CN107733170A - 旋转电机的转子的转动方向的获知 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机(6)，在该电机中，转子(9)能围绕转动轴线(10)转动地受支承地布置在通过具有定子绕组(11)的定子(7)预给定的开口(8)中，该定子绕组可以被加载以电能，并且转子(9)具有沿转子(9)的周向方向布置的工作磁体(12)，所述工作磁体如此布置，使得所述工作磁体提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场，其中，转子(9)的轴向长度大于定子(7)的轴向长度，并且沿转动轴线(10)的轴向方向观察，转子(9)相对于定子(7)如此定位，使得转子(9)超过定子(7)伸出，以便构造自由区域(13)，其中，转子(9)在自由区域(13)中具有传感器磁体(14)，所述传感器磁体沿转子(9)的周向方向布置并且提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。

Description

旋转电机的转子的转动方向的获知

技术领域

本发明涉及一种电机，在该电机中，转子以可围绕转动轴线转动的方式受支承地布置在通过定子预给定的开口中，其中，定子具有定子绕组，该定子绕组可以被加载以电能，转子具有在通过定子绕组预给定的工作区域中并且沿转子的周向方向布置的工作磁体，其中，工作磁体如此布置，使得所述工作磁体提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。此外，本发明涉及一种用于制造用于电机的转子的方法。此外，本发明涉及一种用于获知电机的转子的转动方向的方法。此外，本发明涉及一种用于将洗涤剂供应到用于护理洗涤物的家用器具的碱液容器中的方法，在该方法中，根据释放，将第一洗涤剂从第一容器借助于第一输送单元或将第二洗涤剂从第二容器借助于第二输送单元输送到碱液容器中。最后，本发明也涉及一种用于护理洗涤物的家用器具，该家用器具具有碱液容器、用于第一洗涤剂的第一容器、用于第二洗涤剂的第二容器、配属于第一容器的用于将第一洗涤剂输送到碱液容器中的第一输送单元、配属于第二容器的用于将第二洗涤剂输送到碱液容器中的第二输送单元。

背景技术

这种类型的电机、用于制造这些电机的方法、用于获知电机的转子的转动方向的方法、用于将洗涤剂供应到用于护理洗涤物的家用器具的碱液容器中的方法以及用于护理洗涤物的家用器具基本上在现有技术中广泛已知，使得为此无需特别的书面证明。这种类型的电机当前尤其是单相运行的同步电机，该同步电机优选构造为齿形电极电机。该电机优选构造有永久励激的转子来作为内电极电机。尤其在单相的供能电网上运行该电机时，在现有技术中的这种电机中设置为，借助于合适的机械装置在电机起动时通过转子来占据一预给定的转动方向。这种装置耗费高、成本高并且需要结构空间。因此，这种类型的电机通常使用在不取决于转子的转动方向的领域中。

齿形电极电机是旋转的电机，该电机实施为单相电机并且优选可以设计用于低转速。由于其结构类型，齿形电极电机是同步电机的成本有利的实施方案。因此，齿形电极电机能够特别有利地用于在用于护理洗涤物的家用器具中实施驱动任务。在这种家用器具中可以例如设置为，用于在其中布置有洗涤剂的容器的输送单元借助于这种齿形电极电机来驱动。输送单元可以为了该目的例如包括蜗杆输送器或类似物，该蜗杆输送器可以借助于电机的转子来驱动。这种电机优选非常紧凑并且成本有利地构造并且仅需要针对低转速来构造。

随着功能范围的增大，在这种类型的家用器具中设置，用于超过一个洗涤过程的洗涤剂存在于为此设置的容器中。在洗涤过程中，将洗涤剂根据需求地输送到碱液容器中。此外，这种新式家用器具具有分别用于第一和第二洗涤剂的两个容器，所述容器分别包括自身的输送单元。所述输送单元中的每个输送单元借助于自身的电机来驱动。由此可以实现，无需针对每个洗涤过程个别地将洗涤剂引入到相应的容器中。根据待护理的洗涤物足够的是，用户仅选择和释放适用于对所设置的洗涤物进行护理的洗涤剂。在护理过程启动之后，自动地将适配量的所释放的洗涤剂供应给碱液容器。

即使这种现有技术已经证明是有效的，仍存在改进需求。因此证明为不利的是，对于家用器具的容器的两个输送单元需要两个单独的电机。

发明内容

因此，本发明的任务在于：如此改进这种类型的家用器具，使得可以降低用于供应洗涤剂的耗费，并且说明一种相应的方法。就此而言，本发明的任务同样是：改进这种类型的电机以及用于制造这种电机和运行这种电机的方法。

作为解决方案，通过本发明提出根据独立权利要求的电机、用于制造用于电机的转子的方法、用于获知电机的转子的转动方向的方法、用于将洗涤剂供应到用于护理洗涤物的家用器具的碱液容器中的方法以及用于护理洗涤物的家用器具。

其他有利的构型根据从属权利要求的特征来得出。

关于这种类型的电机尤其提出：转子沿转动轴线的方向的轴向长度大于定子沿转动轴线的方向的轴向长度，并且沿转动轴线的轴向方向观察，转子相对于定子如此定位，使得转子超过定子伸出，以便构造自由区域，其中，转子在自由区域中具有传感器磁体，这些传感器磁体沿转子的周向方向布置并且提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。

