驱动电动机、泵和家用电器的制作方法

本实用新型涉及一种驱动电动机，其用于泵，且具有能电驱控的定子绕组和在保持环状间隙的条件下能在定子绕组的场中转动驱动地支承的转子，转子具有电机轴、放置在电机轴上的磁载体和至少一个布置在磁载体上的永磁体。此外，本实用新型涉及一种泵，其具有这样的驱动电动机，还涉及一种家用电器、特别是洗碗机、洗衣机或干燥机，其具有这样的驱动电动机和/或这样的泵。

背景技术：

EP 1 788 690A1描述了一种用于制造用于同步电机、特别是用于工业和个人应用的洗衣机及类似物的泵的永磁体转子的方法，同步电机具有包括带有轴和轴向通路的、圆柱形的中心铁芯的外部定子，该轴向通路由多个具有外弯曲面和内弯曲面及侧边缘的永磁体包围，该方法包括以下步骤：布置由塑料构成的、包括底端、开放端、侧壁和多个纵向延伸的凹槽的杯状主体，这些凹槽构造在侧壁中并且对用于放置磁铁的放置容纳部进行限定；将中心铁芯置入到杯状主体中并且与放置容纳部一致地布置磁铁；将塑料注射到杯状主体中并且围绕其周围与凹槽协调，其中，罩式结构利用相对置的底部和在相对置的底部之间延伸的支撑部来获得，其中，相对置的底部邻接于杯状主体的端部，并且支撑部容纳在凹槽中。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提出一种特别是用于泵的驱动电动机、具有这样的驱动电动机的泵和具有这样的泵的家用电器，由此实现寿命的改善和/或效率的改善。

本实用新型的目的通过用于泵的驱动电动机实现，其具有能电驱控的定子绕组和在保持环状间隙的条件下能在定子绕组的场中转动驱动地支承的转子，转子具有电机轴、放置在电机轴上的磁载体和至少一个布置在磁载体上的永磁体，其中，磁载体由铁磁的铬钢制成。

通过由铁磁的铬钢制造磁载体的方式，抗腐蚀的磁载体能够由钢材制成。换句话说，磁载体能够由不锈钢构成。磁载体的抗腐蚀性提高了驱动电动机、特别是因此驱动的泵的寿命。特别地，这在涉及湿电枢的情况下是重要的，其至少在很大程度上无保护地在腐蚀的介质、如水或碱水中运行，如其例如在使用家用电器、如洗碗机、洗衣机和干燥机的情况中那样。

因此特别地，由铁磁的铬钢制成的磁载体能够是软磁的钢材，其能够在磁场中软磁化。因此就此来说，磁载体应当由铁氧体的铬钢制成。然而，当磁载体应当更确切地说具有硬磁的属性并且应当更少地具有软磁的属性的时候，那么磁载体应当由马氏体的铬钢制成。

为了制造足够抗腐蚀的磁载体，磁载体应当由具有至少10.5％的铬成分的、特别是铁氧体的、在可能的情况下是马氏体的铬钢制成。在此，碳成分能够最高为1.2％，以便保障足够高的抗腐蚀性。为了制造铁磁的磁载体，铬钢应当至少基本上或完全是无镍的。

因此，磁载体能够由无镍的铬钢制成。

在一个优选实施方式中，磁载体能够由具有16％至18％的铬成分、特别是大约17％的铬成分、特别是根据EN 10027-2(X6Cr17，AISI 430)的材料号1.4016的铬钢制成。在此，将具有10.5％至18％的铬成分的铬钢称为第一铬钢，将具有16％至18％的铬成分的铬钢称为第二铬钢，将具有 17％的铬成分的铬钢称为第三铬钢。

在所有的实施方式中，磁载体能够由以多个相互堆叠、互相连接的叠片构成的叠片组制成。

因此，磁载体能够以低成本的方式制造。对此，能够从轧制的钢板带的卷材中冲裁或切割出各个叠片，并且将与叠片组的外轮廓相同的多个叠片堆叠并且相互连接。各个相互堆叠的叠片能够例如通过叠片的各个连接点的变形而力配合或形状配合地相互连接。

