EP0413915A1 - Drive unit for a laundry processing machine - Google Patents

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EP0413915A1
EP0413915A1 EP90111559A EP90111559A EP0413915A1 EP 0413915 A1 EP0413915 A1 EP 0413915A1 EP 90111559 A EP90111559 A EP 90111559A EP 90111559 A EP90111559 A EP 90111559A EP 0413915 A1 EP0413915 A1 EP 0413915A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive unit
drive shaft
unit according
rotor
bearing bush
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90111559A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH
Original Assignee
Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH filed Critical Elektrobau Mulfingen and Co EBM GmbH
Publication of EP0413915A1 publication Critical patent/EP0413915A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/304—Arrangements or adaptations of electric motors

Definitions

  • the present invention relates to a drive unit for a laundry treatment machine, in particular a washing machine and / or a tumble dryer with a washing drum and a drive shaft connected thereto, consisting of an electric motor and a rotary motion transmission part for driving the drive shaft and a bearing bush for the drive shaft.
  • the laundry drum is driven by an AC electric motor which is arranged below the laundry drum and the rotary motion transmission part consists of a belt drive which consists of a pulley connected to the electric motor and one connected to the drive shaft of the laundry drum connected pulley and a drive belt running over these two pulleys.
  • the known drive unit is thus relatively space-consuming and insofar prone to failure, since the drive belt can always be ground or torn.
  • the motor characteristics of the AC motor and its controllability are not optimal.
  • the present invention has for its object to provide a space-saving drive unit of the type described in the introduction, using electric motors with a favorable motor characteristic and good efficiency.
  • the electric motor is designed as a collectorless external rotor direct current motor, the rotor of which forms the rotary motion transmission part. It is advantageous if the rotor concentrically surrounds the bearing bush of the drive shaft and is connected to this drive shaft in a positive and / or non-positive manner.
  • the invention enables a very space-saving and compact design of the drive unit, since the electric motor used according to the invention is arranged directly concentrically to the drive shaft at its free end and there is a direct non-positive and positive connection between the rotor of the electric motor and the drive shaft, so that transmission losses can be avoided and additional transmission means such as drive belts or the like can be omitted.
  • the DC external rotor motor used enables a wide range of control options, which makes it easier to use with the drive unit equipped laundry treatment machine can be improved significantly.
  • a drive unit 1 according to the invention as a drive unit for a washing machine 2 is Darge poses.
  • This washing machine is known to consist of an outer container 3 in which a laundry drum (not shown) is rotatable and is driven by the drive unit 1 via a drive shaft 4 which is guided out of the container 3 on one side.
  • the container 3 can be closed watertight on the side opposite the drive unit 1 by means of a door 5.
  • the structure of the drive unit according to the invention can be seen in more detail from FIG. 3.
  • This is formed by a collectorless DC motor with an external rotor (rotor) 6 and a stator 7.
  • the rotor consists of a hollow cylinder section 8, on the inside of which magnetic segments 9 are arranged with alternating polarity in the circumferential direction, and of a rotor base 10, which serves as a return ring in which a rotor bushing 11 is fastened.
  • the rotor bushing 11 is preferably formed in one piece with the rotor 10.
