EP2205785A1 - Waschmaschinen-direktantrieb - Google Patents

Waschmaschinen-direktantrieb

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Publication number
EP2205785A1
EP2205785A1 EP08803601A EP08803601A EP2205785A1 EP 2205785 A1 EP2205785 A1 EP 2205785A1 EP 08803601 A EP08803601 A EP 08803601A EP 08803601 A EP08803601 A EP 08803601A EP 2205785 A1 EP2205785 A1 EP 2205785A1
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EP
European Patent Office
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direct drive
washing machine
machine direct
tub
stator
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EP08803601A
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English (en)
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EP2205785B1 (de
Inventor
Jörg BAUER
Christian Nuissl
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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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 

Definitions

  • Washing machines direct drive
  • the invention relates to a washing machine direct drive according to the preamble of claim 1.
  • a washing machine direct drive is known for example from EP 1 541 738 A2.
  • the washing drum In a washing machine direct drive usually the washing drum is rotatably connected via a shaft connected to a designed as an external rotor rotor of a direct drive motor, while the stator of the motor used for direct drive of the washing drum is screwed to the tub of the washing machine.
  • the invention has for its object to provide a particularly efficient producible and mountable washing machine direct drive.
  • This object is achieved by a washing machine direct drive with the features of claim 1.
  • This washing machine Direct drive comprises a rotor, preferably equipped with permanent magnets, in particular rare earth magnets, designed as an external rotor and a stator interacting therewith.
  • the stator For attachment of the stator to a tub, the stator has a rigidly connected to a stator core attachment part, which cooperates with ribs on the tub anti-rotation structure, at least one for contact with the tub, that is, for axial support, provided stop element, and at least one latchable on the tub Includes snap connection element.
  • the snap-action connecting member in cooperation with a corresponding contour on the tub, is adapted to build up a holding force in the opposite axial direction.
  • the term "axial" refers to the axis of rotation of the washing drum and the direct drive motor
  • the Verfsichtungs Geneva preferably has no fixing effect in the axial direction. Rather, the three functions axial stop in a first direction, axial fixation in the opposite Direction and rotation preferably by three different functional structures, namely the stop element, the snap-connection element and the anti-rotation structure perceived.
  • the anti-rotation structure is preferably realized in the form of each engaging between two ribs of the tub anti-rotation segments.
  • the anti-rotation structure has the shape of a nearly closed ring, which is broken only by slots, in each of which engages a rib of the typically made of plastic tub.
  • the rib of the tub is in this case sandwiched between two webs of the anti-rotation structure, wherein each web is attributable to one of two adjacent anti-rotation segments.
  • Each anti-rotation segment comprises two webs resting against different ribs of the tub, which webs are connected to one another by a preferably multi-axially curved segment piece.
  • the entirety of the segment pieces describes an annular cavity, wel is rather broken through by the webs of the anti-rotation structure, so that individual, on the side facing away from the tub side open Ringseg- dream dreams are formed.
  • the fastening part is shaped such that it can be fastened to the tub only in a single defined angular position.
  • the tub also has a contour, which ensures that the stator can be mounted only in a certain way. This can be realized, for example, in that the angles between different adjacent ribs of the tub are unequal.
  • the anti-rotation structure is preferably formed as the stop member and the snap connection element preferably as an integral part of the fastening part of the stator.
  • stop elements for example, each formed on a segment piece investment pins are suitable.
  • the snap connection element can be realized, for example, as a ring snap connection or in the form of individual snap lugs or hooks.
  • Plastic for example polypropylene, is particularly suitable for producing the fastening part, including the three different functional structures. In particular, fiber-reinforced plastic is considered for the production of the fastening part.
  • the fastening part preferably also forms an electrical insulation of the stator.
  • the insulation in one piece, wherein the two-component injection molding method is suitable for encapsulating a stator core with insulating material.
  • the insulation may be constructed of two half-shells between which the stator core is located.
  • the fastening part is in this case an integral part of one of the half-shells.
  • FIG. 1 shows a sectional illustration of a section of a direct drive motor mounted on a tub of a washing machine
  • FIGS. 2 to 5 show, in different views, a stator component of the direct drive motor according to FIG. 1.
  • a stator 2 of a direct drive motor is visible as a component of a washing machine direct drive 1, which is attached to a tub 3 a washing machine.
