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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Trommelwaschmaschinen und
im Spezielleren auf einen verbesserten Aufbau eines Antriebsteils
einer direktangetriebenen Trommelwaschmaschine, die einen bürstenlosen
DC-Motor mit Außenläufer verwendet.
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Im
Allgemeinen wäscht
eine Trommelwaschmaschine Wäsche
unter Nutzung einer Reibungskraft zwischen einer Trommel, die durch
eine Antriebskraft eines Motors gedreht wird, und der Wäsche in
einem Waschmittel mit Waschwasser. Die Wäsche wird in die Trommel eingelegt
und wird schonend und ohne nennenswert zu verheddern gewaschen.
Der Vorgang hat stampfende und reibende Waschwirkungen.
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Bei
Trommelwaschmaschinen aus dem Stand der Technik gibt es welche von
der indirekt angetriebenen Bauart, bei denen die Antriebskraft des Motors über einen
auf eine Motorriemenscheibe und eine Trommelriemenscheibe gewickelten
Riemen indirekt auf die Trommel übertragen
wird, und welche von der direkt angetrieben Bauart, bei denen der bürstenlose
DC-Motor direkt an die Trommel angeschlossen ist, um die Antriebskraft
des Motors direkt auf die Trommel zu übertragen.
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Maschinen,
bei denen die Antriebskraft des Motors nicht direkt, sondern indirekt
durch Verwendung einer Motorriemenscheibe und einer Trommelriemenscheibe
auf die Trommel übertragen
wird, unterliegen einem Energieverlust und erzeugen Geräusche im
Verlauf der Kraftübertragung.
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Von
daher besteht ein Trend, zunehmend direktangetriebene Trommelwaschmaschinen
mit bürstenlosen
DC-Motoren zu verwenden, da diese sich der Probleme der indirekt
angetriebenen Trommelwaschmaschinen annehmen. Eine direktangetriebene
Trommelwaschmaschine aus dem Stand der Technik wird kurz mit Bezug
auf 1 beschrieben. 1 stellt
einen Längsschnitt
einer Trommelwaschmaschine aus dem verwandten Stand der Technik
dar. Mit Bezug auf 1 ist eine Trommelwaschmaschine
aus dem Stand der Technik mit einem Bottich 2, der im Inneren
eines Gehäuses 1 angebracht
ist, und einer Trommel 3 ausgestattet, die zentral im Inneren
des Bottichs drehbeweglich angebracht ist. Ein Motor befindet sich
auf der Rückseite des
Bottichs 2, wobei ein Ständer 6 an einer Rückwand des
Bottichs befestigt ist, und ein Läufer 5 den Ständer 6 umgibt
und mit einer durch den Bottich hindurchgeführten Welle an die Trommel 3 angeschlossen
ist.
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Es
gibt auch eine Bottichhalterung aus Metall zwischen einer Bottichrückwand und
dem Ständer, die
eine Form hat, die fast dieselbe ist wie eine Außenform der Bottichrückwand.
Die Halterung wird bei der Befestigung des Ständers an der Bottichrückwand befestigt,
um eine Last des Ständers
zu tragen und dessen Konzentrizität aufrechtzuerhalten.
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Eine
Tür 21 ist
in einem Frontteil des Gehäuses 1 angebracht,
und eine Dichtung 22 ist zwischen der Tür 21 und dem Bottich 2 vorgesehen.
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Eine
Hängefeder 23 ist
zwischen einer innenliegenden Fläche
eines oberen Teils des Gehäuses 1 und
einem oberen Teil einer außenliegenden Umfangsfläche des
Bottichs 2 vorgesehen, und ein Reibungsdämpfer 24 ist
zwischen der innenliegenden Fläche
eines unteren Teils des Gehäuses 1 und eines
unteren Teils der außenliegenden
Umfangsfläche
des Bottichs 2 vorgesehen.
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2 stellt
eine perspektivische Außenansicht
des Ständers
von 1 dar, und 3 stellt eine
perspektivische Ansicht eines sektionalen Kerns SC dar, der auf
den Ständer
von 2 angewendet ist.
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Im
Verfahren aus dem Stand der Technik zum Herstellen des Ständerkerns
wird ein Metallplattenflächenkörper gepresst,
um eine Kerneinheit mit Zahnabschnitten 151, einem Basisteil 150 und
einem den Zahnabschnitten 151 entgegengesetzten runden Teil 500 herzustellen,
um darin eine Befestigungsöffnung 500a auszubilden.
Die Kerneinheiten werden gestapelt, um eine Kerneinheitbaugruppe
zu bilden, und die Kerneinheitbaugruppen werden in einer Umfangsrichtung
miteinander verbunden, um die Herstellung des Ständerkerns, der zuammensetzbarer oder
sektionaler Kern SC genannt wird, abzuschließen.
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Das
runde Teil stellt die Befestigungsöffnung 500a bereit,
um den Ständer 6 an
der Rückwand
des Bottichs zu befestigen und einer Befestigungskraft einer Schraube
standzuhalten.
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Allerdings
weist das Verfahren zur Herstellung des Ständers 6 mittels der
sektionalen Kerne SC nicht nur einen komplizierten Herstellungsprozess, sondern
auch viel Materialabfall auf.
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Deshalb
hat, selbst wenn ein spiralförmig
gewickelter Kern HC günstig
ist, bei dem ein Stahlplattenflächenkörper mit
den Zahnabschnitten 151 und dem Basisteil 150 spiralförmig gedreht
gestapelt wird, da der in Form eines Bands ausgestanzte Metallflächenkörper zu
einer Spirale gebogen werden muss, der spiralförmig gewickelte Kern insofern
einen Nachteil, als das runde Teil zum Festmachen des Ständers am
Bottich nicht auf einer Innenseite des Kerns ausgebildet werden
kann.
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Dies
ist darauf zurückzuführen, dass,
wenn das runde Teil 500 bei der Herstellung des spiralförmig gewickelten
Kerns HC auf der Innenseite des Kerns ausgebildet wird, eine große Breite
des Kerns an einem Teil mit dem darin ausgebildeten runden Teil
ein Biegen des Kerns behindert.
