CN106921264A - 电动机和电动机驱动的清洁设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动机(2)，尤其用于清洁设备，所述电动机(2)具有电动机轴(3)、与电动机轴(3)抗扭地连接的风扇叶轮(6)和电动机壳体(7)，其中，所述电动机(2)相对于几何上的电动机轴轴线具有与所述电动机壳体(7)径向间隔地布置的外部壳体(9)。为了提供一种具有外部壳体(9)的备选设计方案的电动机(2)，在此建议，在电动机轴轴线以线条示出的横截面中观察，所述外部壳体(9)具有两个沿轴向相互错位的壳体件(10、11)，这些壳体件(10、11)中的朝向风扇叶轮(6)的第一壳体件(10)与远离风扇叶轮(6)的第二壳体件(11)相比具有相对于所述电动机壳体(7)更大的径向空隙(12)，并且在这些壳体件(10、11)之间构成间隙，从而实现从外部壳体的内部向着外部壳体的外部的空气贯通。

Description

电动机和电动机驱动的清洁设备
技术领域
本发明首先涉及一种电动机，尤其用于清洁设备，所述电动机具有电动机轴、与电动机轴抗扭地连接的风扇叶轮和电动机壳体，其中，所述电动机相对于几何上的电动机轴轴线具有与所述电动机壳体径向间隔地布置的外部壳体。
此外，本发明还涉及一种电动机驱动的、具有这种电动机的清洁设备。
背景技术
上述类型的电动机在现有技术中是已知的。该电动机例如设计为磁阻电动机，其中，磁阻电动机具有与电动机轴相连的转子和定子。转子和定子容纳在电动机壳体内部。这种快速运转的电动机例如应用在诸如吸尘器的清洁设备中，其中，由电动机风扇叶轮所形成的空气流部分地穿过电动机壳体，也即导引穿过转子与定子之间的间隙，并且部分地穿过电动机壳体的外部，也即导引穿过电动机壳体与外部壳体之间。外部壳体为此与电动机壳体保持径向间隔地布置。
文献DE 10200913 A1例如公开了一种快速运转的电动机、例如用于吸尘器，电动机具有具备电动机轴的转子和定子，其中，在电动机轴上法兰连接有通风机，其用于冷却电动机并且在将电动机安装在吸尘器中时形成抽吸功率，并且其中，转子和定子容纳在电动机壳体中，并且其中，电动机壳体具有风扇槽和与电动机壳体保持径向间隔地延伸的电动机外部壳体。围绕风扇叶轮的风扇槽与电动机外部壳体相连，由此为构成外部的冷却空气流路径而实现电动机包封。
发明内容
基于现有技术，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种具有外部壳体的备选设计方案的电动机。
所述技术问题按照本发明通过一种电动机解决，其中，在电动机轴轴线以线条示出的横截面中观察，所述外部壳体具有两个沿轴向相互错位的壳体件，这些壳体件中的朝向风扇叶轮的第一壳体件与远离风扇叶轮的第二壳体件相比具有相对于所述电动机壳体更大的径向空隙，并且在这些壳体件之间构成间隙，从而实现从外部壳体的内部向着外部壳体的外部的空气贯通。
根据本发明，外部壳体则由两个壳体件组成，所述壳体件具有相互不同的尺寸，就此而言，外部壳体的第一壳体件与第二壳体件相比具有相对于电动机壳体更大的径向间距。在此，较大的第一壳体件沿轴向朝向或靠近风扇叶轮，而较小的第二壳体件沿轴向远离风扇叶轮，从而沿由风扇叶轮输送的空气的流动方向从风扇叶轮的位置观察形成变窄的外部壳体的形状。由此实现的效果在于，由风扇叶轮输送的整个空气流首先在外部壳体的第一壳体件内部环绕电动机环流，其中，随后仅还有较少的部分空气流向后续的第二壳体件流动。这两个壳体件相对于电动机的轴向错位，也就是说从风扇叶轮开始，第二壳体件尽管连接在第一壳体件上，然而由于与电动机壳体相距相互不同的径向空隙，从而形成具有在两个壳体件之间的径向间隙的梯级，空气流的一部分可以在所述梯级上离开外部壳体，以便例如通过清洁设备的排气栅导出至环境空气。