作为由铁磁的铬钢制成的磁载体的替换或补充，电机轴也能够由铬钢制成。另外，电机轴也能够由不锈钢组成。

通过由铬钢制造电机轴的方式，抗腐蚀的电机轴就能够由钢材制造。电机轴的抗腐蚀性提高了驱动电动机、特别是因此驱动的泵的寿命。特别地，这在涉及湿电枢的情况下是重要的，其至少在很大程度上无保护地在腐蚀的介质、如水或碱水中运行，如其例如在使用家用电器、如洗碗机、洗衣机和干燥机的情况中那样。

特别地，电机轴能够由能硬化的、特别是奥氏体的或马氏体的铬钢制成。

因此特别地，由能硬化的铬钢制成的电机轴能够是软磁的钢材，其能够在磁场中软磁化。因此就此来说，电机轴也由奥氏体-铁氧体的铬钢制成，其也被称为双联法炼制的钢(Duplexstahl)。

为了制造足够抗腐蚀的电机轴，电机轴应当具有至少10.5％的铬成分的铬钢制成。在此，碳成分能够最高为1.2％，以便保障足够高的抗腐蚀性。此外为了制造能硬化的电机轴，用于电机轴的铬钢应当具有至少3％的镍成分。

在优选的实施方式中，电机轴能够由具有15％至17％的铬成分、特别是大约16％的铬成分和3％至5％的镍成分、特别是大约4％的镍成分、特别是根据EN 10027-2(X5CrNiCuNb16-4，AISI 630)的材料号1.4542的铬钢制成。在此，将具有15％至17％的铬成分和3％至5％的镍成分的铬钢称为第四铬钢，将具有16％的铬成分和4％的镍成分的铬钢称为第五铬钢。

在第一基本设计方案中，每个永磁体都能够具有在磁载体的方向上指向的平的底面，并且磁载体能够具有多边形的、特别是六边形的横截面。

在第一基本设计方案中，每个永磁体都能够具有在磁载体的方向上指向的、横截面为圆弧形的底面，并且磁载体能够具有圆形的横截面。

在所有的实施方式中，永磁体能够借助于通过挤压包封磁载体而制成的塑料笼固定在磁载体处。在此，每个永磁体都能够具有邻接于环状间隙的外表面，其通过至少一个围绕外表面环绕的倒角来限定，其中，至少一个倒角由塑料笼形状配合地包围。

为了由能电驱动的定子绕组生成的、具有高效率的旋转场能够影响转子，应当尽可能地减少环状间隙的宽度。这能够由此实现，即转子构造为使得永磁体的外表面直接邻接于环状间隙。因为在转子的这样的设计方案中例如不存在钢罐，其经由其周向完全地封装永磁体，并且永磁体也不完全由塑料环绕，所以就明显地减少了永磁体的外表面到定子绕组的间距，由此提高了驱动电动机的效率。当效率的这种改善也在应用由稀土材料制成的永磁体中出现的时候，永磁体的外表面直接邻接于环状间隙的、转子的改进方案是特别合理的，当代替贵的稀土磁体而优选地应用铁氧体的、特别是硬铁氧体的永磁体时，其具有比稀土磁体明确更小的导磁率。然而在节省成本方面，铁氧体的、特别是硬铁氧体的永磁体是有利的。

通过每个永磁体具有邻接于环状间隙的外表面的方式，其通过至少一个围绕外表面环绕的倒角限定并且该至少一个倒角由塑料笼形状配合地包围，永磁体的外表面的尽可能大的面积能够直接邻接于环状间隙，其中，通过围绕外表面环绕的至少一个倒角将永磁体通过塑料笼形状配合地保持在磁载体处，而不需要分开的钢罐或完全环绕永磁体的塑料笼，由此将永磁体强制地布置为与定子绕组有更大的间距。