本发明能够通过电机的这种结构设计以简单的方式识别转子的转动方向，并且可以充分利用所识别的转动方向，以便能够例如选择性地驱动用于护理洗涤物的家用器具的两个容器的输送单元中的一个输送单元或进行类似操作。由此，家用器具还只需要具有单个电机用于前面提到的将洗涤剂输送到碱液容器中的目的。由此可以降低耗费和成本以及也提高可靠性。通过设置在电机的转子上的传感器磁体可能的是，借助于构造用于感测磁场的合适的传感器单元来感测传感器磁体区域中的磁场，并且由传感器单元的传感器值可以获知转动方向。在此，证明为特别有利的是，将传感器磁体布置在通过定子绕组所形成的工作区域的外部，使得所述传感器磁体的磁场尽可能少地受定子绕组的磁场的妨碍。由此能够准确并且快速地感测转动方向。

本发明尤其考虑，在这里优选设置用于在单相交流电压网上运行的电机不提供转子起动的优选方向。本发明尤其考虑，电机不包括沿预给定的转动方向来预给定转子起动方向的设备。因此，在这种类型的电机中，沿两个可能的转动方向中的一个转动方向随机地进行转子的起动。因为两个输送单元转动方向选择性地与电机的转子耦合，所以随机地进行从两个容器中的相应一个容器的洗涤剂输送。

为了避免这种情况，本发明提出用于获知根据本发明电机的转子的转动方向的方法，其中，转子的转动方向尤其借助于具有两个传感器元件的、相对于转子抗扭转地布置的传感器单元来获知。由此现在可能的是，在起动时，当转子还没有实施完整的一周转动时就已经能确定转子的转动方向。这使得能够及早地获知转子的转动方向，并且当所获知的转动方向不符合于引起所释放的洗涤剂的输送的转动方向时，关断电机，直到转子已经到达零转速，并且之后使电机重新起动。通过使电机从静止状态中重复地起动可以在有限数量的尝试之后实现转子的期望的转动方向，使得电机的运行然后可以如此长时间地继续，直到将期望量的所释放的洗涤剂输送到家用器具的碱液容器中。

本发明当然不局限于用于驱动用于将洗涤剂从容器输送到碱液容器中的输送单元的应用。同样地，当应以不同转动方向实施不同功能时，这种电机当然也可以使用在其他相应的装置中。

例如传感器单元的传感器元件可以彼此有间距地沿周向方向布置，该间距小于两个相邻的传感器磁体的平均间距的大约一半。由此可能的是，通过分析处理传感器元件的传感器信号，在转子稍微转动运动时就已经可靠地获知转子的转动方向。为了该目的，传感器元件可以例如构造为霍尔传感器、感应线圈、由上所述的组合或类似物。传感器元件或传感器单元可以连接到控制单元上，电机也可以连接到该控制单元上，以便可以控制其运行。所述平均间距优选是转子沿周向方向的弧的长度，该弧通过尤其直接相邻的传感器磁体的相应径向中心线来限界。优选地，所述间距是相应的弧长。所述间距可以尤其为平均间距的大约一半。但是，尤其当所述间距小于与转子转动轴线隔开的径向间距时，所述间距基本上也可以通过直线来形成。所述间距应该如此调节，使得传感器信号、尤其作为传感器信号所提供的交流电压具有大于零至小于180°范围内的相位差。

优选地，传感器元件相对于转子如此定位，使得所述传感器元件可以感测传感器磁体的磁场。为了该目的可以设置，传感器元件以沿周向方向的预给定的空隙相对于传感器磁体径向间隔开地抗扭转地布置。为了该目的，传感器元件或传感器单元可以布置在壳体中，该壳体在轴向上与定子绕组相邻地固定在定子上。

传感器磁体可以例如通过能磁化的元件来形成，该能磁化的元件相应地充磁，并且由此形成永磁体。然后所述永磁体可以关于磁场而言具有交变极性地环绕地在转子上布置在自由区域中。此外，当然存在以下可能性：传感器磁体也通过合适的电线圈来构造，所述电线圈被加载以直流电流，以便能够以预给定的方式提供磁场。也可以设置它们的组合。

电机、尤其是旋转电机是这样的装置：在该装置中，定子提供通常为圆形的开口，转子能转动地支承地布置到该开口中。不同于转子，定子抗扭转地布置，因此定子例如与支承件如基座、壳体或类似物固定连接，使得该定子通常不实施转动运动。尽管如此，电机和由此定子当然还可以可移动地布置，例如布置在车辆或类似物上。

定子和转子借助于磁流进行交链，由此在马达运行中产生力作用，该力作用驱动转子相对于定子转动。为了该目的，定子具有由电流流过的定子绕组。就此而言，在这里在转子中将永磁体设置为工作磁体。在转子侧当然也可以补充地设置转子绕组，以便能够以期望的方式构型磁场。这种类型的电机构造用于连接到单相电网上。但是，所述电机基本上也可以通过相应合适的直流电机来形成，例如并励电机、串励电机、步进马达和/或类似物。

因此，转子在本公开的意义上是能运动的、尤其能转动的单元，该单元在电机中根据转子的类型来构造。定子或静子通常相对于设备如家用器具的壳体或与地面连接的基座位置固定地布置。