外部壳体在此不仅用于沿电动机壳体导引空气流或将空气流导引至清洁设备的排气栅，而且还用于隔离由电动机形成的声波。通过构成具有两个壳体件、尤其两个独立的壳体件的外部壳体，电动机可以这样由两个相互适配的壳体件包围，从而借助两个半壳件形成除了上述径向间隙之外对电动机的基本上完整的包封(而不考虑外部壳体的必要的进气孔和排气孔)。由此可以有效地隔离由电动机形成的声波。此外，通过使用两个独立的壳体件还带来制造技术方面的优点，即，电动机不必从一侧插入外部壳体中，而是两个壳体件能够在相互对置的侧面上布置在电动机上。
此外还建议，壳体件沿周向是闭合的。尤其第一壳体件可以具有弯曲的横截面形状，并且第二壳体件可以具有多边形的横截面形状。通过壳体件沿周向闭合的设计，形成除径向间隙之外(由于壳体件的不同的径向尺寸形成所述径向间隙)基本上完整的包封，从而一方面得到优化的声波隔离，并且另一方面得到对空气流的规定的导引。通过第一壳体件和第二壳体件的横截面形状的优选建议的差异，此外还可以提供了用于空气流从外部壳体逸出的优先方向。例如较大的第一壳体件可以具有圆形的横截面形状，而较小的第二壳体件可以具有基本上四边形的横截面形状，其中，当这两个壳体件沿轴向依次布置时形成在所述壳体件之间的间隙，所述间隙沿外部壳体的周向在两个壳体件的区域中扩宽并变窄。凡在四边形的壳体件的角面向第一壳体件的弯曲部的位置处，壳体件沿径向的间距都小于四边形的侧边。由此，与在角的区域中相比，在最后提到的侧边的区域中更大部分的空气流从外部壳体中逸出，从而建议，采取与径向相应的防护措施用于在清洁设备内部导引空气流。第一壳体件的弯曲的横截面形状在此尤其设计用于对横截面为圆形的风扇叶轮或容纳风扇叶轮的风扇槽进行包围。第二壳体件的多边形的横截面尤其通过具有转子和例如两个定子线圈对的电动机设计形成。此外可以通过风扇叶轮或电动机(也即尤其定子)的横截面形状与壳体件的横截面形状的配合，得到外部壳体和进而整个电动机的尽可能小的构造，从而将电动机优化地装入清洁设备的设备壳体中。
在此建议，第一壳体件围绕风扇叶轮，并且第二壳体件沿轴向布置在风扇叶轮之后。根据该设计方式，第一壳体件可以围绕风扇叶轮和必要时电动机的沿轴向超出风扇叶轮的部分区域，同时第二壳体件沿轴向整体布置在风扇叶轮旁边。由此由风扇叶轮输送的空气首先沿轴向导引，并且空气沿轴向在风扇叶轮后方才离开外部壳体。由此实现的是，至少由风扇叶轮输送的全部空气沿至少电动机壳体的部分区域流动，并且在该处发挥冷却作用。至少部分空气流只有在第一壳体件与第二壳体件之间的区域中才能离开外部壳体。
在此建议，第二壳体件沿轴向相对于风扇叶轮具有约5mm至20mm的间距。通过这种设计可以将由风扇叶轮输送的空气不仅可以流向电动机壳体与第二壳体件之间的径向空隙，还可以流向第一壳体件与第二壳体件之间的空隙。当与风扇叶轮相距5mm至20mm时空气流才在第二壳体件的端部区域处分支，并且要么有利于冷却电动机，要么离开外部壳体并且例如流向清洁设备的排气栅。在此风扇叶轮与第二壳体件之间的间距越大，外部壳体的轴向部段越大，在所述轴向部段中空气流尚且完整地、也即没有分岔地沿电动机壳体流动并且发挥冷却电动机的作用。
此外还建议，第一壳体件和第二壳体件沿轴向相叠地布置。尤其建议，第一壳体件和第二壳体件相互至少相叠5mm并且相互最多相叠50mm。由此形成两个壳体件沿轴向并不齐平的依次布置。事实上，所述壳体件相叠，从而使第二壳体件通过端部区域与第一壳体件共轴地布置，并且使背离风扇叶轮的部分区域从第一壳体件突伸出来。相叠的长度在此为5mm至50mm。相叠长度尤其对于用于清洁设备的电动机来说被认为是有利的，所述电动机通常具有约10cm至15cm(包括风扇叶轮)的轴向长度。壳体件的轴向相叠作用实现了在第一壳体件与第二壳体件的相叠区域中的外部壳体件的双层壁设计，从而一方面实现了部分空气流的流出，然而同时另一方面形成尽可能良好的噪声隔离。在此，相叠区域越大，噪声隔离越好。
在此建议，第一壳体件和/或第二壳体件的轴向长度沿周向变化。第一壳体件或第二壳体件由此横向于轴向不具有位于仅仅一个平面内的端面，而是相应的壳体沿周向观察长短交替地构成。由此有利的提供了一个区域，离开风扇叶轮的空气流在所述区域中的一部分与空气流相对于壳体件的其他径向在轴向长度较小的区域中的其他部分相比，经过较长的轴向长度导引经过电动机壳体。必要时也可以使用改变的轴向长度，对电动机的特定角度区域针对噪声扩散进行更好地隔离。
