WO2021121997A1 - Pumpe für ein wasserführendes haushaltsgerät - Google Patents

Pumpe für ein wasserführendes haushaltsgerät Download PDF

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WO2021121997A1
WO2021121997A1 PCT/EP2020/084253 EP2020084253W WO2021121997A1 WO 2021121997 A1 WO2021121997 A1 WO 2021121997A1 EP 2020084253 W EP2020084253 W EP 2020084253W WO 2021121997 A1 WO2021121997 A1 WO 2021121997A1
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WO
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pump
rotor
poles
stator
teeth
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PCT/EP2020/084253
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French (fr)
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Stephan Lutz
Hans-Holger Pertermann
Thomas BURGGRAF
Carina Steichele
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BSH Hausgeräte GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0673—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the motor being of the inside-out type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786—Outer rotors
    • H02K1/2787—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791—Surface mounted magnets; Inset magnets
    • H02K1/2792—Surface mounted magnets; Inset magnets with magnets arranged in Halbach arrays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps
    • F04D13/064—Details of the magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/22—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating around the armatures, e.g. flywheel magnetos

Definitions

  • the present invention relates to a pump for a water-bearing household appliance, the pump comprising a pump motor with a rotor running in a liquid medium to be conveyed, according to the preamble of claim 1 and a dishwasher with at least one such pump.
  • Such an external rotor is known from DE 66000235 U, for example.
  • the invention is based on the problem of improving the efficiency of such pumps with a small space requirement for them.
  • the invention solves the problem by a pump with the features of claim 1 and by a pump with the features of claim 9 and by a dishwasher with the features of claim 14.
  • a pump with the features of claim 1 and by a pump with the features of claim 9 and by a dishwasher with the features of claim 14.
  • the rotor of the pump motor comprises an arrangement of at least six magnetic poles which have a Halbach magnetization over its course means that a high number of poles is achieved, so that a high speed that is favorable for good efficiency can easily be achieved. Because the rotor is free of a separate body for a magnetic yoke, the rotor can require a small amount of material and, moreover, only a very small moment of inertia exhibit. By dispensing with an outer ring or a similar structural unit for the magnetic yoke, the diameter of such a pump can also be kept very small, which reduces the space requirement.
  • the efficiency can be particularly high. Ten, twelve or even more poles are also possible on the rotor.
  • the pump can advantageously be a drain pump and still have a very small outer diameter of less than 45 millimeters.
  • a pump according to the invention can advantageously also be a circulating pump for water, which is optionally mixed with detergent or rinse aid and / or drying agent, and yet have a very small outer diameter of less than 55 millimeters.
  • the rotor can be completely free of an outer covering that stabilizes and / or protects it.
  • the rotor can form an integrally one-piece body which, for example, forms an easy-to-manufacture and lightweight plastic body with embedded metal particles.
  • the pump can also be a heating pump which, in addition to conveying liquid, can also heat it, so that a dual function is achieved integrally and without requiring additional installation space.
  • the rotor of the pump motor has an arrangement of magnetic poles over its course, the number of which is greater than the number of wound teeth of a stator located radially further inward.
  • the rotor is designed as a so-called external rotor which, when the pump motor is in operation, rotates the inner, preferably stationary, stator radially further outward.
  • a very high degree of efficiency of the pump can thus be achieved with a minimized outer diameter at the same time. Because the friction of the pump is proportional to the fourth Power of the radius for an increase in efficiency and a reduction of friction "is a reduction of the radius is' particularly significant.
  • the stator has four teeth and the rotor has six or eight poles.
  • the stator can have six teeth and the rotor eight poles or, for example, the stator can have nine teeth and the rotor ten poles. It is also possible for the stator to have ten teeth and the rotor to have twelve poles.
  • a household appliance that is equipped with one or more pumps of the type mentioned can be a dishwasher.
  • Pump outputs of 70 to 100 watts are typical if the at least one pump is used to circulate and / or pump out water that may have been mixed with cleaning, rinsing and / or drying agents, with the rotor of the at least one pump itself in this Liquid is running.
  • a circulating pump for circulation and a separate drain pump for pumping out liquid are often provided in such a household appliance.