根据定子绕组以电能的加载，由于转子和定子的磁流的交链引起旋转驱动。为了该目的，通过定子绕组产生的磁场作用到通过转子的工作磁体提供的磁场上。为了使转子可以相对于定子转动，在定子绕组与转子、尤其是转子的工作磁体之间构造有空隙。为了能够实现磁流的好的磁交链，该空隙构造得尽可能小。工作磁体可以如传感器磁体那样通过能磁化的元件来形成，这些能磁化的元件通过加载以具有预给定的磁通密度的磁场来磁化，使得所述能磁化的元件也形成永磁体。为了该目的，能磁化的元件可以由能磁化的材料形成，例如由硬质磁材料如由铁、钴、镍或铁氧体组成的合金或类似物来形成。永磁体具有并且包含静磁场，该静磁场不取决于外部的能量供应地保持。此外，适合作为用于永磁体的材料是由铝与镍和钴组成的合金、由铋、锰和铁组成的合金、由钕、铁和硼组成的合金、由钐和钴组成的合金以及铁氧体材料和/或类似物。此外，也考虑将非金属的、有机的合成材料作为用于工作磁体和/或传感器磁体的材料，这些合成材料具有永磁特性，例如合成磁体材料PANiCNQ，该合成磁体材料例如在室温下具有亚铁磁特性。

为了可以实现转子的磁场与定子绕组的磁场的好的交链，转子的磁场优选径向地取向。相应地，工作磁体以合适的方式布置，使得所述工作磁体提供沿周向方向交变的、在径向上取向的磁场。

为了能够实现转子在电机的符合规定的运行中的低转速，可以设置磁极对的相应大的极对数量，所述极对通过工作磁体形成。通过工作磁体提供的极对数量越大，转子在符合规定的运行中的转速就可以越低。定子绕组优选相应适配地构造。

本发明利用以下认知：应该尽可能不受干扰地进行对通过传感器磁体所提供的磁场的感测。为了该目的设置，传感器磁体优选与定子绕组、尤其与全部定子间隔开地布置在转子上，使得通过传感器单元或传感器单元的传感器元件可以尽可能不受定子绕组的磁场干扰地感测传感器磁体的磁场。由此可以在转子起动时高精度地并且非常快速地进行转子的转动方向的感测，从而可以避免例如在使用时为了输送来自容器的洗涤剂而在转子起动期间就已经将以下洗涤剂输送到碱液容器中，该洗涤剂由于转子的实际实施的转动运动不是所释放的洗涤剂。通过本发明可以在起动时在转动运动实施一对角度之后已经获知转子的转动方向，并且可以促使对电机进行相应控制。如果该转动方向不是所需的转动方向，则电机可以借助于控制单元直接切断，而无需使转子提速至其符合规定的运行转速。由此可以使不期望的转动方向的影响保持得低，如果完全不希望甚至可以避免其影响。

由于该原因，本发明设置为，转子沿转动轴线的方向的轴向长度大于定子沿转动轴线的方向的轴向长度，并且沿转动轴线的轴向方向观察，转子相对于定子如此定位，使得转子超过定子伸出，以便形成自由区域。该自由区域优选如此选择，使得在感测传感器磁体的磁场时基本上可以忽略定子绕组的磁场作用。由此可以在该区域中优选感测传感器磁体的磁场，而且基本上不受干扰。由于该原因，本发明也设置为，转子在自由区域中具有传感器磁体。传感器磁体沿转子的周向方向布置并且同样提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。传感器磁体沿周向方向的数量可以相应于期望的分辨率来选择，使得可以实现尽可能快速的转动方向感测。在此，传感器磁体不需要针对如工作磁体应该提供的那样的磁通密度而构造。因此，磁通密度可以如此选择，使得借助于传感器单元或其传感器元件能够实现磁场的可靠感测。

优选提出，转子在其中布置有工作磁体的区域中的半径相应于转子在其中布置有传感器磁体的区域中的半径。由此可以提供关于外部尺寸在周向上均匀的转子，使得能够实现转子的简单装配以及也能够实现转子的简化制造。

此外提出，传感器磁体和工作磁体沿转动轴线的方向相互间隔开地布置。由此可以将通过定子绕组预给定的工作区域在空间上与自由区域分开，传感器磁体在该自由区域中布置在转子上，使得可以在很大程度上避免关于传感器磁体的磁场测量的妨碍。优选地，所述间距如此选择，使得定子绕组的散射场基本上不妨碍在自由区域的范围中的磁场测量。

此外，当然也可以设置为，传感器磁体与工作磁体一件式地构造。优选地，在此可以设置为，转子沿转动轴线的方向的轴向延伸如此选择，使得工作磁体伸入到自由区域中，以便同时形成传感器磁体。由此可以省去单独的传感器磁体。同时该构型也能够实现转子的简化生产，因为仅还有同样也形成传感器磁体的工作磁体要布置在转子上。

根据有利构型提出，传感器磁体和/或工作磁体通过相应磁化的磁环形成。由此可以实现，只需要还分别设置一个元件用于转子上的传感器磁体或工作磁体。由此，本发明使得能够进一步降低装配费用和关于制造方面的费用。当然也可以设置为，针对传感器磁体和工作磁体设置一个共同的相应磁化的磁环。该构型关于装配费用和制造方面尤其在小电机的情况下是特别有利并且成本低的。

根据本发明的另一构型提出，自由区域沿转动轴线方向通过转子的端侧端部来限界，该端部沿周向方向提供转子的变化的轴向长度。通过该构型可以实现，能够影响通过传感器磁体提供的磁场。为了该目的，形成转子的材料至少部分地由铁磁材料形成，使得通过端侧的造型可以影响周向上的传感器磁体的磁场的走向。优选地，端侧端部可以如此构造，使得可以在传感器磁体区域中沿周向方向实现几乎正弦形的磁通密度变化。这使得传感器单元或传感器元件在转子仅转动几度时就已经可以获知转动方向。因此，可以明显提高转动方向感测的精度和转动方向感测的分辨率。特别有利地，该构型能够与通过磁环形成的传感器磁体结合。优选地，磁环同样也可以限界转子的端侧端部。