  • a washing machine direct drive 1 With regard to the function of the washing machine direct drive 1, reference is made to DE patent application 10 2007 030 508.9-32.
  • An arranged in an opening 4 of the tub 3 rolling bearing 5 is used for storage of the washing drum, not shown, and also connected thereto, also not shown external rotor rotor of the washing machine direct drive 1.
  • external rotor rotor of the washing machine direct drive 1 For clarity, are the bestromba- reindeer windings of the stator 2 of the washing machine direct drive 1 not shown.
  • the axis of rotation of the washing machine direct drive 1 is denoted by R.
  • Fig. 1 two possible embodiments of the insulation 7 are visible: In the lower half of the illustration, the stator core 6 is overmolded with the insulation 7. The insulation 7 including the fastening part 8 is thus formed in one piece. This variant also corresponds to the design illustrated in FIGS. 2 to 5, FIG. 4 showing a detail Z from FIG. 3. According to an alternative, indicated in the upper half of Fig. 1 embodiment, the insulation 7 is composed of two half-shells 20, 21, wherein a parting plane is designated T. The fastening part 8 is in this case integrally connected to the half-shell 20.
  • the fastening part 8 is made of fiber-reinforced plastic, for example PP-GF 40, and forms an anti-rotation structure 10 which comprises individual anti-rotation elements 11 and slots 12 formed between them. In each slot 12 engages one of a plurality of radially arranged ribs 13 of the tub 3.
  • PP-GF 40 fiber-reinforced plastic
  • Fig. 2 is an optional feature on one of the anti-rotation segments 11 molded projection 22, generally referred to as a positioning aid, indicated by dashed lines, wherein the tub 3 has a corresponding mating contour, in which the projection 22 engages.
  • the stator 2 is thus mounted on the tub 3 only in a certain angular position. As an equivalent measure comes, for example, an uneven angular pitch between the slots 12 and the ribs 13 into consideration.
  • an abutment pin 17, also referred to as a stop element, is integrally formed on each segment piece 16. In this way, the axial positioning of the stator component 2 relative to the tub 3 is exactly fixed. sets.
  • a snap connection element 18 is formed on the fastening part 8, which cooperates with an annular latching contour 19 of the tub 3 radially surrounded by the rolling bearing 5.
  • the snap connection element 18, like the stop elements 17, has no guiding function in the circumferential direction, that is to say no anti-rotation function.
  • the torsion-sealing structure 10 has no positioning function in the axial direction.
  • the stator 2 is thus extremely simple and at the same time precise and reliable on the tub 3 fastened. Due to the complete one-piece production of the fastening part 8 made of plastic, the stator 2 is also extremely efficient to produce.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

Bezeichnung der Erfindung
Waschmaschinen-Direktantrieb
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Waschmaschinen-Direktantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Waschmaschinen-Direktantrieb ist beispielsweise aus der EP 1 541 738 A2 bekannt.
Hintergrund der Erfindung
Bei einem Waschmaschinen-Direktantrieb ist üblicherweise die Waschtrommel über eine Welle drehfest mit einem als Außenläufer ausgebildeten Rotor eines Direktantriebsmotors verbunden, während der Stator des zum Direktantrieb der Waschtrommel verwendeten Motors am Laugenbehälter der Waschmaschine angeschraubt ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders rationell herstell- und montierbaren Waschmaschinen-Direktantrieb anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Waschmaschinen- Direktantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieser Waschmaschinen- Direktantrieb umfasst einen vorzugsweise mit Permanentmagneten, insbesondere Seltenerdmagneten, bestückten, als Außenläufer ausgebildeten Rotor sowie einen mit diesem zusammenwirkenden Stator. Zur Befestigung des Stators an einem Laugenbehälter weist der Stator ein starr mit einem Statorkern verbundenes Befestigungsteil auf, welches eine mit Rippen am Laugenbehälter zusammenwirkende Verdrehsicherungsstruktur, mindestens ein zur Anlage am Laugenbehälter, das heißt zur axialen Abstützung, vorgesehenes Anschlagelement, sowie mindestens ein am Laugenbehälter einrastbares Schnappver- bindungselement umfasst. Während das Anschlagelement eine Abstützwirkung in einer bestimmten axialen Richtung hat, ist das Schnappverbindungselement in Zusammenwirkung mit einer korrespondierenden Kontur am Laugenbehälter geeignet, eine Haltekraft in der entgegengesetzten axialen Richtung aufzubauen. Der Begriff „axial" bezieht sich auf die Rotationsachse der Waschtrommel sowie des Direktantriebsmotors. Im Gegensatz zum Anschlagelement sowie zum Schnappverbindungselement hat die Verdrehsichtungsstruktur vorzugsweise keine Fixierungswirkung in axialer Richtung. Vielmehr werden die drei Funktionen axialer Anschlag in einer ersten Richtung, axiale Fixierung in der entgegengesetzten Richtung und Verdrehsicherung bevorzugt durch drei verschiedene Funktionsstrukturen, nämlich das Anschlagelement, das Schnapp- Verbindungselement und die Verdrehsicherungsstruktur wahrgenommen.
