DE102011102114A1

DE102011102114A1 - Küchengerät

Info

Publication number: DE102011102114A1
Application number: DE201110102114
Authority: DE
Inventors: Ngai Yan LAM; Ji Cheng Pan
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-05-03
Anticipated expiration: 2031-05-21
Also published as: JP6284694B2; DE102011102114B4; CN102247101B; CN102247101A; BRPI1102179A2; US9166448B2; BRPI1102179B8; JP2011250685A; US20110283896A1; BRPI1102179B1

Abstract

Ein Küchengerät hat eine Basis, einen angetrieben Mechanismus, der relativ zur Basis drehbar ist, und einen Elektromotor mit einem Ständer und einem Läufer für den Antrieb des angetriebenen Mechanismus. Der Ständer umfasst einen Ständerkern mit zwei Ständerhauptpolen, die Ständewicklungen tragen, und mit zwei Ständernebenpolen. Die Ständerwicklungen sind derart konfiguriert, dass Hauptmagnetpole gleicher Polarität an den Hauptpolen und induzierte Magnetpole gleicher Polarität, die zur Polarität der Hauptmagnetpole entgegengesetzt ist, an den Nebenpolen gebildet werden, wenn der Motor unter Strom gesetzt wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Küchengerät, das durch einen Elektromotor angetrieben wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es gibt aktuell eine Vielfalt von Küchengeräten, die mit einem Elektromotor arbeiten. Bei einigen Küchengeräten ist ein kleinerer Motor erwünscht, jedoch ohne Leistungseinbuße des Motors. Ein solches Küchengerät ist eine Universal-Küchenmaschine.
Die Universal-Küchenmaschine hat normalerweise einen zweipoligen Universalmotor. Der Ständer des Motors hat einen Ständerkern mit einem rechteckförmig konfigurierten Joch und zwei vorspringenden Polen, die sich von den einander gegenüberliegenden Seiten des Jochs nach innen erstrecken und Ständerwicklungen tragen. Wenn die Ständerwicklungen unter Strom gesetzt werden, werden zwei Magnetpole mit entgegengesetzter Polarität an den Demzufolge wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Küchengerät bereitgestellt, umfassend eine Basis, einen relativ zur Basis drehbaren angetriebenen Mechanismus und einen Elektromotor mit einem Ständer und einem Läufer für den Antrieb des angetriebenen Mechanismus, wobei der Ständer einen Ständerkern mit einem Joch aufweist, das zumindest zwei erste Abschnitte hat, von denen sich jeweils ein Hauptpol erstreckt, und zumindest zwei zweite Abschnitte, von denen sich jeweils ein Nebenpol erstreckt, wobei die zumindest zwei Hauptpole und die zumindest zwei Nebenpole in Umfangsrichtung des Ständerkerns alternierend angeordnet sind, und wobei die zumindest zwei Hauptpole Ständerwicklungen tragen und die Ständerwicklungen derart konfiguriert sind, dass Hauptmagnetpole gleicher Polarität an den Hauptpolen und induzierte Magnetpole gleicher Polarität, die zur Polarität der Hauptmagnetpole entgegengesetzt ist, an den Hilfspolen gebildet wird, wenn der Motor unter Strom gesetzt wird.
Vorzugsweise ist das Verhältnis des Außendurchmessers D des Läufers zu einer minimalen Außendimension Y des Ständers größer als 7:10.
Vorzugsweise sind die ersten Abschnitte schmaler als die zweiten Abschnitte.
Vorzugsweise tragen die Nebenpole keine Ständerwicklungen.
Alternativ tragen die Nebenpole Ständerwicklungen, und die Ständerwicklungen an den Nebenpolen haben weniger Windungen als die Ständerwicklungen an den Hauptpolen.
Vorzugweise hat jeder der Hauptpole und jeder der Nebenpole einen Hals, der sich von dem Joch radial nach innen erstreckt, und einen Polschuh, der sich von dem Hals in Umfangsrichtung erstreckt und eine Polfläche aufweist.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den ersten Abschnitten und den Polflächen der Hauptpole größer als der Abstand zwischen den zweiten Abschnitten und den Polflächen der Nebenpole.
Vorzugsweise sind die Hälse der Hauptpole schmaler als die Hälse der Nebenpole.
Vorzugsweise ist der Motor ein Einphasen-Reihenmotor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben, wobei auf die Figuren der anliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. Identische Strukturen, Elemente oder Teile, die in mehr als einer Figur erscheinen, tragen in sämtlichen Figuren, in denen sie erscheinen, die gleichen Bezugszeichen. Die Dimensionen von Komponenten und in den Figuren dargestellten Merkmalen sind allgemein im Hinblick auf eine übersichtliche Darstellung gewählt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Die Figuren sind im Folgenden aufgelistet.
