DE19547745A1 - Antriebsvorrichtung für eine von vorn beschickbare Waschmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine von vorn beschickbare Waschmaschine mit einer innerhalb einer Lagerhülse eines an der Rückwand eines Laugenbehälters angebrachten, steifen Tragteils über eine wenigstens annähernd horizontal liegende Welle fliegend gelagerten Wäschetrommel, die durch einen ebenfalls an der Rückseite des Laugenbehälters angebrachten, flachen Motor direkt angetrieben ist.

Solche Antriebsvorrichtungen sind aus der DE 39 27 426 A1 und der DE 43 41 832 A1 bekannt. Darin ist der Ständer des als kollektorloser Außenläufer-Gleichstrommotor ausgebildeten Motors unmittelbar auf der Lagerhülse des steifen Tragteils befestigt. Die Welle ist in der Lagerhülse gelagert und an ihrem äußeren Ende mit dem Läufer des Motors drehfest verbunden. Dieser Läufer ist hier ein sogenannter Außenläufer, der als Topf die Ständerwicklungen übergreift und als Permanentmagnete ausgebildete Pole trägt. Beim Waschautomaten gemäß der DE 43 41 832 A1 ist der Motor zusätzlich mit einer Dämmhaube umgeben, die vom Motor direkt an die umgebende Atmosphäre abgestrahle Geräusche dämpft.

Die bekannten Antriebsvorrichtungen kapseln den Ständer, der durch Stromwärme in seinen Wicklungen einer erheblichen Temperaturbelastung ausgesetzt ist, durch einen topfförmig gestal­ teten Läufer (im Falle der DE 43 41 832 A1 zusätzlich durch die Schalldämmhaube) so stark, daß eine Kühlung des Motors überhaupt ausfällt. Dies wird vor allem auch dadurch unterstützt, daß ein derartiger direkt antreibender Motor wegen seiner notwendigerweise geringen Eigendrehzahlen kaum zu einer eigenen Kühlung durch den sich drehenden Läufer kommen kann. Daher sind die bekannten Antriebsvorrichtungen praktisch nur brauchbar, wenn sie durch eine Fremdkühlung vor schneller Überhitzung geschützt werden.

Die bekannten Antriebsvorrichtungen sind außerdem nicht als bereits fertig montierter Motor an das Herstellerwerk von Waschmaschinen lieferbar. Ihre Ständer und Läufer müssen getrennt angeliefert und im Waschmaschinenwerk erst miteinander montiert werden. Da in der Regel in einem Waschmaschinenwerk speziellen Montageeinrichtungen zur Komplettierung von Motorbau­ gruppen nicht vorhanden und auch nicht gewünscht sind, dürfte die Komplettierung der zunächst mit dem Laugenbehältersystem zu verbindenden Ständerbaugruppe durch die Außenläufer- Baugruppe regelmäßig nur ungenau erfolgen. Da an die Einhaltung eines kleinen und bei jedem Exemplar möglichst immer gleich großen Luftspalts zwischen den Ständer- und den Läuferpolen sowie an die zentrierte Lagerung äußerst hohe Anforderungen gestellt werden, die bei der zuvor erwähnten Montage in einer Waschmaschinenfabrik nicht zu erfüllen sind, sind die bekannten Antriebsvorrichtungen praktisch nur sehr bedingt brauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete Antriebseinrichtung so zu gestalten, daß einerseits eine Kühlung der Ständerwicklungen durch die Umgebungsluft ohne weiteres gewährleistet werden und der Motor sich im ordnungsgemäßen Betrieb bei anforde­ rungsgerechter Dimensionierung nicht überhitzen kann sowie andererseits der Motor im Werk des Motorenherstellers komplettiert und geprüft werden kann, ehe er bei einem Waschmaschinen- Hersteller eingebaut werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ständer an dem steifen Tragteil oder anstelle des steifen Tragteils mit der Rückwand des Laugenbehälters verbunden ist und eine zentrale Lagerhülse für die Welle der Wäschetrommel und für eine die Welle umfassende Nabe des Läufers aufweist, daß am äußerem Ende der Welle die Nabe des Läufers, der zwischen sei­ ner Nabe und der Umfangspartie eine Vielzahl von Öffnungen und an seinem Umfang einen zum Laugenbehälter weisenden, glockenartigen Flansch aufweist, zentriert befestigt ist und daß der Läufer mit seinen am Innenumfang des glockenförmigen Flansches verteilten magnetisierbaren Polen über einen minimalen Luftspalt den am Ständer verteilten, zur Aufnahme von Erregerwick­ lungen des Ständers vorgesehenen Blechpaketen von außen gegenübersteht.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erhält der Motor eine offene Bauform, deren wärme­ erzeugende Bauteile, das sind vor allem die Ständerwicklungen, von allen Seiten durch die Umge­ bungsluft gekühlt werden können. Selbst die geringe Motordrehzahl beim Waschbetrieb reicht dann noch dazu aus, daß der Läufer eine wärmeabführende Luftbewegung erzeugt.