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Deshalb
ist gegenwärtig
ein Ständeraufbau gefragt,
bei dem eine Funktion, bei der es sich um dieselbe wie diejenige
des runden Teils des sektionalen Kerns SC handelt, so ausgelegt
ist, dass sie nicht durch den Kern selbst, sondern durch ein anderes Teil
erfüllt
wird, um den spiralförmig
gewickelten Kern HC verwenden zu können.
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Diesbezüglich ist
ein Grund dafür,
warum es wichtig ist, eine adäquate
Steifigkeit des runden Teils mit der darin ausgebildeten Befestigungsöffnung zur Befestigung
des Ständers
am Bottich sicherzustellen, wie folgt.
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Bei
der Waschmaschine, welche die Trommel direkt durch Verwendung des
bürstenlosen DC-Motors
dreht, ist der Ständer
direkt an einem hinteren Teil des Bottichs montiert. Im Falle eines
Motors für
eine Trommelwaschmaschine hohen Fassungsvermögens mit mehr als 1,5 kg Ständerreingewicht und
einer Schleudergeschwindigkeit im Bereich von 600–2000 U/min.
könnte
es sein, dass ein Schraubenbefestigungsteil des Ständers 6 aufgrund
des Ständergewichts,
der Schwingung bei der Hochgeschwindigkeitsumdrehung und des Rüttelns und
Verformens des Läufers 5 zu
Bruch geht.
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Insbesondere
im Fall der Trommelwaschmaschine, bei der der bürstenlose DC-Motor verwendet wird
und der Ständer 6 an
der Bottichrückwand
befestigt ist, wobei eine Achsenrichtung des Ständers 6 im Wesentlichen
parallel zum Untergrund ist, verursacht die Schwingung, die beim
Betrieb der Waschmaschine entsteht, einen starken Schaden am Befestigungsteil
des an der Bottichrückwand
befestigten Ständers 6.
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Somit
ist eine adäquate
Steifigkeit des runden Teils mit der darin ausgebildeten Befestigungsöffnung beim
Festmachen des Ständers 6 am
Bottich sehr wichtig.
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Im
Laufe der Zeit stellte sich ein Trend heraus, das Fassungsvermögen von
Waschmaschinen zu vergrößern. Probleme
können
dabei auftreten, dass beispielsweise der Bottich, an dem der Ständer befestigt
ist, Schaden nehmen kann, wenn der Ständer ein Gewicht von über 1,5
kg hat und seine Achse parallel zum Untergrund ist.
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Um
ein Auftreten des Schadens zu verhindern, wird deshalb beim Aufbau
aus dem Stand der Technik eine Bottichhalterung aus Metall im Allgemeinen
kaschiert, wenn zusätzlich
zur Montagestraße
ein Prozess zur Befestigung der Bottichhalterung an der Bottichrückwand erforderlich
ist. Dies senkt die Produktivität.
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Ein
Dokument aus dem Stand der Technik, die
EP-A-1094144 , offenbart eine
Trommelwaschmaschine, die einen Bottich mit einer Wand umfasst, um
Waschwasser zu enthalten und ein Antriebsteil daran zu haltern,
eine Trommel, die drehbeweglich im Inneren des Bottichs angeordnet
ist, und eine Welle, die durch den Bottich hindurchgeführt und
an die Trommel zur Übertragung
einer Antriebskraft von einem Motor auf die Trommel angeschlossen
ist. Lager lagern die Welle, und ein Lagergehäuse besitzt ein Lagerhalterungsteil,
das die Welle umschließt,
und ein sich radial erstreckendes Ständerbefestigungsteil. Ein Läufer ist
an einem hinteren Ende der Welle in Angriff, und ein Ständer ist
am Ständerbefestigungsteil
befestigt. Das Lagergehäuse
besitzt einen mittleren Abschnitt, der sich in eine einwärts gekrümmte Ausnehmung
der Bottichrückwand
erstreckt, und das Ständerbefestigungsteil
erstreckt sich über
die Außenseite
der Bottichrückwand
und greift am Bottich, und zwar am Außenumfang des Bottichs, über Befestigungsteile
befestigt an.
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Entsprechend
können
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung im Wesentlichen eines oder mehrere der Probleme
abwenden, die von Einschränkungen
und Nachteilen des verwandten Stands der Technik herrühren.
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Eine
Aufgabe der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Trommelwaschmaschine
bereitzustellen, die einen Außenläufermotor
mit einem Ständer
besitzt, dessen zur Herstellung erforderliches Material und Gewicht
reduziert werden können,
dessen Herstellung vereinfacht werden kann, und dessen sichere Anbringung
am Bottich möglich
ist.
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Eine
Aufgabe der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trommelwaschmaschine bereitzustellen,
bei der ein Bottich dem Gewicht und der Schwingung eines bürstenlosen DC-Motors
für eine
Waschmaschine standhalten kann, der direkt an einer Bottichwand
montiert ist, und der ein reines Ständergewicht von über 1,5
kg und eine variable Drehzahl vom 0–2000 U/min. oder darüber hat.
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Noch
eine andere Aufgabe der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Trommelwaschmaschine
bereitzustellen, die ohne einen von einer Montagestraße ausgehenden Befestigungsprozess
für eine
Bottichhalterung auskommen kann, die eine Haltekraft der Bottichrückwand am
Ständer
sicherstellen kann, und einen Montageprozess vereinfacht.
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Eine
weitere Aufgabe der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Trommelwaschmaschine bereitzustellen,
die es einem Kundendienstler ermöglicht,
bei Reparatur und Austausch von Bauteilen eine Wartung durchzuführen.
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Die
Erfindung ist in den beigefügten
Ansprüche
definiert.