1 zeigt eine Universal-Küchenmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Schnittansicht eines Elektromotors, der Teil der Universal-Küchenmaschine von 1 ist;
3 ist eine Darstellung des Magnetflussweges für den Motor von 2.
4 ist eine schematische Schnittansicht eines Elektromotors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
5 ist eine schematische Schnittansicht eines Elektromotors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Universal-Küchenmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Die Küchenmaschine 80 hat eine Basis 82, einen Behälter 84, der zur Aufnahme eines Nahrungsmittels fest oder abnehmbar auf der Basis 82 sitzt, einen Elektromotor (in 1 nicht gezeigt), ein Arbeitselement 86 für die Verarbeitung des Nahrungsmittels in dem Behälter 84 und ein Kupplung 88 für die Verbindung des Arbeitselements 86 mit dem Motor. Vorzugsweise ist das Arbeitselement 86 lösbar mit der Kupplung 88 verbunden.
Der Elektromotor ist in der Basis 110 befestigt. Vorzugsweise ist der Motor ein vierpoliger Einphasen-Reihenmotor. 2 ist eine schematische Querschnittdarstellung des Motors, wobei die Läuferwicklungen weggelassen wurden. Der Motor hat einen Läufer 20 und einen Ständer 40, der magnetisch mit dem Läufer 20 gekoppelt ist.
Der Läufer 20 hat eine Welle 22, einen an der Welle 22 befestigten Läuferkern 24 und einen (nicht dargestellten) Kommutator, der dem Läuferkern 24 benachbart an der Welle 22 befestigt ist. Der Läuferkern 24 ist durch in der axialen Richtung des Läufers geschichtete Lamellen gebildet. Der Läuferkern 24 hat eine Vielzahl von Zähnen 26, und Läuferwicklungen sind um die Zähne 26 herumgeführt. Ein Wicklungsschlitz 28 ist jeweils zwischen zwei benachbarten Zähnen 26 gebildet. Der Kommutator hat eine Vielzahl von Segmenten. Die Läuferwicklungen sind in den Wicklungsschlitzen 28 des Läuferkerns 24 gewickelt und mit den Segmenten des Kommutators verbunden.
Der Ständer 40 hat einen Ständerkern 42 und Ständerwicklungen 44. Der Ständerkern 42 ist durch das Schichten von Lamellen in der axialen Richtung des Motors gebildet und umfasst ein Joch mit zwei ersten Abschnitten 46 und zwei zweiten Abschnitten 48. Die ersten Abschnitte 46 und die zweiten Abschnitte 48 sind alternierend in der Umfangsrichtung des Ständerkerns 42 angeordnet. Zwei Hauptpole 50 und zwei Nebenpole 52 erstrecken sich jeweils von dem ersten Abschnitt 46 und von dem zweiten Abschnitt 48. Die Hauptpole 50 tragen die Ständerwicklungen 44, während die Nebenpole 52 keine Ständerwicklungen tragen. Der Motor hat auch Bürsten, die hinsichtlich des Ständers 40 derart festgelegt sind, dass sie sich zur Übertragung von elektrischem Strom über den Kommutator zu den Läuferwicklungen in Gleitkontakt mit dem Kommutator befinden. Der Ständerkern 42 ist symmetrisch. Die Hauptpole 50 und die Nebenpole 52 sind vorspringende Pole und haben jeweils einen Hals 54, der sich von dem Joch radial nach innen erstreckt, und Polschuhe mit einer Polfläche 56, die sich von dem Hals 54 in Umfangsrichtung erstreckt. Jede Polfläche 56 bildet eine diskontinuierliche zylindrische Wand. Zusammen bilden die Polflächen eine zylindrische, unterbrochene Wand.
In Umfangsrichtung sind die Hälse der Hauptpole 50 schmaler als die Hälse der Nebenpole 52. In der radialen Richtung sind die ersten Abschnitte 46 schmaler als die zweiten Abschnitte 48, und der Abstand zwischen den ersten Abschnitten 46 und den Polflächen 56 der Hauptpole 50 ist größer als der Abstand zwischen den zweiten Abschnitten 48 und den Polflächen 56 der Nebenpole 52. Dadurch wird zwischen den ersten Abschnitten 46 und den Hauptpolen 50 ein größerer Raum für die Unterbringung der Ständerwicklungen 44 gebildet. Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebene Umfangsrichtung und radiale Richtung nicht bei für runden oder zylindrischen Strukturen gelten, sondern dass auch andere Formen wie eine quadratische oder ovale Form in dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind.
