DE3752378T2

DE3752378T2 - Elektromotor für Wäschewaschmaschinen

Info

Publication number: DE3752378T2
Application number: DE3752378T
Authority: DE
Inventors: Dennis Edward East Tamaki Smith; John Julian Aubrey East Tamaki Williams; Gerald David East Tamaki Duncan; Graeme Dewar East Tamaki Thomas; John Grant East Tamaki Borrows; Frank Whitney East Tamaki Shacklock
Original assignee: Fisher and Paykel Appliances Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Appliances Ltd
Priority date: 1986-03-06
Filing date: 1987-03-04
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2007-03-05
Also published as: JPS62268343A; AU6088490A; AU6088390A; ATE280259T1; JPH0779905B2; EP0629735B1; HK86695A; AU614696B2; ATE116387T1; AU619414B2; ZA871604B; NZ215389A; EP0239261A2; DE3750910T2; CA1331103C; US5353613A; US4813248A; EP0629735A2; ES2227521T3; AU599960B2

Description

Die Erfindung betrifft Wäschewaschmaschinen des Typs mit einem Gehäuse, in dem ein Rührwerk/Rührer an einer vertikalen Achse montiert ist und in einem perforierten Drehbottich, der wiederum in einem wasserdichten Behälter montiert ist, oszillierend hin und her bewegt wird, wobei sich der Drehbottich und das Rührwerk kontinuierlich in einer Richtung drehen, um einen Schleudervorgang zu bewirken, und wobei das Gehäuse einen Elektromotor und Antriebsmittel für das Rührwerk und den Drehbottich enthält, und/oder Wäschewaschmaschinen, in denen solche Antriebe eingebaut sind.
Eine Wäschewaschmaschine des vorstehend beschriebenen allgemeinen Typs ist in dem Dokument USA 2,665,576 beschrieben. Bei der Waschmaschine gemäß USA 2,665,576 ist das Rührwerk an dem Drehbottich befestigt. Wenn eine Hin- und Herbewegung erforderlich ist, wird der Drehbottich unabhängig von dem wasserdichten Behälter hin und her bewegt. Wenn eine schnelle Drehbewegung bzw. ein Schleudervorgang benötigt wird, werden der Drehbottich und der wasserdichte Behälter zusammen in einer Richtung gedreht. Die Waschmaschine gemäß USA 2,665,576 hat ein Schwimmergehäuse zum Bewirken eines Einrückens und/oder Ausrückens eines Kupplungsmechanismus, der die Verbindung zwischen dem Drehbottich und dem wasserdichten Behälter herstellt. Das Einrücken und/oder Ausrücken des Kupplungsmechanismus ist abhängig von der in dem wasserdichten Behälter vorhandenen Wassermenge. Die in dem Dokument USA 2,665,576 beschriebene Anordnung hat den Nachteil, dass beim Schleudervorgang das Rührwerk, der Drehbottich und der wasserdichte Behälter sämtlich gedreht werden müssen. Da das Rührwerk und der Drehbottich miteinander verbunden sind, ist die Hin- und Herbewegung auch nicht so wirksam, wie dies der Fall wäre, wenn sich das Rührwerk bewegen würde, der Bottich währenddessen jedoch stillstünde. Ein weiterer Nachteil der in dem Dokument USA 2,665,576 beschriebenen Waschmaschine ist, dass während des Schleuderzyklus eine hydraulische Verbindung zwischen dem wasserdichten Behälter und dem Drehbottich vorhanden sein muss, die jedoch weniger effizient ist als eine direkte mechanische Verbindung zwischen dem Motor und dem Drehbottich.
Die Dokumente FR 1,340,648 und DE 1,907,719 beschreiben beide Wäschewaschmaschinen mit Motoren, die die Waschtrommeln ohne notwendige Riemen und Riemenscheiben oder Getriebe direkt antreiben. Eine Steuerung/Regelung für die Erzeugung sowohl der gewünschten komplexen Waschbewegung als auch einer separaten Schleuderbewegung der Waschtrommel ist hier jedoch nicht vorgesehen.
Das Dokument CH 462,765 beschreibt einen Elektromotor für eine Waschmaschine, die versucht, die Schwierigkeiten der kollidierenden Anforderungen einer Waschbewegung und einer Schleuderbewegung durch die Integration von zwei kollinearen separaten Motoren zu lösen, deren einer für die Waschbewegung und deren anderer für die Schleuderbewegung optimiert ist. Die größere axiale Länge der Motoren resultiert in einer reduzierten Volumenkapazität der angetriebenen Waschtrommel, und es werden separate Stromregler für jeden Abschnitt des Motors benötigt.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Elektromotor für eine Wäschewaschmaschine des beschrieben Typs zur Verfügung zu stellen, der ein Stück Weg in Richtung einer Überwindung der genannten Nachteile des Standes der Technik geht.