优选地，转子的所有的永磁体都设计为一致的。特别地，其能够以相同的间距相互远离地经由磁载体的周围分布地布置。永磁体的外表面具有圆柱外壳区段形的外形。经由磁载体的周围分布地布置的永磁体能够以其外表面就此来说作为对基本上为圆柱形的外表面的补充，其仅通过塑料笼的很小的隔片中断。

通过每个永磁体具有至少一个环绕的倒角的方式，能够如下地将围绕磁载体布置的永磁体形状配合地通过挤压包封的塑料笼固定在磁载体处，即塑料笼与永磁体一起形成转子的平滑壁的圆柱形的壳壁，其设计有窗口，窗口直接由永磁体的外表面形成。

借助于至少一个倒角，通过用于安全地固定在磁载体处的塑料笼能够实现的是，永磁体的和永磁体的尽可能安全的形状配合的围绕之间的、对尽可能大的磁性作用的外表面的要求的、特别协调的关系。

作为补充，在所有磁载体的实施方式中能够具有用于容纳电机轴的毂，其内壳壁设置有突出的肋，其特别地在轴向方向上延伸。肋造成了磁载体在电机轴上的特别可靠的固定。

本实用新型还涉及一种泵，具有如根据本实用新型所描述的那样的驱动电动机，其中，转子、特别是其磁载体和/或其电机轴在泵的湿室中能转动驱动地支承，并且永磁体的外表面与湿室的位于驱动电动机的环状间隙中的流体接触。

另外，位于湿室中的流体用于转子或者转子的轴承的冷却和/或润滑。为了实现高电磁效率，将转子的、即转子磁体的外壳壁在结构上尽可能接近地引向定子绕组。这造成的结果是，在转子或转子磁体与湿室的内壁之间仅存在很小的间隙，其特别地在转子转动期间仅相对较少地由流体流过。在此点上，背向于流体入口的湿室区域能够非常困难地仅单独经由该间隙进行冲洗。特别地，能够在这样的后面的、即背向泵叶轮的湿室区域中以不期望的方式聚集空气泡和/或蒸汽泡。由于转子的转动，空气泡和/或蒸汽泡按趋势地在湿室的接近电机轴的、接近轴线的中心中聚集，并且不在接近间隙的外周向上聚集。借助于至少一个在磁载体中布置的流动通道，流体能够特别良好地循环并且特别地能够导出空气泡和/或蒸汽泡，从而不出现转子的轴承无润滑地运转的危险，无润滑的运转减少了泵的寿命和泵的效率。通过空气泡和/或蒸汽泡的排出，驱动电动机以及泵还更安静地运行。

泵能够具有能由驱动电动机驱动的泵叶轮，并且驱动电动机的电机轴还具有滚花，在其上固定有泵叶轮。因此实现了泵叶轮在电机轴上的特别可靠的固定，这能够提高泵的寿命。

接下来的特征能够单独或相互组合地在不同的实施方式中找到应用：驱动电动机通常能够是无刷的直流湿电枢泵驱动电动机 (Gleichstrom-Nasslaeufer-Pumpenantriebsmotor)。转子磁体通常能够是永磁体环，其固定在保持器处。

完全普遍地，直流泵驱动电动机一般能够构造为由流体流过的湿电枢电动机，并且在此永磁体转子直接与流体接触。磁载体能够在所有的实施方案中要么设计为单件的，要么由以多个相互堆叠、相互连接的叠片构成的叠片组组成。

此外，本实用新型涉及家用电器，特别是洗碗机、洗衣机、吸尘器或干燥机，其具有根据本实用新型的驱动电动机和/或根据本实用新型的泵，如所描述的那样。

附图说明

在参照附图的以下描述中详细阐述了根据本实用新型的驱动电动机的各种具体的实施例。这些实施例的具体的特征能够不取决于其涉及的具体的关系，在可能的情况下也单独或组合考虑地表现本实用新型的一般的特征。