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Es
sollte klar sein, dass sowohl die vorstehende Beschreibung als auch
die folgende ausführliche
Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erläuternd und
dazu gedacht sind, eine weitere Erklärung der beanspruchten Erfindung
zu bieten.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben:
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1 stellt
eine schematische Ansicht durch einen Längsschnitt einer direktangetriebenen
Trommelwaschmaschine aus dem Stand der Technik dar;
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2 stellt
eine perspektivische Ansicht eines Ständers aus dem Stand der Technik
dar;
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3 stellt
eine perspektivische Ansicht eines sektionalen Kerns dar;
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4 stellt
einen schematischen Längsschnitt
einer direktangetriebenen Trommelwaschmaschine dar, welche die vorliegende
Erfindung verkörpert;
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5 stellt
eine vergrößerte Längsschnittansicht
des Teils 'A' von 4 dar;
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6 stellt
eine ausgeschnittene perspektivische Ansicht einer Bottichrückwand dar;
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7 stellt
eine perspektivische Ansicht des einheitlichen Ausleger- und Lagergehäuses von 5 dar;
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8 stellt
eine rückseitige
perspektivische Ansicht von 7 dar;
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9 stellt
einen Schnitt entlang einer Linie I–I von 7 dar;
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10 stellt
eine perspektivische Ansicht des Ständers von 5 dar;
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11 stellt
eine perspektivische Ansicht des spiralförmig gewickelten Kerns von 10 dar;
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12A stellt eine Draufsicht auf Hauptteile des
Ständers
von 10 dar, und 12B stellt
eine perspektivische Ansicht von Hauptteilen des Ständers von 10 dar;
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13 stellt
eine perspektivische Ansicht eines Ständers in einem Antriebsteil
einer Trommelwaschmaschine dar, welche die vorliegende Erfindung
verkörpert;
und
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14 stellt
einen Längsschnitt
einer Trommelwaschmaschine dar, welche die vorliegende Erfindung
verkörpert.
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Eine
Trommelwaschmaschine besitzt im Inneren eines Gehäuses 1 einen
Bottich 2, um Waschwasser zu enthalten, mit einer Wand,
um ein Antriebsteil daran zu befestigen, eine Trommel 3 im
Inneren des Bottichs 2, eine Welle 4, die an die
Trommel 3 mit einer Welle zur Übertragung einer Antriebskraft
von einem Motor auf die Trommel 3 angeschlossen ist, und
ein Lager zum Lagern der Welle 4. In dieser Ausführungsform
ist der Bottich 2 aus Kunststoff hergestellt und umfasst
ein Lagergehäuse 7 aus
Metall an einem mittleren Teil einer Rückwand des Bottichs 2,
um sowohl die Lager an beiden Enden einer außenliegenden Umfangsfläche der
Welle 4 zu haltern als auch den Ständer 6 zu befestigen.
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Das
Lagergehäuse 7 ist
aus einer Aluminiumlegierung u. dgl. hergestellt und wird mit der
Bottichrückwand
als Einheit hergestellt, indem das Lagergehäuse 7 beim Spritzgießen des
Kunststoffbottichs 2 in eine Form eingesetzt wird.
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Mit
Bezug auf 5 umfasst das Lagergehäuse 7 ein
Lagerhalterungsteil 7a mit einer Hülsenform zum Haltern der Lager,
ein Ständerbefestigungsteil 7b,
das als eine Einheit mit dem Lagerhalterungsteil 7a ausgebildet
ist, das sich von einem hinteren Ende des Lagerhalterungsteils 7a in
einer radialen Richtung erstreckt, und Ständerbefestigungsöffnungen 700b im
Ständerbefestigungsteil 7b,
wobei sowohl das Lagerhalterungsteil 7a als auch das Ständerbefestigungsteil 7b in
die Rückwand
des Bottichs 2 eingesetzt werden, wenn nur die Ständerbefestigungsöffnungen 700b freiliegen.
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Mit
Bezug auf 7 und 8 umfasst
das Ständerbefestigungsteil 7b,
das sich von der Hülsenform
des Lagerhalterungsteils 7a in der radialen Richtung nach
außen
erstreckt, gestufte Bereiche 70b-1, die jeweils eine Stufe
in der nach außen
gerichteten Verlängerung
in einer Richtung der nach außen
gerichteten Verlängerung
und jeweils flache Bereiche 70b-2 zwischen angrenzenden
gestuften Bereichen 70b-1 aufweisen, wobei die gestuften
Bereiche 70b-1 und die flachen Bereiche 70b-2 jeweils miteinander
verbunden sind.
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Das
heißt,
das Ständerbefestigungsteil 7b umfasst
die gestuften Bereiche 70b-1, wovon jeder dort Stufen aufweist,
wo sich der gestufte Bereich 70b-1 in einer radialen Richtung
nach außen
erstreckt, und flache Bereiche 70b-2 zwischen den gestuften
Bereichen 70b-1, wobei jeder der Bereiche 70b-1,
der sich von einem oberen Ende des Lagerhalterungsteils 7a in
der radialen Richtung nach außen
erstreckt, in vorbestimmten Abständen
dort nach unten gebogen ist, wo sich der gestufte Bereich 70b-1 in
der radialen Richtung nach außen
erstreckt, und jeder der Bereiche 70b-2, der an ein unteres Ende
des Lagergehäuses 7 angeschlossen
ist, flach ist.
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Um
das obere Teil des Lagergehäuses 7 herum
befindet sich eine Harzeinpressrille 750a, um beim Spritzgießen des
Einlegeteils eine Bindungskraft mit dem Bottich 2 zu verstärken.
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Mit
Bezug auf 6 und 7 ist eine
Positionierungsöffnung 710b angrenzend
an eine Ständerbefestigungsöffnung 700b des
Ständerbefestigungsteils 7b in Übereinstimmung
mit einem Positionierungsvorsprung am Ständer 6 ausgebildet.
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Mit
Bezug auf 6 ist eine Erhebung 200 an
einem Teil der Bottichrückwand
jeweils den Ständerbefestigungsöffnungen 700b entgegengesetzt vorhanden,
um zu verhindern, dass das Ständerbefestigungsteil 7b in
direkten Kontakt mit dem Ständer 6 kommt,
wodurch verhindert wird, dass ein Isolierkörper des Ständers 6 aufgrund einer
Befestigungskraft zu Bruch geht, die bei der Montage des Ständers 6 an
ihn angelegt wird.
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Es
ist auch vorzuziehen, dass das Ständerbefestigungsteil 7b über eine
umfängliche
Rippe 720b an einer Stelle verfügt, die ein Stück weit
von einer Achse des Lagerhalterungsteils 7a weg ist, um eine
Bindungskraft mit dem Kunststoff beim Spritzgießen des Bottichs 2 zu
erhöhen.