Erfindungsgemäß wird ein Elektromotor für eine Wäschewaschmaschine zur Verfügung gestellt, umfassend:

– einen Stator, einen außerhalb des Stators drehbaren Rotor und eine Welle, die den Rotor trägt,
– einen Motorrahmen, der ein einzelnes Paar voneinander beabstandeter Lager aufweist, die in dem Rahmen in einer zentralen Anordnung relativ zu dem Rahmen angebracht sind,
– wobei die Welle unmittelbar in den Lagern drehbar gelagert ist;
– wobei der Rahmen Mittel zum Positionieren des Stators aufweist, die so angeordnet sind, dass sie eine äußere zylindrische Oberfläche des Stators konzentrisch mit den Lagern halten;
– wobei zumindest ein Lager des Lagerpaares von dem Stator beabstandet an einer entfernten Position relativ zu dem Stator angeordnet ist, gekennzeichnet durch:
– eine elektronische Kommutierungseinrichtung zum elektronischen Kommutieren des Motors;
– wobei der Stator unter Strom setzbare Wicklungen trägt, die direkt auf seine Pole gewickelt sind,
– wobei die Wicklungen dazu geeignet sind, durch die elektronische Kommutierungseinrichtung mit Strom beaufschlagt zu werden;
– wobei die elektronische Kommutierungseinrichtung den Motor elektronisch derart kommutiert, dass sich der Rotor in einer Waschbewegung bewegt, in der sich der Rotor hin und her dreht, oder in einer schnellen Drehbewegung/Schleuderbewegung, in der sich der Rotor kontinuierlich dreht, so dass der Elektromotor sowohl für eine Waschbewegung als auch für eine schnelle Drehbewegung/Schleuderbewegung sorgen kann;
– wobei der Rotor eine Nabe aufweist, durch welche der Rotor an der Welle gehalten ist, einen Verstärkungsring aus einem magnetischen Material, eine Reihe von Permanentmagneten, die an einer Innenfläche des Verstärkungsrings voneinander beabstandet angeordnet sind, einen Verstärkungsringträger, der starr an der Nabe befestigt ist und der die Innenflächen der Permanentmagnete und den Verstärkungsring konzentrisch mit der Welle hält, wobei der Verstärkungsring und die Magneten außerhalb der Statorwicklungen drehbar sind.

Für den Fachmann im Fachgebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, ergeben sich zahlreiche konstruktive Änderungen und unterschiedliche Ausführungsformen und Anwendungen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der in den anliegenden Ansprüchen angegeben ist. Die vorliegende Offenbarung und Beschreibung dienen lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung anhand eines Beispiels und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar.
Die Erfindung besteht aus dem Vorgenannten, wobei auch Konstruktionen ins Auge gefasst werden, für die nachstehend Beispiele angegeben sind.
Eine bevorzugte Form der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt:
1 eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Wäschewaschmaschine, wobei einige Teile in Draufsicht unter einem Winkel von 45° zu anderen Teilen dargestellt sind,
2 eine zum Teil geschnittene vergrößerte Ansicht eines Wasserbehälters, eines Drehbottichs, eines Rührwerks, eines Antriebs und Elektromotors; und
3 und 4 jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht bevorzugter Motorrahmen, die in die Erfindung in ihrer bevorzugten Form eingebaut sind;
5 eine weiter vergrößerte Ansicht einer Dichtungswelle und von Lagern, die Teil von 2 sind;
6 eine Teilschnittansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung;
7 eine Teilschnittansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung;
8 eine Teilseitenansicht unter einem Winkel von 45° zu der Ansicht in 1 und
9 eine Rückansicht eines Motorrührwerks, das Teil der Erfindung ist.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen umfasst eine Wäschewaschmaschine ein Gehäuse 1 mit einem rechteckigen Querschnitt, in welchem ein erfindungsgemäß ausgebildeter Elektromotor 2 (wie an späterer Stelle näher beschrieben) montiert ist. Ein Wasserbehälter 3 ist in dem Gehäuse 1 durch Aufhängestangen 4 und Federn 5 aufgehängt, wobei zum Beispiel vier Federn und Stangen vorgesehen sind, und der Motor und andere Mechanismen sind an dem Behälter 3 befestigt. Die Federn sind in den Ecken des Gehäuses 1 mit quadratischem/rechteckigem Querschnitt vorgesehen, so dass demzufolge Teile der Stangen in 8 geschnitten dargestellt sind, wobei 8 unter einem Winkel von 45° zu der anderen Schnittansicht von 1 dargestellt ist. Der Begriff "Wasser" ist hier als Waschflüssigkeit zu verstehen, das heißt zum Beispiel Wasser und Waschmittel. In dem Wasserbehälter 3 befindet sich ein perforierter Drehbottich 6 und in dem Drehbottich ein Rührwerk 7. Ein nur teilweise dargestellter zu öffnender Deckel 9 erlaubt das Einfüllen von Wäsche in den Behälter und in den Drehbottich 6. Der Drehbottich wird durch einen oberen Ausgleichsring 40, der nur auf der hinteren einen Seite in 1 gezeigt ist, teilweise im Gleichgewicht gehalten. Die Federn enden in Haken 12, die in Öffnungen 13 in dem Behälterbasisformteil 29 eingreifen. Das Rührwerk 7 ist an einer hohlen Antriebswelle 11 derart montiert, dass es mit der Welle drehbar, jedoch axial an der Welle verschiebbar ist. Der Drehbottich 6 ist koaxial an der Welle 11 montiert, so dass er an der Welle drehbar und auch axial bewegbar ist.
