DE102007048219A1

DE102007048219A1 - Waschmaschinen-Direktantrieb

Info

Publication number: DE102007048219A1
Application number: DE102007048219A
Authority: DE
Inventors: Jörg BAUER; Christian Nuissl
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2009-04-09
Also published as: ITMI20081756A1; ATE532895T1; EP2205785A1; IT1391580B1; WO2009047057A1; EP2205785B1

Abstract

Ein Waschmaschinen-Direktantrieb (1) weist einen zur Befestigung an einem Laugenbehälter (3) vorgesehenen Stator (2) und einen als Außenläufer ausgebildeten Rotor auf. Der Stator (2) umfasst ein am Laugenbehälter (3) fixierbares Befestigungsteil (8), welches eine mit Rippen (13) am Laugenbehälter (3) zusammenwirkende Verdrehsicherungsstruktur (10), eine Anzahl zur Anlage am Laugenbehälter (3) vorgesehene Anschlagelemente (17) sowie ein am Laugenbehälter (3) einrastbares Schnappverbindungselement (18) aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Waschmaschinen-Direktantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Waschmaschinen-Direktantrieb ist beispielsweise aus der EP 1 541 738 A2 bekannt.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem Waschmaschinen-Direktantrieb ist üblicherweise die Waschtrommel über eine Welle drehfest mit einem als Außenläufer ausgebildeten Rotor eines Direktantriebsmotors verbunden, während der Stator des zum Direktantrieb der Waschtrommel verwendeten Motors am Laugenbehälter der Waschmaschine angeschraubt ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders rationell herstell- und montierbaren Waschmaschinen-Direktantrieb anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Waschmaschinen-Direktantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieser Waschmaschinen-Direktantrieb umfasst einen vorzugsweise mit Permanentmagneten, insbesondere Seltenerdmagneten, bestückten, als Außenläufer ausgebildeten Rotor sowie einen mit diesem zusammenwirkenden Stator. Zur Befestigung des Stators an einem Laugenbehälter weist der Stator ein starr mit einem Statorkern verbundenes Befestigungsteil auf, welches eine mit Rippen am Laugenbehälter zusammenwirkende Verdrehsicherungsstruktur, mindestens ein zur Anlage am Laugenbehälter, das heißt zur axialen Abstützung, vorgesehenes Anschlagelement, sowie mindestens ein am Laugenbehälter einrastbares Schnappverbindungselement umfasst. Während das Anschlagelement eine Abstützwirkung in einer bestimmten axialen Richtung hat, ist das Schnappverbindungselement in Zusammenwirkung mit einer korrespondierenden Kontur am Laugenbehälter geeignet, eine Haltekraft in der entgegengesetzten axialen Richtung aufzubauen. Der Begriff „axial" bezieht sich auf die Rotationsachse der Waschtrommel sowie des Direktantriebsmotors. Im Gegensatz zum Anschlagelement sowie zum Schnappverbindungselement hat die Verdrehsichtungsstruktur vorzugsweise keine Fixierungswirkung in axialer Richtung. Vielmehr werden die drei Funktionen axialer Anschlag in einer ersten Richtung, axiale Fixierung in der entgegengesetzten Richtung und Verdrehsicherung bevorzugt durch drei verschiedene Funktionsstrukturen, nämlich das Anschlagelement, das Schnappverbindungselement und die Verdrehsicherungsstruktur wahrgenommen.