Obwohl es vorzuziehen ist, dass Befestigungserhebungen 70b jeweils mit
einer Ständerbefestigungsöffnung 700b auf
der Rippe 720b vorhanden sind, ist es nicht unbedingt notwendig,
die Befestigungsöffnungen 700b auf
der Rippe 720b auszubilden.
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Zusätzlich dazu
gibt es umfängliche
und radiale Verstärkungsrippen 201 auf
einem den gestuften Bereich des Lagergehäuses der Bottichrückwand ausschließenden Bereich,
um die Bottichrückwand zu
verstärken.
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Dabei
kann im Unterschied zum vorhergehenden Ständerbefestigungsteil 7b das
Ständerbefestigungsteil 7b genauso
wie das vorhergehende Ständerbefestigungsteil 7b eine
Verlängerung
ausgehend von der Hülsenform
des Lagerhalterungsteils 7a sein, aber in regelmäßigen Abständen in
einer Umfangsrichtung abgetrennt sein, um mehrere abgetrennte radiale
Segmente zu bilden.
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Mit
Bezug auf 5 und 6 besitzt
das Lagergehäuse 7 aus
Metall eine Stufe 8a in einer innenliegendenden Umfangsfläche, um
die Lager 600a auf der innenliegenden Umfangsfläche zu haltern und
zu verhindern, dass sie vom Lagergehäuse 7 abreißen.
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Ein
Vorderteil der Welle 4 ist an einem Drehhalter 10 in
einer Rückwand
der Trommel 3 befestigt, und ein Abschnitt der Welle 4 hat
ausgehend von einem freiliegenden Teil des Drehhalters 10 zu
einem vorderen Lager 600a eine darauf aufgepresste Messingbuchse 11,
um zu verhindern, dass die Welle 4 rostet, wobei ein Dichtungsteil 12 auf
einer Außenseite
der Buchse 11 angebracht ist, um Eindringen von Wasser
zum Lager zu verhindern.
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Die
Welle 4 hat den Läufer 5 des
Direktantriebsmotors in einer Mitte ihres hinteren Endes montiert,
auf dessen Innenseite der Ständer 14 angeordnet
ist, der an der Bottichrückwand
montiert ist, um zusammen mit dem Läufer 5 den Direktantriebsmotor zu
bilden.
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Mit
Bezug auf 5 besitzt der aus einer Stahlplatte
hergestellte Läufer 5 ein
gebogenes Umfangsteil mit einer Sitzfläche 130, um Magnete
M aufzunehmen, die an einer Innenseite einer Seitenwand 13b sitzen,
die sich von einer Kante einer Rückwand des
Läufers 5 nach
vorn erstreckt, und eine Nabe 132 in einem Mittelteil der
Rückwand 13a mit
Durchgangsöffnungen,
um Befestigungsteile 15a wie Schrauben beim Anbringen des
Läufers 5 an
der Welle 4 hindurchzustecken.
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Vorzugsweise
ist der Läufer 5 durch
Pressen hergestellt.
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Der
Läufer 5 weist
mehrere radiale Kühlrippen 133 um
die Nabe 132 herum auf, um Luft zum Ständer 6 zu blasen,
wenn sich der Läufer 5 dreht, um
vom Ständer 6 ausgehende
Luft abzukühlen. Jede
der Kühlrippen 133 hat
eine Länge
in der radialen Richtung.
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Die
Kühlrippe 133 wird
durch Durchziehen so hergestellt, dass sie mit 90° von der
Rückwand
weg gebogen ist, um eine offene Seite des Läufers 5 zu leiten,
und eine im Durchzug ausgebildete Durchgangsöffnung 134 dient als
Luftloch.
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Der
Läufer 5 besitzt
eine Ausbauchung 135 zwischen aneinander angrenzenden Kühlrippen 133 der
Rückwand 13a,
um den Läufer 5 zu
verstärken, und
Abzugsöffnungen 136 in
der Ausbauchung 135.
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Der
Läufer 5 besitzt
Befestigungsöffnungen 137,
um einen Verbinder 16 zu befestigen, der in ein hinteres
Endteil der Welle 4 auf der Rückseite eines hinteren Lagers 600b mittels
einer Verzahnung eingreift, und Positionierungsöffnungen 138, um den Verbinder
beim Anbringen des Verbinders an der Welle 4 zu positionieren,
wobei sowohl die Befestigungsöffnungen 137 als
auch die Positionierungsöffnungen 138 in
regelmäßigen Abständen um
die Durchgangsöffnung 131 in
der Nabe 132 ausgebildet sind.
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Der
Verbinder 16 ist aus Kunststoff hergestellt, der eine andere
Schwingungsform hat als der aus einer Stahlplatte hergestellte Läufer 5,
und dient auch als Hülse
für den
Läufer.
Der Verbinder 16 besitzt eine Verzahnung 164,
die in die Verzahnung 400 im hinteren Endteil der Welle 4 eingepasst
ist.
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Die
Bottichrückwand
besitzt ein Nabenteil, um das Lagerhalterungsteil 7a des
Lagergehäuses 7 beim
Spritzgießen
des Bottichs 2 in dieses einzusetzen.
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Dementsprechend
ermöglicht
es eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, ohne die Bottichhalterung auszukommen,
die im Stand der Technik wesentlich ist, um den menschlichen Montagearbeitsaufwand
in einer Montagestraße
zu reduzieren und die Produktivität zu verbessern.
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Das
heißt,
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ermöglichen
es, ohne die Bottichhalterung auszukommen, bei der es sich um ein
separates Teil handelt, das fast dieselbe Außenform wie die Bottichrückwand hat,
daran befestigt ist und die Bottichrückwand beim Anbringen des Ständers 6 hält und eine
Konzentrizität
des Ständers 6 aufrechterhält.
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Mit
Bezug auf 10 umfasst der Ständer 6 einen
spiralförmig
gewickelten Kern HC, einen Isolierkörper 144 mit dem darin
eingeschlossenen spiralförmig
gewickel ten Kern HC, eine um die Zahnabschnitte 151 des
spiralförmig
gewickelten Kerns HC gewickelte Spule, und als Einheit mit dem Isolierkörper 144 ausgeformte
Befestigungsteile 143, die von drei oder mehr als drei
Stellen von einer Innenseite des spiralförmig gewickelten Kerns HC hin
vorstehen, und wiegt im Allgemeinen mehr als 1,5 kg, wenn das Fassungsvermögen der
Trommelwaschmaschine größer wird.