Der Motor 2 ist wie folgt ausgebildet. Ein Rotor 15 hat einen Verstärkungsring 16 (2), und der Verstärkungsring ist aus einem Streifen eines magnetischen Materials wie beispielsweise eine Siliziumstahllegierung gebildet, und der Stahlstreifen ist mit der Schmalseite voran gewickelt/gewendelt, wobei benachbarte Oberflächen leicht isoliert sind und einander berühren, um einen kurzen Hohlzylinder oder eine ringförmige Wendel zu bilden. Im Inneren der Wendel ist eine Reihe von Magneten 17 angeordnet, wobei der Verstärkungsring 16 leicht gedehnt wird, ehe er über die in einer Form angeordneten Magnete gesetzt wird. Die Magnete sind Permanentmagnete aus einem Material, das auf einen hohen Flusswert magnetisierbar ist, zum Beispiel Neodymeisen, das von Magnaquench Inc. hergestellt wird, und der Ring und die Magnete sind durch ein Kunststoffteil 18 in ihrer Lage gehalten, das eine Nabe 19, einen scheiben- oder speichenförmigen Verbindungsabschnitt 20 und ein im wesentlichen zylindrisches Element 21 aufweist, wobei das Teil derart über den Verstärkungsring und die Magnete geformt ist, dass es die Innenflächen der Magnete 17 konzentrisch mit der Achse der Nabe 16 hält.
Der Stator 25 des Motors hat einen Magnetkern, der einen Streifen aus magnetischem Material umfasst, bevorzugt wiederum aus einer Siliziumstahllegierung oder einem anderen Stahl mit schwacher Hysterese, wobei der Streifen zur Bildung von voneinander beabstandeten Polstücken/Polschuhen vorgeformt ist und dieser Streifen wiederum durch Biegen mit der Schmalseite voran/hochkant zu einer ringförmigen Wendel in der Form eines Hohlzylinders geformt ist, wobei die Pole 8 durch die nach außen zeigenden geschichteten Polstücke/Polschuhe gebildet sind. Wie in 9 zu erkennen ist, sind die Pole 8 durch ein schmales Band 14 miteinander verbunden, so dass das Biegen mit der Schmalseite voran relativ einfach durchführbar ist. Um für eine Isolierung der Wicklungen auf den Polen des Kerns zu sorgen, ist ein oberes isolierendes Formteil 22 an einer Seite der Pole und ein unteres isolierendes Formteil 23 an der anderen Seite der Pole angebracht, wobei sich die beiden Formteile an einer Fügelinie 24 treffen. An den Formteilen sind Wicklungen vorgesehen, die um jeden Pol herumgeführt sind, wobei solche Wicklungen 26 auf den Polen direkt durchgeführt sind.
Bevorzugt ist der Stator in einem Dreiphasen-Sternschaltungsmodus gewickelt, wobei die Wicklungen unter Anwendung bekannter Techniken hergestellt und angeschlossen sind.
Der Stator 25 und der Rotor 15 sind in der nachstehend kurz beschriebenen Weise montiert.
Der Wasserbehälter 3 ist vorzugsweise ein Spritzgussteil, und die Basis 29 hat Motorstützsäulen 30, die bevorzugt mit Versteifungsstegen 31 ausgesteift sind. Diese Stege erstrecken sich zu dem Außenumfang des Behälters 3 und sind integral mit dem Behälter geformt.
Der Motor 2 weist zwei Lagerrahmen 32 und 33 auf, die Spritzgussteile aus einem Druckgussmetall oder einem Kunststoff oder vorzugsweise gepresstem Stahl oder Kunststoff umfassen. Bevorzugt sind die Rahmen 32 und 33 in derselben Form oder in demselben Satz von Gesenken hergestellt, wodurch sichergestellt wird, dass die Abmessungen der beiden Rahmen gleich sind. Die Rahmen sind sorgfältig konstruiert und derart ausgebildet, dass die Lagerformteile 27 und 28 konzentrisch sind mit Positionierungsstiften oder Prägewarzen und entsprechenden Öffnungen 35 an der Peripherie der Rahmen und mit dem Außenwinkel 36, in dem die innere Ecke 3 des Stators 25 im Presssitz angebracht ist.