此外提出，端侧端部具有耦合元件。因此，所述耦合元件可以与自由区域共同构造。自由区域尤其可以与耦合元件一件式地构造。但是也可以设置为，耦合元件作为单独的构件布置、例如固定在端侧端部上。此外，可以设置它们的组合，其方式为，耦合元件至少部分地与转子、尤其该转子端侧端部一件式地构造并且具有能分开的部件。耦合元件尤其可以具有能磁化的材料、例如根据合成材料接合的磁体的类型，以便由此例如构造传感器磁体。优点在于构件的简单制造，因为可以省去单件的装配和/或注塑包封。磁环承载件尤其可以完全由优选合成材料接合的磁体材料制成。

此外，通过本发明尤其提出用于制造用于本发明的电机的转子的方法，其中，沿转子的周向方向，在转子上在通过定子绕组预给定的工作区域中布置能磁化的第一元件并且在自由区域中布置能磁化的第二元件，其中，能磁化的第一元件借助于外部磁场如此磁化，使得能磁化的第一元件作为工作磁体提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场和/或能磁化的第二元件借助于外部磁场如此磁化，使得能磁化的第二元件作为传感器元件提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。以该方式可以简单地制造用于本发明电机的转子，在该转子中，未磁化的能磁化的元件布置在转子上。只有当能磁化的元件布置、例如固定在转子上时，能磁化的元件才通过外部磁场的作用以期望的方式磁化，以便提供关于工作磁体的极对。在此，外部磁场如此取向，使得能磁化的第一元件作为工作磁体提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。相应地，也可以针对能磁化的第二元件设置为，所述第二元件通过基于外部磁场的相应磁化而作为传感器磁体同样提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。优选地，这两个构型相互组合，使得在其中提供工作磁体的相同设备中也可以提供传感器磁体。

外部磁场优选借助于空心线圈来提供，该空心线圈的磁场通过由能磁化的第一和/或第二元件所确定的、关于转子的转动轴线的空间角度来限界。由此可以实现，可以提供工作磁体和/或传感器磁体的沿周向方向交变的极性。线圈尤其是磁化装置的一部分，借助于该磁化装置以期望的方式磁化能磁化的元件。根据应用，线圈也可以具有铁磁芯。外部磁场优选受限于以下区域，在该区域中期望得到能磁化的第一和/或第二元件的期望的取向。空心线圈当然也可以由多个沿转子的周向方向布置的单个线圈形成，所述线圈同时相应于期望的极对数量提供外部磁场。因而可以在一个工作步骤中提供全部工作磁体和/或也提供传感器磁体。

优选地，能磁化的第一元件和能磁化的第二元件同时被磁化。由此可以实现制造方法的进一步简化，因为全部磁体、也就是说全部工作磁体以及全部传感器磁体也可以在唯一一个制造步骤中提供。

证明为特别有利的是，能磁化的第一元件和/或能磁化的第二元件通过能磁化的环来形成，该环为了构造磁体而相应地被加载以外部磁场。在该情况下，能够实现转子的特别简单的制造，因为一方面只需要将能磁化的环设置在转子上，该环然后通过外部磁场以期望的方式磁化，从而提供相应的工作磁体或传感器磁体。

根据另一构型提出，能磁化的第一元件和/或能磁化的第二元件通过耐洗涤剂和/或耐湿气的合成材料来注塑包封。由此，能磁化的元件不仅可以与转子连接成单个结构单元，而且所述能磁化的元件同样也可以在符合规定的运行中防止外部影响，例如在使用在用于护理洗涤物的家用器具中时防止由于洗涤剂以及湿气或类似物的影响。由此可以在总体上提高转子和电机的可靠性。

关于用于获知电机的转子的转动方向的方法尤其提出，在该方法中，传感器元件到转子转动轴线的径向连接线之间的角度不同于传感器磁体到转动轴线的连接线之间的角度或不同于该角度的整数倍，并且传感器元件相对于转子如此定位，使得所述传感器元件感测传感器磁体的磁场，其中，转子的转动方向通过对传感器元件的传感器信号进行分析处理来获知。因此，传感器元件优选在极距外部间隔开地布置。例如传感器元件可以彼此带有沿周向方向的间距地布置，该间距小于两个相邻的传感器磁体之间的间距。通过相邻的传感器磁体、尤其直接相邻的传感器磁体来确定所谓的极间距或者说极距。极对数量是旋转的电机内部的磁极对的数量。两个相邻的传感器磁体之间的间距被称为极距。在此，从极中心到极中心进行测量。极对数量越高，传感器磁体彼此间相邻得越窄。直接相邻的传感器磁体优选具有关于由其提供的磁场而言相反的极性。因此，极距尤其涉及提供北磁极的传感器磁体与直接相邻的、提供南磁极的传感器磁体的间距。所述间距优选可以通过径向中心线确定，这些中心线可以关于转子的转动轴线而言分别配属于相应的传感器磁体。传感器元件优选相对彼此如此布置，使得所述传感器元件沿周向方向的间距不大于优选直接相邻的传感器磁体的平均间距。由此可能的是，关于转子的转动方向获知实现高分辨率，使得在转子进行小部分转动时就已经可以获知该转子的转动方向。然而特别优选地，传感器元件不直接彼此相邻地布置，而是以预给定的间距来布置，该间距例如相应于平均间距的约百分之20至约百分之80的范围。优选地，所述间距也可以相应于相邻传感器磁体的平均间距的一半。根据应用可以适配地选择传感器元件的间距，以便能够实现对于相应的应用合适的分辨率。

