronics unit is in the two housing parts 10a and 10b analogous to the two previous examples. In contrast to the previous examples, lies in the connection area 10i here only a single separating gap 15th before, which extends over the entire circumference of the higher-level housing. This is also in 4th easy to see, which shows a schematic perspective illustration of the same embodiment. The ring-shaped separating gap 15th is here in two axially adjacent sub-areas 15a and 15b divided. The radial gap depth falls in the process t different in these two sub-areas: In the sub-area 15a is the separation gap 15th significantly less deep than in the sub-area (which is comparatively narrower in the axial direction) 15b . But also in part 15b What remains is a residual housing located radially on the inside 19th , in which, in particular, the connecting lines between the electric motor and the electronics unit are routed. To with this comparatively narrow remaining housing 19th Nevertheless, the two housing parts are to ensure sufficient mechanical stability 10a and 10b here additionally through a number of connecting rods distributed over the circumference 19th tied together. Due to the relatively high gap depth t especially in the sub-area 15b In this example, there is a comparatively strong thermal separation of the two housing parts 10a and 10b and also causes a comparatively strong increase in the thermally effective housing surface.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AntriebseinrichtungDrive device
22
zentrale Achsecentral axis
1010
übergeordnetes Gehäusehigher-level housing
10a10a
erstes Gehäuseteilfirst housing part
10b10b
zweites Gehäuseteilsecond housing part
10i10i
VerbindungsteilConnecting part
1111
GehäusewandHousing wall
12a12a
erster Gehäusedeckelfirst housing cover
12b12b
zweiter Gehäusedeckelsecond housing cover
12c12c
dritter Gehäusedeckelthird housing cover
1313th
innenliegendes Lagerschildinternal bearing shield
1414th
Lagercamp
1515th
TrennspaltSeparation gap
15a15a
erster Trennspaltabschnittfirst separating gap section
15b15b
zweiter Trennspaltabschnittsecond separation gap section
1616
TeilbereichSub-area
1717th
KühlstrukturCooling structure
1818th
VerbindungsstabConnecting rod
1919th
Rest-GehäusewandRemaining housing wall
2020th
ElektromotorElectric motor
2121
MotorwelleMotor shaft
2222nd
Rotorrotor
2323
Statorstator
2424
StatorblechpaketStator laminated core
2525th
StatorwicklungStator winding
3030th
ElektronikeinheitElectronics unit
3131
VerbindungsleitungConnecting line
3232
Leistungselektronik (Frequenzumrichter)Power electronics (frequency converter)
3333
SteuerungselektronikControl electronics
3434
KommunikationselektronikCommunication electronics
3535
SensorelektronikSensor electronics
4040
AußenflächeExterior surface
4141
EckbereichCorner area
AA.
AntriebsseiteDrive side
BB.
Nicht-AntriebsseiteNon-drive side
bb
axiale Spaltbreiteaxial gap width
dd
WanddickeWall thickness
hH
AchshöheAxle height
11
axiale Länge des Gehäusesaxial length of the housing
s17s17
axialer Abstand der Kühlstrukturenaxial spacing of the cooling structures
tt
radiale Spalttieferadial gap depth
t17t17
radiale Tiefe der Kühlstrukturenradial depth of the cooling structures

Claims (15)

Antriebseinrichtung (1) mit - einem Elektromotor (20), welcher eine entlang einer zentralen Achse (2) ausgerichtete Motorwelle (21) aufweist, mit einer Antriebsseite (A) und einer axial gegenüberliegenden Nicht-Antriebsseite (B), - einer Elektronikeinheit (30) - und einem übergeordneten Gehäuse (10), wobei das übergeordnete Gehäuse (10) einen ersten Gehäuseteil (10a) aufweist, in welchem der Elektromotor (20) angeordnet ist, und einen zweiten Gehäuseteil (10b) aufweist, in welchem die Elektronikeinheit (30) angeordnet ist, wobei der zweite Gehäuseteil (10b) in axialer Richtung an die Nicht-Antriebsseite (B) des ersten Gehäuseteils (10a) anschließt und mit diesem durch einen axial dazwischenliegenden Verbindungsteil (10i) verbunden ist, und wobei der Verbindungsteil (10i) im Bereich seiner Außenkontur ein oder mehrere Ausnehmungen aufweist, welche in Bezug auf das übergeordnete Gehäuse (10) einen oder mehrere radial außenliegende Trennspalte (15) ausbilden.Drive device (1) with - An electric motor (20), which has a motor shaft (21) aligned along a central axis (2), with a drive side (A) and an axially opposite non-drive side (B), - an electronic unit (30) - and a superordinate housing (10), the superordinate housing (10) having a first housing part (10a) in which the electric motor (20) is arranged, and a second housing part (10b) in which the electronics unit (30) is arranged wherein the second housing part (10b) adjoins the non-drive side (B) of the first housing part (10a) in the axial direction and is connected to this by a connecting part (10i) located axially in between, and wherein the connecting part (10i) has one or more recesses in the area of its outer contour which form one or more radially outer separating gaps (15) with respect to the superordinate housing (10). Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Elektronikeinheit (30) zur elektrischen Steuerung und/oder Versorgung des Elektromotors ausgelegt ist.Drive device (1) according to Claim 1 , in which the electronics unit (30) is designed for the electrical control and / or supply of the electric motor. Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher die Elektronikeinheit (30) ein oder mehrere leistungselektronische Bauelemente (32) aufweist, insbesondere wenigstens einen Frequenzumrichter.Drive device (1) according to one of the Claims 1 or 2 in which the electronics unit (30) has one or more power electronic components (32), in particular at least one frequency converter. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der wenigstens eine Trennspalt (15) senkrecht zur zentralen Achse (2) verläuft.Drive device (1) according to one of the preceding claims, in which the at least one separating gap (15) runs perpendicular to the central axis (2). Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der wenigstens eine Trennspalt (15) eine axiale Spaltbreite (b) aufweist, welche im Bereich zwischen 2 % und 15 % der axialen Länge (1) des übergeordneten Gehäuses (10) liegt.Drive device (1) according to one of the preceding claims, in which the at least one separating gap (15) has an axial gap width (b) which is in the range between 2% and 15% of the axial length (1) of the superordinate housing (10). Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der wenigstens eine Trennspalt (15) eine radiale Spalttiefe (t) aufweist, welche in einem Bereich zwischen 10 % und 80 % der Achshöhe (h) liegt.Drive device (1) according to one of the preceding claims, in which the at least one separating gap (15) has a radial gap depth (t) which is in a range between 10% and 80% of the axis height (h). Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Gehäuse (10) genau einen um die Außenkontur des Verbindungsteils (10i) umlaufenden Trennspalt (15) aufweist.Drive device (1) according to one of the preceding claims, the housing (10) of which has exactly one separating gap (15) running around the outer contour of the connecting part (10i). Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, deren Gehäuse (10) mehrere, in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Trennspalte (15) aufweist.Drive device (1) according to one of the Claims 1 until 6th , the housing (10) of which has a plurality of separating gaps (15) arranged offset in the axial direction and / or in the circumferential direction. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Verbindungsteil (10i) ein oder mehrere Verbindungsstäbe (18) aufweist, welche den ersten Gehäuseteil (10a) und den zweiten Gehäuseteil (10b) über den Trennspalt (15) hinweg zusätzlich miteinander verbinden.Drive device (1) according to one of the preceding claims, in which the connecting part (10i) has one or more connecting rods (18) which additionally connect the first housing part (10a) and the second housing part (10b) to one another across the separating gap (15) . Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Gehäuseteil (10a) und der zweite Gehäuseteil (10b) eine miteinander fluchtende Außenkontur aufweisen.Drive device (1) according to one of the preceding claims, in which the first housing part (10a) and the second housing part (10b) have an outer contour that is aligned with one another. Antriebseinrichtung (1) nach Anspruch 10, bei welcher der erste Gehäuseteil (10a) und der zweite Gehäuseteil (10b) eine in Form und Größe im Wesentlichen übereinstimmende Außenkontur aufweisen.Drive device (1) according to Claim 10 , in which the first housing part (10a) and the second housing part (10b) have an outer contour that is essentially identical in shape and size. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher sowohl der Elektromotor (20) als auch die Elektronikeinheit (30) eigengekühlt ausgestaltet sind.Drive device (1) according to one of the preceding claims, in which both the electric motor (20) and the electronics unit (30) are designed to be self-cooled. Antriebseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welcher der Elektromotor (20) und/oder die Elektronikeinheit (30) durch eine zusätzliche aktive Kühleinrichtung gekühlt ist.Drive device (1) according to one of the Claims 1 until 11 , in which the electric motor (20) and / or the electronics unit (30) is cooled by an additional active cooling device. Antriebseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der erste Gehäuseteil (10a) und/oder der zweite Gehäuseteil (10b) in einem Teilbereich (16) seiner Außenkontur ein oder mehrere Kühlstrukturen (17) aufweist, welche eine radiale Tiefe (t17) von höchstens 10 % der Achshöhe aufweisen.Drive device (1) according to one of the preceding claims, in which the first housing part (10a) and / or the second housing part (10b) has one or more cooling structures (17) which have a radial depth (t17 ) have a maximum of 10% of the axle height. Gehäuse (10) für eine Antriebseinrichtung (1), - welches einen ersten Gehäuseteil (10a) aufweist, welcher für einen Elektromotor (20) der Antriebsvorrichtung (1) vorgesehen ist, und welches einen zweiten Gehäuseteil (10b) aufweist, welcher für eine Elektronikeinheit (30) der Antriebsvorrichtung (1) vorgesehen ist, - wobei der zweite Gehäuseteil (10b) in axialer Richtung an eine Nicht-Antriebsseite (B) des ersten Gehäuseteils (10a) anschließt und mit diesem durch einen axial dazwischenliegenden Verbindungsteil (10i) verbunden ist, - und wobei der Verbindungsteil (10i) im Bereich seiner Außenkontur ein oder mehrere Ausnehmungen aufweist, welche in Bezug auf das übergeordnete Gehäuse (10) einen oder mehrere radial außenliegende Trennspalte (15) ausbilden.Housing (10) for a drive device (1), - which has a first housing part (10a) which is provided for an electric motor (20) of the drive device (1), and which has a second housing part (10b) which for a Electronic unit (30) of the drive device (1) is provided, - the second housing part (10b) adjoining a non-drive side (B) of the first housing part (10a) in the axial direction and connected to it by a connecting part (10i) located axially in between - and wherein the connecting part (10i) has one or more recesses in the area of its outer contour which form one or more radially outer separating gaps (15) with respect to the higher-level housing (10).
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