  • the invention can increase efficiency, for example, from 4300 revolutions per minute to about 5000 revolutions per minute - while at the same time reducing the outer diameter of the respective pump.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view obliquely from the front of an embodiment of a water-bearing household appliance, here by way of example a dishwasher, with a door on the front here,
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an exemplary pump
  • FIG. 3 shows a view in the axial direction of a stator with six teeth, which is surrounded by a rotor with eight poles,
  • FIG. 4 shows a view in the axial direction of a stator with nine teeth, which is surrounded by a rotor with ten poles
  • FIG. 5 shows a view in the axial direction of a stator again with nine teeth, but which here is surrounded by a rotor with twelve poles
  • the dishwasher shown schematically in Figure 1 is a household dishwashing machine and shows an exemplary water-carrying household appliance 1.
  • a washing container 2 for receiving items to be processed such as dishes, pots, cutlery, glasses, Cooking utensils etc.
  • the items to be washed can be held, for example, in crockery baskets 11 and / or a cutlery drawer 10 and can be acted upon by so-called washing liquor.
  • the rinsing liquor is understood to mean fresh water or, in particular, water circulating during operation with or without cleaning agent and / or rinse aid and / or drying agent.
  • the washing compartment 2 can have an at least substantially rectangular plan with a front side V facing a user in the operating position.
  • This front V can form a part of a kitchen front from kitchen furniture standing next to one another or, in the case of a stand-alone device, it can also be without reference to other furniture.
  • the dishwasher From the front side V, the dishwasher extends in the transverse direction Q to the left and right. In the transverse direction Q, the dishwasher 1 often has an extension of 45, 50 or 60 centimeters. In the depth direction from the front V to the rear, the extension is often also about 60 centimeters. The values are not mandatory.
  • the washing compartment 2 can be closed by a door 3 in particular on this front side V.
  • This door 3 is shown in Figure 1 in a partially open and then inclined to the vertical position. In its closed position, however, it stands upright and can be pivoted forward and downward in the direction of arrow 4 according to the drawing to its opening about a lower horizontal axis, so that it is at least almost horizontal in the fully open position.
  • the door 3 can be provided with a decorative plate 6 in order to experience a visual and / or haptic upgrade and / or an adaptation to surrounding kitchen furniture.
  • the household appliance here the dishwasher 1
  • the dishwasher 1 is designed as a stand-alone appliance or as a so-called partially integrated appliance or as a fully integrated appliance.
  • the device body 5 can also essentially terminate with the outer walls of the washing compartment 2. A housing surrounding this outside can then be dispensed with.
  • the movable door 3 is assigned in its upper region a control panel 8 extending in the transverse direction Q of the dishwasher, which can include an engagement opening 7 accessible from the front V for manual opening and / or closing of the door 3.
  • a base 12 for receiving, in particular, functional elements such as a circulating or dissipating pump 13, which at the same time can, but does not have to, also form a heating pump.
  • Other water-bearing household appliances 1 such as washing machines or tumble dryers can also be equipped with one or more pumps 13 of this type.
  • the pump 13 comprises a pump with a pump motor 14
  • the rotor 15 is running in a liquid medium to be conveyed, which can be formed by water mixed with cleaning, rinsing and / or drying agents, if necessary.
  • the drawn rotor 15 of the pump motor 14 includes, over its annular course, an arrangement of at least six magnetic poles 16, 17 which have a Halbach magnetization.
  • the magnetic flux can thus run in a closed manner without a separate body for a magnetic return path being required.
  • An outer ring or similar iron or steel body can therefore be dispensed with.
  • the rotor 15 is free of a separate body for a magnetic return path.
  • the rotor 15 is also free of any other outer covering that stabilizes and / or protects it.
  • the rotor 15 can be rotated by means of a shaft 18 about a stator 19 located radially further inward and thus forms an external rotor.
  • the rotor 15 can also have more poles 16, 17, at least eight, ten or twelve magnetic poles 16, 17 for a high speed and increase in efficiency.
  • the poles 16 are here magnetic north poles, the poles 17 magnetic south poles.
  • a magnetic north pole 16 and a magnetic south pole 17 together each form a pole pair.
  • the pump 13 Since the total diameter of the pump 13 can be kept particularly small by dispensing with a separate outer ring on the rotor 15 for the magnetic yoke, it is possible for the pump 13 to be a drain pump for pumping away contaminated liquid from the household appliance 1 and thereby a Has an outside diameter of less than 45 millimeters. It is also possible that the pump 13 is a circulating pump for circulating washing liquor, that is to say water mixed with cleaning agent, rinse aid and / or drying agent, and nevertheless has an outer diameter of less than 55 millimeters.
