转子、电动马达、泵设备、家用器具以及生产方法与流程

1.本发明涉及用于电动马达的转子、包括这种转子的电动马达、均包括这种电动马达的泵设备和家用器具以及生产所述转子的方法。


背景技术：

2.电动家用器具通常包括电动马达，所述电动马达特别可以被配置成驱动可旋转工具或泵的叶轮。已知包括在对应电动马达中的不同类型的转子。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种家用器具的经改进永磁转子，以及一种生产这种转子的方法。本发明的另一个目的是提供一种经改进电动马达、泵设备和家用器具。
4.所述目的分别通过根据权利要求1的转子、根据权利要求7的电动马达、根据权利要求8的泵设备、根据权利要求9的家用器具以及根据权利要求10的方法实现。在从属权利要求、说明书和附图中公开优选实施例。
5.根据本发明的转子被配置成形成电动马达的一部分。其包括环部分和毂部分。所述环部分包含永磁材料；特别地，所述转子是永磁转子。所述环部分被配置成至少部分（即，至少以其一部分）围绕所述电动马达的定子的至少一部分旋转。即，当所述转子安装在所述电动马达中时，所述转子的至少一部分位于定子的至少一部分的径向外侧。应理解，在此文档中，术语“径向”以及术语“轴向”和“周向”均是指转子的指定旋转轴线，并且这同样适用于其相应语言派生词。
6.根据本发明的转子的毂部分被配置为风扇：其包括两个或更多个（优选地至少三个或至少四个）叶片元件，每一叶片元件均连接（优选地在其相应径向外端处）到环部分，其中所述叶片元件包围两个或更多个沿轴向方向延伸的空气通道。
7.由于轴向空气通道提供在毂部分的叶片元件之间，本发明以集成方式促进沿轴向方向通过转子和由转子环绕的定子部分的空气流。从而，促进电动马达的部件，特别是定子绕组、至少一个定子堆和/或一个或多个可旋转地支撑转子的轴承元件的经改善冷却，此冷却增加电动马达的耐久性。例如，可以至少减慢电动马达的部件（诸如定子绕组、定子槽绝缘件、轴承系统和/或其润滑件）的劣化。
8.特别地，与常规电动马达相比，可以在不引起电动马达的操作的温度上升的情况下增加电动马达的有源零件的利用率。其中，电动马达可以被制造成具有较小外部尺寸和/或使用较少活性材料（诸如磁体材料、铜和/或含铁材料）制造，然而同时可以维持性能。
9.另外，与具有平坦连续毂部分的常规转子相比，提供在毂部分中的空气通道促进材料的节省，并且从而促进转子的质量的减少。
10.根据优选实施例，包括转子或者转子被配置成包括在家用器具中，例如包括泵设备的家用器具中。
11.叶片元件可以直接或以弯曲形状沿径向方向延伸。转子可以进一步包括轴。这种
轴可以旋转地固定到毂部分（即，连接到毂部分以便共同旋转）。
12.根据有利实施例，转子包括整体部分，所述整体部分包括环部分和毂部分。即，转子的环部分和毂部分均可以集成在共用整体部分中。从而，可以实现转子的增加的稳定性和耐久性。特别地，这种整体部分可以通过注塑成型和/或通过增材制造生产。
13.转子的至少一部分、优选地其环部分和/或毂部分可以至少部分由塑料材料制成。于是，转子可以特别是轻质的。特别地，转子有利地至少部分由塑性磁体材料制成。优选地，毂部分和环部分两者都至少部分由相同（普通）塑料材料制成。
14.在其中转子包括整体部分的实施例中，如上所述，所述整体部分包括环部分和毂部分，特别地，这种整体部分可以由塑料（塑性磁体）材料制成。
15.根据优选实施例，叶片元件中的至少一者具有至少一个带有变薄边沿的区段，在所述变薄边沿中叶片元件朝向沿周向方向界定所述至少一个叶片的边缘变薄（沿轴向方向测量）。这种变薄边沿特别地可以被倒角和/或倒圆。优选地，所述至少一个叶片元件具有带有变薄边沿的两个这种区段，所述变薄边沿在周向方向上彼此相对。特别地，所述叶片中的至少一者可以在圆周方向上具有流线型形状。
16.当转子旋转时，这些实施例实现由被配置为风扇的毂部分产生的经改善空气流。
17.毂部分可以有利地是非磁性的。
18.环部分可以被不规则地磁化。特别地，环部分可以包括（优选地环状）第一子部分和（优选地环状）第二子部分，其中所述环部分可以在第二子部分中具有比在第一子部分中更弱的磁场。特别地，第二子部分可以是非磁性的，和/或所述环部分（或者甚至所述转子（作为孔））可以仅在环部分的第一子部分中是各向异性的。
19.从而，可以减少转子的生产过程中永磁材料的消耗。特别地，可以避免在转子的无效子部分中包括永磁材料。