Auf diese Weise kann der Motor außerdem im Herstellerwerk des Motorlieferanten komplett mon­ tiert und geprüft werden. Dort stehen die dafür geeigneten Montage- und Prüfhilfsmittel zur Verfü­ gung, so daß immer gleich genau montierte Motorbaugruppen im Waschmaschinenwerk angelie­ fert werden können. Hier kann diese Baugruppe anstelle eines sonst an dieser Stelle üblichen Guß-Tragsterns oder zusätzlich dazu an die Rückwand des Laugenbehältersystems montiert wer­ den. Dazu wird der Ständer des kompletten Motors mittels mehrerer Schrauben an irgend welchen Stellen der Rückwand des Laugenbehälters befestigt. Dann wird die Welle der Wäschetrommel von vorn in die Nabe des Läufers gesteckt, der über die Wälzlager bereits mit dem Ständer ver­ bunden ist, und mit einer zentralen Schraube von hinten gesichert. Diese Arbeitsvorgänge sind denen der Befestigung eines Tragsterns und einer Riemenscheibe gemäß den bisher üblichen Waschmaschinen-Konstruktionen äußerst gleichartig, so daß vom Montagepersonal keine völlig anderen Arbeitsvorgänge erlernt werden müssen.

Wenn gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Antriebs­ einrichtung Teile des Läufers zur Unterstützung einer bei seiner Drehbewegung entstehenden Luftbewegung ausgebildet sind, kann der Läufer bereits bei geringer Drehbewegung, z. B. bei Waschdrehzahl, genügend Kühlluft für die Ständerwicklungen produzieren. Dazu kann man sich beispielsweise einer speichenartigen Ausformung der Läuferscheibe und einer lüfterartigen Gestaltung dieser Speichen bedienen.

Wenn der Motor gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein elektronisch kom­ mutierter Gleichstrommotor ist, kann überdies die Wärmeentwicklung äußert gering gehalten wer­ den. Wartungen sind nicht erforderlich (keine Kohlebürsten). Die Lebensdauer ist lediglich durch einen eventuellen Lagerverschleiß begrenzt.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Läufer wenigstens teilweise aus einem ringförmigen Paket von Dynamoblechen und darauf angeordneten Dauermagnet­ segmenten ausgestattet. Die Dauermagnetsegmente ergeben ein kraftvolles Drehmoment, und die Dynamobleche bilden einen besonders guten magnetischen Rückfluß. Die Herstellung der erforderlichen Blechpakete ist durch Automatisierung des Stapelverfahrens relativ unkompliziert und kostengünstig.

Vorteilhafterweise sind die Polpakete des Ständers aus Dynamoblechen zusammengesetzt und tragen Spulen mit den Erregerwicklungen.

Zur erleichterten und reproduzierbar genauen Montage kann die zentrierte Verbindung des Läu­ fers drehfest an der Welle durch eine formschlüssige Profilwellen-, Profilnaben-, Paßfeder-, Kegel- oder Keilnutverbindung ergänzt sein.