此外还建议，第一壳体件具有外部壳体的总长度的至少50％和最多95％的轴向长度。在此，所述轴向长度要么可以沿周向恒定，要么沿周向改变。其中，最短的区域仍具有至少50％的轴向长度，而最长的区域具有外部壳体的总长度的最多95％的长度。当外部壳体的总长度为10cm时，第一壳体件占据至少5cm和最多9.5cm的轴向长度。由此，第一壳体件也几乎占据电动机的整个长度，然而在外部壳体内部提供两个相互平行的流体路径，也即一方面在电动机壳体与第二壳体件之间的流体路径，另一方面在围绕电动机壳体的两个壳体件之间的流体路径。噪声隔离在此特别有效。
此外还建议，相对于垂直于电动机轴的横截面，在第一壳体件与第二壳体件之间构成基本上环形的间隙。在沿轴向看向风扇叶轮时，可以看到两个壳体件之间的环形的间隙。由风扇叶轮输送的空气流的一部分通过该间隙离开外部壳体。环形的间隙沿周向没有中断地构成，其中，环形的间隙的形状可以根据第一壳体件和第二壳体件的横截面形状的不同而改变。如上所述，例如当第一壳体件为圆形的横截面并且第二壳体件为四边形的横截面时形成间隙，所述间隙沿轴向扩宽并且变窄，从而可以根据外部壳体的不同的周向区域溢出不同的体积流量。
此外还建议，第一壳体件和第二壳体件具有相互适配的卡锁元件。借助相互适配的卡锁元件可以使壳体件相互卡锁，由此在装配外部壳体时可以确保两个壳体件之间无论沿轴向还是沿径向优化的间距以及壳体件相互间期望的定向。例如第二壳体件的卡锁元件可以咬合或以其他类似方式连接在第一壳体件的卡锁元件中。
最后，除了上述电动机之外，本发明还建议一种电动机驱动的清洁设备，所述清洁设备具有上述类型的电动机。电动机驱动的清洁设备优选是吸尘器或抽吸和擦拭设备。清洁设备也可以设计为手持导引式清洁设备，例如地板吸尘器或蓄电池驱动的手持式吸尘器，或者设计为自走式清洁机器人。
附图说明
以下借助实施例对本发明进行更详尽的阐述。在附图中：
图1示出根据本发明的清洁设备；
图2以剖视图示出具有电动机的清洁设备；
图3示出清洁设备的部分区域连同剖切电动机的横截面；
图4示出电动机的立体横截面；
图5示出电动机的立体外部视图；
图6示出沿电动机的第一平面剖切所得的横截面；
图7示出沿电动机的第二平面剖切所得的横截面；
图8示出电动机的侧视图；
图9示出电动机的第一平面的俯视图；
图10示出电动机的第二平面的俯视图；
图11示出根据第一角度的电动机的拆解图；和
图12示出根据第二角度的电动机的拆解图。
具体实施方式
图1示出清洁设备1，所述清洁设备在此设计为手持导引式吸尘器。清洁设备1具有基础设备16以及附件设备17。在基础设备16上布置有可伸缩的杆柄18，用户借助所述杆柄能够在清洁操作过程中导引清洁设备1。杆柄18具有手柄19，在此在所述手柄上例如布置有用于接通和关闭清洁设备1的开关20。在基础设备16上布置有排气栅21，借助所述排气栅，清洁设备1的电动机2所输送的空气经过附件设备17和基础设备16可以从清洁设备1逸出至周围环境。
图2示出穿过清洁设备1的纵剖面，其中，纵剖面的平面在电动机2外部延伸。电动机2在此例如设计为磁阻电动机，其中，该磁阻电动机具体参照图3进行描述。电动机2具有外部壳体9，所述外部壳体由第一壳体件10和第二壳体件11组成。这两个壳体件10、11相互共轴地布置，其中，第二壳体件11利用端部区域15伸入第一壳体件10中，并且利用背向端部区域15的第二区域从第一壳体件10突伸出来。在第一壳体件10与第二壳体件11之间构成径向间隙14，由电动机2的风扇叶轮6输送的空气通过所述径向间隙从电动机2的外部壳体9逸出，并且可以流向清洁设备1的排气栅21。
图3示出穿过电动机2的横截面，其中，该界面导引穿过电动机2的电动机轴3。电动机2设计为具有转子4和定子5连同两个定子线圈对的磁阻电动机。转子4与电动机轴3抗扭地连接，所述电动机轴支承着风扇叶轮6。电动机2此外还具有电动机壳体7以及用于风扇叶轮6的风扇槽8，所述电动机壳体包围定子5和转子4。风扇槽8具有中央的抽吸孔25，空气可以通过所述抽吸孔流入。