Die Verdrehsicherungsstruktur ist vorzugsweise in Form jeweils zwischen zwei Rippen des Laugenbehälters eingreifender Verdrehsicherungssegmente realisiert. Mit anderen Worten: Die Verdrehsicherungsstruktur hat die Gestalt eines nahezu geschlossenen Rings, welcher lediglich durch Schlitze durchbrochen ist, in die jeweils eine Rippe des typischerweise aus Kunststoff gefertigten Laugenbehälters eingreift. Die Rippe des Laugenbehälters ist hierbei sandwichartig zwischen zwei Stegen der Verdrehsicherungsstruktur angeordnet, wobei jeder Steg einem von zwei benachbarten Verdrehsicherungssegmenten zuzu- rechnen ist. Jedes Verdrehsicherungssegment umfasst zwei an verschiedenen Rippen des Laugenbehälters anliegende Stege, welche durch ein vorzugsweise mehrachsig gekrümmtes Segmentstück miteinander verbunden sind. Die Gesamtheit der Segmentstücke beschreibt einen ringförmigen Hohlraum, wel- eher durch die Stege der Verdrehsicherungsstruktur durchbrochen ist, so dass einzelne, auf der dem Laugenbehälter abgewandten Seite offene Ringseg- menträume gebildet sind.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Befestigungsteil derart geformt, dass es nur in einer einzigen definierten Winkelstellung am Laugenbehälter befestigbar ist. In diesem Fall weist auch der Laugenbehälter eine Kontur auf, die sicherstellt, dass der Stator nur auf eine bestimmte Weise montierbar ist. Dies ist beispielsweise dadurch realisierbar, dass die Winkel zwischen ver- schiedenen benachbarten Rippen des Laugenbehälters ungleich sind.
Die Verdrehsicherungsstruktur ist ebenso wie das Anschlagelement und das Schnappverbindungselement vorzugsweise als integraler Bestandteil des Befestigungsteils des Stators ausgebildet. Als Anschlagelemente sind beispiels- weise jeweils an ein Segmentstück angeformte Anlagepins geeignet. Das Schnappverbindungselement kann zum Beispiel als Ringschnappverbindung oder in Form einzelner Schnappnasen oder -haken realisiert sein. Zur Herstellung des Befestigungsteils einschließlich der drei verschiedenen Funktionsstrukturen eignet sich besonders Kunststoff, beispielsweise Polypropylen. Ins- besondere kommt für die Fertigung des Befestigungsteils faserverstärkter Kunststoff in Betracht.
Das Befestigungsteil bildet vorzugsweise zugleich eine elektrische Isolierung des Stators. Hierbei ist es möglich, die Isolierung einstückig auszubilden, wo- bei sich das Zweikomponentenspritzgussverfahren zum Umspritzen eines Statorkerns mit Isoliermaterial eignet. Alternativ kann die Isolierung aus zwei Halbschalen aufgebaut sein, zwischen welchen sich der Statorkern befindet. Das Befestigungsteil ist in diesem Fall ein integraler Bestandteil einer der Halbschalen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: Kurze Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise einen an einem Laugenbehälter einer Waschmaschine be- festigten Direktantriebsmotor,
Figur 2 - 5 in verschiedenen Ansichten ein Statorbauteil des Direktantriebsmotors nach Figur 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In Figur 1 ist als Komponente eines Waschmaschinen-Direktantriebs 1 ein Stator 2 eines nicht weiter dargestellten Direktantriebsmotors sichtbar, welches an einem Laugenbehälter 3 einer Waschmaschine befestigt ist. Hinsichtlich der Funktion des Waschmaschinen-Direktantriebs 1 wird auf die DE- Patentanmeldung 10 2007 030 508.9-32 verwiesen.
