ES2373773T3

ES2373773T3 - Lavadora con un sistema de motor de accionamiento directo.

Info

Publication number: ES2373773T3
Application number: ES09155040T
Authority: ES
Inventors: Ferruccio Barzizza; Antonio Chiriatti; Petracek Pavol; Valentina Cadario
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: US8857225B2; EP2228481A1; US20100251783A1; PL2228481T3; EP2228481B1

Abstract

Lavadora con un sistema de motor de accionamiento directo que comprende una cuba (10), un tambor (30), montado de manera giratoria dentro de la cuba, y un eje (3) conectado al tambor para transmitir una fuerza motriz de un motor de accionamiento directo, comprendiendo dicho motor un conjunto (5, 80) rotor sujetado al eje (3) y provisto de imanes (40) asegurados a lo largo de una dirección circunferencial y un estator que comprende una pluralidad de núcleos magnéticos (38) de láminas apiladas, aislantes (42) para envolver dichos núcleos y bobinas arrolladas en la superficie exterior de los aislantes, caracterizada porque el estator comprende un elemento (2, 70, 82, 90) con forma de disco que soporta una pluralidad de partes (36, 72, 82c, 90a), con forma de dedo, en las que dichos núcleos magnéticos (38) están fijados.

Description

Lavadora con un sistema de motor de accionamiento directo

La presente invenci6n se refiere a una lavadora con un sistema de motor de accionamiento directo que incluye una cuba, un tambor giratorio montado en el interior de la cuba, y un eje conectado al tambor para transmitir una fuerza motriz de dicho sistema de motor de accionamiento directo, comprendiendo este ultimo un conjunto rotor fijado al eje y provisto de imanes asegurados a lo largo de una direcci6n circunferencial, y un estator que comprende una pluralidad de nucleos magneticos de laminas apiladas, aislantes para envolver dichos nucleos y bobinas arrolladas en las superficies exteriores de los aislantes.

La mayoria de los sistemas de motor de accionamiento directo para lavadoras, ya sean lavadoras de carga frontal o superior, tienen el nucleo del estator formado a partir de una tira metalica continua, enrollada helicoidalmente, que tiene una pluralidad de dientes definidos formados en uno de los bordes de la misma.

Dicha soluci6n conocida tiene dos problemas principales. En primer lugar, el peso total del sistema motriz se incrementa por el material necesario para asegurar una continuidad mecanica entre los dientes. En segundo lugar, este tipo de construcci6n no puede ser usada para el motor de tipo rotor dual, en el que el conjunto rotor presenta una parte exterior con forma de corona, con una primera serie de imanes asegurados a lo largo de una direcci6n circunferencial y una parte interior, con forma de corona, con una segunda serie de imanes. Un sistema de motor de accionamiento directo para una lavadora, que tiene un motor de tipo rotor dual, es divulgado en el documento WO 2006/075903. En este documento, el estator presenta una pluralidad de nucleos de una unica partici6n, en forma de doble T, cada uno formado por laminas apiladas y conectadas, provisionalmente, durante el procedimiento de montaje del estator, por medio de dos aislantes circulares, conectados entre si con el fin de obtener un unico elemento. Un sistema de motor con transmisi6n directa similar es divulgado en el documento US-A-6992419, en el que el estator es fabricado con un numero de nucleos individuales que, a continuaci6n, son formados, de manera integral, en un unico cuerpo, en una forma anular a traves de un moldeo por inserci6n usando resina termoendurecible. A pesar de que estas soluciones conocidas resuelven el problema de proporcionar un estator para un motor de tipo rotor dual, sin embargo, el procedimiento de montaje del estator es bastante complejo, ya que despues de haber montado los nucleos individuales entre los dos aislantes y despues de haber arrollado las bobinas alrededor de los aislantes, este componente, no acabado, es colocado en un molde de metal y se inyecta resina para producir una parte de moldeo bastante compleja que tiene tambien una parte para fijar el estator a la cuba o a la cuba de fijaci6n del motor. El complejo procedimiento de montaje y el uso de un polimero incrementan el costo total del sistema de motor de accionamiento directo, particularmente porque el polimero debe tener ciertas caracteristicas mecanicas con el fin de garantizar una estabilidad dimensional del estator. Esto significa que no pueden usarse polimeros termoplasticos de bajo costo, tales como polipropileno. Normalmente, cuanto mayores sean las caracteristicas mecanicas del polimero, mas alta es la temperatura del procedimiento de moldeo por inyecci6n. Esto puede conducir a problemas relacionados con un punto de fusi6n mas alto de la resina, en comparaci6n con la del esmalte de la bobina, asi como la del material aislante, con posibles dafos a ambos.

Por lo tanto, un objeto de la presente invenci6n es proporcionar una lavadora del tipo indicado al principio de la descripci6n y que no presente los problemas indicados anteriormente.

Este objeto se consigue gracias a las caracteristicas indicadas en las reivindicaciones adjuntas.

Uno de los aspectos mas relevantes de la presente invenci6n esta relacionado con un procedimiento muy simple de montaje del estator, sin la necesidad de etapas intermedias de moldeo de resina para obtener un componente para ser montado en un soporte, para obtener un estator monolitico. El uso de un elemento con forma de disco, montado directamente en la cuba de plastico o a un elemento de cubierta del motor, y que tiene una pluralidad de partes con forma de dedos, que se proyectan, preferentemente, en una direcci6n radial, y en las que estan fijados los nucleos con una unica partici6n, hace que el procedimiento sea muy rapido y facil para ser realizado totalmente por robots o dispositivos similares. En realidad, una vez que el cable esta arrollado alrededor de los aislantes, el procedimiento de montaje del estator esta terminado. Ademas, el uso de dicho elemento con forma de disco, realizado, preferentemente, en metal, permite aumentar la rigidez de la cuba y reduce el espacio ocupado por el motor, una ventaja importante cuando el sistema de motor de accionamiento directo es usado para lavadoras de carga superior. Otra ventaja se deriva de la funci6n del estator como soporte para un cojinete del eje del tambor.

