DE102004022979A1

DE102004022979A1 - Washer or dryer with integrated drive on the tub and drum

Info

Publication number: DE102004022979A1
Application number: DE102004022979A
Authority: DE
Inventors: Konrad Schaller
Original assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 2003-12-20
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2005-07-21

Abstract

Es wird eine Antriebsvorrichtung für eine Waschmaschine oder einen Wäschetrockner mit einer in einem Bottich (2) drehbar angeordneten Trommel (3) vorgeschlagen, wobei der Bottich (2) drehfest mit einem Stator und die Trommel (3) drehfest mit einem Rotor eines Elektromotors verbunden sind und der Stator direkt am Bottich (2) angeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator am Umfang des Bottichs (2), vorzugsweise nahe der Mitte seiner Längenausdehnung, und der Rotor am Umfang der Trommel (3) dem Stator gegenüberliegend angeordnet sind.A drive device for a washing machine or a tumble dryer with a drum (3) rotatably mounted in a tub (2) is proposed, wherein the tub (2) is non-rotatably connected to a stator and the drum (3) is non-rotatably connected to a rotor of an electric motor and the stator is arranged directly on the tub (2). The drive device is characterized in that the stator on the circumference of the tub (2), preferably near the center of its longitudinal extent, and the rotor on the circumference of the drum (3) are arranged opposite to the stator.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a drive device according to the preamble of claim 1

Ein Direktantrieb mit segmentförmigem Stator ist z.B. aus der Anmeldung EP 0 350 429 A2 bekannt. Darin ist der segmentförmige Stator hinter dem Bottich angebracht. Es wirkt auf einen ebenfalls hinter dem Bottich angeordneten Läufer, der starr mit der Achse der Trommel verbunden ist. Ein solcher Antrieb braucht hinter dem Bottich viel Platz. Dieser Platz muss letztlich an der Länge der Trommel eingespart werden. Insbesondere bei schräg stehendem Bottich, wie er für eine bequeme Beschickung mit Wäsche üblich geworden ist, ist diese Konstruktion deshalb unzweckmäßig.A direct drive with segment-shaped stator is eg from the registration EP 0 350 429 A2 known. Therein, the segment-shaped stator is mounted behind the tub. It acts on an also arranged behind the tub runner, which is rigidly connected to the axis of the drum. Such a drive needs a lot of space behind the tub. This space must ultimately be saved on the length of the drum. Especially with sloping tub, as has become common for a comfortable loading of laundry, this construction is therefore inappropriate.

Bei einem anderen Direktantrieb nach der Offenlegungsschrift DE 10146134 A1 sind die Permanentmagnete des Läufers auf der Rückwand der Trommel befestigt. Der Stator mit seinen Wicklungen ragt in den Nassraum zwischen Rückwand, Trommel und dem Bottich und ist starr mit dem Tragstern verbunden, der die Kugellager für die Trommelachse trägt. Auch bei dieser Konstruktion verlängert der Antrieb den Bottich und schränkt damit den nutzbaren Raum für die Trommel ein.In another direct drive according to the publication DE 10146134 A1 The permanent magnets of the rotor are mounted on the rear wall of the drum. The stator with its windings protrudes into the wet space between the rear wall, drum and the tub and is rigidly connected to the supporting star, which carries the ball bearings for the drum axis. Also in this design, the drive extends the tub and thus limits the usable space for the drum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung so auszugestalten, dass sich ein größtmöglich nutzbarer Raum der Trommel ergibt.Of the Invention is based on the object, a drive device so to design that the largest possible usable Room of the drum results.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The Asked object is achieved with the features of claim 1. advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent Claims.