Der Motor kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung als sogenann­ ter geschalteter Reluktanzmotor ausgebildet sein. In diesem Fall besteht der Läufer aus einem ferromagnetisch relativ schlecht leitenden Material. Der Aufbau des Ständers ist mit dem des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors vergleichbar. Der Vorteil besteht insbesondere in einer kostengünstigeren Gestaltung des Läufers (keine teuren Magnetwerkstoffe).

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung nachstehend erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Waschmaschinen-Laugenbehälters mit einer innenliegend horizontal gelagerten Wäschetrommel, deren Antriebswelle gemein­ sam mit der Nabe der Läuferglocke in der Lagerhülse des Ständers gelagert ist und

Fig. 2 eine vergrößerte und teilweise geschnitten dargestellte Detail-Ansicht des an der Rückwand montierten Motors gemäß Fig. 1.

Der Laugenbehälter 1 ist auf hier nicht näher dargestellte Weise in einem ebenfalls nicht darge­ stellten Gehäuse einer Waschmaschine schwingend gelagert. An seiner Vorderwand 2 hat er eine Öffnung 3 zum Be- und Entladen der Wäschetrommel 4, die in der Rückwand 6 des Laugenbehäl­ ters 1 um die horizontal liegende Achse 5 drehbar gelagert ist. Dazu dient die Welle 7, die an der Rückwand 8 der Wäschetrommel 4 drehfest mit ihr verbunden ist.

An der Rückwand 6 des Laugenbehälters 1 ist ein Motor 9 montiert, dessen Ständertragteil 10 über den Flansch 11 drehfest mit der Rückwand 6 verbunden ist. An der rückwärtigen Fläche des Ständertragteils 10 sind mehrere Ständerwicklungen 12 verteilt und korrespondieren während der Drehung des Läufers 13 abwechselnd mit dessen Polen 14, die hier aus Permanentmagneten bestehen und ebenfalls segmentartig am Umfang des Läufers 13 verteilt sind. Der magnetische Rückfluß der Magnetsegmente 14 wird über ein in den Glockenflansch 15 eingelegtes Paket von Dynamoblechen 16 gebildet. Dadurch kann der Motor seine Antriebsmomente unmittelbar über den Wellenzapfen 7 in die Wäschetrommel 4 einleiten. Dabei nimmt der Ständer 10 des Motors wie ein durch ihn ersetzter Tragstern auch alle Lagerkräfte auf.

Gemäß Fig. 2 ist die Rückwand 8 der Wäschetrommel 4 mit einem Tragstern 17 versteift, dessen Nabe 18 mit einem Wellenzapfen 7 drehfest verbunden ist. Das Ständertragteil 10 trägt an seinem Außenumfang mehrere, vorzugsweise drei, um den Umfang des Laugenbehälters 1 verteilt ange­ ordnete Befestigungsaugen 23, die mittels Schrauben 24 über an den Laugenbehälter 1 ange­ schweißte Laschen 25 eine feste Verbindung zum Laugenbehälter ergeben. Das Ständertragteil 10 ist an einer Montagescheibe 20 verschraubt (Schrauben 19), die ihrerseits an der Rückwand 6 mit dem Laugenbehälters 1 verschraubt ist (Schrauben 24). Anders als in diesem Beispiel kann das Ständertragteil 10 zusammen mit der Montagescheibe 20 einteilig ausgeführt sein. Dann würde die gesonderte Verschraubung des Lagerteils 21 für die Ständerpole (bestehend aus Wicklungen 12 und Blechpaketen 32) mit der Montagescheibe 20 entfallen.

Die Lagerhülse 22 des Ständertragteils 10 bildet Lagersitze 26 und 27 für Wälzlager 28 und 29, deren Innenringe mit einer guten Passung auf den Wellenzapfen 7 der Wäschetrommel 4 aufge­ steckt sind. Am äußeren Ende ist die Welle 7 in die Nabe 31 des Läufers 13 gesteckt und mittels einer zentralen Schraube 30 gesichert, so daß sie den Läufer 13 über dessen Nabe 31 und die Innenringe der Wälzlager 28 und 29 drehfest mit der Wäschetrommel 4 verbindet.