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Der
spiralförmig
gewickelte Kern HC besitzt mehrere Schichten, die durch Wickeln
einer Stahlplatte mit den Zahnabschnitten und dem Basisteil in einer
Spirallinie ausgehend von einer unteren Schicht zu einer oberen
Schicht gebildet sind, wobei die Zahnabschnitte 151 in
einer radialen Richtung vom Basisteil nach außen vorstehen. Das Basisteil 150 besitzt
Ausnehmungen 152, um Belastungen beim Wickeln des spiralförmig gewickelten
Kerns zu reduzieren.
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Die
mehreren Schichten des spiralförmig
gewickelten Kerns HC sind mit Nieten 153 befestigt, die durch
die Durchgangsöffnungen
im Basisteil 150 hindurchgeführt sind. Ein Anfangsteil und
ein Endteil des spiralförmig
gewickelten Kerns HC kann am Basisteil 150 in Kontakt mit
diesem angeschweißt
sein. Die Ausnehmung 152 im Basisteil 150 kann
rechteckig, trapezförmig
oder ein Bogen sein.
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Mit
Bezug auf 12A und 12B ist
beim Ständer 6,
der über
drei oder mehr als drei Befestigungsteile 143 verfügt, die
als eine Einheit mit dem Isolierkörper in einer radialen Richtung
zur Innenseite der innenliegenden Umfangsfläche des spiralförmig gewickelten
Kerns vorstehend ausgebildet sind, jedes der Befestigungsteile 143 jeweils
so ausgebildet, dass es eine Bedingung a ≥ b erfüllt, wobei "a" eine
Länge des
Zahnabschnitts 151 ausgehend von einer Außenkante
des Basisteils 150 und "b" einen Abstand von
einer Innenkante des Basisteils 150 zu einer Mitte der
Befestigungsöffnung 143a bezeichnet.
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Das
Befestigungsteil 143 hat eine Höhe, die mehr als 20% der gesamten
Kernstapelhöhe
beträgt und
vorzugsweise gleich der gesamten Kernstapelhöhe ist.
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Das
Befestigungsteil 143 besitzt mindestens einen Hohlraum 143c,
um Schwingung zu der Zeit zu dämpfen,
in der der Motor läuft,
und einen Positionierungsstift 143b, der in die Positionierungsöffnung 710b im
Ständerbefestigungsteil
eingepasst ist, das in einem in die Bottichrückwand eingesetzten Zustand
freiliegt.
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Ein
Metallrohr 143p oder ein Federstift ist mit Kraft in die
Befestigungsöffnung 143a des
Befestigungsteils 143 eingesteckt.
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Der
Betrieb des Antriebsteils der Trommelwaschmaschine der vorliegenden
Erfindung wird nun beschrieben.
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Unter
der Steuerung eines (nicht gezeigten) Steuergeräts, das an einem Feld zum Antrieb
des Motors angebracht ist, dreht sich, wenn Strom in Abfolge zu
den Spulen 142 im Ständer 6 fließt, um den Läufer 5 zu
drehen, die Welle 4, die mit dem Verbinder 16 in
Eingriff ist, der den daran befestigten Läufer 5 aufweist, mittels
der Verzahnung. Kraft wird durch die Welle 4 auf die Trommel 3 übertragen,
um diese zu drehen.
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Der
Funktionsablauf der vorstehenden Trommelwaschmaschine wird nun beschrieben.
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Da
der Bottich 2 aus einem wärmebeständigen Kunststoff hergestellt
ist, ist der Bottich 2 leicht, und da er spritzgegossen
ist, ist der Bottich 2 leicht herzustellen.
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Da
das Lagergehäuse 7 aus
einem Metall wie etwa einer Aluminiumlegierung hergestellt ist,
die auch bei einer hohen Temperatur wenig Wärmeverformung aufweist, kann
das Lagergehäuse 7 in
der Trommelwaschmaschine verwendet werden, die über einen Schleudergang verfügt.
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Da
das Lagergehäuse 7 aus
Metall beim Spritzgießen
des Bottichs 2 aus Kunststoff in die Nabe der Bottichrückwand eingesetzt
wird, um den Bottich 2 und das Lagergehäuse 7 als Einheit
herzustellen, ermöglicht
dies, ohne den zusätzlichen
Prozess des Anbringens des Lagergehäuses 7 an der Bottichrückwand auszukommen, wodurch
der Montageprozess vereinfacht und der menschliche Montagearbeitsaufwand
reduziert wird.
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Mit
Bezug auf 11 senkt die Ausnehmung 152 im
Basisteil 150 des Ständers 6 eine
Belastung beim Wickeln des Kerns, was eine einfache Wicklung mit
geringem Kraftaufwand ermöglicht.
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Speziell
ist mit Bezug auf 12A beim Ständer 6, der über drei
oder mehr als drei Befestigungsteile 143 verfügt, die
als eine Einheit mit dem Isolierkörper in einer radialen Richtung
zur Innenseite von der innenliegenden Umfangsfläche des spiralförmig gewickelten
Kerns vorstehend ausgebildet sind, jedes der Befestigungsteile 143 jeweils
so ausgebildet, dass es eine Bedingung a ≥ b erfüllt, wobei "a" eine
Länge des
Zahnabschnitts 151 ausgehend von einer Außenkante
des Basisteils 150 und "b" einen Abstand von
einer Innenkante des Basisteils 150 zu einer Mitte der
Befestigungsöffnung 143a bezeichnet.
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Die
Bedingung ist unter Berücksichtigung
eines Falls aufgestellt, bei dem, auch wenn die Position der Befestigungsöffnung 143a näher an einem
Punkt ist, auf den eine Last wirkt, es im Hinblick auf eine Senkung
des Drehmoments besser ist, die Position der Befestigungsöffnung 143a an
eine Position übermäßig nah
an dem Punkt anzusetzen, auf den eine Last wirkt, was zu einer Schraube
mit kleinerem Durchmesser führt,
wodurch übermäßig viele Schrauben
gebraucht werden.