优选地，在定子绕组被加载以电能时转子随机地沿一个转动方向起动，并且如此长时间地重复起动，直到该转子沿预给定的转动方向起动。通过重复的起动可以实现，电机可以无论多少次地重新启动，直到转子占据对于期望的功能而言所需的转动方向。关于在开头所述的用于护理洗涤物的家用器具中的洗涤剂供应而言，通过转动方向来选择洗涤剂，该洗涤剂应该用于当前的护理过程。通过在转子进行小部分转动时就已经可以获知该转子的转动方向，可以避免不期望的洗涤剂被供应到碱液容器中。

相应地，关于用于将洗涤剂供应到用于护理洗涤物的家用器具的碱液容器中的方法而言，在该方法中，根据释放将第一洗涤剂从第一容器借助于第一输送单元或将第二洗涤剂从第二容器借助于第二输送单元输送到碱液容器中，在该方法中尤其提出，当转子沿第一转动方向起动时，第一输送单元由本发明的电机来驱动，当转子沿第二转动方向起动时，第二输送单元由本发明的电机来驱动，其中，在定子绕组被加载以电能时转子随机地沿两个转动方向中的一个转动方向起动，其中，转子的转动方向通过本发明的方法来获知，并且电机的起动如此长时间地重复，直到转子沿预给定的转动方向起动，由此将洗涤剂从两个容器中的通过释放预给定的那个容器供应到碱液容器中

相应地，本发明尤其提出用于护理洗涤物的家用器具，该家用器具具有碱液容器；用于第一洗涤剂的第一容器；用于第二洗涤剂的第二容器；配属于第一容器并且用于将第一洗涤剂输送到碱液容器中的第一输送单元；配属于第二容器并且用于将第二洗涤剂输送到碱液容器中的第二输送单元；根据本发明的电机，当转子沿第一转动方向起动时用于驱动第一输送单元并且当转子沿第二转动方向起动时用于驱动第二输送单元；控制单元，用于根据所述释放来控制电机以将第一洗涤剂从第一容器借助于第一输送单元或将第二洗涤剂从第二容器借助于第二输送单元输送到碱液容器中。优选地，在定子绕组被加载以电能时转子随机地沿两个转动方向中的一个转动方向起动。因此，尤其设置具有两个传感器元件并且连接到控制单元上的传感器单元，其中，传感器元件相对彼此具有沿周向方向的间距地布置，该间距小于两个相邻传感器磁体的平均间距的一半，并且传感器元件相对于转子如此定位，使得所述传感器元件感测传感器磁体的磁场，其中，控制单元构造用于，通过对传感器元件的传感器信号进行分析处理来获知转子的转动方向并且如此长时间地重复该电机的起动，直到转子沿预给定的转动方向起动，以便将洗涤剂从两个容器中的通过所述释放预给定的那个容器供应到碱液容器中。

本发明的其他特征由权利要求、附图和附图说明得出。在说明书中提及的上述特征和特征组合以及接下来在附图说明中提及的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅能够以分别说明的组合方式使用，而且能够以其他组合方式使用，而不离开本发明的范围。因此，以下实施方案也应视为由本发明包括和公开，所述实施方案在附图中未明显示出和阐释，然而通过分开的特征组合由所阐释的实施方案得知并且可以从所阐释的实施方案中产生。因此，不具有原始撰写的独立权利要求的所有特征的实施方案和特征组合也应被视为公开。此外，超出在权利要求的回引中所阐述的特征组合或与此有偏差的实施方案和特征组合、尤其通过上述实施方案形成的特征组合应被视为公开。

附图说明

附图示出：

图1以示意性敞开的前视图示出根据本发明的作为家用器具的洗衣机，

图2以示意性的电路图示出用于驱动根据图1的洗衣机的配属于洗涤剂容器的输送单元的齿形电极电机，

图3根据图2的齿形电极电机的示意性纵剖面，

图4以示意性剖面图示出用于根据图2的齿形电极电机的转子的第一构型，

图5以示意性剖面图示出用于根据图2的齿形电极电机的转子的第二构型，和

图6以示意性剖面图示出用于根据图2的齿形电极电机的转子的第三构型。

具体实施方式

图1以示意性敞开的前视图示出作为用于护理洗涤物的家用器具的洗衣机1。在图1中所示出的洗衣机1具有可转动地支承的洗衣机滚筒3，该洗衣机滚筒可以通过传动皮带16借助于驱动单元17来驱动。驱动单元17通过能量接头18连接到控制单元4上。此外，驱动单元17通过控制导线19连接到洗衣机1的控制单元4上。控制单元4以未详细标明的方式连接到供能电网上，这里连接到公共的供能网27上，该供能网提供单相的供给电压。为了运行洗衣机1，公共的供能网提供所需的电能。未示出的是，驱动单元17包括变压器，借助于该变压器能够以期望的方式调节洗衣机滚筒3的转速和转矩。

洗衣机滚筒3提供能够借助于门2来封闭的、用于作为家务对象的待清洁的洗涤物的接收室。洗衣机滚筒3布置在洗衣机1的碱液容器5中。此外，控制单元4用于在符合规定的使用期间、这里在洗涤过程期间运行洗衣机1的其他装置。为了该目的，控制单元4包括计算机单元15，该计算机单元在此构造为微处理器。