Die Verdrehsicherungsstruktur ist vorzugsweise in Form jeweils zwischen zwei Rippen des Laugenbehälters eingreifender Verdrehsicherungssegmente realisiert. Mit anderen Worten: Die Verdrehsicherungsstruktur hat die Gestalt eines nahezu geschlossenen Rings, welcher lediglich durch Schlitze durchbrochen ist, in die jeweils eine Rippe des typischerweise aus Kunststoff gefertigten Laugenbehälters eingreift. Die Rippe des Laugenbehälters ist hierbei sandwichartig zwischen zwei Stegen der Verdrehsicherungsstruktur angeordnet, wobei jeder Steg einem von zwei benachbarten Verdrehsicherungssegmenten zuzurechnen ist. Jedes Verdrehsicherungssegment umfasst zwei an verschiedenen Rippen des Laugenbehälters anliegende Stege, welche durch ein vorzugsweise mehrachsig gekrümmtes Segmentstück miteinander verbunden sind. Die Gesamtheit der Segmentstücke beschreibt einen ringförmigen Hohlraum, welcher durch die Stege der Verdrehsicherungsstruktur durchbrochen ist, so dass einzelne, auf der dem Laugenbehälter abgewandten Seite offene Ringsegmenträume gebildet sind.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Befestigungsteil derart geformt, dass es nur in einer einzigen definierten Winkelstellung am Laugenbehälter befestigbar ist. In diesem Fall weist auch der Laugenbehälter eine Kontur auf, die sicherstellt, dass der Stator nur auf eine bestimmte Weise montierbar ist. Dies ist beispielsweise dadurch realisierbar, dass die Winkel zwischen verschiedenen benachbarten Rippen des Laugenbehälters ungleich sind.
Die Verdrehsicherungsstruktur ist ebenso wie das Anschlagelement und das Schnappverbindungselement vorzugsweise als integraler Bestandteil des Befestigungsteils des Stators ausgebildet. Als Anschlagelemente sind beispielsweise jeweils an ein Segmentstück angeformte Anlagegins geeignet. Das Schnappverbindungselement kann zum Beispiel als Ringschnappverbindung oder in Form einzelner Schnappnasen oder -haken realisiert sein. Zur Herstellung des Befestigungsteils einschließlich der drei verschiedenen Funktionsstrukturen eignet sich besonders Kunststoff, beispielsweise Polypropylen. Insbesondere kommt für die Fertigung des Befestigungsteils faserverstärkter Kunststoff in Betracht.
Das Befestigungsteil bildet vorzugsweise zugleich eine elektrische Isolierung des Stators. Hierbei ist es möglich, die Isolierung einstückig auszubilden, wo bei sich das Zweikomponentenspritzgussverfahren zum Umspritzen eines Statorkerns mit Isoliermaterial eignet. Alternativ kann die Isolierung aus zwei Halbschalen aufgebaut sein, zwischen welchen sich der Statorkern befindet. Das Befestigungsteil ist in diesem Fall ein integraler Bestandteil einer der Halbschalen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise einen an einem Laugenbehälter einer Waschmaschine befestigten Direktantriebsmotor,
2–5 in verschiedenen Ansichten ein Statorbauteil des Direktantriebsmotors nach 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In 1 ist als Komponente eines Waschmaschinen-Direktantriebs 1 ein Stator 2 eines nicht weiter dargestellten Direktantriebsmotors sichtbar, welches an einem Laugenbehälter 3 einer Waschmaschine befestigt ist. Hinsichtlich der Funktion des Waschmaschinen-Direktantriebs 1 wird auf die DE-Patentanmeldung 10 2007 030 508.9-32 verwiesen.
Ein in einer Öffnung 4 des Laugenbehälters 3 angeordnetes Wälzlager 5 dient der Lagerung der nicht dargestellten Waschtrommel sowie des mit dieser verbundenen, ebenfalls nicht dargestellten Außenläufer-Rotors des Waschmaschinen-Direktantriebs 1. Der Übersichtlichkeit halber sind auch die bestrombaren Wicklungen des Stators 2 des Waschmaschinen-Direktantriebs 1 nicht dargestellt. Erkennbar ist dagegen ein aus Blech gefertigter Statorkern 6 sowie eine an diesen angespritzte Isolierung 7 aus Kunststoff. Die Isolierung 7 bildet zugleich ein Befestigungsteil 8, mit welchem der Stator 2 am Laugenbehälter 3 befestigbar ist. Die Rotationsachse des Waschmaschinen-Direktantriebs 1 ist mit R bezeichnet.