  • the rotor 15 can form an integrally unitary body and can be, for example, a plastic body produced by injection molding with embedded metal particles. A slice-by-slice structure is not required. Due to the Haibach magnetization in the manufacturing process, the magnetic field lines in the rotor 15 are closed even without a separate return path body. With the one-piece construction, a very cost-effective solution is also achieved. Outside machining is also in contrast to composite rotors dispensable. Monolithic magnetic rings with arcuate magnetization can be used directly in the liquid medium, since - as stated - they are corrosion-resistant. Since no body is required for a magnetic return path, it does not have to be protected from the potentially abrasive conveying medium.
  • a ferrite ring can be formed to form the rotor, which is mounted in Halbach pre-orientation without magnetic return or overmolded with plastic; plastic-bonded neodymium can be injected into an external rotor ring with Haibach orientation; Plastic-bonded ferrite material can be injected into an external rotor ring, with either only the ring being formed from material containing magnets and then overmoulded or assembled with an inexpensive material for connection to the shaft 18, or the complete rotor 15 including its connection to the shaft 18 be formed from magnet-containing material.
  • the formed ring body can thereby be fixed concentrically on the shaft 18 in a torque-proof manner in the installed position or it can be sprayed on with plastic. To make this possible, the ring body is ideally cut out in the center and can thus be pushed onto the shaft 18.
  • the variant with plastic-bonded ferrite material, injected into an external rotor ring with Haibach magnetization is a very cost-effective solution that is also very good in terms of vibration excitation (low imbalances, low asymmetries). It also performs very well when calculating the active mass.
  • the number of poles 16, 17 of the rotor 15 is greater than the number of wound teeth 20 of the stator 19
  • the rotor (15) of the pump motor (14) comprises an arrangement of magnetic poles over its course, the number of which is greater than the number of wound teeth of a stator located radially further inward.
  • stator 19 can have four teeth 20 and the rotor 15 six or eight eight poles 16, 17.
  • stator 19 can have six teeth 20 and the rotor 15 can have eight poles 16, 17.
  • the stator 19 can have nine teeth 20 and the rotor 15 can have ten poles.
  • stator 19 as in FIG. 5, has ten teeth 20 and the rotor 15 has twelve poles. Other possibilities are also conceivable.
  • a water-carrying household appliance 1 as a dishwasher with at least one such pump 13 is claimed separately.
  • this is a household dishwasher, the at least one pump 13 for circulating (circulating pump) and / or pumping (drain pump) of water possibly mixed with cleaning, rinsing and / or drying agents and the rotor 15 of the at least one pump 13 itself runs in this liquid, which has a small diameter and a very high effectiveness.

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Abstract

Eine Pumpe (13) für ein wasserführendes Haushaltsgerät (1), wobei die Pumpe (13) einen Pumpenmotor (14) mit einem in einem zu fördernden flüssigen Medium laufenden Rotor (15) umfaßt, wird so ausgebildet, dass der Rotor (15) des Pumpenmotors (14) über seinen Verlauf eine Anordnung von mindestens sechs magnetischen Polen (16; 17) umfasst, die eine Halbach-Magnetisierung aufweisen, und dass der Rotor (15) frei von einem gesonderten Körper für einen magnetischen Rückschluss ist.

Description

Pumpe für ein wasserführendes Haushaltsgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe für ein wasserführendes Haushaltsgerät, wobei die Pumpe einen Pumpenmotor mit einem in einem zu fördernden flüssigen Medium laufenden Rotor umfaßt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Geschirrspülmaschine mit zumindest einer derartigen Pumpe.
Bei wasserführenden elektrischen Haushaltsgeräten, wie etwa Geschirrspülmaschinen, Waschmaschinen oder Trocknern, ist es bekannt, zum Abpumpen und/oder Umwälzen von Flüssigkeiten elektrisch angetriebene Pumpen einzusetzen. Insbesondere werden dabei wegen der hohen Zuverlässigkeit sogenannte Spaltrohrpumpen eingesetzt, bei denen sich der rotierende Teil des Pumpenmotors, der Rotor, im zu fördernden flüssigen Medium befindet. Es ist weiter bekannt, dass der drehende Rotor dabei einen sog. Außenläufer ausbildet, also - von einer zentralen Motorwelle aus gesehen - radial weiter außen liegt als der fest stehende Stator.