此外，洗衣机1包括未示出的锁止装置，借助于该锁止装置可以将门2锁止在闭合的门位置中。在锁止状态下，门2不再能够由用户手动地打开。

此外，锁止装置可以借助于控制单元4来控制，以便实施解锁，使得又释放通过用户对门2进行手动操纵。这尤其涉及门2在洗涤过程结束之后的打开。

此外，图1示出用于第一洗涤剂的第一容器25以及用于第二洗涤剂的第二容器26。从图中不能看出的是，洗衣机1包括配属于第一容器25的、用于将第一洗涤剂输送到碱液容器5中的第一输送单元以及配属于第二容器26的、用于将第二洗涤剂输送到碱液容器5中的第二输送单元。输送单元在这里分别具有蜗杆输送器，借助于该蜗杆输送器可以将相应的洗涤剂从容器25、26中的相应容器输送到碱液容器5中。为了该目的，蜗杆输送器根据需求可以借助于唯一的电机6被选择性转动地驱动，该电机在这里构造为根据内转子电机的类型的齿形电极电机。电机6电连接到控制单元4上并且由该控制单元控制。此外，未在图中示出耦合单元，借助于该耦合单元可以将电机6的转子9根据其转动方向与相应的蜗杆输送器转动地耦合。蜗杆输送器仅示例性地设置在该实施例中。替代地，当然也可以设置其他输送元件，所述输送元件可以借助于电机6相应地驱动。

在图2和3中示出电机6的相应的示意性视图。图2示出电机6的横向于转子9的转动轴线10在工作区域中的剖面，通过电机6的定子7的定子绕组11来预给定该工作区域。此外，定子7预给定开口8，转子9以可围绕转动轴线10转动的方式受支承地布置在该开口中。定子绕组可以被加载以电能。

转子9具有布置在预给定的工作区域中和沿转子9的周向方向布置的工作磁体12，所述工作磁体在这里构造为永磁体。工作磁体12如此布置，使得这些工作磁体提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。由图2可看出，电机6构造为四极电机，该四极电机具有两个极对。

图3示出电机6的示意性侧视图。由此可看出，转子9沿转动轴线10的方向的轴向长度大于定子7沿转动轴线10的方向的轴向长度，并且沿转动轴线10的轴向方向观察，转子9相对于定子7如此定位，使得转子9超过定子7伸出，以便构造自由区域13。转子9在自由区域13中具有传感器磁体14，这些传感器磁体沿转子9的周向方向布置并且提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。如工作磁体12那样，即使在传感器磁体14中也设置，这些磁体中的直接相邻的磁体提供相反的磁场。传感器磁体14在这里也构造为永磁体。

此外，由图2和3中可看出，在定子绕组11与转子9之间构造有空隙28，使得转子9可以在开口8中自由地旋转。通过空隙28在通过定子绕组11预给定的工作区域中进行定子绕组11和工作磁体12的磁流的交链，使得转子9在符合规定的运行中在起动过程之后具有预给定的转速。为了该目的，通过控制单元4向定子绕组11供给来自供能网27的电能。

图4以示意性的纵剖面示图示出电机6的转子9的第一构型。可以看出的是，转子9在工作磁体12的区域中的半径大于在自由区域13中的半径，传感器磁体14布置在该自由区域中。

图5示出电机6的转子9的另一构型，在该构型中，转子9在传感器磁体14和工作磁体12的区域中的半径相同。在图4和5中未示出的是设置在轴向端部上的耦合元件，通过所述耦合元件可以将转子9在转动技术上连接到耦合单元或输送单元的蜗杆输送器上。与此相对地，转子9的这种耦合元件在图3中示出，其中，耦合元件29布置在与转子9的自由区域13相对置的端部上。

由图4和5中不可看出，在这里工作磁体12以及传感器磁体14分别通过由能磁化的材料构成的、相应磁化的环来形成。就此而言，传感器磁体14以及工作磁体12分别一件式地构造。

此外，由图4和5中可以看出，传感器磁体14以及工作磁体12在制造转子9的范围内借助于外部磁场针对符合规定的运行而磁化。为了该目的设置磁化线圈21，借助于该磁化线圈可以提供所需的外部磁场，以便以预给定的方式使能磁化的环磁化，以便构造工作磁体12和传感器磁体14。

因此，为了制造用于电机6的转子9，首先在转子9上沿转子9的周向方向在通过定子绕组11预给定的工作区域中布置能磁化的第一元件、这里是能磁化的第一环，并且在自由区域13中布置能磁化的第二元件、这里是能磁化的第二环。然后，能磁化的第一环借助于外部磁场如此磁化，使得能磁化的第一环构成工作磁体12，该工作磁体提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。此外，能磁化的第二环借助于外部磁场如此磁化，使得该能磁化的第二环构成传感器磁体14，从而传感器磁体14提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。

为了该目的设置，借助于空心线圈21来提供外部磁场，该空心线圈的磁场通过由相应的能磁化的第一元件或相应的能磁化的第二元件所确定的、关于转子9的转动轴线10的空间角度来限界。由此可能的是，相应的能磁化的环设有多个磁极，使得工作磁体12或传感器磁体14可以通过相应的能磁化的环来提供。

在根据图4和5的构型中分别设置，能磁化的第一和第二环同时被磁化。由此可以在单个工序中不仅实现工作磁体12的提供而且实现传感器磁体14的提供。

在对能磁化的环进行磁化之前或之后可以设置，将工作磁体12和传感器磁体14通过耐洗涤剂和耐湿气的塑料来注塑包封。由此，转子9针对由于湿气和洗涤剂所造成的影响受保护地构造，使得该转子对于符合规定的运行而可靠地配备在洗衣机1中。