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Mit
Bezug auf 12B hat das Befestigungsteil 143 eine
Höhe, die
mehr als 20% der gesamten Kernstapelhöhe beträgt, andernfalls könnte das
Befestigungsteil 143 aufgrund von Schwingung, die durch
den laufenden Motor verursacht wird, zu Bruch gehen. Speziell kann
das Befestigungsteil 143 eine Höhe haben, die gleich der gesamten
oder höher
als die gesamte Kernstapelhöhe
ist.
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Da
jedoch ein übermäßig hohes
Befestigungsteil 143 eine Gesamtbreite des Antriebsteils
erhöht
und eine Waschkapazität
der Waschmaschine senkt, ist die Höhe des Befestigungsteils 143 so
begrenzt, dass sie das Zweifache der gesamten Kernstapelhöhe nicht überschreitet.
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Der
Hohlraum 143c im Befestigungsteil 143 dämpft Schwingung
in der Zeit, in der der Motor läuft, um
die mechanische Zuverlässigkeit
des Ständers 6 zu
verbessern.
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Der
Positionierungsstift 143b am Befestigungsteil 143 passt
sich in die Positionierungsöffnung 710b im
Bottich 2 ein, wodurch eine einfache Anbringung des Ständers 6 am
Bottich 2 ermöglicht wird.
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Die
Hülsenform
des Lagerhalterungsteils 7a zum Haltern von Lagern, die
darin eingebaut sind, und das Ständerbefestigungsteil 7b,
um den Ständer 6 daran
zu befestigen, die zum Lagergehäuse 7 gehören und
beide als eine Einheit ausgebildet sind, können auf die Bottichhalterung
aus dem verwandten Stand der Technik verzichten.
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Die
den Ständerbefestigungsöffnungen 700b in
einem Teil der Bottichrückwand
jeweils entgegengesetzte Erhebung 200 verhindert, dass
das Ständerbefestigungsteil 7b in
direkten Kontakt mit dem Ständer 6 kommt,
wodurch verhindert wird, dass der Isolierkörper des Ständers 6 aufgrund einer
an ihn bei der Anbringung des Ständers 6 angelegten Befestigungskraft
zu Bruch geht.
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Die
gestuften Bereiche 70b-1, die jeweils dort Stufen in vorbestimmten
Abständen
haben, wo sich der gestufte Bereich 70b-1 in einer radialen Richtung
des zylindrischen Lagerhalterungsteils 7a nach außen erstreckt,
und die flachen Bereiche 70b-2,
die sich zwischen angrenzenden gestuften Bereichen 70b-1 befinden
und an die gestuften Bereiche 70b-1 in einer Umfangrichtung
mit dazu senkrechten flachen Teilen angeschlossen sind, ermöglichen
es, eine Bindungskraft mit dem Bottich 2 beim Spritzgießen des
Bottichs 2 zu erhöhen.
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Zusätzlich dazu
erhöht
auch die umfängliche Rippe 720b an
einer Stelle, die ein Stück
weit von einer Achse des Lagerhalterungsteils 7a weg ist,
eine Bindungskraft mit dem Kunststoff beim Spritzgießen des
Bottichs 2.
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Darüber hinaus
erhöhen
die Durchgangsöffnungen 730b im
Ständerbefestigungsteil 7b die
Bindungskraft mit dem Kunststoff beim Spritzgießen des Lagergehäuses 7.
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Die
Befestigungserhebung 70b mit der Ständerbefestigungsöffnung 700b im
Lagergehäuse 7 kann
außerdem
ohne eine Ausbildung von Befestigungsöffnungen im Bottich 2 auskommen.
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Das
heißt,
in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Ständer 6 an Ständerbefestigungsöffnungen 700b in
der Befestigungserhebung 70b des Ständerbefestigungsteils 7b befestigt, das
mit Schrauben in der Bottichrückwand
versenkt ist.
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Die
Positionierungsöffnung 710b,
die angrenzend an die Ständerbefestigungsöffnung 700b des
Ständerbefestigungsteils 7b in Übereinstimmung mit
einem Positionierungsvorsprung am Isolierkörper des Ständers 6 ausgebildet
ist, verbessert die Bearbeitungsfähigkeit bei der Anbringung
des Ständers 6 an
der Bottichrückwand.
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Selbstverständlich ist
die Positionierungsöffnung 710b im
Ständerbefestigungsteil 7b nicht
mit Kunststoff abgedeckt, sondern freiliegend ausgebildet, und im
Falle, dass die Positionierungsöffnung
im Isolierkörper
hergestellt ist, ist der Positionierungsvorsprung am Ständerbefestigungsteil 7b ausgebildet.
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Da
das vordere Ende der Welle 4 am Drehhalter 10 in
der Rückwand
der Trommel 3 befestigt ist und ein Abschnitt der Welle 4 ausgehend
von einem Teil, das zu einer Außenseite
des Drehhalters 10 zum vorderen Lager 600a freiliegt,
die darauf aufgepresste Messingbuchse 11 besitzt, wird
ein Rosten der Welle 4 verhindert.
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Das
Dichtungsteil 12 an der außenliegenden Fläche der
Buchse 11 verhindert ein Eindringen von Wasser zum Lager.
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Das
gebogene Umfangsteil mit einer Sitzfläche 130 zur Aufnahme
von Magneten M, die auf der innenliegenden Fläche einer Seitenwand 13b angeordnet
sind, die von einer Kante einer Rückwand des Läufers 5 nach
vorn verlängert
ist, ermöglicht eine einfache
Herstellung des Läufers,
da die Sitzfläche 130 den
Magnet M mühelos
haltert, wenn dieser an der innenliegenden Fläche des Läufers 5 befestigt wird.
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Die
Nabe 132 in einem Mittelteil der Rückwand 13a mit Durchgangsöffnungen 131 ermöglicht es,
Befestigungsteile 15a wie Schrauben beim Anbringen des
Läufers 5 an
der Welle 4 hindurchzuführen,
und die mehreren radialen Kühlrippen 133,
wovon jede über
eine Länge
verfügt,
ermöglichen
es, Luft zum Ständer 6 zu
blasen, um von diesem ausgehende Wärme 6 zu kühlen, wenn
sich der Läufer 5 dreht.