Ein solche Außenläufer ist zum Beispiel aus der DE 66000235 U bekannt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Effizienz derartiger Pumpen bei kleinem Raumbedarf für diese zu verbessern.
Die Erfindung löst das Problem durch eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und durch eine Geschirrspülmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung wird auf die Ansprüche 2 bis 8 und 10 bis 13 und 15 verwiesen.
Dadurch, dass der Rotor des Pumpenmotors über seinen Verlauf eine Anordnung von mindestens sechs magnetischen Polen umfasst, die eine Halbach-Magnetisierung aufweisen, ist eine hohe Polzahl erreicht, so dass sich leicht eine für einen guten Wirkungsgrad günstige hohe Drehzahl erreichen lässt. Dadurch, dass der Rotor frei von einem gesonderten Körper für einen magnetischen Rückschluss ist, kann der Rotor einen geringen Materialeinsatz erfordern und zudem ein nur sehr kleines Trägheitsmoment aufweisen. Durch einen Verzicht auf einen äußeren Ring oder eine ähnliche Baueinheit für den magnetischen Rückschluss kann zudem der Durchmesser einer solchen Pumpe sehr klein gehalten werden, was den Raumbedarf verringert.
Wenn der Rotor zumindest acht magnetische Pole umfasst, kann der Wirkungsgrad besonders hoch sein. Auch zehn, zwölf oder noch mehr Pole sind am Rotor möglich.
Günstig kann die Pumpe eine Laugenpumpe sein und dennoch einen sehr kleinen Außendurchmesser von weniger als 45 Millimetern aufweisen.
Vorteilhaft kann eine erfindungsgemäße Pumpe auch eine Umwälzpumpe für Wasser, das ggf. mit Spül- oder Klarspül- und/oder Trocknungsmittel versetzt ist, sein und dennoch einen sehr kleinen Außendurchmesser von weniger als 55 Millimetern aufweisen.
Für ein minimiertes Trägheitsmoment und gleichzeitig einen optimierten Materialeinsatz sowie einen geringen Durchmesser kann der Rotor gänzlich frei von einer äußeren, ihn stabilisierenden und/oder schützenden Umhüllung sein.
Der Rotor kann einen integral einstückigen Körper ausbilden, der zum Beispiel einen einfach zu fertigenden und leichten Kunststoffkörper mit eingelagerten Metallteilchen ausbildet.
Insbesondere kann die Pumpe auch eine Heizpumpe sein, die gleichzeitig neben der Förderung von Flüssigkeit diese auch erwärmen kann, so dass integral und ohne zusätzlichen Bauraumbedarf eine Doppelfunktion erreicht ist.
In der Ausbildung nach Anspruch 9 weist der Rotor des Pumpenmotors über seinen Verlauf eine Anordnung magnetischer Pole auf, deren Anzahl größer ist als die Anzahl von bewickelten Zähnen eines radial weiter innen liegenden Stators. Hier ist der Rotor also als sogenannter Außenläufer ausgebildet, der im Betrieb des Pumpenmotors den innen liegenden, vorzugsweise feststehenden, Stator radial weiter außen umläuft. Damit kann ein sehr hoher Wirkungsgrad der Pumpe bei gleichzeitig minimiertem Außendurchmesser erreicht werden. Da die Reibung der Pumpe proportional zur vierten Potenz des Radius' ist, ist eine Verkleinerung des Radius' für eine Steigerung der Effizienz und eine Verringerung der Reibung besonders bedeutsam.
Beispielsweise ist es möglich, daß der Stator vier Zähne und der Rotor sechs oder acht Pole aufweist. Alternativ kann der Stator sechs Zähne und der Rotor acht Pole aufweisen oder beispielsweise der Stator neun Zähne und der Rotor zehn Pole. Auch ist es möglich, dass der Stator zehn Zähne und der Rotor zwölf Pole aufweist.
