DE202009003756U1 - Entleerungspumpe, die bei einem elektrischen Haushaltsgerät eingesetzt werden kann - Google Patents

Entleerungspumpe, die bei einem elektrischen Haushaltsgerät eingesetzt werden kann Download PDF

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Abstract

Entleerungspumpe, die bei einem Haushaltsgerät, insbesondere einem Geschirrspüler oder eine Waschmaschine, eingesetzt werden kann und die einen Permanentmagnet-Synchron-Elektromotor (2) mit einem Rotor (3) und ein Rad (5) umfasst, das mittels einer Antriebswelle (9) mit dem Rotor (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) ein Dreiphasen-Gleichstrommotor ohne Bürsten ist, der im Inneren einer Haube (7) aufgenommen ist, wobei das Rad (5) außerhalb der Haube (7) gehalten wird, der Elektromotor (2) einen im Wesentlichen zylindrischen Körper (21) enthält, der einen ersten Teil (22), in dessen Innenraum der Rotor (3) eingeführt ist und mit dessen Außenseite ein Stator (4) mit vorstehenden Polen verbunden ist, auf die Spulen (11) gewickelt sind, die elektrisch mit einer Leiterplatte (20) verbunden sind, sowie einen zweiten Teil (23) aufweist, über den der Elektromotor (2) an der Haube (7) befestigt ist, wobei der Elektromotor ein maximales Volumen einnimmt, das durch einen ungefähren Durchmesser (D1) von 64 mm,...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entleerungspumpe, die zur Befestigung an einem hydraulischen Ableitkörper eines Haushaltsgerätes, insbesondere eines Geschirrspülers, bestimmt ist.
  • Stand der Technik
  • Es sind Entleerungspumpen bekannt, die zur Befestigung an einem hydraulischen Ableitkörper eines Haushaltsgerätes bestimmt sind und die einen Permanentmagnet-Synchron-Elektromotor mit einem feststehenden Ständer und einem Feuchtkammer-Rotor, der mit einer Antriebswelle verbunden ist, sowie ein Rad umfassen, das mit dem Rotor über die Antriebswelle gekoppelt ist. So offenbart beispielsweise US 6,264,441 eine Entleerungspumpe, die einen Permanentmagnet-Synchron-Elektromotor mit einem U-förmigen feststehenden Stator, mit einem Rotor-Träger und einer Antriebswelle, die an den Ableitkörper angeschraubt ist, sowie ein Gehäuse umfasst, das den Stator schützt und externe Verbindungsanschlüsse umfasst.
  • Diese Typen von Entleerungspumpen weisen einen Nachteil dahingehend auf, dass sie nicht in allen hydraulischen Körpern eingesetzt werden können, insbesondere, wenn aufgrund der räumlichen Anforderungen das durch die Entleerungspumpen beanspruchte Volumen verringert werden muss.
  • Kurze Offenbarung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entleerungspumpe zu schaffen, die für ein elektrisches Haushaltsgerät, insbesondere einen Geschirrspüler, eingesetzt wird, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.
  • Die Entleerungspumpe gemäß der Erfindung umfasst einen Synchron-Elektromotor mit einem Permanentmagnet-Rotor und einem Rad, das mittels einer Antriebswelle mit dem Ro ist, wobei das Rad außerhalb der Haube gehalten wird. Der Dreiphasenmotor enthält einen im Wesentlichen zylindrischen Körper, der einen ersten Teil, in dessen Innenraum der Rotor eingeführt ist und mit dessen Außenseite ein Stator mit vorstehenden Polen verbunden ist, auf die Spulen gewickelt sind, die elektrisch mit einer Leiterplatte verbunden sind, sowie einen zweiten Teil aufweist, über den der Motor mit der Haube verbunden ist, wobei der Elektromotor ein maximales Volumen einnimmt, das durch einen ungefähren Durchmesser von 64 mm, der einem Kreis entspricht, der in dem Stator umbeschrieben ist, und eine ungefähre Länge des Stators von 15 mm definiert wird. Der Elektromotor enthält einen gleichmäßigen Luftspalt, der eine konstante anschlussinduzierte Spannung mit einem Maximalwert von 3,7 × 10–4 V/(Windung × Hz) ermöglich.