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Die
Kühlrippe 133 wird
durch Durchziehen in Richtung auf eine offene Seite des Läufers 5 hergestellt,
und eine im Durchzug ausgebildete Durchgangsöffnung 134 dient als
Luftloch.
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Der
Läufer 5,
der durch Pressen aus einer Stahlplatte hergestellt wird, verkürzt eine
Zeitdauer, die zur Herstellung des Läufers 5 benötigt wird
und verbessert die Produktivität.
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Die
Ausbauchung 135 zwischen aneinander angrenzenden Kühlrippen 133 auf
der Rückwand 13a des
Läufers 5 verbessert
eine Gesamtfestigkeit des Läufers 5,
und die Abzugsöffnung 136 in
der Ausbauchung 135 ermöglicht
es, Wasser durch die Abzugsöffnung 136 auszuleiten.
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Der
Verbinder 16, der durch Kunststoffspritzgießen hergestellt
ist, hat eine Schwingungsform, die sich von einer Schwingungsform
des aus einer Stahlplatte hergestellten Läufers 5 unterscheidet,
um Schwingung zu dämpfen,
die vom Läufer 5 auf
die Welle 4 übertragen
wird.
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Die
Verzahnung 164 in der innenliegenden Umfangsfläche der
Nabe des Verbinders 16, die mit der Verzahnung 400 im
hinteren Endteil der Welle 4 in Eingriff ist, ermöglicht die Übertragung
einer Drehkraft vom Läufer 5 zur
Welle 4 durch den Verbinder 16, so wie sie ist.
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13 stellt
eine perspektivische Ansicht eines Ständers in einem Antriebsteil
einer Trommelwaschmaschine einer anderen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar.
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Mit
Bezug auf 13 umfasst der Ständer 6 dieser
Ausführungsform
einen spiralförmig
gewickelten Kern HC, einen Isolierkörper 144 mit dem darin eingeschlossenen
spiralförmig
gewickelten Kern HC, eine Spule, die auf Zahnabschnitte 151 des
spiralförmig
gewickelten Kerns HC gewickelt ist, und Befestigungsteile 143,
die als eine Einheit mit dem Isolierkörper 144 zu einer
Innenseite des spiralförmig
gewickelten Kerns HC hin vorstehend ausgebildet sind.
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Das
heißt,
der Ständer 6 hat
in der Ausführungsform
keinen Aufbau, bei dem die Befestigungsteile von mehr als drei Stellen
in einer radialen Richtung zu einer Innenseite des spiralförmig gewickelten Kerns
HC hin vorstehen, sondern hat einen Aufbau, bei dem die Befestigungsteile
eine Einheit mit dem in einer radialen Richtung zu einer Innenseite
des spiralförmig
gewickelten Kerns HC verlängerten
Isolierkörper 144 bilden.
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Wie
die vorstehende Ausführungsform
besitzt der spiralförmig
gewickelte Kern HC mehrere Schichten, die durch Wickeln einer Stahlplatte
in einer Spirallinie ausgehend von einer unteren Schicht zu einer
oberen Schicht gebildet sind, wobei die mehreren Zahnabschnitte 151 in
einer radialen Richtung von einem Basisteil 150 des spiralförmig gewickelten Kerns
HC nach außen
vorstehen, und Ausnehmungen 152 im Basisteil 150, um Belastungen
beim Wickeln des spiralförmig
gewickelten Kerns HC zu reduzieren.
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Eine
Positionierungsöffnung 143g zum
Einpassen bei der Anbringung des Ständers befindet sich angrenzend
an die Befestigungsöffnung 143a im Befestigungsteil 143,
falls es einen Positionierungsstift an der Bottichrückwand gibt.
Im Gegensatz dazu kann der Positionierungsstift natürlich auch
angrenzend an die Befestigungsöffnung 143a ausgebildet sein,
und die Positionierungsöffnung
kann in der Bottichrückwand
ausgebildet sein.
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Die
anderen Teile der Ausführungsform
und deren Funktionsweisen sind dieselben wie in der vorstehenden
Ausführungsform,
und deshalb unterbleiben deren wiederholten Beschreibungen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen oder dargestellten
Ausführungsformen
beschränkt,
sondern erstreckt sich statt dessen über den vollen Umfang der beigefügten Ansprüche.
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Als
ein Beispiel kann das Ständerbefestigungsteil 7b nur
eine Verlängerung
in radialer Richtung nach außen
ausgehend vom zylindrischen Lagerhalterungsteil 7a mit
gestuften Bereichen 70b-1 in vorbestimmten Abständen entlang
einer radialen Richtung haben. Oder das Ständerbefestigungsteil 7b kann
alternativ abwechselnde Verlängerungen
in radialer Richtung nach außen
ausgehend vom vorderen und rückwärtigen Teil
des zylindrischen Lagerhalterungsteils 7a in einer Umfangsrichtung
haben, die ohne die gestuften Bereiche an Ränder der Verlängerungen
angeschlossen sind, die im Wesentlichen senkrecht zu den Verlängerungen
sind.
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14 stellt
einen Längsschnitt
einer anderen Ausführungsform
einer Trommelwaschmaschine dar.
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Mit
Bezug auf 14 umfasst die Trommelwaschmaschine
einen Bottich 2 mit einer Wand, um Waschwasser zu enthalten
und ein Antriebsteil daran anzubringen, und ein hülsenförmiges Lagerhalterungsteil 17 zum
Haltern von Lagern, wobei sowohl der Bottich 2 als auch
das Lagerhalterungsteil 17 als eine Einheit ausgebildet
sind, eine Trommel 3, die drehbeweglich im Inneren des
Bottichs 2 angeordnet ist, eine Welle 4, die durch
den Bottich 2 hindurchgeführt und an die Trommel 3 zur Übertragung
einer Antriebskraft von einem Motor an die Trommel angeschlossen
ist, mindestens ein Lager 600a im Inneren des Lagerhalterungsteils 17 zum
Haltern der Welle 4, einen Läufer 5, der an einem
hinteren Endteil der Welle 4 angreift, um zusammen mit
dem Ständer 6 den
Motor zu bilden, und wobei der Ständer 6 am Bottich 2 auf
einer Innenseite des Läufers 5 und
einer Außenseite
des Lagerhalterungsteils 17 mit Befestigungsteilen angebracht
ist. Der Ständer 6 umfasst
einen ringförmigen,
spiralförmig
gewickelten Kern HC mit mehreren Schichten, der dadurch gebildet
ist, dass eine Stahlplatte mit Zahnabschnitten 151 und ein
Basisteil in einer Spirallinie ausgehend von einer unteren Schicht
zu einer oberen Schicht gewickelt ist, einen Isolierkörper mit
dem darin eingeschlossenen spiralförmig gewickelten Kern HC, eine
Spule, die auf die Zahnabschnitte 151 gewickelt ist, und
Befestigungsteile, die als eine Einheit mit dem Isolierkörper 144 ausgebildet
sind, mit Befestigungsöffnungen,
die zu einer Innenseite des spiralförmig gewickelten Kerns HC zur
Befestigung am Lagerhalterungsteil 17 hin vorstehen.