Versteifungsvertiefungen 49 sind vorgesehen, um die Rahmen zu versteifen, und beim Zusammenbau wird ein Rahmen unter einer Drehung von 45° relativ zu dem anderen Rahmen montiert, um für eine korrekte Übereinstimmung der Öffnungen und Prägewarzen zu sorgen.
Lager 38 und 39 sind in die Lagerbefestigungen 27 und 28 eingesetzt und durch ein die Antriebswelle 11 umschließendes Abstandsrohr 40 voneinander beabstandet. Die Nabe 19 ist an der Welle 11 durch einen Bolzen 41 festgelegt, der mit einer Mutter 41a im Eingriff ist, die in dem Hohlraum der Welle 11 gehalten wird, indem die Welle 11 gesenkgeschmiedet ist, um Keilwellennuten zu bilden, die in entsprechende Keilwellenutenräume 42 in der Nabe 19 eingreifen. Für Transportzwecke hält eine weitere Mutter 43 die durch Aufhängestangen gehaltene und an einem Gehäuseelement 44 befestigte Baugruppe bzw. Gesamtheit.
Der Drehbottich 6 umfasst einen perforierten Hohlzylinder 45 aus rostfreiem Stahl, der an der extrudierten Kunststoffbasis 46 beispielsweise durch Aufdrücken der Unterkante des Zylinders 45 auf die Peripherie der Kunststoffbasis 46 befestigt ist. Gewünschtenfalls ist ein unterer Ausgleichsring 47 vorgesehen, und der obere und der untere Ausgleichsring umfassen jeweils einen Hohlring mit Prallflächen und einem Flüssigkeitsbehälter darin, und die Ringe sind jeweils durch eine ringförmige Scheibe 48 bzw. 48a verschlossen. Es wurde festgestellt, dass ein Ausgleichsring, vorzugsweise der Ring 10, für ein ausreichendes Gleichgewicht während des Schleuderns sorgt.
Eine Mehrzahl von Stegen 50 ist in voneinander beabstandet in Intervallen angeordnet, wobei zwischen den Stegen Zwischenräume vorgesehen sind und die Stege den Ausgleichsring 47 (falls vorgesehen) mit einer Luftkammer in Form einer Glocke verbinden, die einen nach unten gerichteten offenen Trichter und ein mit diesem integrales Rohr 52, das die Welle 11 umschließt, aufweist. Ein reibungsschwaches Kunststofflager 53 ermöglicht eine Drehung und eine axiale Gleitbewegung der Kunststoffbasis 29 und infolgedessen des Drehbottichs 6 an der Antriebswelle 11.
Eine Reihe von nach unten gerichteten Klauenkupplungszähnen 55 (2) aus einem hoch schlagfesten Material, zum Beispiel aus hoch schlagfestem Kunststoff, ist durch einen Träger 56 getragen, der an die Luftkammer 51 genietet, geschraubt (beispielsweise durch Schrauben 57) oder anderweitig an derselben befestigt ist. Ein Ring 60 trägt kooperierende Klauenkupplungszähne 61, die ebenfalls aus einem hoch schlagfesten Material bestehen, und der Ring 60 ist durch die Antriebswelle 11 drehbar und an dieser axial verschiebbar, zum Beispiel durch den Eingriff von Keilwellennuten an dem Ring 60 mit Keilwellennuten an der Antriebswelle 11. Das Rührwerk 7 hat eine Nabe 62 mit einem Keilnabenprofil 63, das mit einem Keilwellenprofil 64 an dem Ring 60 in Eingriff ist, so dass eine Drehung der Welle 11 in einer Drehung der Verzahnung 61 und des Rührwerks 7 resultiert, und die Nabe 62 gleitet axial an der Antriebswelle 11, wie das bei einem Vergleich der oberen Position von Elementen auf der linken Seite der 1 und 2 mit der unteren Position auf der rechten Seite zu erkennen ist.
Die Luftkammer 51 ist so ausgebildet, dass sie für eine Schwimm- oder Auftriebskraft sorgt, die das Ergebnis des Einschlusses von Luft in der luftdichten Kammer 51 ist, wenn Wasser den Umfang der Unterkante der Luftkammer 51 schließt. Falls das Wasser in die Luftkammer 51 eintritt, zum Beispiel wegen einer Turbulenz während der Hin- und Herbewegung, kann die Unterseite mit einer Scheibe 54 verschlossen werden.