  • Diese und andere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung derselben verdeutlicht.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine dreidimensionale Ansicht einer Entleerungspumpe gemäß der Erfindung, die in einen hydraulischen Ableitkörper eines Geschirrspülers integriert ist.
  • 2 ist eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Entleerungspumpe.
  • 3 ist eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Entleerungspumpe ohne die Haube.
  • 4 ist eine dreidimensionale Ansicht der Haube der in 1 gezeigten Entleerungspumpe.
  • 5 ist eine dreidimensionale Ansicht eines der Teile, die die in 4 gezeigte Haube bilden.
  • 6 ist eine dreidimensionale Ansicht des zweiten Teils, der die in 4 gezeigte Haube bildet.
  • Ausführliche Offenbarung der Erfindung
  • Die in 1 bis 3 gezeigte Entleerungspumpe 1 umfasst einen Synchron-Elektromotor 2, der einen festen Stator 4 und einen Permanentmagnet-Rotor 3 aufweist, der mit einer Antriebswelle 9 verbunden ist, ein Rad 5, das mit dem Rotor 3 über die Antriebswelle 9 ver bunden ist, und eine Haube 7, die den Elektromotor 2 in ihren Innenraum aufnimmt, während das Rad 5 außerhalb der Haube angeordnet ist.
  • Der in 2 und 3 im Detail gezeigte Elektromotor 2 ist ein Dreiphasen-BLDC-Motor, d. h. ein bürstenloser Gleichstrommotor, und er umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Körper, der einen ersten koaxialen und hohlen Teil 22, in dessen Innenraum der Rotor 3 eingeführt ist und mit dessen Außenseite ein Stator 4 mit vorstehenden Polen verbunden ist, sowie einen zweiten Teil 23 aufweist, der koaxial zu dem ersten Teil 22 ist und sich an ihn anschließt und einen größeren Durchmesser sowie eine geringere Länge hat als der erste Teil 22 und über den der Elektromotor 2 an der Haube 7 befestigt ist. Der zweite Teil 23 hat ein koaxiales Durchgangsloch 23a, durch das der Rotor 3 und die Antriebswelle 9 in den Innenraum des ersten Teils 22 eingeführt werden, und er enthält an einem Ende eine wasserundurchlässige Dichtung 12 zum abgedichteten Befestigen im Innenraum des hydraulischen Körpers 6, während das gegenüberliegende Ende einen außen umlaufenden Kranz 24 zum Befestigen an der Haube 7 hat.
  • Der Elektromotor 2 der dargestellten Ausführungsform hat einen sechseckigen Stator 4 und enthält drei vorstehende Pole 4b, auf die Spulen 11 gewickelt sind, die mit einer Leiterplatte 20 elektrisch verbunden sind, wobei der Elektromotor 2 ein maximales Volumen einnimmt, das durch einen ungefähren Durchmesser D1 von 64 mm, der einem in den Stator 4 umbeschriebenen Kreis entspricht, und eine ungefähre erste Länge L1 des Stators 4 von 15 mm, eine zweite Länge L2 des Stators 4 zusammen mit der entsprechenden Spule 11, die 34 mm beträgt, bestimmt wird.
  • Des Weiteren weist der Elektromotor 2 einen gleichmäßigen Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor auf, wobei damit beabsichtigt wird, dass die Reluktanz des entstehenden Magnetkreises ein minimales Rastmoment erzeugt und eine sinusförmige anschlussinduzierte Spannung (bei einphasigen Anschlüssen und der neutralen Phase einer Sternschaltung) mit einem maximalen wirksamen Wert von 3,7 × 10–4 V/(Windungen × Hz) entsteht. Der Elektromotor 2 erzeugt eine hydraulische Leistung zwischen 0 und 5 W und kann bei unterschiedlichen Drehmoment/Drehzahl-Punkten mit einem Motordrehmoment von 0 bis 0,06 Nm und einer Drehgeschwindigkeit zwischen 30 und 60 Hz arbeiten.