Vorzugsweise sind Statorsegmente (oder der Stator) in der Mitte des Bottichs oder in der Nähe davon angeordnet und zwar oberhalb und/oder unterhalb der Trommel. Der seitliche Freiraum zwischen Bottich und Waschmaschinengehäuse, der für Schwingungen, verursacht durch Unwucht in der Trommel, benötigt wird, wird nicht eingeschränkt. Bei üblichen Waschmaschinen ist oberhalb und unterhalb der Trommel Freiraum für den Stator der Erfindung. Das Gewicht des (oder der) Statorsegments wirkt nahe dem Mittelpunkt der Trommel. Dadurch wird ein Kippmoment nach hinten, nach vorne, oder seitlich des federnd aufgehängten Systems aus Trommel und Bottich – Maschinengehäuse vermieden. Auf die heute üblichen Ausgleichsgewichte am Bottich kann verzichtet werden.Preferably are stator segments (or the stator) in the center of the tub or near it arranged above and / or below the drum. Of the lateral clearance between the tub and washing machine housing, the for vibrations, caused by imbalance in the drum, needed, is not restricted. At usual Washing machines are above and below the drum free space for the stator the invention. The weight of the (or the) stator segment is close the center of the drum. This causes a tilting moment to the rear, to the front, or side of the spring-suspended system of drum and Vat - machine housing avoided. On the usual today Balance weights on the tub can be dispensed with.

Die Permanentmagnete des Läufers sind in bevorzugter Ausführungsform direkt am Außenmantel der Trommel befestigt und ragen in den Freiraum zwischen Außendurchmesser der Trommel und Innendurchmesser des Bottichs. Sie haben damit einen optimal großen Abstand vom Drehmittelpunkt der Trommel. Die Kraft für das notwendige Drehmoment bleibt durch den großen Hebelarm (Abstand Drehmittelpunkt zu Trommelmantel) klein. Der Luftspalt zwischen Rotorpol und Statorpol kann ohne Nachteile für die elektrischen Daten des Motors auf 1 bis 2 mm vergrößert werden. Die Montage der Rotormagnete wird besonders einfach, wenn diese erfindungsgemäß auf einem Eisenring befestigt werden und dieser auf die Trommel aufgeschoben wird. Der Eisenring dient dabei gleichzeitig als magnetischer Rückschluss für die Rotorpole. So sind auch unmagnetische Trommeln aus Kunststoff oder Edelstahl möglich.The Permanent magnets of the rotor are in a preferred embodiment directly on the outer jacket attached to the drum and protrude into the space between outer diameter the drum and inner diameter of the tub. You have one optimally big Distance from the center of rotation of the drum. The power for the necessary Torque remains through the big one Lever arm (distance center of rotation to drum shell) small. The air gap between rotor pole and stator pole can be without disadvantages for the electrical Data of the engine can be increased to 1 to 2 mm. The assembly of Rotor magnets is particularly simple when these invention on a Iron ring attached and this pushed onto the drum becomes. At the same time, the iron ring serves as magnetic inference for the Rotor poles. So are non-magnetic drums made of plastic or Stainless steel possible.

Die Statorpole ragen vorteilhafterweise durch den Außenmantel des Bottichs in den Freiraum zwischen Mantel Trommel und Mantel Bottich. Sie sind gegen den Bottich durch eine einfache, umlaufende weiche Dichtung abgedichtet. Sie werden direkt von der Waschlauge umspült und müssen deswegen mit einer dünnen Schutzschicht gegen Korrosion geschützt werden. Ihre Erwärmung beim Waschen wird direkt auf die Waschlauge übertragen.The Statorpole protrude advantageously through the outer jacket of the tub in the Clearance between sheath drum and sheath tub. They are against the tub sealed by a simple, circumferential soft seal. They are lapped directly by the suds and therefore have to be treated with a thin protective layer protected against corrosion become. Your warming during washing is transferred directly to the wash liquor.