Je höher die Anzahl der Pole des als Außenläufer ausgebildeten Rotors gewählt ist, desto geringer kann in vorteilhafter Weise die radiale Dicke seiner Magnete bzw. seines magnetischen Materials gemacht werden. Damit einhergehend kann der Durchmesser des Rotors und damit des Pumpenmotors verkleinert werden, was Bauraum für die Pumpe im wasserführenden Haushaltsgerät einspart. Je geringer die radiale Dicke des jeweiligen Magneten bzw. des magnetischen Materials des äußeren, rotierbaren Rotors gewählt ist, desto geringer wird in vorteilhafter Weise die Masse dieses äußeren Rotors. Dies sorgt für eine verringerte Schwingungsanregung des Rotors im Rotationsbetrieb, was den Pumpenmotor im Betrieb leiser macht, d.h. sein Betriebsgeräusch reduziert. Ferner wird die Belastung dessen Lager, insbesondere der Drehlager seines Rotors und der an diesem angebrachten Antriebswelle verringert.
Insbesondere kann ein Haushaltsgerät, das mit einer oder mehreren Pumpen der genannten Art ausgestattet ist, eine Geschirrspülmaschine sein. Dabei sind Leistungen der Pumpe von 70 bis 100 Watt typisch, wenn die zumindest eine Pumpe zum Umwälzen und/oder Abpumpen von ggf. mit Reinigungs-, Klarspül- und/oder Trocknungsmittel versetztem Wasser dient, wobei der Rotor der zumindest einen Pumpe selbst in dieser Flüssigkeit läuft. Häufig sind in einem solchen Haushaltsgerät eine Umwälzpumpe für den Umlauf und eine separate Laugenpumpe zum Abpumpen von Flüssigkeit vorgesehen.
Bei einem solchen Gerät kann durch die Erfindung zur Effizienzverbesserung beispielsweise die Drehzahl von 4300 auf etwa 5000 Umdrehungen pro Minute gesteigert werden - bei gleichzeitig verringertem Außendurchmesser der jeweiligen Pumpe.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht von schräg vorne einer Ausführungsform eines wasserführenden Haushaltsgeräts, hier beispielhaft einer Geschirrspülmaschine, mit einer hier vorderseitigen Tür,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer beispielhaften Pumpe,
Fig. 3 eine Ansicht in axialer Richtung auf einen Stator mit sechs Zähnen, der von einem Rotor mit acht Polen umgeben ist,
Fig. 4 eine Ansicht in axialer Richtung auf einen Stator mit neun Zähnen, der von einem Rotor mit zehn Polen umgeben ist,
Fig. 5 eine Ansicht in axialer Richtung auf einen Stator mit wiederum neun Zähnen, der hier jedoch von einem Rotor mit zwölf Polen umgeben ist,
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Geschirrspülmaschine ist eine Haushaltsgeschirr spülmaschine und zeigt ein beispielhaftes wasserführendes Haushaltsgerät 1. Sie weist als Bestandteil eines teilweise nach außen offenen oder geschlossenen Gerätekörpers 5 einen Spülbehälter 2 zur Aufnahme von zu bearbeitendem Spülgut wie Geschirr, Töpfen, Bestecken, Gläsern, Kochutensilien u. ä. auf. Das Spülgut kann dabei zum Beispiel in Geschirrkörben 11 und/oder einer Besteckschublade 10 halterbar und dabei von sog. Spülflotte beaufschlagbar sein. Als Spülflotte wird dabei frisches oder insbesondere im Betrieb umlaufendes Wasser mit oder ohne Reinigungsmittel und/oder Klarspülmittel und/oder Trocknungsmittel verstanden. Der Spülbehälter 2 kann einen zumindest im wesentlichen rechteckigen Grundriss mit einer in Betriebsstellung einem Benutzer zugewandten Vorderseite V aufweisen. Diese Vorderseite V kann dabei einen Teil einer Küchenfront aus nebeneinander stehenden Küchenmöbeln bilden oder bei einem allein stehenden Gerät auch ohne Bezug zu weiteren Möbeln sein. Von der Vorderseite V aus erstreckt sich die Geschirrspülmaschine in Querrichtung Q nach links und rechts. In Querrichtung Q hat die Geschirrspülmaschine 1 häufig eine Erstreckung von 45, 50 oder 60 Zentimetern. In Tiefenrichtung von der Vorderseite V nach hinten liegt die Erstreckung häufig ebenfalls bei etwa 60 Zentimetern. Die Werte sind nicht zwingend.