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Mehrere
Befestigungsöffnungen
sind in einem äußeren Bereich
des Lagerhalterungsteils 17 des Bottichs 2 zur
Anbringung des Motorständers 6 mit
Befestigungsteilen vorgesehen. Ein Metallrohr 143p oder
ein Federstift ist mit Kraft in die Befestigungsöffnung 143a des Befestigungsteils 143 eingesetzt.
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Sowohl
der Bottich 2 als auch das Lagerhalterungsteil 17 können durch
Kunststoffspritzguss hergestellt sein, bzw. kann der Bottich 2 aus
Kunststoff und das Lagerhalterungsteil 17 aus einem Metall
wie einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.
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Bevorzugter
wird beim Kunststoffspritzgussverfahren des Bottichs 2 der
Bottich 2 mit einer Bottichhalterungsplatte 18 aus
einem Metall spritzgegossen, die als vom Lagerhalterungsteil separates Teil
hergestellt und in einem äußeren Bereich
des Lagerhalterungsteils 17 eingebettet wird.
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Andere
Teile, die hier nicht beschrieben sind, sind dieselben wie bei der
vorstehenden Ausführungsform,
und deshalb unterbleibt hier eine wiederholte Beschreibung von diesen.
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Die
Funktionsweise der Ausführungsform wird
nun beschrieben.
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Wenn
ein Strom zum Ständer 6 fließt, um den
Läufer 5 in
Drehung zu versetzen, dreht sich die an den Läufer 5 angeschlossene
Welle 4. Die Welle 4 dreht sich und ist dabei
auf einem vorderen Lager 600a und einem hinteren Lager 600b im
Inneren das Lagerhalterungsteils 17 gelagert.
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Eine
auf die Welle 4 wirkende Last wird auf das vordere und
hintere Lager 600a und 600b und von dort auf das
Lagerhalterungsteil 17 übertragen. Da
das Lagerhalterungsteil 17 als eine Einheit mit der Bottichrückwand ausgebildet
ist, kann es die Welle 4 stabil haltern.
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Die
Bottichhalterungsplatte 18 aus einem Metall, die als vom
Lagerhalterungsteil separates Teil hergestellt und beim Spritzgießen des
Bottichs 2 in einem äußeren Bereich
des Lagerhalterungsteils 17 eingebettet wird, ermöglicht es,
auf eine an der Bottichrückwand
befestigte separate Verstärkungskaschierung
zu verzichten, und reicht aus, um eine Tragkraft für den an
der Bottichrückwand
angebrachten Ständer 6 sicherzustellen,
auch wenn der bürstenlose
DC-Motor direkt an der Bottichwand befestigt ist.
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Für Fachleute
auf dem Gebiet wird offensichtlich sein, dass verschiedene Abwandlungen
und Veränderungen
an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne
vom Rahmen der Erfindung abzuweichen. Somit soll die vorliegende Erfindung
die Abwandlungen und Veränderungen
an dieser Erfindung mit abdecken, vorausgesetzt, sie fallen in den
Umfang der beigefügten
Ansprüche.
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Die
Ausführungsformen
der Trommelwaschmaschine der vorliegenden Erfindung haben die folgenden
Vorteile.
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Erstens
sind beim Direktantriebsmotor Geräusche, Funktionsstörungen und
Leistungsverluste reduziert, und das aus einem Metall hergestellte
Lagergehäuse
kann auf ein Produkt mit einer Trocknungsfunktion angewendet werden,
weil das Lagergehäuse
keine Wärmeverformung
erfährt.
Bei einem solchen Produkt kann es sich um eine Kombination aus Waschmaschine/Trockner
oder um einen Trockner handeln.
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Zweitens
verkürzt
ein Läufer 5,
der durch Pressen einer Stahlplatte hergestellt wird, die Herstellungsdauer
und verbessert die Produktivität.
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Drittens
ermöglicht
der spiralförmig
gewickelte Kern eine Senkung des Materialabfalls, eine einfache
Herstellung, und eine erhöhte
Steifigkeit des Befestigungsteils des Ständers 6, um Geräusche und
Schwingungen zu mindern, die mechanische Zuverlässigkeit zu verbessern und
eine Nutzungsdauer zu verlängern.
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Viertens
ermöglicht
es der Unterschied zwischen den Schwingungsformen des Läufers und
des Verbinders, Schwingungen zu mindern, die vom Läufer auf
die Welle übertragen
werden, und das Ständerbefestigungsteil 7b ermöglicht eine
starre Anbringung des Ständers 6 an
der Bottichrückwand
und eine Aufrechterhaltung der Konzentrizität des Ständers ohne Schädigung der
Bottichrückwand.
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Fünftens ermöglicht der
Wegfall der Bottichhalterungseinbauarbeit an der Montagestraße, dass ein
Montageprozess vereinfacht und eine einfache Wartung durch einen
Kundendienstler bei einer Reparatur und einem Bauteilaustausch durchgeführt werden
kann.
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Sechstens
kann die Bottichrückwand
den Ständer
auch dann sicher haltern, wenn ein bürstenloser DC-Motor ein reines
Ständergewicht
von über 1,5
kg hat und eine Drehgeschwindigkeit in einem Bereich von 0–2000 U/min.
oder darüber
variiert und der Motor direkt an der Bottichrückwand montiert ist.