Die Auftriebskraft ist zumindest ausreichend, um den Drehbottich 6 und das Rührwerk 7 an- bzw. abzuheben, wenn ein im wesentlichen vorgegebenes Wasservolumen in dem Behälter 3 zur Verfügung gestellt wird, und der Drehbottich und das Rührwerk 7 sind auf der linken Seite der 1 und 2 in der oberen/angehobenen Position und auf der rechten Seite in der unteren/abgesenkten Position gezeigt. Wenn sich der Drehbottich 6 in der oberen Position befindet, das heißt, durch das Schwimmen der Luftkammer 51 gehalten ist, befinden sich die Zähne 55 und die Zähne 61 außer Eingriff, und das Rührwerk kann unabhängig von dem Drehbottich 6 über jede beliebige Drehbewegung frei gedreht werden. Wenn kein oder im wesentlichen kein Wasser in dem Behälter 3 vorhanden ist, sinkt der Drehbottich 6, bis die Zähne 55 und 61 ineinandergreifen. Der Drehbottich 6 und das Rührwerk werden dann als eine Einheit gedreht, und diese Drehung erfolgt kontinuierlich in einer Richtung, um Wäsche in dem Drehbottich in der bekannten Weise zu schleudern, damit sie für eine Trocknung in einem Wäschetrockner geeignet ist. Zur Unterstützung des Lösens des Reibkontakts zwischen den axial gleitenden Teilen während einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Drehbottichs beim Füllen mit Wasser und beim Entleeren von Wasser sind Steuerungs-/Regelungsmittel vorgesehen, die den Motor 2 derart steuern/regeln, dass für eine langsame Hin- und Herbewegung gesorgt wird, das heißt für eine Drehung vorwärts und rückwärts über einen kleinen Bewegungsbogen. Bei jeder Umkehr wird der Kontakt zwischen den Klauen rückgängig gemacht, und aufgrund von Spielräumen zwischen den Klauen und Zwischenräumen zwischen den Klauen sind diese für kurze Zeit frei voneinander.
Zur Unterstützung der Festlegung des Drehbottichs gegen eine Drehung während der Hin- und Herbewegung, das heißt, wenn sich das Rührwerk in der oberen Position befindet, kann die Oberkante 67 des Drehbottichs eine Reibfläche 68 an der Unterseite eines oberen Teils 69 des Behälters 3 kontaktieren.
Das Rührwerk 7 trägt äußere Schaufeln/Blätter 81, die sich sowohl von der Oberfläche der Säule 82 als auch der oberen Fläche einer oberen Kegelscheibe 83 erstrecken. Zwischen der Scheibe 83 und der Oberfläche 85 der Luftkammer 51 ist ein Raum 84 vorhanden, der durch radiale Flügel (nicht dargestellt) unterteilt sein kann, da es der Zweck der Raumanordnung ist, einen zentrifugalen Impeller vorzusehen. Ein solcher Impeller kann auch auf andere Weise vorgesehen sein. Zum Beispiel könnte eine unabhängige Zentrifugalpumpe vorgesehen sein.
Auslassöffnungen 86 aus dem Raum 84 sind an oder in der Nähe der Aussenkante der Scheibe 83 vorgesehen, deren Außenkante 87 nach unten gekehrt ist und in unmittelbarer Nähe zur Innenkante des Ausgleichsrings 47 wirksam ist. Das Ergebnis dieser Konstruktion ist die Erzeugung eines Pumpvorgangs, der Wasser aus der Mitte der Säule 82, aus Öffnungen 88 durch den Raum 84 unterhalb des Ausgleichsrings 47 zu dem Raum 86 zwischen dem Drehbottich 6 und dem Behälter 3 pumpt, und es werden in diesem Raum Flusen zurückgehalten, bevor das Wasser durch die Öffnungen 90 wieder in den Drehbottich zurückgelangt. Gewünschtenfalls kann ein Behälter an der Säule 82 angebracht sein, der in der üblichen Weise ein Mittel zur Nachbehandlung von Wäsche enthalten kann.
Eine elektronische Kommutierungseinrichtung 65 ist an einer ringförmigen Schaltungsplatine in einem ringförmigen, unter dem Stator 25 montierten Behälter 66 vorgesehen, und die elektronische Kommutierungseinrichtung ist vorzugsweise in einer Verbindung für Schutz und Kühlung eingeschlossen und ist derart ausgelegt, dass sie eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Motors 2 ermöglicht, wodurch die Welle 11 zu einer hin und her bzw. vor und zurück schwingenden Bewegung veranlasst wird, was dazu führt, dass auch das Rührwerk 7 in einer hin- und hergehenden Bewegung gedreht wird, um die an sich bekannte Waschbewegung zu erzeugen. Eine solche elektronische Kommutierungseinrichtung ist in dem neuseeländischen Patent Nr. 213489/213490 (am 27. März 1990 veröffentlicht) und in dem US-Patent Nr. 4857814 (veröffentlicht am 15. August 1989) beschrieben.
Die elektronische Kommutierungseinrichtung 65 ist auch eingerichtet, um den Motor für das Bewirken eines Schleudervorgangs kontinuierlich anzutreiben und um den Drehbottich mit dem Rührwerk anzutreiben, wobei fehlendes Wasser in dem Behälter 3 zu einem Eingriff zwischen den Zähnen 55 und 61 führt, wie das weiter oben beschrieben wurde.