  • Der Elektromotor 2 kann bei höheren Drehzahlen als normal arbeiten, um Förderprobleme zu vermeiden und kürzere Spülzyklen zu erzielen. Bei diesem Typ von Motorcharakteristik werden keine Totpunkte erzeugt, d. h., Winkelpositionen des Rotors, bei denen die Magnet flüsse des Rotors und des Stators aufeinander ausgerichtet sind, ohne dass Motordrehmoment erzeugt wird. Des Weiteren ist die Wärmeableitung des Elektromotors 2 symmetrischer als bei anderen bekannten Motoren nach dem Stand der Technik. Der Betriebsmodus des Elektromotors 2 schließt die Erfassung einiger der Betriebsparameter mit Sensoren ein, so beispielsweise der Drehzahl und des Stromverbrauchs, wobei diese verwendet werden können, um zu verhindern, dass der Elektromotor 2 arbeitet, wenn kein Wasser vorhanden ist, wodurch die Geräuschpegel verbessert werden und kürzere Arbeitszyklen erzeugt werden und die Energieausbeute verbessert wird.
  • Des Weiteren wird die elektrische Verbindung der Spulen 11 durch eine Leiterplatte 13 vom PCB-Typ gebildet, die es ermöglicht, den Typ der Verbindung schnell zu ändern, indem lediglich die Leiterplatte 13 modifiziert wird. Die Leiterplatte 13 enthält Befestigungslöcher 13a zum Befestigen der Leiterplatte 13 an dem Elektromotor 2, sowie Anschlusspunkte 13b zum Anschließen der Wicklungen der entsprechenden Spulen 11. Der Körper 21 enthält Vorsprünge 25 mit einem kreisförmigen Querschnitt, die in Bezug auf die Spulen abwechselnd angeordnet sind und sich axial von dem zweiten Teil 23 an dem ersten Teil 22 entlang erstrecken. Jeder Vorsprung 25 weist am freien Ende eine Basis 25b auf, von der aus sich ein Drehzapfen 25c mit einem zylindrischen Querschnitt und einem kleineren Durchmesser als dem des Vorsprungs 25 konzentrisch und axial so erstreckt, dass der Drehzapfen 25c jedes Vorsprungs 25 durch die Leiterplatte 13 hindurchtritt, wobei die Leiterplatte 13 der Basis 25b getragen wird. Daher werden die Leiterplatte 13 und damit die Verbindungsanschlüsse 13b auf der gleichen Höhe A1 in Bezug auf den Körper 21 gehalten. Wenn die Leiterplatte 13 an dem Stator 4 befestigt ist, variiert die Höhe A1, da die Herstellung des Stators 4 nicht immer homogen verläuft, wenn sich die Anzahl von Platten, die ihn bilden, und damit die Gesamthöhe des Stators 4 ändert.
  • Die Entleerungspumpe 1 ermöglicht die Integration einer Umkehr- oder Steuerschaltung des Elektromotors 2 in das Innere des Elektromotors 2 selbst, wobei die Modifizierung der Leiterplatte 13 ausreicht, um dies zu erzielen.
  • Die Entleerungspumpe 1 der Erfindung kann an eine Konfiguration eines hydraulischen Ableitkörpers 6 angepasst werden, in den sie eingesetzt ist, so dass ein einzelner Elektromotor 2 für die verschiedenen Konfigurationen des hydraulischen Körpers 6 eingesetzt werden kann, indem die Haube 7 verändert wird.