20.环部分的第二子区段可以特别是在轴向方向上使第一子区段与毂部分分开。即，第二子区段可以布置在第一子区段与毂部分之间（特别是在轴向方向上）。例如，第一子部分在轴向方向上的尺寸可以小于（总）环部分在轴向方向上的尺寸。当电动马达操作时，这些实施例实现转子与定子，特别是其定子堆之间轴向力的减少（或者甚至消除的）出现。特别地，可以减少或者甚至抑制由此轴向力产生的摩擦损失。
21.根据有利实施例，环部分的径向外表面朝向毂部分变窄。从而，可以节省转子的生产所需的材料，并且转子可以具有特别低的质量。特别地，在如上所述包括具有不同磁场的第一和第二子部分的实施例中，第一子部分可以具有比第二子部分更大的直径（分别沿径向方向测量）。
22.关于轴向方向，环部分（特别地，在相应实施例中，其第一子部分）可以优选地具有偏斜磁化方向。磁化方向与转子的指定旋转轴线的平行线之间的对应角度可以优选地大于5
°
、大于10
°
或大于15
°
，和/或小于40
°
、小于35
°
或小于30
°
。从而，可以实现减小的马达齿槽转矩。
23.一种根据本发明的方法用于生产根据本发明的实施例的转子。所述方法包括通过注塑成型和/或通过增材制造来制造转子的至少环部分和/或毂部分。从而，可以确保快速但仍然可靠的生产。
24.一种根据本发明的电动马达包括定子和根据本发明的实施例的转子。定子的至少
一部分被布置成由转子的环部分（的至少一部分）包围。
25.一种根据本发明的泵设备包括叶轮和根据本发明的实施例的电动马达。其中，所述叶轮被配置成由电动马达驱动。所述泵设备可以是湿式或干式泵设备。特别地，其可以被配置成泵送液体（诸如水）或气体（诸如空气）。
26.一种根据本发明的家用器具包括根据本发明的实施例的电动马达。特别地，所述家用器具可以包括根据本发明的实施例的电动泵。所述家用器具可以例如是洗衣机、洗碗机、干衣机、厨房油烟机或通风机。
附图说明
27.在下文中，参考附图解释本发明的优选实施例。应理解，各种元件和部件仅绘示为示例，可以是兼性和/或以不同于所绘示方式组合。综合使用用于相关元件的附图标记，并且不针对每一附图再次定义。
28.在附图中示意性地示出：图1以立体图示出根据本发明的一示例性实施例的转子；图2a至图2d示出根据本发明的示例性转子的不同视图；图3示出根据本发明的实施例的电动马达的横截面以及空气流；图4示出根据本发明的实施例的电动马达的部件的分解图；图5示出根据本发明的泵组件的横截面以及冷却空气流。
具体实施方式
29.图1示出根据本发明的转子10的示例性实施例。
30.转子10包括环部分11、毂部分12和轴13。环部分11被配置成至少部分围绕电动马达的定子的至少一部分（诸如围绕如图3中绘示的定子20）旋转（即，与其至少一部分一起旋转）。特别地，转子10可以包括在由（干式或湿式）泵设备包括的电动马达中。
31.在所绘示实施例中，环部分11和毂部分12集成在共用整体部分中。从而，可以使转子10特别坚固。
32.如图1中所见，毂部分12被配置为风扇：在所绘示示例性情况下，其包括（恰好）四个叶片元件12a、12b、12c、12d，每一叶片元件均沿径向方向（相对于转子10的指定旋转轴线x）延伸，并且在其相应径向外端处连接到环部分11。轴向空气通道p提供在沿周向方向彼此相邻的每两个叶片元件之间。
33.因此，在包括转子10的电动马达的操作中，实现通过由环部分11环绕的内部区域并且然后通过空气通道p的空气流，所述空气流用于冷却电动马达的元件。另外，空气通道实现转子减少的质量。
34.优选地，转子10的至少环部分11和/或毂部分12由塑料材料，特别是由塑性磁体材料制成。所述制造可以通过注塑成型和/或增材制造实现。
35.在所绘示实施例中，环部分11包括第一子部分11f和第二子部分11s。在轴向方向上（即，平行于指定旋转轴线x），第二子部分11s布置在毂部分12与第一子部分11f之间，因此在轴向方向上分开其。其中，第二子部分11s连接（环部分的）第一子部分11f与毂部分12。在所绘示实施例中，所述第一和第二子部分两者都具有环状形状。
36.被配置成至少部分围绕定子（图1中未示出）旋转的至少第一子部分包含永磁材料（图1中不可见）。其中，磁场在第二子部分11s中比在第一子部分11f中弱。从而，可以节省磁体材料。
37.例如，第二子部分11s可以是非磁性的（无磁体），使得仅环部分的第一子部分11f具有磁场。特别地，第一子部分11f可以是各向异性的，并且第二子部分11s可以是各向同性的。
38.从而，在包括转子10的电动马达的操作中，可以减小或者甚至防止转子10与定子堆之间的轴向力，这最小化摩擦损失。
39.如图2a（示出转子10沿着指定旋转轴线x截取的横截面）中图示，第二子部分11s具有直径d（相对于指定旋转轴线x沿径向方向测量），直径d小于第一子部分11f的直径d（同样相对于轴线x沿径向方向测量）。特别地，环部分11的径向外表面朝向毂部分12变窄。