  • the rotor 6 is non-positively and / or positively attached to the drive shaft 4 via the rotor bushing 11, preferably via a keyway connection.
  • the drive shaft is mounted in a bearing bush 12, preferably via two axially spaced ball bearings 13.
  • the bearing bush 12 also serves as a stator bush and carries a stator laminated core 14 with stator windings 14a on its outside.
  • the stator laminated core 14 is preferably attached to the bearing bush 12 in a press fit or by gluing.
  • the rotor 6 is clamped axially via the rotor bushing 11 against the inner ball bearing ring of the adjacent ball bearing 13 via a nut 15, in particular a cap nut, screwed onto the free end of the drive shaft 4.
  • the bearing bush 12 is part of a bearing cross 16 which is attached to the rear of the container 3.
  • this camp cross 16 is also a Simmerring 17, which serves to seal the interior of the container 3, which is filled with water during washing, to the outside in the lead-through area of the drive shaft 4.
  • a circuit board 18 is preferably fastened on the bearing bush 12, on which the entire motor control electronics are located, for example including a Hall generator 19, and an insulation part 20 for electrically shielding the circuit board 18 from the bearing cross 16.
  • the bearing cross 16 is advantageously made in one piece with the bearing bush 12 as a die-cast part made of metal.
  • FIGS. 4 to 6 show further exemplary embodiments of the invention, parts identical to those in FIGS. 1 to 3 being identified by the same reference numerals. These embodiments differ according to FIGS. 1 to 3 in that the motor 6 is not directly connected to the drive shaft 4 in a positive and non-positive manner, but via a gear 29, so that higher torques can be generated with these versions. 4 (above the axis center line) and FIG. 5, the rotor 6 with its bearing bush 11 is mounted on a freewheel bearing 21 arranged on the drive shaft 4. On the rotor 6, an annular ring gear 22 with an internal toothing 23 is fixed concentrically to the drive shaft 4. This ring gear 22 can in particular consist of plastic.
  • a hub 24 is mounted on the drive shaft 4 in a form-fitting and non-positive manner, which preferably has three radially projecting webs 25 which are arranged on their circumference at equal distances from one another. At the free ends of the webs 25, a gear 26 is mounted, which is in engagement with the internal teeth 23 of the ring gear 22.
  • FIG. 6 shows, in connection with FIG. 4, a further embodiment variant of the transmission 29 below the axis center line.
  • a gearwheel 27 with an external toothing sits on the drive shaft 4 in a positive and non-positive manner, and between this gearwheel 27 and the ring gear 22 are in the manner of a planetary gear Intermediate gears 28 are arranged, which are in engagement with both the ring gear 22 and the gear 27.
  • the hub 24 or the gear 27 and the individual bearings are axially clamped on the drive shaft 4 by the end nut 15.
  • the drive unit 1 can be arranged concentrically with the drive shaft.
  • the brushless external rotor direct current motor can be arranged on the side next to the clothes drum. With a toothed ring with external toothing fastened to the rotor, the laundry drum can then be driven directly via an external toothed ring attached to its circumference or indirectly via a toothed belt through an opening in the outer wall 3 of the container.
  • the DC motor 30 is operated directly by a mains voltage with preferably 220 V and a mains frequency of 50-60 Hz.
  • This mains voltage AC voltage
  • This mains voltage is via a Bridge rectifier 31 converted into a pulsating DC voltage and smoothed with a backup capacitor 32.
  • the DC capacitor then results in the DC voltage of 300 V.
  • This inventive design of the drive circuit eliminates the otherwise usual, complex power supply for DC motors, consisting of transformer and rectifier. According to the invention, the DC motor 30 is thus operated directly from the network without the need for a transformer.