Wenn das Rührwerk jedoch bevorzugterweise eine langsame Hin- und Herbewegung erfährt und wenn in dem Behälter 3 Wasser in zumindest einer vorge gebenen Höhe vorhanden ist, bewirkt die Schwimmkraft der Luft in der Luftkammer 51 eine Bewegung der Luftkammer, des Drehbottichs und des Rührwerks nach oben. Die Zähne 55 werden dann nach oben und außer Kontakt mit den Zähnen 61 bewegt, und das Rührwerk kann sich nun unabhängig von dem Drehbottich bewegen und daher mit einer gewünschten Geschwindigkeit und über einen gewünschten Drehwinkel schwingend hin und her bewegt werden, um ohne eine wesentliche Bewegung des Drehbottichs einen Waschvorgang zu bewirken.
Um zwischen der Antriebswelle 11 und der Basis 29 des Wasserbehälters Dichtungen vorzusehen, ist ein kurzer Zylinder 70, beispielsweise aus Stahl (5), durch eine Schraube 71 an dem oberen Rahmen 32 befestigt, und ein Flansch 72 hält das Lager 38 an Ort und Stelle. Der kurze Zylinder 70 hält eine Dichtung 72 an der Wand 73 einer Öffnung in der Wasserbehälter-Basis 29, und eine Scheibe 74 hält eine weitere Dichtung 75 an der Welle 11, verstärkt durch einen Verstärkungsring 76. Eine gesenkgeschmiedete Scheibe 77 hält eine weitere Dichtung 78 an der Welle 11, ebenfalls verstärkt durch eine Feder 79, wobei der Flansch 80 in einem kurzen, mit der Scheibe integralen Zylinder 81 sitzt.
Die Dichtung 72, der kurze Zylinder 81, die Scheibe 74 und die Dichtung 75 sind integral miteinander ausgebildet, und die gesenkgeschmiedete Scheibe 77, die Dichtung 78 und der Flansch 80 sind integral miteinander ausgebildet. Beide Einheiten sind aus Neopren oder einem anderen bekannten flexiblen Dichtungsmaterial hergestellt.
Eine Pumpe 95 ist zum Zweck des Entleerens des Behälters 3 vorgesehen, und die Pumpe 95 ist direkt um eine Öffnung 96 in einem unteren Teil des Behälters 3 montiert, weshalb ein einzelnes flexibles Rohr von dem Pumpenauslass durch die Rückseite des Gehäuses zu der Ablauf-Anschlussstelle des Benutzers verlaufen kann.
Es ist anzumerken, dass die Lager 38 und 39 auf das Antriebsrohr 11 aufgeschoben sind, und das Festziehen eines Bolzens 41 und einer Kappe 91 durch eine Schraube 92 spannt beide Lager in ihrer Position fest. Ein Entfernen der Rotor-Sicherungsschraube 92 und des Bolzens 41 führt dazu, dass das Antriebsrohr 11 von oben und der Rotor 16 des Motors von unten abgenommen werden können. Der Motor 2 kann als eine Einheit abgenommen werden, nachdem auch die Schrauben 93 entfernt wurden, die die Rahmen 32 und 33 in ihrer Position halten. Diese Demontage für Wartungszwecke ist daher problemlos durchführbar. Weiterhin können nach dem Entfernen der Sicherungsschraube 92 das Rührwerk und die Rührwerknabe entfernt werden, woraufhin der Drehbottichaufbau von oben abgehoben werden kann. Die Wartung ist daher sehr einfach.
Es ist auch zu bemerken, dass kein Axiallager notwendig ist, weil der Drehbottich und sein Inhalt während der Phase der Hin- und Herbewegung schwimmen. Auch das Lager 53 ist unter Wasser und nur unter der Bedingung einer niedrigen Geschwindigkeit, das heißt, die Geschwindigkeit des Rührwerks relativ zu dem im wesentlichen stationären Drehbehälter, im Einsatz, weshalb das Lager lediglich ein Lager für geringe Beanspruchung sein muss.
Eine alternative Form von Verbindungsmitteln wird wie folgt zur Verfügung gestellt, wobei auf 6 Bezug genommen wird.
Dem Rührwerk 7 ist eine Glocke 100 zugeordnet, und beide sind durch einen Bolzen 102 an der Welle 101 befestigt. Die Welle 101 entspricht der Welle 11 und wird durch einen Elektromotor angetrieben, wie das vorstehend beschrieben ist.