Die Erfindung schafft eine Antriebsvorrichtung, bei der der Rotor mit großem Durchmesser wirken kann, damit das bei Waschmaschinen nötige große Drehmoment verwirklicht werden kann. Gleichzeitig kann die Abwärme der Statorwicklung zum Aufheizen der Waschlauge beitragen. Die Erfindung hat ferner die Auswirkung, dass die Belastung des Bottichs durch das Gewicht des Antriebs mittig zur Aufhängung des Systems: Bottich – Maschinengehäuse gehalten wird, so dass auch ohne Ausgleichsgewichte keine Kippmomente des Bottichs nach vorne, nach hinten oder seitlich auftreten.The Invention provides a drive device in which the rotor with great Diameter can act, so that necessary for washing machines large torque can be realized. At the same time, the waste heat of the Stator winding contribute to the heating of the wash liquor. The invention also has the effect that the load of the tub by the weight of the drive centered to the suspension of the system: tub - machine housing held is, so that even without balancing weights no overturning moments of the Vat to the front, back or sideways.

Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert.Based of the drawings will be an embodiment of the subject invention explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Trommelwaschmaschine von hinten bei abgenommener Rückwand mit segmentförmigem Stator nahe der Mitte der Längenausdehnung des Bottichs, 1 a drum washing machine from behind with removed rear wall with segment-shaped stator near the center of the longitudinal extent of the tub,

2 die Trommelwaschmaschine nach 1 von der Seite in Schnittdarstellung, 2 the drum washing machine after 1 from the side in section,

3 einen Schnitt durch das Trommel-Bottichsystem im Bereich der Antriebsvorrichtung und 3 a section through the drum-tub system in the field of the drive device and

4 die Antriebsvorrichtung von 3 geschnitten von der Seite gesehen 4 the drive device of 3 ge cut from the side

In 1 und 2 ist in vereinfachter Weise eine Trommelwaschmaschine mit leicht schräg gestellter Trommel dargestellt.In 1 and 2 is shown in a simplified manner a drum washing machine with slightly inclined drum.

Im Waschmaschinengehäuse 1 ist das Bottich 2 – Trommel 3 – System mit den Federn 4 und den Reibungsdämpfern (Federbeinen) 5 schwingfähig aufgehängt. Die Trommel 3 ist in üblicher Technik im Tragstern 7 fliegend gelagert. Der Tragstern 7 ist lagefest am Bottich 2 befestigt. Das Statorsegment 8 sitzt nahe der Mitte der Längenausdehnung des Bottichs 2 auf demselben und ragt durch diesen in den Freiraum 6. Auf dem Trommelaußendurchmesser sind unter den Statorpolen 10 die Läufermagnete 11 befestigt.In the washing machine housing 1 is the tub 2 - drum 3 - System with the springs 4 and the friction dampers (struts) 5 suspended vibrationally. The drum 3 is in the usual technique in the star 7 stored on the fly. The carrying star 7 is stable on the tub 2 attached. The stator segment 8th sits near the middle of the length stretch of the tub 2 on the same and protrudes through this into the open space 6 , On the drum outer diameter are below the stator poles 10 the rotor magnets 11 attached.

Die Statorpole 10 erhalten über eine Elektronik Spannungen, die ein Dreh- oder Wanderfeld erzeugen und so die Trommeldrehung bewirken. Die Antriebsvorrichtung kann vorzugsweise als Synchronmotor oder als elektrisch kommutierter Permanentmagnetmotor ausgebildet werden. Aber auch alle anderen Motorarten sind in analoger Weise denkbar.The stator poles 10 get via an electronics voltages that produce a rotating or traveling field and thus cause the drum rotation. The drive device can preferably be designed as a synchronous motor or as an electrically commutated permanent magnet motor. But all other engine types are conceivable in an analogous way.

