DE3927426B4

DE3927426B4 - Antriebseinheit für eine Wäsche-Behandlungsmaschine

Info

Publication number: DE3927426B4
Application number: DE3927426A
Authority: DE
Inventors: Martin Wagner
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 1989-08-19
Filing date: 1989-08-19
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2009-08-20
Also published as: DE3927426A1; EP0413915A1

Abstract

Antriebseinheit (1) für eine Wäschebehandlungsmaschine, insbesondere Waschmaschine (2) und/oder Trockner, mit einer mit einer Antriebswelle (4) verbundenen Wäschetrommel und mit einem koaxial zu der Antriebswelle (4) angeordneten Elektromotor zum Antrieb der Antriebswelle (4), wobei der Elektromotor als kollektorloser Außenläufer-Gleichstrommotor (30) mit einem Außenläufer-Rotor (6) und einem inneren Stator (7) ausgebildet ist und die Antriebswelle (4) innerhalb einer Lagerbuchse (12) drehbar gelagert und mit dem Rotor (6) des Elektromotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (12) einen Teil eines mit einem Behältnis (3) für die Wäschetrommel verbindbaren Lagerkreuzes (16) darstellt und die Lagerbuchse (12) mit dem Lagerkreuz (16) einstückig ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine Wäschebehandlungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Antriebseinheit für eine Wäschebehandlungsmaschine ist aus der Druckschrift DE 36 38 228 A1 bekannt. Dort ist eine Antriebswelle für eine Schleuder- und Rühreinrichtung offenbart, wobei ein Rührflügel in einem Schleuderbottich drehbar angeordnet und mittels einer Schraube mit der Antriebswelle fest verbunden ist. Eine Schleudereinrichtung ist mit einer Hülse mittelbar verbunden, wobei zusätzliche Lager zwischen Welle und Hülse angeordnet sind. Eine einstückig mit einer Bodenwand eines Fluidbottichs gebildete ringförmige Flanscheinrichtung dient als Lagerteil, in der die Welle nur mittelbar gelagert ist. Der Antrieb erfolgt in koaxialer Anordnung von antreibender Welle und Elektromotor. Als Elektromotor wird ein Außenläufer-Gleichstrommotor mit elektronischem Kommutator verwendet. Die offenbarte Anordnung besitzt den Nachteil, dass die das Drehmoment übertragende Antriebswelle über eine rohrförmige Zwischenhülse in zwei konzentrischen Lagerringen abgestützt ist. Dadurch kann zwar ein Kupplungsmechanismus integriert werden, dieser aber führt zu einer wenig kompakten Bauform des elektromotorischen Antriebs und erhöht die Anzahl der vom Verschleiß betroffenen mechanischen Konstruktionselemente.

Die Druckschrift DE-PS 1238559 beschreibt eine Antriebseinheit mit zwei Elektromotoren bzw. zwei Teilmotoren, wobei ein Teilmotor für den Schleuderbetrieb und ein Teilmotor für den Waschbetrieb vorgesehen ist. Weiterhin wird eine Lagerstütze beschrieben, die mit einem Ende an einer Laugenbehälterwand aufgenietet oder aufgepunktet ist, während das andere Ende an einem Teller einer Lagernabe einer Trommellagerung angeordnet und durch eine Nietverbindung befestigt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine platzsparende Antriebseinheit der eingangs beschriebenen Art in kompakter Bauweise zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Lagerbuchse einen Teil eines mit einem Behältnis für die Wäschetrommel verbindbaren Lagerkreuzes darstellt und dass die Lagerbuchse mit dem Lagerkreuz einstückig ausgebildet ist.

Die Erfindung ermöglicht eine sehr platzsparende und kompakte Ausführung der Antriebseinheit, da die Lager, die die Antriebswelle führen, Teil eines Lagerkreuzes sind, das wiederum direkt mit dem die Wäschetrommel aufnehmenden Behältnis verbunden werden kann. Dieses Lagerkreuz und die Lagerbuchse sind einstückig ausgebildet und tragen auf ihrer Außenseite die Statorelemente des Motors sowie die Motorelektronik.