Innerhalb der Glocke 100 ist ein senkrecht verstellbares/bewegbares Element 103 angeordnet, welches ein Kunststoffformteil ist, das durch einen flexiblen Faltenbalg 105, z.B. aus Neopren, in einem abgedichteten Zustand an der Au ßenkante 106 des Kunststoffteils 103 und an der Außenkante der Glocke 100 angebracht ist. Ein weiterer Faltenbalg 107a ist in einem abgedichteten Zustand an dem Element 103 und an der Nabe der Glocke 100 angebracht. Das Element 103 hat Tatzen oder Klauen 108, die an diesem voneinander beabstandet in Intervallen angeordnet sind, und solche Tatzen oder Klauen 108 greifen in Zwischenräume zwischen zinnenartigen Elementen 109 in dem Boden des Drehbottichs 6 ein. Eine Feder (nicht gezeigt) ist vorgesehen, die eine nach unten gerichtete Kraft von der Nabe 108 auf das Element 103 ausübt, und der Hohlraum 110 ist durch eine Queröffnung oder eine Kerbe 111 in der Nabe 108 und eine Reihe von Öffnungen in der Welle oder dem Antriebsrohr 101 zur Atmosphäre geöffnet. Diese Anordnung ist so, dass die Feder, wenn sich der Behälter 3 leert, das Element 103 nach unten bewegt, so dass die Tatzen oder Klauen 108 in die Zwischenräume zwischen den zinnenartigen Elementen eingreifen und sich deshalb der Drehbottich mit dem Rührwerk bewegt und zum Zwecke des Schleuderns mit dem Rührwerk kontinuierlich gedreht wird. Wenn jedoch in dem Behälter 3 Wasser bis zu einer vorgegebenen Höhe vorhanden ist, bewirkt der hydrostatische Wasserdruck auf die Unterfläche des Elements 103, dass sich das Element 103 gegen den Druck der Feder nach oben bewegt, wobei Luft durch die vorgenannten Luftöffnungen entweicht, und die Tatzen oder Klauen 108 werden dann nach oben außer Kontakt mit dem Drehbottich bewegt, so dass sich das Rührwerk nunmehr unabhängig von dem Drehbottich bewegen kann und daher schwingend/oszillierend hin und her bewegt werden kann, um einen Waschvorgang zu bewirken.
In einer weiteren alternativen Anordnung des Mittels für die Verbindung zwischen Drehbottich und Rührwerk, die in 7 dargestellt ist, ist das Rührwerk 7 mit einer Nabe 110 kombiniert, die durch einen Bolzen 111 an einer massiven Keilnutenwelle 112 befestigt ist. Eine Luftkammer in Form eines Glockenelements 115 ist verschiebbar an der Welle 112 angebracht und hat Lufteinschlussräume 116, in denen durch den Wasserzulauf in den Behälter 3 bei dessen Füllen in Vorbereitung auf die stattfindende Hin- und Herbewegung Luft eingeschlossen wird. Die Glocke 115 wirkt dann als ein Schwimmer, der Einrückelemente oder Klauen 113 nach oben aus einem Eingriffszustand mit zinnenartigen Elementen 107, wie auf der rechten Seite von 7 gezeigt, in eine eingriffslose Position, wie auf der linken Seite von 7 gezeigt, bringt.
Zumindest in ihren bevorzugten Ausführungsformen erzielt die Erfindung die folgenden Vorteile:

1. Die Elektromotor-Baugruppe und -Konstruktion ist in das Antriebssystem integriert, indem eine einfache Welle und ein Lagerpaar den Rotor an einem Ende und das Rührwerk und den Drehbottich an dem anderen Ende lagern, wodurch sich separate Wellen und Lager für den Motor und für das Rührwerk und den Drehbottichantrieb erübrigen.
2. Die Anbringung des Stators und des Rotors von dem unteren Motorrahmen in Richtung nach außen ermöglicht ein problemloses Ersetzen des Stators und/oder Rotors.
3. Die Anbringung der Elektronik in einer ringförmigen, dem Stator des Motors zugeordneten Scheibe reduziert die Länge von Verbindungskabeln und erlaubt die Schaffung einer kompakten fabrikseitig verdrahteten Einheit:

Claims

Elektromotor (2) für eine Wäschewaschmaschine, mit einem Stator (25), einem Rotor (15), der außerhalb des Stators drehbar ist, und einer Welle (11), die den Rotor trägt, einem Motorrahmen (32, 33), der ein einzelnes Paar von voneinander beabstandet angeordneten Lagern (38, 39) aufweist, die in dem Rahmen (32, 33) in einer zentralen Anordnung relativ zu dem Rahmen (32, 33) angebracht sind, wobei die Welle (11) unmittelbar in den Lagern (38, 39) drehbar gehalten ist; wobei der Rahmen (32, 33) Mittel (34, 35, 36) zum Positionieren des Stators aufweist, die angeordnet sind, um eine äußere zylindrische Oberfläche des Stators konzentrisch mit den Lagern (38, 39) zu halten; wobei zumindest ein Lager des Paars von Lagern (38, 39) an einer entfernten Position mit Abstand relativ zu dem Stator (25) angeordnet ist; gekennzeichnet durch: eine elektronische Kommutierungseinrichtung (65) zum elektronischen Kommutieren des Motors; wobei der Stator unter Strom setzbare Wicklungen (26) trägt, die unmittelbar auf Pole (8) davon gewickelt sind, wobei die Wicklungen dazu geeignet sind, durch die elektronische Kommutierungseinrichtung (65) unter Strom gesetzt zu werden; wobei die elektronische Kommutierungseinrichtung den Motor elektronisch kommutiert, so dass sich der Rotor in einer Waschbewegung bewegt, in der sich der Rotor vor und zurück dreht, oder in einer Schleuder bewegung, in der sich der Rotor kontinuierlich dreht, so dass der Elektromotor sowohl für eine Waschbewegung als auch für eine Schleuderbewegung sorgen kann; wobei der Rotor (15) eine Nabe (19) aufweist, mit der der Rotor an der Welle (11) gehalten ist, einen Verstärkungsring (16) aus einem magnetischen Material, eine Reihe von Permanentmagneten (17), die an einer inneren Oberfläche des Verstärkungsrings (16) voneinander beabstandet angeordnet sind, und einen Verstärkungsringträger (18), der starr an der Nabe (19) befestigt ist und der die Innenflächen der Permanentmagnete (17) hält, wobei der Verstärkungsring (16) konzentrisch mit der Welle (11) ist und der Verstärkungsring (16) und die Magneten (17) außerhalb der Statorwicklungen (26) drehbar sind.