在此示出：

图1是具有直流湿电枢泵驱动电动机形式的根据本实用新型的驱动电动机的家用电器的、示例性的泵的横截面图；

图2是根据本实用新型的驱动电动机的、永磁体内部转子的第一实施方式的透视分解图；

图3是根据图2的永磁体内部转子在组合状态中的透视图；

图4是根据图2和图3的第一实施方式的驱动电动机的各个永磁体的前视图、侧视图、横截面图和透视图；

图5是根据图3的第一实施方式的组合在一起的永磁体内部转子的横截面图；

图6是根据第二实施方式的驱动电动机的各个永磁体的前视图、侧视图、横截面图和透视图；

图7是根据图6的第二实施方式的组合在一起的永磁体内部转子的横截面图；并且

图8是根据本实用新型的驱动电动机的永磁体内部转子的第三实施方式的透视分解图。

具体实施方式

在图1中示例性地示出的家用电器的泵1具有泵壳体2，在其中泵叶轮3能转动地布置。泵叶轮3具有多个叶片4，其设计和布置为经由入口 5轴向地吸取流体并且经由出口6径向地射出。在当前的实施例中，泵1 因此形成径向泵的结构形式的离心泵。泵叶轮3抗扭地放置在无刷的直流湿电枢泵驱动电动机8的电机轴7上。

直流湿电枢泵驱动电动机8布置在电动机壳体9中。电动机壳体9在当前实施例的情况中直接与泵壳体2连接。在可能的情况下，电动机壳体 9能够与泵壳体2一起组成组合单元，或者甚至设计为一体的。直流湿电枢泵驱动电动机8具有能电驱动的定子绕组10和能在定子绕组10的场中驱动并且借助于电机轴7在两个相对置的轴承11之间的场中能转动地支承的转子13。

所示的实施例的直流湿电枢泵驱动电动机8构造为由流体流过的湿电枢电动机，其中，电动机壳体9之中的转子13在湿室中支承，其由来自于泵壳体2的流体充满。定子绕组10在此布置在电动机壳体9之外的干燥的环境中。

在所示的实施例中，转子13基本上具有电机轴7、在电机轴7上抗扭地固定的磁载体14和在磁载体14处借助于由挤压包封制造的塑料笼17 固定的永磁体15。

该永磁体内部转子在图2中以分解图的形式详细示出。

电机轴7具有前轴端部7a，在其上能够固定泵叶轮3。在该前轴端部 7a上，电机轴7在其外壳壁上具有滚花18，其设计用于将泵叶轮3抗扭地固定在电机轴7上。

转子13的永磁体15利用其在湿室16中的外表面15.1在转子13和定子绕组10之间的环状间隙12的区域中直接与流体接触(图1)。永磁体 15由铁磁的材料制成。

在泵1的湿室16中能转动驱动地支承的转子13具有多个均匀地经由周向分布地布置的永磁体15，其外表面15.1与位于驱动电动机8的环状间隙12中的、湿室16的流体接触。

为了将多个在磁载体14的至少一个壳层表面14.1上分布地布置的永磁体15固定在磁载体14处，将永磁体15在边缘侧以框架形式借助于通过挤压包封磁载体14制造的塑料笼17形状配合地固定在磁载体14处。

为了通过挤压包封磁载体14而制造的塑料笼17能够将永磁体15形状配合地保持在磁载体14处，每个永磁体15都具有至少一个围绕外表面 15.1环绕的倒角19，其由塑料笼17填满，由此，相应的永磁体15形状配合地由塑料笼17环绕。

在根据图2至图5的第一实施方式中，磁载体14具有多边形的、特别是六边形的横截面。磁载体14能够设计为实心的，或由多个多边形的、特别是六边形的冲压片堆叠，以专业人员已知的方式建立。

磁载体14具有毂20，在其中容纳有电机轴7。为了将电机轴7安全地固定在磁载体14中，在毂20的内壳壁20.1上设置有突出的肋21，其特别地在轴向方向上延伸。

在横截面为多边形的、特别是六边形的磁载体14的每个单独的、特别是矩形的壳层表面14.1上分别放置分开的永磁体15。每个永磁体15都具有在磁载体14的方向上指向的、平面地接触磁载体14的壳层表面14.1 的平的底面15.2。