In 3 und 4 ist der Aufbau und die Anordnung der als Synchronmotor oder als elektrisch kommutierter Gleichstrommotor aufgebauten Antriebsvorrichtung im Detail dargestellt. Der Stator mit den Polen 10 wird in diesem Fall durch zwei sechspolige Segmente 8 gebildet, die oben und unten am Bottich sitzen. Die beiden Statorsegmerite 8 sind gegen den Bottich 2 mit umlaufender Dichtung 13 gedichtet. Sie ragen in den Freiraum 6 zwischen Außendurchmesser Trommel 3 und Innendurchmesser Bottich 2. Die Pole 10 der Segmente 8 tragen Wicklungen 9. Mit den Wicklungen 9 werden die Pole 10 magnetisch so erregt, dass ein Drehfeld entsteht.In 3 and 4 the structure and the arrangement of constructed as a synchronous motor or electrically commutated DC motor drive device is shown in detail. The stator with the poles 10 is in this case by two six-pole segments 8th formed sitting at the top and bottom of the tub. The two stator Segments 8th are against the tub 2 with circumferential seal 13 sealed. They protrude into the open space 6 between outer diameter drum 3 and inner diameter tub 2 , The poles 10 the segments 8th wear windings 9 , With the windings 9 become the poles 10 magnetically excited so that a rotating field is created.

Die Läufermagnete 11 sind als Permanentmagnete ausgebildet. Sie sitzen ortsfest auf der Trommel 3 und werden durch ein Eisenband 12 in ihrer Lage gehalten. Das ringförmige Eisenband 12 kann mit den auf ihm sitzenden Magneten 11 vorgefertigt werden. Es wird dann über die Trommel bis in seine vorgesehene Lage geschoben. Das Eisenband 12 dient außer zu Befestigung der Magnete 11 auch zum magnetischen Rückschluss dieser Magnete. In den 3 und 4 ist das Prinzip der Antriebsvorrichtung dargestellt. Die Ausbildung der Statorsegmente 8, ihre Polzahl, die Polzahl der Läufersegmente 11 und die Ausbildung der magnetischen Kreise der Pole wird nach den Gesetzen des Elektromotorenbau gemäß Stand der Technik ausgeführt.The rotor magnets 11 are designed as permanent magnets. They sit fixed on the drum 3 and be through an iron band 12 held in their position. The annular iron band 12 can with the magnets sitting on it 11 prefabricated. It is then pushed over the drum to its intended position. The iron band 12 serves except to fix the magnets 11 also for the magnetic inference of these magnets. In the 3 and 4 is the principle of the drive device shown. The formation of the stator segments 8th , their number of poles, the number of poles of the rotor segments 11 and the formation of the magnetic circuits of the poles is carried out according to the laws of electric motor construction according to the prior art.

Claims

Drive device for a washing machine or a tumble dryer with one in a tub ( 2 ) rotatably arranged drum ( 3 ), the tub ( 2 ) rotatably with a stator and the drum ( 3 ) are rotatably connected to a rotor of an electric motor and the stator directly on the tub ( 2 ), characterized in that the stator on the circumference of the tub ( 2 ), preferably near the middle of its longitudinal extent, and the rotor at the circumference of the drum ( 3 ) are arranged opposite to the stator.

Drive device according to claim 1, characterized in that the stator through the peripheral wall of the tub ( 2 ) into the open space ( 6 ) between the inside of the tub and the outside of the drum and against the tub ( 2 ) with a seal ( 13 ) is sealed.

Drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the stator consists of at least two stator segments ( 8th ), which on the top and the bottom of the tub ( 2 ) are arranged, wherein the stator segments ( 8th ) preferably not directly adjacent to each other, so that the stator does not form a closed ring.

Drive device according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the outer diameter of the drum ( 3 ) permanent magnets ( 11 ) attached to the poles ( 10 ) of the stator are opposite.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the weight of the stator or segments ( 8th ) in any direction a tilting moment on the against the machine housing ( 1 ) exerts spring-suspended tub-drum system.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the stator poles ( 10 ) are covered with their winding with a thin protective layer or are cast in electrically insulating material.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor poles ( 11 ) on the outer diameter of the drum ( 3 ) in the wet space under the stator poles ( 10 ) are arranged.

Drive device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor poles ( 11 ) in an iron band ( 12 ) prefabricated on the drum ( 3 ) and that as magnetic inference for the rotor poles ( 11 ) acts.