电动机2此外还具有外部壳体9，所述外部壳体具有第一壳体件10和第二壳体件11。外部壳体9用于导引由风扇叶轮6输送的空气流。两个壳体件10、11胶囊状地包围电动机2。第一壳体件10面向风扇叶轮6，相较而言，第二壳体件11远离风扇叶轮6。无论是第一壳体件10还是第二壳体件11都相对于电动机壳体7具有径向空隙12，其中，第一壳体件10相对于电动机壳体7的径向空隙12与第二壳体件11相对于电动机壳体7的径向空隙12相比更大。外部壳体9沿周向完全包围电动机2。此外，第一壳体件10沿轴向还具有进气孔23，相较而言，第二壳体件11在其背向第一壳体件11的端侧上具有排气孔24。通过第一壳体件10和第二壳体件11的不同大小的径向空隙12，形成了径向间隙14，由风扇叶轮6输送的空气能够通过所述径向空隙14从外部壳体9逸出。壳体件10、11相对于轴向台阶状地相互位错，其中，形成壳体件10、11的周向相叠13。第二壳体件11沿轴向不直接连接在风扇叶轮6上，而是与风扇叶轮6保持径向间距地布置。
图4示出电动机2的立体图，其中，电动机2相对于图3沿与其垂直的平面被剖切。
图5示出具有外部壳体9的电动机2的立体外部视图。壳体件10、11相互共轴地布置，其中，第二壳体件11部分地导入第一壳体件10中并且利用背向第一壳体件10的端部区域从第一壳体件10伸出。两个壳体件10、11沿周向闭合，其中，第一壳体件10具有在垂直于电动机轴3的平面中基本上圆形的横截面形状，并且第二壳体件11具有在垂直于电动机轴3的平面中四边形的横截面形状。第二壳体件11参照相邻的周向部段具有相同的轴向长度，也就是说第二壳体件11的端侧的棱边位于一个共同的平面内，所述平面垂直于电动机轴3。与此相对地，第一壳体件10沿周向具有周向部段，所述周向部段具有沿轴向不同的长度，从而使与第二壳体件11的轴向相叠13沿外部壳体9的周向是大小交替的。
图6示出图5所示电动机2在垂直于电动机轴3的一个平面中的横截面，所述平面与第二壳体件11相交，然而不与沿轴向较短的第一壳体件10相交。
图7示出电动机2的另一横截面，所述横截面垂直于电动机轴3并且仅与第一壳体件10相交，然而不与第二壳体件11相交。外部壳体9在此在轴向部分区域中使风扇槽8被剖切，从而能示出风扇叶轮6。
图8示出具有外部壳体9的电动机2的侧视图。在此尤其示出第一壳体件10相对于壳体件10的不同的周向部段的不同的轴向长度。
图9和图10分别自上示出垂直于电动机轴3剖切的电动机2，根据图9的剖视图仅剖切第二壳体件11，并且根据图10的剖视图仅剖切第一壳体件10。图9和图10的剖切面在此与根据图6和图7的剖切面相对应。
图9具体示出壳体件10、11的横截面形状，其中，第一壳体件10具有圆形的横截面形状，而第二壳体件11具有基本上四边形的底部形状。横截面形状在此一方面由风扇叶轮6的圆形的横截面并且另一方面由定子5的基本上四边形的形状给出。由于壳体件10、11的不同形状，壳体件10、11之间构成的环形的间隙14不具有恒定的径向厚度，而是沿外部壳体9的周向扩宽或变窄。由于第二壳体件11也具有相对于电动机壳体7的径向空隙12，由风扇叶轮6输送的空气不仅沿着第二壳体件11与电动机壳体7之间还沿着第一壳体件10与第二壳体件11之间流动。通过风扇叶轮6在第二壳体件11与电动机壳体7之间流动的部分气流直接沿电动机壳体7流动，直至该部分气流通过第二壳体件11的排气孔24离开外部壳体9。从风扇叶轮6开始向第一壳体件10与第二壳体件11之间的径向间隙14流动的第二部分气流在壳体件10、11之间的轴向相叠13的区域中离开外部壳体9。第二壳体件11沿电动机2的轴向与风扇叶轮6相间隔，从而使由风扇叶轮6输送的空气不仅能够沿着电动机壳体7还能在壳体件10、11之间的间隙14中流动。部分气流由此并不在外部壳体9的整个轴向长度上有助于冷却电动机2，而是在经过与第一壳体件10的长度相当的轴向长度之后离开外部壳体9。由于外部壳体9沿轴向从风扇叶轮6开始至第二壳体件11的具有排气孔24的端侧变窄，电动机2可以整体上节省空间地安装在清洁设备1的基础设备16中，其中，同时通过壳体件10、11的轴向相叠13实现优化的噪声隔离并且进一步有效地冷却电动机2。