  • Um dies zu erreichen umfasst die in 4 bis 6 im Detail gezeigte Haube 7 Befestigungseinrichtungen 8 zum schnellen Befestigen der Entleerungspumpe 1 an dem Hydraulikkörper 6, sowie elektrische Verbindungsanschlüsse 10, die an der Außenseite der Haube 7 zur Verbindung des Synchron-Elektromotors 2 mit einer externen Stromquelle angeordnet sind. Die Haube 7 schafft des Weiteren ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal für den Elektromotor 2, indem eine wasserbeständige Anti-Drift-Schutzvorrichtung 15 integriert wird, die in die Haube 7 eintreten und verhindern kann, dass der Benutzer indirekt mit dem Elektromotor 2 und der Leiterplatte 13 in Kontakt kommt.
  • Die Haube 7 ist im Wesentlichen zylindrisch und an einem ersten Ende 7a offen, an dem sie eine innen umlaufende Nut 16 aufweist, die mit dem außen umlaufenden Kranz 24 des Körpers 21 zusammenwirkt, um den Körper 21 an der Haube 7 zu befestigen, und sie wird als Einheit durch ein erstes Element 7b und ein zweites Element 7c gebildet, die beide im Wesentlichen halbzylindrisch und koaxial angeordnet und einander zugewandt sind, und die mittels einer Klemmen-Verbindungseinrichtung 20 befestigt sind, die den Elektromotor 2 an ihrem Innenraum umschließt. Die Verbindungseinrichtung 20 enthält Innen-Zungenverbindungen 20a, die einander diametral gegenüberliegend an den zwei Enden einer ersten seitlichen Fläche 20b des ersten Elementes 7b angeordnet sind und die mit Außenverbindungen 20c, wie beispielsweise Nuten, zusammenwirken, die einander diametral gegenüberliegend an den zwei Enden einer zweiten seitlichen Fläche 20d des zweiten Elementes 7c angeordnet sind.
  • Die Befestigungseinrichtungen 8 für den hydraulischen Ableitkörper 6 des Geschirrspülers erstrecken sich axial von dem Ende 7a des ersten Elementes 7b der Haube und enthalten Gehäuse 22, an denen sich zusätzliche Vorsprünge, die in den Figuren nicht gezeigt sind und die an dem hydraulischen Körper 6 angeordnet sind, bewegen können, wenn sich die Entleerungspumpe 1 zum Befestigen in Bezug auf den hydraulischen Körper 6 dreht.
  • Des Weiteren enthält die Haube 7 an der ersten seitlichen Fläche 20c des ersten Elementes 7b einen Kabelschutz 17, der die Kabel des Elektromotors 2 führt.
  • Das zweite Element 7c, das in 6 im Detail gezeigt wird, hat eine im Wesentlichen halbzylindrische Form, die an beiden Seiten verkürzt ist, und enthält eine Anti-Drift-Schutzeinrichtung 15. Die Anti-Drift-Schutzeinrichtung 15 umfasst eine im Wesentlichen flache Wasserauffangfläche 26, die einer der verkürzten Flächen des zweiten Elementes 7c entspricht, seitliche Wände 26b, die im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zu der Auf fangfläche 26 sind, wobei die Auffangfläche 26 und der Stator 4 um einen minimalen Abstand C1 von 1 mm getrennt sind und Ableitnuten 27 an der Auffangfläche 26 angeordnet sind, die ermöglichen, dass das in die Haube 7 eindringende Wasser leicht austritt.
  • In anderen Ausführungsformen, die in den Figuren nicht dargestellt sind, kann die Haube 7 integral als ein Teil ausgebildet sein, und die Anti-Drift-Schutzeinrichtung ist ein zusätzliches Teil, das direkt mit dem Stator des Elektromotors gekoppelt ist. Des Weiteren können die elektrischen Verbindungsanschlüsse direkt an der Leiterplatte befestigt sein.