Der verwendete Elektromotor ist konzentrisch zur Antriebswelle an ihrem freien Ende angeordnet, wobei sich eine unmittelbare kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor des Elektromotors und der Antriebswelle ergibt, so dass Übertragungsverluste vermieden werden und zusätzliche Übertragungsmittel wie Treibriemen oder dergleichen entfallen können. Zudem ermöglicht der verwendete Gleichstrom-Außenläufermotor eine vielfältige Regelungsmöglichkeit, wodurch sich der Bedienungskomfort einer mit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit ausgestatteten Wäschebehandlungsmaschine wesentlich verbessern läßt.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird somit eine „echte" vormontierte bzw. vormontierbare Antriebseinheit gebildet. Die durch den Gegenstand der Erfindung erreichte Lösung zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion aus, die einen kompakten Antrieb mit geringen Betriebsgeräuschen realisiert.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

An Hand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Seitenansicht der Waschmaschineneinheit mit erfindungsgemäßer Antriebseinheit,
2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in 1,
3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in 1,
4 ein Prinzipschaltbild einer Antriebsschaltung für den verwendeten kollektorlosen Gleichstrommoter.
In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Antriebseinheit 1 als Antriebseinheit für eine Waschmaschine 2 dargestellt. Diese Waschmaschine besteht bekannterweise aus einem äußeren Behältnis 3, in dem eine Wäschetrommel (nicht dargestellt) drehbar und über eine aus dem Behältnis 3 einseitig herausgeführte Antriebswelle 4 über die Antriebseinheit 1 angetrieben wird. Das Behältnis 3 ist an der der Antriebseinheit 1 gegenüberliegenden Seite mittels einer Tür 5 wasserdicht verschließbar.
Aus 3 ist der Aufbau dieser erfindungsgemäßen Antriebseinheit näher zu entnehmen. Diese wird von einem kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem Außenläufer (Rotor) 6 und einem Stator 7 gebildet. Der Rotor besteht aus einem Hohlzylinderabschnitt 8, an dessen Innenseite Magnetsegmente 9 mit in Umfangsrichtung wechselnder Polarität angeordnet sind, sowie aus einem Rotorboden 10, der als Rückflußring dient, in dem eine Rotorbuchse 11 befestigt ist. Die Rotorbuchse 11 ist vorzugsweise mit dem Rotor 10 einteilig ausgebildet. Der Rotor 6 ist über die Rotorbuchse 11 auf der Antriebswelle 4 kraft- und/oder formschlüssig, vorzugsweise über eine Keilnutverbindung, befestigt. Die Antriebswelle ist in einer Lagerbuchse 12, vorzugsweise über zwei axial beabstandet in dieser angeordnete Kugellager 13 gelagert. Wie 3 zu entnehmen ist, dient die Lagerbuchse 12 gleichzeitig als Statorbuchse und trägt auf ihrer Außenseite ein Statorblechpaket 14 mit Statorwicklungen 14a. Das Statorblechpaket 14 ist auf der Lagerbuchse 12 vorzugsweise im Preßsitz oder durch Kleben befestigt. Der Rotor 6 ist über eine auf dem freien Ende der Antriebswelle 4 aufgeschraubte Mutter 15, insbesondere eine Hutmutter, axial über die Rotorbuchse 11 gegen den inneren Kugellagerring des angrenzenden Kugellagers 13 verspannt. Die Lagerbuchse 12 ist Bestandteil eines Lagerkreuzes 16, das an dem Behältnis 3 rückseitig befestigt ist. In diesem Lagerkreuz 16 ist auch ein Simmering 17 angeordnet, der zur Andichtung des Innenraums des Behältnisses 3, das beim Waschen mit Wasser gefüllt ist, nach außen im Durchführungsbereich der Antriebswelle 4 dient. Zwischen dem Statorblechpaket 14 und dem Lagerkreuz 16 ist auf der Lagerbuchse 12 vorzugsweise eine Leiterplatte 18 befestigt, auf der sich die gesamte Motorsteuerungselektronik befindet, und zwar beispielsweise einschließlich eines Hall-Generators 19, sowie ein Isolierteil 20 zur elektrischen Abschirmung der Leiterplatte 18 gegenüber dem Lagerkreuz 16. Das Lagerkreuz 16 ist mit der Lagerbuchse 12 einstückig als Druckgußteil aus Metall hergestellt.
In 4 ist eine Grundschaltung für den Gleichstrommotor dargestellt. Hierbei wird der Gleichstrommotor 30 direkt von einer Netzspannung mit vorzugsweise 220 V und einer Netzfrequenz von 50–60 Hz betrieben. Diese Netzspannung (Wechselspannung) wird über einen Brückengleichrichter 31 in eine. pulsierende Gleichspannung gewandelt und mit einem Stützkondensator 32 geglättet. Der Höchstwert einer sinusförmigen Wechselgröße ergibt sich durch Multiplikation des Effektivwertes mit dem Wert √2 = 1,41. Daraus ergibt sich für die am Brückengleichrichter anstehende Gleichspannung ein Spitzenwert von 311 V. Durch den Stützkondensator ergibt sich dann die Gleichspannung von 300 V. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung der Antriebsschaltung entfällt der sonst übliche, aufwändige Power Supply für Gleichstrommotoren, bestehend aus Transformator und Gleichrichter. Erfindungsgemäß wird somit der Gleichstrommotor 30 unmittelbar vom Netz betrieben, ohne dass ein Transformator erforderlich ist.
Wie oben beschrieben, weist die erfindungsgemäße Antriebseinheit eine interne, auf der eventuell vergrößerten Leiterplatte 18 befindliche Kommutierungselektronik auf. Es ist jedoch auch möglich, eine externe Elektronik einzusetzen, wobei die Verbindung vom Motor zur Elektronik über Litzen und eine Steckverbindung erfolgt. Eine Drehzahlregelschaltung kann je nach der auftretenden Motorbelastung eine einstellbare Anlaufstrombegrenzung aufweisen und sollte für das relativ hohe Anlaufmoment des Motors einen ausreichenden Regelüberschuß aufweisen. Zudem ist ein Blockierschutz über Einbau eines Temperaturwächters in der Wicklung des Motors vorgesehen. Beispielsweise erfolgt die Drehzahlüberwachung mittels eines Drehzahlüberwachungssignals, das über eine Rechteckspannung mit zwei Perioden pro Umdrehung gewonnen wird. Der verwendete, kollektorlose Gleichstrommotor kann auf Wunsch mit folgenden Optionen ausgerüstet werden:

a) die Drehrichtung kann umgekehrt werden, auch unter Voll-Last,
b) Bremsschalter auch mit Statusanzeige über LED,
c) Drehzahlsteuerung z. B. über Potentiometer,
d) temperaturabhängige Drehzahlsteuerung über NTC- bzw. PTC-Fühler,
e) Drehzahlregelung (geschlossener Regelkreis); der Sollwert wird als lineare Spannung vorgegeben und das von dem Hall-Generator erzeugte Hall-Signal als Ist-Wert.

Claims

Antriebseinheit (1) für eine Wäschebehandlungsmaschine, insbesondere Waschmaschine (2) und/oder Trockner, mit einer mit einer Antriebswelle (4) verbundenen Wäschetrommel und mit einem koaxial zu der Antriebswelle (4) angeordneten Elektromotor zum Antrieb der Antriebswelle (4), wobei der Elektromotor als kollektorloser Außenläufer-Gleichstrommotor (30) mit einem Außenläufer-Rotor (6) und einem inneren Stator (7) ausgebildet ist und die Antriebswelle (4) innerhalb einer Lagerbuchse (12) drehbar gelagert und mit dem Rotor (6) des Elektromotors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (12) einen Teil eines mit einem Behältnis (3) für die Wäschetrommel verbindbaren Lagerkreuzes (16) darstellt und die Lagerbuchse (12) mit dem Lagerkreuz (16) einstückig ausgebildet ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerkreuz (16) in einem Durchführungsbereich der Antriebswelle (4) einen Simmerring (17) zur Abdichtung des Behältnisses (3) nach außen aufweist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (7) unmittelbar auf der Lagerbuchse (12) befestigt ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (7) im Preßsitz oder durch Kleben auf der Lagerbuchse (12) angeordnet ist.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stator (7) und dem Lagerkreuz (16) auf der Lagerbuchse (12) eine Leiterplatte (18) für die Motorelektronik befestigt ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leiterplatte (18) und dem Lagerkreuz (16) auf der Lagerbuchse (12) ein Isolationsteil (20) angeordnet ist.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (4) innerhalb der Lagerbuchse (12) mit Kugellagern (13) gelagert ist.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem freien Ende der Antriebswelle (4) eine Mutter (15) aufschraubbar ist, und zwar zur Verspannung der auf der Antriebswelle (4) angeordneten Antriebsteile.
Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisespannung des Gleichstrommotors (30) 300 V Gleichspannung beträgt und diese Gleichspannung aus einer Wechselspannung von 220 V mit einer Netzfrequenz von 50 bis 60 Hz über einen Brückengleichrichter (31) und einen Glättungskondensator (32) gewonnen wird.