此外，图3示出具有两个传感器元件22、23的、相对于转子9抗扭转地布置的传感器单元24，该传感器单元在这里固定在电机6的未标注的壳体上。传感器单元24与转子9的自由区域13相对置地布置，使得传感器元件22、23可以尽可能不受定子绕组11的磁场干扰地感测通过传感器磁体14所提供的磁场。在这里设置，传感器元件22、23通过霍尔传感器形成并且彼此以一间距沿周向方向布置，该间距小于两个直接相邻的传感器磁体14的平均间距的一半。传感器元件22、23提供传感器信号，所述传感器信号传输到控制单元4上。控制单元4对传感器信号进行分析处理，并且从中获知转子9的转动方向。

电机6具有以下特性：在定子绕组11被加载以电能时转子9随机地沿它的两个可能的转动方向起动。然而，因为洗衣机1为了其符合规定的运行而要求转子9的预给定的转动方向，以便能够将释放的洗涤剂从相应的容器25、26输送到碱液容器5中，所以借助于控制单元4如此长时间地重复转子9的起动，直到转子9沿预给定的转动方向起动。该转动方向相应于预给定的转动方向：在该转动方向中，容器25和26中的包含所释放的洗涤剂的那个容器的输送单元被驱动。

此外，在本构型中设置，转子9的起动的重复最多实施三次。即已经表明，对于所设置的应用在该数量的重复起动之后能够以高的可靠性实现期望的转动方向。但是根据电机6的详细设计并且必要时还根据应用也可以设置为，重复起动的最大数量例如限制为4，尤其限制为5，或者也可限制为更大的数量。

图6示出电机6的另一构型，在该构型中，工作磁体12和传感器磁体14相互一件式地构造。在该构型中还设置，自由区域13沿转动轴线10的方向通过转子9的端侧端部20来限界，该端部沿周向方向提供转子9的变化的轴向长度。在这里设置为，由此形成的结构具有环绕的波形，该波形如此构造，使得借助于传感器单元24可以根据转子9的转动位置来感测磁场的正弦形的变化。

该构型的特征还在于，该构型能够以特别简单的方式实现。通过自由区域13同时可以实现：传感器单元24基本上不受定子绕组11的磁场干扰。因此，借助于传感器单元24可以可靠地感测传感器磁场，使得控制单元4在转子9的转动非常小的情况下已经可以同样获知该转子的转动方向。转子9无需提速到其在符合规定的运行中所设置的运行转速，以便能够识别其转动方向。由此，可以不仅实现能够非常快速地感测转子9的转动方向，而且同样可以实现关于转子9的重复起动的非常快速的方法流程，直到实现转子9的期望的转动方向。由此可以实现非常可靠的和在人机工学方面有利的控制。

关于电机6以及用于制造该电机和用于获知该电机的转子9的转动方向的方法所说明的特征和优点同样可以应用于用于护理洗涤物的根据本发明的家用器具1和用于运行该家用器具的相应方法。针对方法特征尤其也可以设置相应的装置特征，反之亦然。

本发明关于电机6和用于该电机的转子的制造方法以及用于获知转动方向的方法当然不局限于洗衣机中的应用。这些方面当然尤其也可以使用在其他装置中，在这些装置中不同的单元应该借助于不同的转动方向来驱动。

前述实施例仅用于阐释本发明并且对于本发明而言不起限制作用。因而当然可以任意修改功能，尤其是磁体、电机的结构和类似物的实现，而不会离开本发明的原本构思。针对根据本发明的电机所描述的优点和特征以及实施方式同样地适用于根据本发明的家用器具和根据本发明的方法，反之亦然。

附图标记列表

1 洗衣机

2 门

3 洗衣机滚筒

4 控制单元

5 碱液容器

6 齿形电极电机

7 定子

8 开口

9 转子

10 转动轴线

11 定子绕组

12 工作磁体

13 自由区域

14 传感器磁体

15 计算机单元

16 传动皮带

17 驱动单元

18 能量接头

19 控制导线

20 端部

21 空心线圈

22 传感器元件

23 传感器元件

24 传感器单元

25 容器

26 容器

27 供能网

28 空隙

29 耦合元件

Claims (15)

1.电机(6)，在该电机中转子(9)能围绕转动轴线(10)转动地受支承地布置在通过定子(7)预给定的开口(8)中，其中，所述定子(7)具有定子绕组(11)，所述定子绕组能够被加载以电能，并且所述转子(9)具有布置在通过所述定子绕组(11)预给定的工作区域中并且沿所述转子(9)的周向方向布置的工作磁体(12)，其中，所述工作磁体(12)如此布置，使得所述工作磁体提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场，其特征在于，所述转子(9)沿所述转动轴线(10)的方向的轴向长度大于所述定子(7)沿所述转动轴线(10)的方向的轴向长度，并且沿所述转动轴线(10)的轴向方向观察，所述转子(9)相对于所述定子(7)如此定位，使得所述转子(9)超过所述定子(7)伸出，以便构造自由区域(13)，其中，所述转子(9)在所述自由区域(13)中具有传感器磁体(14)，该传感器磁体沿所述转子(9)的周向方向布置并且提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子(9)布置有所述工作磁体(12)的区域中的半径相当于所述转子(9)在布置有所述传感器磁体(14)的区域中的半径。

3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述传感器磁体(14)和所述工作磁体(12)沿所述转动轴线(10)的方向彼此间隔开地布置，或者，所述传感器磁体(14)与所述工作磁体(12)一件式地构造。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述传感器磁体(14)和/或所述工作磁体(12)通过相应磁化的磁环形成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述自由区域(13)沿所述转动轴线(10)的方向通过所述转子(9)的端侧端部(20)限界，所述端侧端部沿周向方向提供所述转子(9)的变化的轴向长度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述端侧端部(20)具有耦合元件(29)。