图11和图12最后示出电动机2的拆解图，其具有转子4、定子5、风扇叶轮6以及第一壳体件10和第二壳体件11。两个壳体件10、11如图所示布置在包围转子4、定子5和风扇槽8的电动机壳体7的相对置的侧面上，并且借助相互适配的卡锁元件22以期望的位置和定向相互卡锁。在外部壳体9组合的形状中，电动机壳体7沿轴向被第一壳体件10和/或第二壳体件11包围。为了使由风扇叶轮6输送的空气进入和排出，壳体件10、11具有进气孔和排气孔23、24。此外，部分气流还可以通过壳体件10、11之间的间隙14离开外部壳体9。
附图标记清单
1 清洁设备
2 电动机
3 电动机轴
4 转子
5 定子
6 风扇叶轮
7 电动机壳体
8 风扇槽
9 外部壳体
10 第一壳体件
11 第二壳体件
12 径向空隙
13 周向相叠
14 间隙
15 端部区域
16 基础设备
17 附件设备
18 杆柄
19 手柄
20 开关
21 排气栅
22 卡锁元件
23 进气孔
24 排气孔
25 抽吸孔

Claims (10)

1.一种电动机(2)，尤其用于清洁设备，所述电动机(2)具有电动机轴(3)、与电动机轴(3)抗扭地连接的风扇叶轮(6)和电动机壳体(7)，其中，所述电动机(2)相对于几何上的电动机轴轴线具有与所述电动机壳体(7)径向间隔地布置的外部壳体(9)，其特征在于，在电动机轴轴线以线条示出的横截面中观察，所述外部壳体(9)具有两个沿轴向相互错位的壳体件(10、11)，这些壳体件(10、11)中的朝向风扇叶轮(6)的第一壳体件(10)与远离风扇叶轮(6)的第二壳体件(11)相比具有相对于所述电动机壳体(7)更大的径向空隙(12)，并且在这些壳体件(10、11)之间构成间隙，从而实现从外部壳体的内部向着外部壳体的外部的空气贯通。
2.根据权利要求1所述的电动机(2)，其特征在于，壳体件(10、11)沿周向闭合，其中，所述第一壳体件(10)尤其具有弯曲的横截面形状，并且其中，所述第二壳体件(11)尤其具有多边形的横截面形状。
3.根据权利要求1或2所述的电动机(2)，其特征在于，所述第一壳体件(10)围绕所述风扇叶轮(6)，并且所述第二壳体件(11)沿轴向布置在所述风扇叶轮(6)之后。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电动机(2)，其特征在于，所述第二壳体件(11)沿轴向相对于所述风扇叶轮(6)具有约5mm至20mm的间距。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电动机(2)，其特征在于，所述第一壳体件(10)和第二壳体件(11)沿轴向相叠，尤其以至少5mm和最多50mm相叠地布置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的电动机(2)，其特征在于，所述第一壳体件(10)和/或第二壳体件(11)的轴向长度沿周向变化。
7.根据上述权利要求中任一项所述的电动机(2)，其特征在于，所述第一壳体件(10)具有所述外部壳体(9)的总长度的至少50％并且最多95％的轴向长度。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电动机(2)，其特征在于，基于垂直于所述电动机轴(3)的横截面，在所述第一壳体件(10)与第二壳体件(11)之间构成基本上环状的间隙(14)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的电动机(2)，其特征在于，所述第一壳体件(10)和第二壳体件(11)具有相互适配的卡锁元件(22)。
10.一种电动机驱动的清洁设备(1)、尤其吸尘器，其特征在于，所述清洁设备(1)具有根据上述权利要求中任一项所述的电动机(2)。
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