Abstract

The invention relates to a drive unit for a laundry processing machine, especially washing machine and/or dryer, having a washing drum and a drive shaft (4) connected to this, consisting of an electric motor and of a rotary-movement transmission part for driving the drive shaft (4) as well as of a bush for the drive shaft. The electric motor is designed as a collectorless external-rotor direct-current motor (30), and its rotor (6) forms the rotary-movement transmission part. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine Wäsche-Behandlungsmaschine, insbesondere eine Wasch­maschine und/oder einen Wäschetrockner mit einer Wasch­trommel und einer mit dieser verbundenen Antriebswelle, bestehend aus einem Elektromotor und einem Drehbewegungs­übertragungsteil zum Antrieb der Antriebswelle sowie aus einer Lagerbuchse für die Antriebswelle.The present invention relates to a drive unit for a laundry treatment machine, in particular a washing machine and / or a tumble dryer with a washing drum and a drive shaft connected thereto, consisting of an electric motor and a rotary motion transmission part for driving the drive shaft and a bearing bush for the drive shaft.

Bei bekannten Wäschebehandlungsmaschinen, insbesondere Waschmaschinen oder Wäschetrocknern, erfolgt der Antrieb der Wäschetrommel über einen Wechselstrom-Elektromotor, der unterhalb der Wäschetrommel angeordnet ist und wobei das Drehbewegungsübertragungsteil aus einem Riemenantrieb besteht, der aus einer mit dem Elektromotor verbundenen Riemenscheibe und einer mit der Antriebswelle der Wäsche­trommel verbundenen Riemenscheibe sowie einem über diese beiden Riemenscheiben verlaufenden Antriebsriemen besteht.In known laundry treatment machines, in particular washing machines or tumble dryers, the laundry drum is driven by an AC electric motor which is arranged below the laundry drum and the rotary motion transmission part consists of a belt drive which consists of a pulley connected to the electric motor and one connected to the drive shaft of the laundry drum connected pulley and a drive belt running over these two pulleys.

Damit ist die bekannte Antriebseinheit relativ platzauf­wendig und insofern störanfällig, da es immer wieder zu einem Schleifen bzw. einem Reißen des Antriebsriemens kommen kann. Zudem ist die Motorcharakteristik des Wech­selstrommotors und dessen Regelbarkeit nicht optimal.The known drive unit is thus relatively space-consuming and insofar prone to failure, since the drive belt can always be ground or torn. In addition, the motor characteristics of the AC motor and its controllability are not optimal.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine platzsparende Antriebseinheit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, und zwar unter Verwendung von Elektromoto­ren mit einer günstigen Motorcharakteristik und einem guten Wirkungsgrad.The present invention has for its object to provide a space-saving drive unit of the type described in the introduction, using electric motors with a favorable motor characteristic and good efficiency.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Elektromotor als kollektorloser Außenläufer-Gleichstrom­motor ausgebildet ist, dessen Rotor das Drehbewegungsüber­tragungsteil bildet. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Rotor konzentrisch die Lagerbuchse der Antriebswelle umgibt und mit dieser Antriebswelle form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.According to the invention, this object is achieved in that the electric motor is designed as a collectorless external rotor direct current motor, the rotor of which forms the rotary motion transmission part. It is advantageous if the rotor concentrically surrounds the bearing bush of the drive shaft and is connected to this drive shaft in a positive and / or non-positive manner.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims.

Die Erfindung ermöglicht eine sehr platzsparende und kom­pakte Ausführung der Antriebseinheit, da der erfindungs­gemäß verwendete Elektromotor unmittelbar konzentrisch zur Antriebswelle an ihrem freien Ende angeordnet ist und wo­bei eine unmittelbare kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor des Elektromotors und der Antriebswelle gegeben ist, 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.The invention enables a very space-saving and compact design of the drive unit, since the electric motor used according to the invention is arranged directly concentrically to the drive shaft at its free end and there is a direct non-positive and positive connection between the rotor of the electric motor and the drive shaft, so that transmission losses can be avoided and additional transmission means such as drive belts or the like can be omitted. In addition, the DC external rotor motor used enables a wide range of control options, which makes it easier to use with the drive unit equipped laundry treatment machine can be improved significantly.

Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine Seitenansicht der Waschmaschineneinheit mit erfindungsgemäßer Antriebseinheit,
  • Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1,
  • Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1,
  • Fig. 4 zwei weitere Ausführungsformen einer erfindungs­gemäßen Antriebseinheit im Schnitt gemäß Fig. III, jedoch nur jeweils eine obere bzw. untere Hälfte,
  • Fig. 5 eine Prinzipansicht der in Fig. 4 oberhalb der Achsmittellinie verwendeten Getriebeeinheit,
  • Fig. 6 eine Variante einer Getriebeeinheit zur Ausfüh­rungsform gemäß Fig. 5, entsprechend Fig. 4 unterhalb der Achsmittellinie,
  • Fig. 7 ein Prinzipschaltbild einer Antriebsschaltung für den erfindungsgemäß verwendeten kollektorlosen Gleichstrommotor.
The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings. Show it:
  • 1 is a side view of the washing machine unit with the drive unit according to the invention,
  • 2 is a view in the direction of arrow II in Fig. 1,
  • 3 shows a section along the section line III-III in FIG. 1,
  • 4 shows two further embodiments of a drive unit according to the invention in section according to FIG. III, but only one upper and one lower half,
  • 5 shows a basic view of the gear unit used in FIG. 4 above the axis center line,
  • 6 shows a variant of a gear unit for the embodiment according to FIG. 5, corresponding to FIG. 4 below the axis center line,
  • 7 shows a basic circuit diagram of a drive circuit for the collectorless DC motor used according to the invention.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Antriebsein­heit 1 als Antriebseinheit für eine Waschmaschine 2 darge­ stellt. 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.1 and 2, a drive unit 1 according to the invention as a drive unit for a washing machine 2 is Darge poses. This washing machine is known to consist of an outer container 3 in which a laundry drum (not shown) is rotatable and is driven by the drive unit 1 via a drive shaft 4 which is guided out of the container 3 on one side. The container 3 can be closed watertight on the side opposite the drive unit 1 by means of a door 5.