Wenn die Ständerwicklungen 44 unter Strom gesetzt werden, werden durch die Ständerwicklungen 44 zwei Hauptmagnetpole mit gleicher Polarität an den beiden Hauptpolen 50 gebildet, und zwei induzierte Magnetpole mit gleicher Polarität, die der zur Polarität der Hauptmagnetpole entgegengesetzt ist, werden an den beiden Nebenpolen 52 gebildet. Das heißt es werden vier Magnetpole und vier Magnetflusswege gebildet, wie das in 3 dargestellt ist. Jeder Magnetflussweg verläuft durch einen Hauptpol 50, das Ständerjoch, einen Nebenpol 52, den Luftspalt zwischen dem Nebenpol 52 und dem Läufer 20, den Läufer 20 und den Luftspalt zwischen dem Hauptpol 50 und dem Läufer 20. Der Magnetflussweg ist deshalb kürzer als bei einem zweipoligen Motor.
In der Ausführungsform hat der Läufer 20 einen Außendurchmesser D, der Ständer 40 hat eine minimale Außendimension Y, und das Verhältnis des Außendurchmessers D zu der minimalen Außendimension Y ist größer als 7:10. Mit dem Außendurchmesser des Läufers 20 ist der Außendurchmesser des Läuferkerns 24 gemeint. Mit der minimalen Außendimension des Ständers 40 ist der Abstand zwischen den Überschneidungspunkten zwischen einer durch die Mitte des Ständers 40 verlaufenden geraden Linie und der Peripherie des Ständerkerns 42 gemeint.
Der Außendurchmesser D des Läufers 20 ist geringfügig größer als der Durchmesser eines durch die gewölbten Flächen der Polflächen der Pole 50 und 52 definierten Kreises, und das Verhältnis des Kreisdurchmessers zu dem minimalen Außendurchmesser des Ständers 40 ist ebenfalls größer als 7:10. Es versteht sich, dass die Breite des Spalts zwischen den Hauptpolen 50 und dem Läuferkern 42 gleich oder ungleich der Breite des Spalts zwischen den Nebenpolen 52 und dem Läuferkern 42 sein kann. Wenn die beiden Abstände unterschiedlich sind, definieren die gewölbten Flächen der Polflächen der Hauptpole 50 und die gewölbten Flächen der Polflächen der Nebenpole 52 zwei Kreise mit unterschiedlichem Durchmesser. In dieser Konfiguration ist mit dem Kreisdurchmesser der Durchmesser des kleineren Kreises gemeint.
In der bevorzugten Ausführungsform ragen die Nebenpole 52 von der Innenseite der zweiten Abschnitte 48 nach innen ab, um so vorspringende Pole zu bilden. Alternativ können die Nebenpole 52 als nicht vorspringende Pole ausgebildet sein, die relativ zur Innenseite der zweiten Abschnitte 48 versenkt sind. Wenn die Nebenpole 52 vorspringende Pole sind, können sie auch Ständerwicklungen tragen, und die Ständerwicklungen an den Nebenpolen 52 haben weniger Windungen als die Ständerwicklungen an den Hauptpolen 50.
Bei gleicher Leistung hat der vierpolige Motor gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem zweipoligen Motor der üblichen Universal-Küchenmaschine reduzierte Ständerwicklungen und einen kleineren Ständerkern. Der vierpolige Motor kann deshalb kleiner sein und erfordert weniger Material, wodurch die Universal-Küchenmaschine kleiner, preiswerter und leichter sein kann. Darüber hinaus hat der vierpolige Motor geringere Kupferverluste und kürzere Magnetflusswege, so dass die Effizienz des Motors bei einem verringerten Energieverbrauch der Universal-Küchenmaschine verbessert wird.
Verben wie ”umfassen”, ”aufweisen”, ”enthalten” und ”haben” sowie deren Abwandlungen in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Anmeldung sind in einem einschließenden Sinne zu verstehen. Sie geben an, dass das genannte Element vorhanden ist, schließen jedoch nicht aus, dass noch weitere Elemente vorhanden sind.
Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen möglich sind, weshalb der Schutzumfang der Erfindung durch die anliegenden Ansprüche definiert wird.
Als Alternative kann der Behälter zum Beispiel durch den Motor gedreht werden, während die Kupplung und das Arbeitselement relativ zur Basis festgelegt sind. Alternativ kann die Küchenmaschine ein Handmixer ohne Behälter sein.
Ferner kann der Ständer des Motors gemäß vorliegender Erfindung drei Hauptpole aufweisen, die Ständerwicklungen tragen, an denen drei Feldmagnetpole gebildet werden, und drei Nebenpole ohne Ständerwicklungen, an denen drei induzierte Magnetpole gebildet werden, wie das in 4 gezeigt ist. Alternativ kann der Ständer vier Hauptpole und vier Nebenpole aufweisen, wie das in 5 gezeigt ist.