Ein in einer Öffnung 4 des Laugenbehälters 3 angeordnetes Wälzlager 5 dient der Lagerung der nicht dargestellten Waschtrommel sowie des mit dieser ver- bundenen, ebenfalls nicht dargestellten Außenläufer-Rotors des Waschmaschinen-Direktantriebs 1. Der Übersichtlichkeit halber sind auch die bestromba- ren Wicklungen des Stators 2 des Waschmaschinen-Direktantriebs 1 nicht dargestellt. Erkennbar ist dagegen ein aus Blech gefertigter Statorkern 6 sowie eine an diesen angespritzte Isolierung 7 aus Kunststoff. Die Isolierung 7 bildet zugleich ein Befestigungsteil 8, mit welchem der Stator 2 am Laugenbehälter 3 befestigbar ist. Die Rotationsachse des Waschmaschinen-Direktantriebs 1 ist mit R bezeichnet.
In Fig. 1 sind zwei mögliche Ausgestaltungen der Isolierung 7 sichtbar: In der unteren Hälfte der Darstellung ist der Statorkern 6 mit der Isolierung 7 umspritzt. Die Isolierung 7 einschließlich des Befestigungsteils 8 ist somit einstückig ausgebildet. Diese Variante entspricht auch der in den Figuren 2 bis 5 dargestellten Bauform, wobei in Fig. 4 ein Detail Z aus Fig. 3 dargestellt ist. Nach einer alternativen, in der oberen Hälfte von Fig. 1 angedeuteten Ausgestaltung ist die Isolierung 7 aus zwei Halbschalen 20, 21 zusammengesetzt, wobei eine Trennebene mit T bezeichnet ist. Das Befestigungsteil 8 ist in diesem Fall einstückig mit der Halbschale 20 verbunden.
Hinsichtlich Einzelheiten des im Wesentlichen scheibenförmigen, eine zentrale Öffnung 9 aufweisenden Befestigungsteils 8 wird im Folgenden auch auf die Figuren 2 bis 5 verwiesen. In Figur 2 ist diejenige Seite des Befestigungsteils 8 sichtbar, die zur Anlage am Laugenbehälter 3 kommt, während in den Figuren 3 bis 5 die äußere Seite des Befestigungsteils 8 sichtbar ist. Das Befestigungsteil 8 ist aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise PP-GF 40, gefertigt und bildet eine Verdrehsicherungsstruktur 10, welche einzelne Verdrehsiche- rungselemente 11 und zwischen diesen gebildete Schlitze 12 umfasst. In jeden Schlitz 12 greift eine von mehreren sternförmig angeordneten Rippen 13 des Laugenbehälters 3 ein. Hierbei liegen zwei unterschiedlichen Verdrehsiche- rungssegmenten 11 zuzurechnende Stege 14 an jeweils einer Rippe 13 an. Die zwei Stege 14 eines Verdrehsicherungssegments 11 sind unter Bildung eines Ringsegmentraums 15 durch ein mehrachsig gekrümmtes Segmentstück 16 verbunden. Durch die symmetrische Gestaltung der im Ausführungsbeispiel sechs Verdrehsicherungssegmente 11 ist die Verdrehsicherung in beiden Drehrichtungen in gleichem Maße wirksam. In Fig. 2 ist als optionales Merkmal ein an eines der Verdrehsicherungssegmente 11 angeformeter Vorsprung 22, allgemein als Positionierungshilfe bezeichnet, gestrichelt angedeutet, wobei der Laugenbehälter 3 eine korrespondierende Gegenkontur aufweist, in die der Vorsprung 22 eingreift. Der Stator 2 ist somit nur in einer bestimmten Winkelposition am Laugenbehälter 3 montierbar. Als gleichwertige Maßnahme kommt beispielsweise eine ungleiche Winkelteilung zwischen den Schlitzen 12 sowie den Rippen 13 in Betracht.