Aus Fig. 3 ist der Aufbau der 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 Fig. 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. Im darge­stellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Lager­buchse 12 Bestandteil eines Lagerkreuzes 16, das an dem Behältnis 3 rückseitig befestigt ist. In diesem Lagerkreuz 16 ist auch ein Simmerring 17 angeordnet, der zur Abdich­tung 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 Isolationsteil 20 zur elektrischen Abschirmung der Leiterplatte 18 gegenüber dem Lagerkreuz 16. Das Lager­kreuz 16 ist mit der Lagerbuchse 12 vorteilhafterweise einstückig als Druckgußteil aus Metall hergestellt.The structure of the drive unit according to the invention can be seen in more detail from FIG. 3. This is formed by a collectorless DC motor with an external rotor (rotor) 6 and a stator 7. The rotor consists of a hollow cylinder section 8, on the inside of which magnetic segments 9 are arranged with alternating polarity in the circumferential direction, and of a rotor base 10, which serves as a return ring in which a rotor bushing 11 is fastened. The rotor bushing 11 is preferably formed in one piece with the rotor 10. The rotor 6 is non-positively and / or positively attached to the drive shaft 4 via the rotor bushing 11, preferably via a keyway connection. The drive shaft is mounted in a bearing bush 12, preferably via two axially spaced ball bearings 13. As can be seen in FIG. 3, the bearing bush 12 also serves as a stator bush and carries a stator laminated core 14 with stator windings 14a on its outside. The stator laminated core 14 is preferably attached to the bearing bush 12 in a press fit or by gluing. The rotor 6 is clamped axially via the rotor bushing 11 against the inner ball bearing ring of the adjacent ball bearing 13 via a nut 15, in particular a cap nut, screwed onto the free end of the drive shaft 4. In the advantageous exemplary embodiment shown, the bearing bush 12 is part of a bearing cross 16 which is attached to the rear of the container 3. In this camp cross 16 is also a Simmerring 17, which serves to seal the interior of the container 3, which is filled with water during washing, to the outside in the lead-through area of the drive shaft 4. Between the stator laminated core 14 and the bearing cross 16, a circuit board 18 is preferably fastened on the bearing bush 12, on which the entire motor control electronics are located, for example including a Hall generator 19, and an insulation part 20 for electrically shielding the circuit board 18 from the bearing cross 16. The bearing cross 16 is advantageously made in one piece with the bearing bush 12 as a die-cast part made of metal.