Claims

Küchengerät, umfassend eine Basis (82); einen angetriebenen Mechanismus (86), der relativ zur Basis drehbar ist; und einen Elektromotor mit einem Ständer (40) und einem Läufer (20) für den Antrieb des angetriebenen Mechanismus; dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer einen Ständerkern (42) mit einem Joch aufweist, das zumindest zwei erste Abschnitte (44), von denen sich jeweils ein Hauptpol (50) erstreckt, und zumindest zwei zweite Abschnitte (48) hat, von denen sich jeweils ein Nebenpol (52) erstreckt, wobei die zumindest zwei Hauptpole (50) und die zumindest zwei Nebenpole (52) in Umfangsrichtung des Ständerkerns alternierend angeordnet sind und zumindest die beiden Hauptpole (44) Ständerwicklungen tragen; und dass die Ständerwicklungen (44) derart konfiguriert sind, dass Magnetpole mit gleicher Polarität an den Hauptpolen (50) und induzierte Magnetpole mit gleicher Polarität, die zur Polarität der Hauptpole entgegengesetzt ist, an den Nebenpolen (52) gebildet werden, wenn der Motor unter Strom gesetzt wird.
Küchengerät nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des Außendurchmessers D des Läufers (20) zu einer minimalen Außendimension Y des Ständers (40) größer als 7:10 ist.
Küchengerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Abschnitte (46) schmaler sind als die zweiten Abschnitte (48).
Küchengerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Nebenpole (52) keine Ständerwicklungen tragen.
Küchengerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Nebenpole (52) Ständerwicklungen tragen und die Ständerwicklungen an den Nebenpolen weniger Windungen haben als die Ständerwicklungen an den Hauptpolen.
Küchengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Hauptpole (50) und jeder der Nebenpole (52) einen Hals (54), der sich von dem Joch radial nach innen erstreckt, und einen Polschuh aufweist, der sich in Umfangsrichtung von dem Hals erstreckt und eine Polfläche (56) hat.
Küchengerät nach Anspruch 6, wobei der Abstand zwischen den ersten Abschnitten (46) und den Polflächen (56) der Hauptpole (50) größer ist als der Abstand zwischen den zweiten Abschnitten (48) und den Polflächen (56) der Nebenpole.
Küchengerät nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Hälse (54) der Hauptpole (50) schmaler sind als die Hälse (54) der Nebenpole (52).
Küchengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor ein einphasiger Reihenmotor ist.