In 1 sind zwei mögliche Ausgestaltungen der Isolierung 7 sichtbar: In der unteren Hälfte der Darstellung ist der Statorkern 6 mit der Isolierung 7 umspritzt. Die Isolierung 7 einschließlich des Befestigungsteils 8 ist somit einstückig ausgebildet. Diese Variante entspricht auch der in den 2 bis 5 dargestellten Bauform, wobei in 4 ein Detail Z aus 3 dargestellt ist. Nach einer alternativen, in der oberen Hälfte von 1 angedeuteten Ausgestaltung ist die Isolierung 7 aus zwei Halbschalen 20, 21 zusammengesetzt, wobei eine Trennebene mit T bezeichnet ist. Das Befestigungsteil 8 ist in diesem Fall einstückig mit der Halbschale 20 verbunden.
Hinsichtlich Einzelheiten des im Wesentlichen scheibenförmigen, eine zentrale Öffnung 9 aufweisenden Befestigungsteils 8 wird im Folgenden auch auf die 2 bis 5 verwiesen. In 2 ist diejenige Seite des Befestigungsteils 8 sichtbar, die zur Anlage am Laugenbehälter 3 kommt, während in den 3 bis 5 die äußere Seite des Befestigungsteils 8 sichtbar ist. Das Befestigungsteil 8 ist aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise PP-GF 40, gefertigt und bildet eine Verdrehsicherungsstruktur 10, welche einzelne Verdrehsicherungselemente 11 und zwischen diesen gebildete Schlitze 12 umfasst. In jeden Schlitz 12 greift eine von mehreren sternförmig angeordneten Rippen 13 des Laugenbehälters 3 ein. Hierbei liegen zwei unterschiedlichen Verdrehsicherungssegmenten 11 zuzurechnende Stege 14 an jeweils einer Rippe 13 an. Die zwei Stege 14 eines Verdrehsicherungssegments 11 sind unter Bildung eines Ringsegmentraums 15 durch ein mehrachsig gekrümmtes Segmentstück 16 verbunden. Durch die symmetrische Gestaltung der im Ausführungsbeispiel sechs Verdrehsicherungssegmente 11 ist die Verdrehsicherung in beiden Drehrichtungen in gleichem Maße wirksam. In 2 ist als optionales Merkmal ein an eines der Verdrehsicherungssegmente 11 angeformeter Vorsprung 22, allgemein als Positionierungshilfe bezeichnet, gestrichelt angedeutet, wobei der Laugenbehälter 3 eine korrespondierende Gegenkontur aufweist, in die der Vorsprung 22 eingreift. Der Stator 2 ist somit nur in einer bestimmten Winkelposition am Laugenbehälter 3 montierbar. Als gleichwertige Maßnahme kommt beispielsweise eine ungleiche Winkelteilung zwischen den Schlitzen 12 sowie den Rippen 13 in Betracht.
Auf der Innenseite, das heißt der dem Laugenbehälter 3 zugewandten Seite des Befestigungsteils 8, ist an jedes Segmentstück 16 ein Anlagepin 17, allgemein auch als Anschlagelement bezeichnet, angeformt. Damit ist die axiale Positionierung des Statorbauteils 2 relativ zum Laugenbehälter 3 exakt festgelegt. Um ein Abheben des Statorbauteils 2 in der entgegengesetzten Richtung, das heißt vom Laugenbehälter 3 weg, zu verhindern, ist an das Befestigungsteil 8 ein Schnappverbindungselement 18 angeformt, welches mit einer ringförmigen, das Wälzlager 5 radial umgebenen Rastkontur 19 des Laugenbehälters 3 zusammenwirkt. Das Schnappverbindungselement 18 weist ebenso wie die Anschlagelemente 17 keine Führungsfunktion in Umfangsrichtung, das heißt keine Verdrehsicherungsfunktion, auf. Umgekehrt hat die Verdrehsichtungsstruktur 10 keine Positionierungsfunktion in axialer Richtung. Zusätzlich zur Verdrehsicherungsstruktur 10, zu den Anschlagelementen 17, sowie zum Schnappverbindungselement 18 sind keine weiteren Elemente vorgesehen, die der Fixierung des Befestigungsteils 8 am Laugenbehälter 3 dienen. Insbesondere ist keine Schraubverbindung zwischen dem Stator 2 und dem Laugenbehälter 3 vorhanden. Der Stator 2 ist damit extrem einfach und zugleich präzise sowie prozesssicher am Laugenbehälter 3 befestigbar. Durch die komplette einstückige Herstellung des Befestigungsteils 8 aus Kunststoff ist der Stator 2 zudem äußerst rationell herstellbar.