Elektromotor nach Anspruch 1, wobei der Stator (25) einen ringförmigen Magnetkern aufweist, von dessen äußerer Umfangsfläche sich die Pole (8) nach außen erstrecken und voneinander beabstandet sind, wobei der ringförmige Kern an den Mitteln (34, 35, 36) zum Positionieren des Stators angebracht ist.
Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend isolierte Formteile (22, 23) an den Polen, wobei die Statorwicklungen (26) auf die isolierten Formteile gewickelt sind.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das zumindest eine Lager, das an einer entfernten Position relativ zu dem Stator (25) beabstandet angeordnet ist, das dem äußeren Lager (39) des einzelnen Paares voneinander beabstandeter Lager (38, 39) entgegengesetzte Lager ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, wobei der Stator (25) außenseitig des Rahmens (32, 33) angeordnet ist und wobei der Rotor (15) einen Verbin dungsabschnitt (20) zwischen der Nabe (19) und einem Rand (21) aufweist und wobei der Verbindungsabschnitt (20) außenseitig des Stators (25) angeordnet ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, wobei der Stator (25) eine ringförmige Wendel aus einem magnetischen Material aufweist, wobei die Wendel die Pole (8) aufweist, die sich von der Umfangsfläche eines Kreisrings nach außen erstrecken, wobei die ringförmige Wendel an den Mitteln (34, 35, 36) zum Positionieren des Stators angebracht ist.
Elektromotor nach Anspruch 3, wobei die isolierten Formteile ein Paar von Formteilen (32, 33) umfassen, wobei jedes Formteil in der Form eines Kreisrings ausgebildet ist, wobei eine Isolierung einen Teil von jedem Pol (8) abdeckt und wobei eine Unterteilung (24) in einem Zwischenbereich der Dicke eines jeden Pols (8) zwischen den beiden Formteilen (22, 23) vorhanden ist.
Elektromotor für eine Wäschewaschmaschine nach Anspruch 1, wobei der Stator einen ringförmigen Statorkern (25) aufweist, der aus einem Streifen magnetischen Materials, das in einem schraubenlinienförmigen Muster aufgewickelt ist, ausgebildet ist und eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweist, wobei der Streifen damit integral geformte, sich von einem Rand des Streifens erstreckende Polstücke aufweist und mit der Schmalseite voran/hochkant gewickelt ist, wodurch die Polstücke in geschichteten Gruppen zusammentreffen/koinzidieren, um eine Mehrzahl von Polen (8) zu bilden, die in gleichmäßig beabstandeten Intervallen angeordnet sind und sich von der Außenfläche des Jochs radial nach außen erstrecken, so dass sie den Permanentmagneten des außerhalb drehbaren Rotors gegenüberstehen; und wobei die unter Strom setzbaren Statorwicklungen (26) unmittelbar auf die Polstücke des Stators (25) gewickelt sind und dazu geeignet sind, über eine elektronische Kommutierungsschaltung (65, 66) unter Strom gesetzt zu werden.
Elektromotor nach Anspruch 8, wobei der Innenflächenrand des Statorstreifens, der dessen Rand gegenüberliegt, von dem sich die Polstücke erstrecken, zwischen benachbarten Polen (8) jeweils gekerbt ist, um die Breite des Statorstreifens zu reduzieren, wodurch benachbarte Pole (8) durch ein schmales Band des Streifenmaterials (14) verbunden sind.
Elektromotor nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, ferner umfassend isolierte Formteile (22, 23) an den Polen (8), wobei die Statorwicklungen auf die isolierten Formteile (22, 23) gewickelt sind.