Der Spülbehälter 2 ist insbesondere an dieser Vorderseite V von einer Tür 3 verschließ bar. Diese Tür 3 ist in Figur 1 in teilweise geöffneter und dann schräg zur Vertikalen stehenden Stellung gezeigt. In ihrer Schließstellung steht sie hingegen aufrecht und ist gemäß der Zeichnung zu ihrer Öffnung um eine untere Horizontalachse nach vorne und unten in Richtung des Pfeils 4 aufschwenkbar, so daß sie in vollständig geöffneter Stel lung zumindest nahezu horizontal liegt.
An ihrer in Schließstellung vertikalen, dem Benutzer zugewandten Außen- und Vorder seite V kann die Tür 3 mit einer Dekorplatte 6 versehen sein, um damit eine optische und/oder haptische Aufwertung und/oder eine Anpassung an umliegende Küchenmöbel zu erfahren.
Das Haushaltsgerät, hier die Geschirrspülmaschine 1, ist als allein stehendes oder als sog. teilintegriertes oder auch als voll integriertes Gerät ausgebildet. Im letztgenannten Fall kann der Gerätekörper 5 auch im wesentlichen mit den Außenwandungen des Spülbehälters 2 abschließen. Ein diesen außen umgebendes Gehäuse kann dann entbehrlich sein.
Der beweglichen Tür 3 ist im Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung in ihrem oberen Bereich eine in Querrichtung Q der Geschirrspülmaschine erstreckte Bedienblende 8 zugeordnet, die eine von der Vorderseite V zugängliche Eingriffsöffnung 7 zum manuellen Öffnen und/oder Schließen der Tür 3 umfassen kann.
Im unteren Bereich der Geschirrspülmaschine kann sich ein Sockel 12 zur Aufnahme von insbesondere Funktionselementen wie etwa einer umwälzenden oder ableitenden Pumpe 13 befinden, die gleichzeitig auch eine Heizpumpe ausbilden kann, jedoch nicht muss.
Auch andere wasserführende Haushaltsgeräte 1 wie etwa Waschmaschinen oder Wäschetrockner können mit einer oder mehreren derartigen Pumpen 13 ausgestattet sein. In jedem Fall umfasst die Pumpe 13 einen Pumpe einen Pumpenmotor 14 mit einem in einem zu fördernden flüssigen Medium, das durch ggf. mit Reinigungs-, Klarspül- und/oder Trocknungsmittel versetztes Wasser gebildet sein kann, laufenden Rotor 15.
Der gezeichnete Rotor 15 des Pumpenmotors 14 umfasst über seinen ringförmigen Verlauf eine Anordnung von mindestens sechs magnetischen Polen 16, 17, die eine Halbach-Magnetisierung aufweisen. Damit kann der magnetische Fluss geschlossen laufen, ohne dass ein gesonderter Körper für einen magnetischen Rückschluss erforderlich wäre. Auf einen äußeren Ring oder ähnlichen Eisen- oder Stahlkörper kann daher verzichtet werden. Der Rotor 15 ist frei von einem gesonderten Körper für einen magnetischen Rückschluss. Insbesondere ist der Rotor 15 auch frei von einer sonstigen äußeren, ihn stabilisierenden und/oder schützenden Umhüllung. Der Rotor 15 ist mittels einer Welle 18 um einen radial weiter innen liegenden Stator 19 drehbar und bildet somit einen Außenläufer.
Der Rotor 15 kann für eine hohe Drehzahl und Effizienzsteigerung auch mehr Pole 16, 17 umfassen, zumindest acht, zehn oder zwölf magnetische Pole 16, 17. Die Pole 16 sind hier magnetische Nordpole, die Pole 17 magnetische Südpole. Ein magnetischer Nordpol 16 und ein magnetischer Südpol 17 bilden jeweils zusammen ein Polpaar.
Da durch den Verzicht auf einen gesonderten äußeren Ring am Rotor 15 für den magnetischen Rückschluss der Gesamtdurchmesser der Pumpe 13 besonders klein gehalten werden kann, ist es möglich, dass die Pumpe 13 eine Laugenpumpe ist zum Abfördern von verschmutzter Flüssigkeit aus dem Haushaltsgerät 1 und dabei einen Außendurchmesser von weniger als 45 Millimetern aufweist. Auch ist es möglich, dass die Pumpe 13 eine Umwälzpumpe für umlaufende Spülflotte, also mit Reinigungsmittel, Klarspülmittel und/oder Trocknungsmittel versetztes Wasser, ist und einen Außen durchmesser von dennoch weniger als 55 Millimetern aufweist.