  • 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
    • - US 6264441 [0002]

Claims (8)

  1. Entleerungspumpe, die bei einem Haushaltsgerät, insbesondere einem Geschirrspüler oder eine Waschmaschine, eingesetzt werden kann und die einen Permanentmagnet-Synchron-Elektromotor (2) mit einem Rotor (3) und ein Rad (5) umfasst, das mittels einer Antriebswelle (9) mit dem Rotor (3) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) ein Dreiphasen-Gleichstrommotor ohne Bürsten ist, der im Inneren einer Haube (7) aufgenommen ist, wobei das Rad (5) außerhalb der Haube (7) gehalten wird, der Elektromotor (2) einen im Wesentlichen zylindrischen Körper (21) enthält, der einen ersten Teil (22), in dessen Innenraum der Rotor (3) eingeführt ist und mit dessen Außenseite ein Stator (4) mit vorstehenden Polen verbunden ist, auf die Spulen (11) gewickelt sind, die elektrisch mit einer Leiterplatte (20) verbunden sind, sowie einen zweiten Teil (23) aufweist, über den der Elektromotor (2) an der Haube (7) befestigt ist, wobei der Elektromotor ein maximales Volumen einnimmt, das durch einen ungefähren Durchmesser (D1) von 64 mm, der einem Kreis entspricht, der in dem Stator (4) umbeschrieben ist, und eine ungefähre erste maximale Länge (L1) des Stators (4) von 15 mm definiert wird, und wobei der Elektromotor (2) einen gleichmäßigen Luftspalt enthält, der eine konstante sinusförmige anschlussinduzierte Spannung mit einem maximalen wirksamen Wert von 3,7 × 10–4 V/(Windungen × Hz) ermöglicht.
  2. Entleerungspumpe nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Haube (7) ausgetauscht werden kann, so dass die Entleerungspumpe an jeden beliebigen Aufbau eines hydraulischen Ableitkörpers (6) des Geschirrspülers angepasst werden kann, in den die Entleerungspumpe eingesetzt wird, und die Haube (7) Schnellbefestigungseinrichtungen (8) zum Befestigen der Entleerungspumpe an dem hydraulischen Körper (6) des Haushaltsgerätes umfasst.
  3. Entleerungspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Befestigungseinrichtungen (8) axial von einem Ende (7a) der Haube (7) erstrecken und Gehäuse (22) enthalten, an denen sich zusätzliche Vorsprünge (23), die an dem hydraulischen Körper (6) angeordnet sind, bewegen können, wenn sich die Entleerungspumpe zum Befestigen in Bezug auf den hydraulischen Körper (6) dreht.
  4. Entleerungspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (13) von axialen Vorsprüngen (25) getragen wird, die den Körper (21) enthalten, so dass die Leiterplatte (13) an einer unveränderlichen Höhe (A1) in Bezug auf den Körper (21) angebracht ist.
  5. Entleerungspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Haube (7) ein erstes Element (7c), von dessen Ende (7a) sich die Befestigungseinrichtungen (8) axial erstrecken, und ein zweites Element (7b) konzentrisch zu dem ersten Körper (7c) aufweist, das integral eine Anti-Drift-Schutzeinrichtung (15) enthält.
  6. Entleerungspumpe nach dem vorangehenden Anspruch, wobei das erste Element (7c) mit dem zweiten Element (7b) durch entsprechende Klemmen-Befestigungseinrichtungen (20) verbunden ist.
  7. Entleerungspumpe nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Anti-Drift-Schutzeinrichtung (15) eine im Wesentlichen plane Auffangfläche (26) aufweist, die in einem minimalen Abstand (C1) in Bezug auf den Stator (4) gehalten wird und die durch seitliche Wände (26b) begrenzt wird, die im Wesentlichen parallel zueinander und senkrecht zu der Auffangfläche (26) sind.
  8. Entleerungspumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Haube (7) integral wenigstens eine Kabel-Schutzeinrichtung (17) zum Hindurchtreten der Kabel enthält.
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