In den Fig. 4 bis 6 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei gleich Teile wie in den Fig. 1 bis 3 mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet sind. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich gemäß den Fig. 1 bis 3 dadurch, daß der Motor 6 nicht direkt mit der Antriebswelle 4 form- und kraftschlüssig verbunden ist, sondern über ein Getriebe 29, so daß mit diesen Ausführun­gen höhere Drehmomente erzeugt werden können. Hierbei ist gemäß Fig. 4 (oberhalb der Achsmittellinie) und Fig. 5 der Rotor 6 mit seiner Lagerbuchse 11 auf einem auf der An­triebswelle 4 angeordneten Freilauflager 21 gelagert. An dem Rotor 6 ist konzentrisch zur Antriebswelle 4 ein ring­förmiger Zahnkranz 22 mit einer Innenverzahnung 23 befe­stigt. Dieser Zahnkranz 22 kann insbesondere aus Kunst­stoff bestehen. Auf der Antriebswelle 4 ist form- und kraftschlüssig eine Nabe 24 gelagert, die vorzugsweise drei an ihrem Umfang in gleichen Abständen zueinander angeord­nete, radial abstehende Stege 25 besitzt. An den freien Enden der Stege 25 ist jeweils ein Zahnrad 26 gelagert, das mit der Innenverzahnung 23 des Zahnkranzes 22 in Eingriff ist. Durch entsprechende Auswahl und Abstimmung der Über­ setzungsverhältnisse zwischen dem Zahnkranz 22 und den Zahnrädern 26 kann die Drehzahl der Antriebswelle 4 und das zu übertragende Drehmoment bestimmt werden.4 to 6 show further exemplary embodiments of the invention, parts identical to those in FIGS. 1 to 3 being identified by the same reference numerals. These embodiments differ according to FIGS. 1 to 3 in that the motor 6 is not directly connected to the drive shaft 4 in a positive and non-positive manner, but via a gear 29, so that higher torques can be generated with these versions. 4 (above the axis center line) and FIG. 5, the rotor 6 with its bearing bush 11 is mounted on a freewheel bearing 21 arranged on the drive shaft 4. On the rotor 6, an annular ring gear 22 with an internal toothing 23 is fixed concentrically to the drive shaft 4. This ring gear 22 can in particular consist of plastic. A hub 24 is mounted on the drive shaft 4 in a form-fitting and non-positive manner, which preferably has three radially projecting webs 25 which are arranged on their circumference at equal distances from one another. At the free ends of the webs 25, a gear 26 is mounted, which is in engagement with the internal teeth 23 of the ring gear 22. By appropriate selection and coordination of the over Settlement relationships between the ring gear 22 and the gears 26, the speed of the drive shaft 4 and the torque to be transmitted can be determined.

Fig. 6 zeigt in Verbindung mit Fig. 4 unterhalb der Achs­mittellinie eine weitere Ausführungsvariante des Getriebes 29. Hierbei sitzt auf der Antriebswelle 4 form- und kraft­schlüssig ein Zahnrad 27 mit einer Außenverzahnung und zwischen diesem Zahnrad 27 und dem Zahnkranz 22 sind nach Art eines Planetengetriebes Zwischenzahnräder 28 angeord­net, die sowohl mit dem Zahnkranz 22 als auch mit dem Zahnrad 27 in Eingriff stehen.FIG. 6 shows, in connection with FIG. 4, a further embodiment variant of the transmission 29 below the axis center line. Here, a gearwheel 27 with an external toothing sits on the drive shaft 4 in a positive and non-positive manner, and between this gearwheel 27 and the ring gear 22 are in the manner of a planetary gear Intermediate gears 28 are arranged, which are in engagement with both the ring gear 22 and the gear 27.

Bei den Ausführungen der Fig. 4 bis 6 ist die Nabe 24 bzw. das Zahnrad 27 sowie die einzelnen Lager axial durch die endseitige Mutter 15 auf der Antriebswelle 4 verspannt.4 to 6, the hub 24 or the gear 27 and the individual bearings are axially clamped on the drive shaft 4 by the end nut 15.

Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, die erfindungs­gemäße Antriebseinheit 1 nicht konzentrisch zur Antriebs­welle anzuordnen. Hierbei kann beispielsweise bei der Verwendung für einen Wäschetrockner der kollektorloseAußen­läufer-Gleichstrommotor oben seitlich neben der Wäschetrom­mel angeordnet werden. Mit einem an dem Rotor befestigten Zahnkranz mit Außenverzahnung kann dann durch eine oberhalb des Wasserstandsbereiches liegende Öffnung in der Behälter­außenwand 3 die Wäschetrommel unmittelbar über einen an ihrem Umfang befestigten Außenzahnkranz angetrieben werden oder mittelbar über einen Zahnriemen.It is also within the scope of the invention not to arrange the drive unit 1 according to the invention concentrically with the drive shaft. In this case, for example, when used for a clothes dryer, the brushless external rotor direct current motor can be arranged on the side next to the clothes drum. With a toothed ring with external toothing fastened to the rotor, the laundry drum can then be driven directly via an external toothed ring attached to its circumference or indirectly via a toothed belt through an opening in the outer wall 3 of the container.

In Fig. 7 ist eine Grundschaltung für den erfindungsgemäßen 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, aufwendige 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.7 shows a basic circuit for the DC motor according to the invention. In this case, the DC motor 30 is operated directly by a mains voltage with preferably 220 V and a mains frequency of 50-60 Hz. This mains voltage (AC voltage) is via a Bridge rectifier 31 converted into a pulsating DC voltage and smoothed with a backup capacitor 32. The maximum value of a sinusoidal alternating variable is obtained by multiplying the effective value by the value √2 = 1.41. This results in a peak value of 311 V for the DC voltage applied to the bridge rectifier. The DC capacitor then results in the DC voltage of 300 V. This inventive design of the drive circuit eliminates the otherwise usual, complex power supply for DC motors, consisting of transformer and rectifier. According to the invention, the DC motor 30 is thus operated directly from the network without the need for a transformer.

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. Die erfindungsge­mäß vorgesehene 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 Ist­wert.
As described above, the drive unit according to the invention has internal commutation electronics located on the possibly enlarged circuit board 18. However, it is also possible to use external electronics, with the connection from the motor to the electronics being made via strands and a plug connection. The speed control circuit provided according to the invention can have an adjustable starting current limitation depending on the motor load occurring and should have a sufficient control excess for the relatively high starting torque of the motor. In addition, a blockage protection is provided by installing a temperature monitor in the motor winding. For example, the speed monitoring takes place by means of a speed monitoring signal, which is obtained via a square-wave voltage with two periods per revolution. The used, collectorless DC motor can be equipped with the following options on request:
  • a) the direction of rotation can be reversed, even under full load,
  • b) brake switch also with status display via LED,
  • c) speed control, eg via potentiometer,
  • d) Temperature-dependent speed control via NTC or PTC sensors,
  • e) speed control (closed loop); the setpoint is specified as a linear voltage and the Hall signal generated by the Hall generator as an actual value.

Claims (13)