Der Rotor 15 kann einen integral einheitlichen Körper ausbilden und etwa ein im Spritzgussverfahren hergestellter Kunststoffkörper mit eingelagerten Metallteilchen sein. Ein scheibenweiser Aufbau ist nicht erforderlich. Durch die Haibachmagnetisierung im Fertigungsprozess sind die magnetischen Feldlinien im Rotor 15 auch ohne gesonderten Rückschlusskörper geschlossen. Mit dem einstückigen Aufbau ist auch eine sehr kostengünstige Lösung erreicht. Auch ist eine Außenbearbeitung im Gegensatz zu zusammengesetzten Rotoren entbehrlich. Monolithische Magnetringe mit bogenförmiger Magnetisierung können direkt in dem flüssigen Medium eingesetzt werden, da sie - wie dargelegt - korrosionsstabil sind. Da auch kein Körper für einen magnetischen Rückschluss erforderlich ist, muss dieser nicht vor dem unter Umständen abrasiven Fördermedium geschützt werden.
Zur Realisierung des Pumpenantriebs und des Rotors 15, der als Außenläufer ausgebildet wird, gibt es mehrere Möglichkeiten:
Es kann zur Rotorbildung ein Ferritring gebildet werden, der in Halbachvororientierung ohne magnetischen Rückschluss montiert oder mit Kunststoff überspritzt wird; es kann kunststoffgebundenes Neodym gespritzt werden zu einem Außenläuferring mit Haibachorientierung; es kann kunststoffgebundenes Ferritmaterial zu einem Außenläuferring gespritzt werden, wobei entweder nur der Ring aus magnethaltigem Material gebildet und dann mit einem kostengünstigen Material zur Anbindung an die Welle 18 überspritzt oder montiert wird, oder es kann der komplette Rotor 15 inklusive seiner Anbindung an die Welle 18 aus magnethaltigem Material gebildet werden. Der gebildete Ringkörper kann dadurch in Einbaustellung konzentrisch auf der Welle 18 drehmomentfest fixiert oder mit Kunststoff aufgespritzt sein. Um dies zu ermöglichen, ist der Ringkörper idealerweise im Zentrum ausgenommen und kann so auf die Welle 18 geschoben werden.
Insgesamt zeigt sich die Variante mit kunststoffgebundenem Ferritmaterial gespritzt zu einem Außenläuferring mit Haibachmagnetisierung als sehr kostengünstige Lösung, die bezüglich der Schwingungsanregung ebenfalls sehr gut ist (geringe Unwuchten, geringe Asymmetrien). Sie schneidet auch bei der Berechnung der Aktivmasse sehr gut ab.
Optional ist die Pumpe 13, insbesondere sofern sie eine Umwälzpumpe ist, in Doppelfunktion gleichzeitig eine Heizpumpe.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Zahl der Pole 16, 17 des Rotors 15 größer ist als die Zahl der bewickelten Zähne 20 des Stators 19. Um hier eine kostengünstige Wickeltechnik am Stator 19 noch abbilden zu können, ist es auch günstig, wenn ca. vier bis zehn Zähne 20 am Stator 19 vorhanden sind. dass der Rotor (15) des Pumpenmotors (14) über seinen Verlauf eine Anordnung magnetischen Polen umfasst, deren Anzahl größer ist als die Anzahl von bewickelten Zähnen eines radial weiter innen liegenden Stators ist.
Beispielsweise kann der Stator 19 vier Zähne 20 und der Rotor 15 sechs oder acht 8 Pole 16, 17 aufweisen.
Oder der Stator 19 kann wie in Figur 3 sechs Zähne 20 und der Rotor 15 acht Pole 16, 17 aufweisen.
Oder der Stator 19 kann wie in Figur 4 neun Zähne 20 und der Rotor 15 zehn Pole aufweisen.
Ebenso ist es möglich, dass der Stator 19 wie in Figur 5 zehn Zähne 20 und der Rotor 15 zwölf Pole aufweist. Auch weitere Möglichkeiten sind denkbar.