如特别地在图4的视图中示出的那样，每个永磁体15都具有前端壁 15.3、后端壁15.4、在转子13的转动方向上超前的侧壁15.5和滞后的侧壁15.6。根据本实用新型至少一个倒角19如下地形成，即前端壁15.3、后端壁15.4、超前的侧壁15.5和滞后的侧壁15.6分别设计成，从与永磁体15的在磁载体14的方向上指向的底面15.2垂直的位置L中转过角度a 向内部调节的位置斜切，如特别地在图4的横截面图中示出的那样。根据本实用新型，角度a能够在1至20度的范围值中，并且特别地在示出的实施例中具有大约8度的值。

永磁体15的分别直接连接前端壁15.3、后端壁15.4、超前的侧壁15.5 和滞后的侧壁15.6的四个侧边缘15a设计用于，倒圆角地形成唯一围绕永磁体15的外表面15.1环绕的倒角19。

不仅在根据图2至图5的第一实施方式中，也在根据图6和图7的第二实施方式中为至少一个使前端壁15.3、后端壁15.4、超前的侧壁15.5 和/或滞后的侧壁15.6分别与外表面15.1直接连接的表面边缘15b、特别是使前端壁15.3和后端壁15.4分别与外表面15.1直接连接的表面边缘15b 设置附加的倒角19b。

此外，在根据图2至图5的第一实施方式中，底边缘15c分别具有另外的倒角19c，这些底边缘分别使前端壁15.3、后端壁15.4、超前的侧壁 15.5或者滞后的侧壁15.6与永磁体15的在磁载体14的方向上指向的底面 15.2直接连接。

根据图5的横截面图示出的是，如塑料笼17的挤压包封的塑料材料那样使倒角19和19c根据第一实施方式形状配合地围绕，以便将永磁体 15保持在磁载体14处。

在根据图6和图7的第二实施方式中，永磁体15首先在其形状上类似于根据图2至图5的第一实施方式地设计。此外，第二实施方式的永磁体15具有附加地分阶段实施的表面边缘15d。

因此，至少一个使前端壁15.3、后端壁15.4、超前的侧壁15.5和/或滞后的侧壁15.6分别与外表面15.1直接连接的表面边缘15d、特别是唯一仅使超前的侧壁15.5和滞后的侧壁15.6分别与外表面15.1直接连接的表面边缘15d是分阶段设计的。

分阶段设计的表面边缘15d通过凹槽22形成，其在永磁体的轴向的横截面中具有宽度，其为永磁体的整体宽度的10％和15％之间、特别地为 12％或13％。在永磁体的轴向的横截面中，通过凹槽形成的分阶段的表面边缘具有至少0.5毫米、特别是至少0.6毫米的最低高度。

也在也在第二实施方式中，为至少一个使前端壁15.3、后端壁15.4、超前的侧壁15.5和/或滞后的侧壁15.6分别与永磁体15的在磁载体14的方向上指向的底面15.2直接连接的底边缘15c设置另外的倒角19c。

根据图7的横截面图示出的是，如塑料笼17的挤压包封的塑料材料那样使倒角19和19c及永磁体15的凹槽22根据第二实施方式形状配合地围绕，以便将永磁体15保持在磁载体14处。

在根据图8的第三实施方式，每个永磁体15都具有在磁载体14的方向上指向的、在横截面中为圆弧形的底面15.2，并且磁载体14具有圆形的横截面。

附图标记列表

1 泵

2 泵壳体

3 泵叶轮

4 叶片

5 入口

6 出口

7 电机轴

7a 前轴端部

8 驱动电动机

9 电动机壳体

10 定子绕组

11 轴承

12 环状间隙

13 转子

14 磁载体

14.1 壳层表面

15 永磁体

15.1 外表面

15.2 底面

15.3 前端壁

15.4 后端壁

15.5 超前的侧壁

15.6 滞后的侧壁

15a 侧边缘

15b，15d 表面边缘

15c 底边缘

16 湿室

17 塑料笼

18 滚花

19 倒角

19b 附加的倒角

19c 另外的倒角

20 毂

20.1 内壳壁

21 肋

22 凹槽