7.用于制造用于根据前述权利要求中任一项所述的电机(6)的转子(9)的方法，其中，沿所述转子(9)的周向方向，在所述转子(9)上，在通过所述定子绕组(11)预给定的工作区域中布置能磁化的第一元件并且在所述自由区域(13)中布置能磁化的第二元件，其中，所述能磁化的第一元件借助于外部磁场如此磁化，使得所述能磁化的第一元件作为工作磁体(12)提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场，和/或，所述能磁化的第二元件借助于所述外部磁场如此磁化，使得所述能磁化的第二元件作为传感器磁体(14)提供在径向上向外指向的、沿周向方向交变的磁场。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述外部磁场借助于空心线圈(21)提供，该空心线圈的磁场通过由所述能磁化的第一元件和/或所述能磁化的第二元件所确定的、关于所述转子(9)的所述转动轴线(10)而言的空间角度来限界。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述能磁化的第一元件和所述能磁化的第二元件同时被磁化。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述能磁化的第一元件和/或所述能磁化的第二元件通过能磁化的环来形成，该能磁化的环为了构成所述磁体(12、14)被相应地加载以所述外部磁场。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述能磁化的第一元件和/或所述能磁化的第二元件以耐洗涤剂和/或耐湿气的合成材料注塑包封。

12.用于获知根据权利要求1至6中任一项所述的电机(6)的转子(9)的转动方向的方法，其特征在于，所述转子(9)的转动方向借助于具有两个传感器元件(22、23)的、相对于所述转子(9)抗扭转地布置的传感器单元(24)来获知，其中，所述传感器元件(22、23)沿周向方向相对彼此有间距地布置，在该间距的情况下，所述传感器元件(22、23)到所述转子(9)的转动轴线(10)的径向连接线之间的角度不同于所述传感器磁体(14)到所述转动轴线(10)的连接线之间的角度或不同于该角度的整数倍，并且所述传感器元件(22、23)相对于所述转子(9)如此定位，使得所述传感器元件感测所述传感器磁体(14)的磁场，其中，所述转子(9)的转动方向通过对所述传感器元件(22、23)的传感器信号的分析处理来获知。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述定子绕组(11)被加载以电能时所述转子(9)随机地沿一个转动方向起动，并且如此长时间地重复起动，直到所述转子(9)沿预给定的转动方向起动。

14.用于将洗涤剂供应到用于护理洗涤物的家用器具(1)的碱液容器(5)中的方法，在所述方法中，根据释放将第一洗涤剂从第一容器(25)借助于第一输送单元或将第二洗涤剂从第二容器(26)借助于第二输送单元输送到所述碱液容器(5)中，其中，当所述转子(9)沿第一转动方向起动时，所述第一输送单元由根据权利要求1至6中任一项所述的电机(6)来驱动，并且当所述转子(9)沿第二转动方向起动时，所述第二输送单元由所述电机(6)来驱动，其中，在所述定子绕组(11)被加载以电能时所述转子(9)随机地沿两个转动方向中的一个转动方向起动，其中，所述转子(9)的转动方向通过根据权利要求12或13所述的方法来获知，并且，所述电机(6)的起动如此长时间地重复，直到所述转子(9)沿预给定的转动方向起动，由此将所述洗涤剂从所述两个容器(25、26)中的通过所述释放预给定的那个容器供应到所述碱液容器(5)中。

15.家用器具(1)，用于护理洗涤物，所述家用器具具有碱液容器(5)；用于第一洗涤剂的第一容器(25)；用于第二洗涤剂的第二容器(26)；配属于所述第一容器(25)的、用于将所述第一洗涤剂输送到所述碱液容器(5)中的第一输送单元；配属于所述第二容器(26)的、用于将所述第二洗涤剂输送到所述碱液容器(5)中的第二输送单元；根据权利要求1至6中任一项所述的电机(6)，当所述转子(9)沿第一转动方向起动时所述电机用于驱动所述第一输送单元并且当所述转子(9)沿第二转动方向起动时所述电机用于驱动所述第二输送单元；控制单元(4)，用于根据释放来控制所述电机(6)以将所述第一洗涤剂从所述第一容器(25)借助于所述第一输送单元或将所述第二洗涤剂从所述第二容器(26)借助于所述第二输送单元输送到所述碱液容器(5)中，其中，在所述定子绕组(11)被加载以电能时所述转子(9)随机地沿两个转动方向中的一个转动方向起动，其中，设置具有两个传感器元件(22、23)并且连接到所述控制单元(4)上的传感器单元(24)，其中，所述传感器元件(22、23)以沿周向方向相对彼此有间距地布置，在该间距的情况下，所述传感器元件(22、23)到所述转子(9)的所述转动轴线(10)的径向连接线之间的角度不同于所述传感器磁体(14)到所述转动轴线(10)的连接线之间的角度或不同于该角度的整数倍，并且所述传感器元件(22、23)相对于所述转子(9)如此定位，使得所述传感器元件感测所述传感器磁体(14)的磁场，其中，所述控制单元(4)构造用于，通过对传感器元件(22、23)的传感器信号进行分析处理获知所述转子(9)的转动方向并且如此长时间地重复所述电机(6)的起动，直到所述转子(9)沿预给定的转动方向起动，以便将所述洗涤剂从所述两个容器(25、26)中的通过所述释放预给定的那个容器供应到所述碱液容器(5)中。