Ein wasserführendes Haushaltsgerät 1 als Geschirrspülmaschine mit zumindest einer derartigen Pumpe 13 ist gesondert beansprucht. Insbesondere ist dieses eine Haushaltsgeschirrspülmaschine, wobei die zumindest eine Pumpe 13 zum Umwälzen (Umwälzpumpe) und/oder Abpumpen (Laugenpumpe) von ggf. mit Reinigungs-, Klarspül- und/oder Trocknungsmittel versetztem Wasser dient und der Rotor 15 der zumindest einen Pumpe 13 selbst in dieser Flüssigkeit läuft, wobei diese einen geringen Durchmesser und eine sehr hohe Effektivität aufweist.
Bezugszeichenliste
1 Geschirrspülmaschine,
2 Spülbehälter,
3 Tür,
4 Öffnungsrichtung,
5 Gerätekörper,
6 Dekorplatte,
7 Griffmulde,
8 Bedienblende,
10 Besteckschublade,
11 Geschirrkorb,
12 Sockel,
13 Pumpe,
14 Pumpenmotor,
15 Rotor,
16 magnetischer Nordpol,
17 magnetischer Südpol,
18 Welle,
19 Stator ,
20 Zähne des Stators,
Q Querrichtung,
V Vorderseite der Geschirrspülmaschine,
B Boden

Claims

Patentansprüche
1. Pumpe (13) für ein wasserführendes Haushaltsgerät (1), wobei die Pumpe (13) einen Pumpenmotor (14) mit einem in einem zu fördernden flüssigen Medium radial außen befindlichen Rotor (15) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (15) des Pumpenmotors (14) über seinen Verlauf eine Anordnung von mindestens sechs magnetischen Polen ( 16 ; 17) umfasst, die eine Haibach- Magnetisierung aufweisen, und dass der Rotor (15) frei von einem gesonderten Körper für einen magnetischen Rückschluss ist.
2. Pumpe (13) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (15) zumindest acht magnetische Pole (16; 17) umfasst.
3. Pumpe (13) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (13) eine Laugenpumpe ist und einen Außendurchmesser von weniger als 45 Millimetern aufweist.
4. Pumpe (13) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (13) eine Umwälzpumpe ist und einen Außendurchmesser von weniger als 55 Millimetern aufweist.
5. Pumpe (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (15) frei von einer äußeren, ihn stabilisierenden und/oder schützenden Umhüllung ist.
6. Pumpe (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor(15) einen integral einheitlichen Körper ausbildet.
7. Pumpe (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor(15) einen Kunststoffkörper mit eingelagerten Metallteilchen ausbildet.
8. Pumpe (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Heizpumpe ist.
9. Pumpe (13) für ein wasserführendes Haushaltsgerät (1), wobei die Pumpe (13) einen Pumpenmotor (14) mit einem in einem zu fördernden flüssigen Medium laufenden Rotor (15) umfaßt, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (15) des Pumpenmotors (14) über seinen Verlauf eine Anordnung magnetischen Polen (16; 17) umfasst, deren Anzahl größer ist als die Anzahl von bewickelten Zähnen (20) eines radial weiter innen liegenden Stators (19) ist.
10. Pumpe (13) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (19) vier Zähne und der Rotor (15) sechs oder acht Pole (16; 17) aufweist.
11. Pumpe (13) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (19) sechs Zähne (20) und der Rotor (15) acht Pole (16; 17) aufweist.
12. Pumpe (13) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (19) neun Zähne (20) und der Rotor (15) zehn Pole (16; 17) aufweist.
13. Pumpe (13) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (19) zehn Zähne (20) und der Rotor (15) zwölf Pole (16; 17) aufweist.
14. Geschirrspülmaschine (1) mit zumindest einer Pumpe (13) nach einem der
Ansprüche 1 bis 13.
15. Geschirrspülmaschine (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Haushaltsgeschirrspülmaschine ist und die zumindest eine Pumpe (13) zum Umwälzen und/oder Abpumpen von ggf. mit Reinigungs-, Klarspül- und/oder Trocknungsmittel versetztem Wasser dient, wobei der Rotor (15) der zumindest einen Pumpe (13) selbst in dieser Flüssigkeit läuft.
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