Die Läuferscheibe 13 ist zur besseren Lüftung und Kühlung der Ständerpole zwischen ihrer Nabe 22 und dem als Tragring für die Magnetsegmente 14 dienenden Glockenflansch 15 mit Durchbrü­ chen 33 ausgestattet. Diese Durchbrüche können vorteilhafterweise an ihren Kanten so geformt sein, daß der Zugang von Kühlluft durch diese Durchbrüche hindurch im Sinne einer Ventilator­ wirkung unterstützt wird. Zur Verbesserung der Kühlwirkung können an den Durchbrüchen oder in deren Nähe noch sogenannte Wirbler angebracht sein, die für eine Verwirbelung der Kühlluft sorgen, damit sie besseren Kontakt mit den Ständerwicklungen erhält.

Der Motor ist hier als elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ausgebildet. Er kann aber auch als sogenannter geschalteter Reluktanzmotor ausgeführt werden. In diesem Fall besteht zumin­ dest der Flansch des Läufers bzw. dessen innere Auflage aus einem ferromagnetisch relativ schlecht leitenden Material. Der Aufbau des Ständers ist mit dem eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors vergleichbar. Der Vorteil des Reluktanzmotors besteht insbesondere in einer kostengünstigeren Gestaltung des Läufers (keine teuren Magnetwerkstoffe).

Zur besseren Verdrehsicherung zwischen dem Läufer 13 und der Welle 7 kann die Verschraubung 30 des Läufers 13 an der Welle 7 durch eine nicht dargestellte Profilwellen-, Profilnaben-, Paß­ feder-, Kegel- oder Keilnutverbindung formschlüssig ergänzt sein.

Claims (7)

1. Antriebsvorrichtung für eine von vorn beschickbare Waschmaschine mit einer innerhalb einer Lagerhülse eines an der Rückwand eines Laugenbehälters angebrachten, steifen Tragteils über eine wenigstens annähernd horizontal liegende Welle fliegend gelagerten Wäschetrom­ mel, die durch einen ebenfalls an der Rückseite des Laugenbehälters angebrachten, flachen Motor direkt angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (10) des Motors (9) an dem steifen Tragteil oder anstelle des steifen Tragteils mit der Rückwand (6) des Laugen­ behälters (1) verbunden ist und eine zentrale Lagerhülse (26) für die Welle (7) der Wäsche­ trommel (4) und für eine die Welle umfassende Nabe (31) des Läufers aufweist, daß am äu­ ßeren Ende der Welle die Nabe (31) des Läufers (13), der zwischen seiner Nabe und der Umfangspartie eine Vielzahl von Öffnungen und an seinem Umfang einen zum Laugenbehäl­ ter (1) weisenden, glockenartigen Flansch aufweist, zentriert befestigt ist und daß der Läufer mit seinen am Innenumfang des glockenförmigen Flansches verteilten magnetisierbaren Po­ len (14) über einen minimalen Luftspalt den am Ständer (10) verteilten, zur Aufnahme von Erregerwicklungen (12) des Ständers (10) vorgesehenen Blechpaketen (32) von außen gegenübersteht.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Läufers (13) zur Unterstützung einer bei seiner Drehbewegung entstehenden Luftbewegung ausgebildet sind.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (9) ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (13) wenig­ stens teilweise aus einem ringförmigen Paket (16) von Dynamoblechen und darauf angeord­ neten Dauermagnetsegmenten (14) besteht.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polpakete (32) des Ständers (10) aus Dynamoblechen zusammengesetzt sind und Spulen (12) mit den Erregerwicklungen tragen.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1,2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein geschalteter Reluktanzmotor ist.

7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrierte Verbindung (30) des Läufers (13) an der Welle (7) durch eine Profilwel­ len-, Profilnaben-, Paßfeder-, Kegel- oder Keilnutverbindung formschlüssig drehfest ist.