1. Antriebseinheit für eine Wäschebehandlungsmaschine, insbesondere Waschmaschine und/oder Trockner, mit einer Waschtrommel und einer mit dieser verbundenen Antriebswelle, bestehend aus einem Elektromotor und einem Drehbewegungsübertragungsteil zum Antrieb der Antriebswelle sowie aus einer Buchse für die Antriebs­welle,
dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor als kollektorloser Außenläufer-Gleich­strommotor (30) ausgebildet ist, dessen Rotor (6) das Drehbewegungsübertragungsteil bildet.1. Drive unit for a laundry treatment machine, in particular a washing machine and / or dryer, with a washing drum and a drive shaft connected to it, consisting of an electric motor and a rotary motion transmission part for driving the drive shaft and a bushing for the drive shaft,
characterized in that the electric motor is designed as a collectorless external rotor direct current motor (30), the rotor (6) of which forms the rotary motion transmission part. 2. Antriebseinheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) konzentrisch die Lagerbuchse (12) der An­triebswelle (4) umgibt und mit dieser form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.2. Drive unit according to claim 1,
characterized in that the rotor (6) concentrically surrounds the bearing bush (12) of the drive shaft (4) and is connected to it in a positive and / or non-positive manner. 3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (7) des Außenläufermotors (30) unmittelbar auf der Lagerbuchse (12) befestigt ist.3. Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the stator (7) of the external rotor motor (30) is attached directly to the bearing bush (12). 4. Antriebseinheit nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (7) im Preßsitz oder durch Kleben auf der Lagerbuchse (12) angeordnet ist.4. Drive unit according to claim 3,
characterized in that the stator (7) is arranged in a press fit or by gluing on the bearing bush (12). 5. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (12) ein Teil eines Lagerkreuzes (16) darstellt, das mit einem Behältnis (3) für die Wäsche­trommel verbindbar ist.5. Drive unit according to one of claims 1 to 4
characterized in that the bearing bush (12) forms part of a bearing cross (16) which can be connected to a container (3) for the laundry drum. 6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (6) über ein Getriebe (29) mit der Antriebswelle (4) verbunden ist.6. Drive unit according to one of claims 1 to 5,
characterized in that the rotor (6) is connected to the drive shaft (4) via a gear (29). 7. Antriebseinheit nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor (6) ein Zahnkranz (22) mit einer Innenverzahnung (23) befestigt ist sowie auf der Antriebswelle (4) eine Nabe (24) form- und kraftschlüssig gelagert ist, die mindestens drei an ihrem Umfang angeordnete radia­le Stege (25) besitzt, die endseitig Zahnräder (26) drehbar gelagert aufweisen, die mit dem Zahnkranz (22) in Eingriff stehen.7. Drive unit according to claim 6,
characterized in that on the rotor (6) a ring gear (22) is fastened with internal teeth (23) and on the drive shaft (4) a hub (24) is positively and non-positively mounted, the at least three radial webs arranged on its circumference (25) which has rotatably mounted gears (26) at the end, which are in engagement with the ring gear (22). 8. Antriebseinheit nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (29) aus einem auf der Antriebswelle (4) form- und kraftschlüssig gelagerten Zahnrad (27) mit Außenverzahnung besteht sowie aus zwischen dem Zahn­kranz (22) und dem Zahnrad (27) angeordneten Zwischen­zahnrädern (28), die sowohl mit der Innenverzahnung (23) als auch mit der Außenverzahnung des Zahnrades (27) in Eingriff stehen.8. Drive unit according to claim 6,
characterized in that the gear (29) consists of a gear (27) with external toothing mounted positively and non-positively on the drive shaft (4) and intermediate gears (28) arranged between the ring gear (22) and the gear (27) are in engagement with both the internal toothing (23) and the external toothing of the gear wheel (27). 9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stator (7) und dem Lagerkreuz (16) auf der Lagerbuchse (12) eine Leiterplatte (18) für die Motor­elektronik befestigt ist.9. Drive unit according to one of claims 1 to 8,
characterized in that a printed circuit board (18) for the motor electronics is fastened between the stator (7) and the bearing cross (16) on the bearing bush (12). 10. Antriebseinheit nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leiterplatte (18) und dem Lagerkreuz (16) auf der Lagerbuchse (12) ein Isolationsteil (20) ange­ordnet ist.10. Drive unit according to claim 9,
characterized in that an insulating part (20) is arranged between the printed circuit board (18) and the bearing cross (16) on the bearing bush (12). 11. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (4) innerhalb der Lagerbuchse (12) mit Kugellagern (13) gelagert ist.11. Drive unit according to one or more of claims 1 to 10,
characterized in that the drive shaft (4) is mounted within the bearing bush (12) with ball bearings (13). 12. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem freien Ende der Antriebswelle (4) eine Mutter (15), insbesondere eine Hutmutter, aufschraubbar ist, und zwar zur Verspannung der auf der Antriebswelle (4) angeordneten Antriebsteile.12. Drive unit according to one or more of claims 1 to 11,
characterized in that a nut (15), in particular a cap nut, can be screwed onto the free end of the drive shaft (4), specifically for bracing the drive parts arranged on the drive shaft (4). 13. Antriebseinheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
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.13. Drive unit according to one or more of claims 1 to 12,
characterized in that the supply voltage of the direct current motor (30) is 300 V direct voltage and this direct voltage is obtained from an alternating voltage of 220 V with a mains frequency of 50 to 60 Hz via a bridge rectifier (31) and a smoothing capacitor (32).
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