Auf der Innenseite, das heißt der dem Laugenbehälter 3 zugewandten Seite des Befestigungsteils 8, ist an jedes Segmentstück 16 ein Anlagepin 17, allgemein auch als Anschlagelement bezeichnet, angeformt. Damit ist die axiale Positionierung des Statorbauteils 2 relativ zum Laugenbehälter 3 exakt festge- legt. Um ein Abheben des Statorbauteils 2 in der entgegengesetzten Richtung, das heißt vom Laugenbehälter 3 weg, zu verhindern, ist an das Befestigungsteil 8 ein Schnappverbindungselement 18 angeformt, welches mit einer ringförmigen, das Wälzlager 5 radial umgebenen Rastkontur 19 des Laugenbehäl- ters 3 zusammenwirkt. Das Schnappverbindungselement 18 weist ebenso wie die Anschlagelemente 17 keine Führungsfunktion in Umfangsrichtung, das heißt keine Verdrehsicherungsfunktion, auf. Umgekehrt hat die Verdrehsich- tungsstruktur 10 keine Positionierungsfunktion in axialer Richtung. Zusätzlich zur Verdrehsicherungsstruktur 10, zu den Anschlagelementen 17, sowie zum Schnappverbindungselement 18 sind keine weiteren Elemente vorgesehen, die der Fixierung des Befestigungsteils 8 am Laugenbehälter 3 dienen. Insbesondere ist keine Schraubverbindung zwischen dem Stator 2 und dem Laugenbehälter 3 vorhanden. Der Stator 2 ist damit extrem einfach und zugleich präzise sowie prozesssicher am Laugenbehälter 3 befestigbar. Durch die komplette einstückige Herstellung des Befestigungsteils 8 aus Kunststoff ist der Stator 2 zudem äußerst rationell herstellbar.
Bezugszeichen
1 Waschmaschinen-Direktantrieb
2 Stator
3 Laugenbehälter
4 Öffnung
5 Wälzlager
6 Statorkern
7 Isolierung
8 Befestigungsteil
9 Öffnung
10 Verdrehsicherungsstruktur
11 Verdrehsicherungssegment
12 Schlitz
13 Rippe
14 Steg
15 Ringsegmentraum
16 Segmentstück
17 Anschlagelement, Anlagepin
18 Schnappverbindungselement
19 Rastkontur
20 Halbschale
21 Halbschale
22 Vorsprung
R Rotationsachse
T Trennebene

Claims

Patentansprüche
1. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) in Außenläufer-Bauweise, mit einem zur Befestigung an einem Laugenbehälter (3) vorgesehenen Stator (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) ein am Laugenbehälter (3) fixierbares Befestigungsteil (8) aufweist, welches eine mit Rippen (13) am Laugenbehälter (3) zusammenwirkende Verdrehsiche- rungsstruktur (10), eine Anzahl zur Anlage am Laugenbehälter (3) vorge- sehene Anschlagelemente (17) sowie ein am Laugenbehälter (3) einrastbares Schnappverbindungselement (18) aufweist.
2. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (8) aus Kunststoff gefertigt ist.
3. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsteil (8) Polypropylen umfasst.
4. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (8) faserverstärkt ist.
5. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsstruktur (10) in Form jeweils zwischen zwei Rippen (13) des Laugenbehälters (3) ein- greifender Verdrehsicherungssegmente (11 ) aufgebaut ist.
6. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verdrehsicherungssegment (11 ) zwei jeweils an einer Rippe (13) des Laugenbehälters (3) anliegende Stege (14) sowie ein die Stege (14) unter Bildung eines Ringsegmentraumes (15) verbindendes, mehrachsig gekrümmtes Segmentstück (16) umfasst.
7. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Anschlagelemente (17) mehrere an die Segmentstü- cke (16) angeformte Anlagepins vorgesehen sind.
8. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsstruktur (10) derart ausgebildet ist, dass sie nicht zur Aufnahme von Axialkräften geeignet ist.
9. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Verdrehsicherungsstruktur (10) in beiden Drehrichtungen gleichermaßen wirksam ist.
10.Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Anschlagelement (17) sowie das Schnappverbindungselement (18) keine Verdrehsiche- rungsfunktion aufweisen.
11. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (8) zugleich eine Isolierung (7) des Stators (2) bildet.
^.Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch ge- kennzeichnet, dass die Isolierung (7) einstückig ausgebildet ist.
13. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (7) aus zwei Halbschalen (20, 21 ) aufgebaut ist.
14. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherungsstruktur (10) derart gestaltet ist, dass der Stator (2) nur in einer bestimmten Winkelposition am Laugenbehälter (3) befestigbar ist.
15. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) ohne Schraubverbindung am Laugenbehälter (3) befestigt ist.
6. Waschmaschinen-Direktantrieb (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schnappverbindungselement (18) als Ringschnappverbindungselement ausgebildet ist.
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