40.图2b和图2c均示出正交于旋转轴线x截取的相应横截面，如图2a中分别由标记a-a和b-b所指示，其中两个图中的观察方向都朝向转子10的毂部分12。在图2d中，示出平行于旋转轴线x的横截面，如（图2c中）由标记c-c所指示。
41.如图2b至图2d中所见，在周向方向上相邻的每两个叶片元件12a、12b、12c、12d由相应空气通道p分开。在其边缘处，叶片元件12a、12b、12c、12d均朝向空气通道p变薄。
42.为提高附图的清晰度，仅参考叶片元件12a的变薄边沿12a-i、12a-ii和叶片元件12b的变薄边沿12b-i和12b-ii；应理解，叶片元件12c和12d相似地成形。
43.其中，如图2b至图2d中可见，在其沿周向方向彼此相对的边缘处，叶片元件12a、12b均朝向相反方向变薄。即，叶片元件12a的相对边缘处的变薄边沿12a-i、12a-ii面向相反方向（平行于旋转轴线x），使得可从不同侧面识别变薄边沿。这同样适用于其他叶片元件的相对边缘处的变薄边沿。
44.实际上，在具有从由环部分11环绕的空间朝向毂部分12的观察方向的图2b中，仅变薄边沿12a-i、12b-i可见。与之相比，在具有相反观察方向的图2c中，可以看出变薄边沿12a-ii、12b-ii。
45.如图2d中特别所见，叶片元件12b具有具有二阶旋转对称性的横截面。
46.如图2d中进一步示出，所绘示示例性实施例的叶片12b（以及同样其他叶片元件）的变薄边沿12b-i、12b-ii被倒圆。根据替代实施例，叶片元件的边缘可以包括倒角区段；特别地，变薄边沿可以是平坦的。
47.根据优选实施例，环部分，特别是其第一子区段11f具有相对于指定旋转轴线x偏斜的磁化方向。在图2d中，指示磁化方向与平行于旋转轴线x的线之间的对应偏斜角度α。优选地，这种角度α大于5
°
、大于10
°
或大于15
°
，和/或小于40
°
、小于35
°
或小于30
°
。从而，可以实现减小的马达齿槽转矩。
48.在图3中，转子10示出为包括在根据本发明的一示例性实施例的电动马达100中，所述电动马达100绘示在沿着转子10的专用旋转轴线x的横截面中。
49.除转子10之外，电动马达100还包括定子20，定子20包括定子绕组；在图3的横截面中，定子绕组21a、21b可见。定子由第一壳体部件30保持，第一壳体部件30连接到第二壳体部件40，第二壳体部件40包围转子10的环部分11和毂部分12以及定子绕组。轴13借助于轴承元件51、52可旋转地安装在组合的第一和第二壳体部件30、40中。
50.空气入口i提供在第一壳体部件30中，并且空气出口o提供在第二壳体部件40中。由于根据本发明的转子10的毂部分12被配置为风扇，从而促进冷却空气流，如在图3中由箭头所指示：因此，通过空气入口i进入电动马达100的空气可以冷却电动马达的内部部件（诸如定子绕组和/或轴承元件51、52）。其中，空气可以由所述部件加热，并且通过空气出口o离开电物质。
51.在图4中，分解图图示转子10如何安装在图3中所示的电动马达100的第二壳体部件40中。从而，特别地，提供特别是第二壳体部件40的立体图。
52.图5绘示根据本发明的实施例的泵1000。特别地，这种泵可以包括在诸如洗衣机、滚筒式烘干机或洗碗机等家用器具中。
53.泵100包括根据本发明的电动马达100。电动马达100的转子10的轴13连接到泵1000的叶轮200，并且从而被配置成驱动泵壳体300内的叶轮200。
54.图5中的箭头图示通过本发明促进的通过电动马达100的冷却空气流。
55.公开一种用于电动马达100的转子10。所述转子包括环部分11和毂部分12，其中环部分11包含永磁材料并且被配置成至少部分围绕电动马达100的定子20的至少一部分旋转。毂部分12被配置为包括两个或更多个叶片元件12a、12b、12c、12d的风扇，每一叶片元件均连接到环部分11，所述叶片元件包围两个或更多个轴向空气通道p。
56.进一步公开一种包括这种转子10的电动马达100、均包括这种电动马达100的泵设备1000和家用器具以及一种生产转子10的方法。
57.附图标记：10转子11环部分11f第一子部分11s第二子部分12毂部分12a、12b、12c、12d叶片元件12a-i、12a-ii、12b-i、12b-ii变薄边沿13轴20定子21a、21b定子绕组30第一壳体部件40第二壳体部件51、52轴承元件100电动马达200叶轮300泵壳体1000泵α偏斜角度d第二子部分11s的直径d第一子部分11f的直径
i空气入口o空气出口p空气通道x指定旋转轴线。