1: Waschmaschinen-Direktantrieb
2: Stator
3: Laugenbehälter
4: Öffnung
5: Wälzlager
6: Statorkern
7: Isolierung
8: Befestigungsteil
9: Öffnung
10: Verdrehsicherungsstruktur
11: Verdrehsicherungssegment
12: Schlitz
13: Rippe
14: Steg
15: Ringsegmentraum
16: Segmentstück
17: Anschlagelement, Anlagepin
18: Schnappverbindungselement
19: Rastkontur
20: Halbschale
21: Halbschale
22: Vorsprung
R: Rotationsachse
T: Trennebene

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1541738 A2 [0001]
- DE 102007030508 [0012]

Claims

Waschmaschinen-Direktantrieb (1) in Außenläufer-Bauweise, mit einem zur Befestigung an einem Laugenbehälter (3) vorgesehenen Stator (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) ein am Laugenbehälter (3) fixierbares Befestigungsteil (8) aufweist, welches eine mit Rippen (13) am Laugenbehälter (3) zusammenwirkende Verdrehsicherungsstruktur (10), eine Anzahl zur Anlage am Laugenbehälter (3) vorgesehene Anschlagelemente (17) sowie ein am Laugenbehälter (3) einrastbares Schnappverbindungselement (18) aufweist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (8) aus Kunststoff gefertigt ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsteil (8) Polypropylen umfasst.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (8) faserverstärkt ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsstruktur (10) in Form jeweils zwischen zwei Rippen (13) des Laugenbehälters (3) eingreifender Verdrehsicherungssegmente (11) aufgebaut ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verdrehsicherungssegment (11) zwei jeweils an einer Rippe (13) des Laugenbehälters (3) anliegende Stege (14) sowie ein die Stege (14) unter Bildung eines Ringsegmentraumes (15) verbindendes, mehrachsig gekrümmtes Segmentstück (16) umfasst.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Anschlagelemente (17) mehrere an die Segmentstücke (16) angeformte Anlagegins vorgesehen sind.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsstruktur (10) derart ausgebildet ist, dass sie nicht zur Aufnahme von Axialkräften geeignet ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Verdrehsicherungsstruktur (10) in beiden Drehrichtungen gleichermaßen wirksam ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Anschlagelement (17) sowie das Schnappverbindungselement (18) keine Verdrehsicherungsfunktion aufweisen.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (8) zugleich eine Isolierung (7) des Stators (2) bildet.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (7) einstückig ausgebildet ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (7) aus zwei Halbschalen (20, 21) aufgebaut ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsstruktur (10) derart gestaltet ist, dass der Stator (2) nur in einer bestimmten Winkelposition am Laugenbehälter (3) befestigbar ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) ohne Schraubverbindung am Laugenbehälter (3) befestigt ist.
Waschmaschinen-Direktantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnappverbindungselement (18) als Ringschnappverbindungselement ausgebildet ist.