Otras ventajas y caracteristicas, segun la presente invenci6n, seran evidentes a partir de la descripci6n detallada siguiente de las diferentes realizaciones de la invenci6n, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una vista detallada, en perspectiva, de un sistema de motor de accionamiento directo, segun la invenci6n,

La Figura 2 es una secci6n transversal longitudinal del sistema motriz de la Figura 1, instalado en una lavadora,

La Figura 3 es una vista detallada, similar a la Figura 1, y muestra una segunda realizaci6n de la invenci6n;

La Figura 4 es una secci6n transversal longitudinal del sistema motriz de la Figura 3;

La Figura 5 es una vista detallada, similar a la Figura 1, y muestra una tercera realizaci6n de la invenci6n;

La Figura 6 es una secci6n transversal longitudinal del sistema motriz de la Figura 5;

La Figura 7 es una vista detallada, similar a la Figura 1, y muestra una cuarta realizaci6n de la invenci6n, y

La Figura � es una secci6n transversal longitudinal del sistema motriz de la Figura 7.

�on referencia a las Figuras 1 y 2, una cuba 10 de plastico de una lavadora �Figura 2� presenta un inserto de refuerzo 14 metalico, circular, moldeado, que tiene una parte 14a central que actua como un soporte para el anillo exterior de un primer rodamiento 13 de bolas. El refuerzo 14 metalico, circular, esta conformado de manera que su parte periferica sobresale frontalmente desde la cuba 10 y se corresponde con una cubierta 2 metalica, con forma de disco, fijada en la pared posterior de la cuba 10. El refuerzo 14 esta provisto, preferentemente, de una pluralidad de nervios de refuerzo �no mostrados�. La cubierta 2 metalica, con forma de disco, esta fijada mediante tornillos 15 o medios de fijaci6n similares. Los tornillos 15 cooperan con orificios 14b correspondientes del refuerzo 14 metalico para garantizar un centrado muy preciso de la cubierta 2 metalica en relaci6n con la cuba 10. Una abertura 2a central conformada de la cubierta 2 actua como el alojamiento de un segundo cojinete 12. En los cojinetes 13 y 12 esta montado, de manera giratoria, un eje 3 sujeto, en un primer extremo 3a, a un tambor 30 de la lavadora �Figura 2� y en un segundo extremo 3b, a un inserto 32 en el cual se apoya el anillo interior del segundo cojinete 12. Entre la cuba 10 y la cubierta 2, hay definida una camara 34 circular en la que hay montado un conjunto 5 rotor. El conjunto 5 rotor es del tipo de rotor dual y presenta una parte 5a tubular central enchavetada en el eje 3, una corona 5b interior y una corona 5b exterior, estando provista cada corona de imanes 40 fijados a lo largo de una direcci6n circunferencial. La corona 5b interior del conjunto 5 de rotor es obtenida proporcionando un corte 16 con forma de � en la parte plana central de un elemento con forma de copa y plegando, a continuaci6n, las leng�etas obtenidas de esta manera. �ediante este procedimiento, se obtiene un rotor dual de una manera rapida mediante un simple plegado de metal, estando conectada la corona 5c exterior al resto del rotor mediante radios 17 entre el corte 16.

En esta realizaci6n, la cubierta 2 metalica presenta una zona anular, donde una pluralidad de leng�etas o solapas 36, con forma de L, son perforadas a lo largo de un perfil con forma de � y, a continuaci6n, son conformadas de manera que cada leng�eta tiene una primera parte 36a sustancialmente paralela al eje 3 y una segunda parte 36b, que se proyecta hacia fuera en una direcci6n radial. Las segundas partes 36b de cada leng�eta 36 tienen una forma correspondiente a la forma del nucleo 3� de una unica partici6n realizado en laminas superpuestas.

En el procedimiento de montaje del sistema de motor de accionamiento directo de las Figuras 1 y 2, los nucleos 3� individuales son montados frontalmente a las segundas partes 36b de la solapa 36 mediante tecnicas conocidas, preferentemente mediante pegamento, soldadura provisional o soldadura por puntos. A continuaci6n, se montan dos aislantes 42 de plastico, con forma de corona, en las dos caras frontales de los nucleos 3� fijados a las leng�etas 36 y, a continuaci6n, se enrolla una bobina alrededor de cada nucleo 3� y la leng�eta 36.

La cubierta 2 tiene tambien la funci6n de un soporte rigido y esta alineada a traves del casquillo de cojinete al eje 3; esto garantiza la correcta alineaci6n entre el estator y el rotor. La pluralidad de orificios 50 obtenidos mediante el procedimiento de perforado de las leng�etas 36 permite una buena circulaci6n de aire en el motor y, por lotanto, una buena refrigeraci6n del mismo.

A partir de la descripci6n anterior, es claro que la soluci6n para fijar el material de estator activo �es decir, acero para imanes y arrollamiento de cobre� es muy sencilla y barata en comparaci6n con la tecnica anterior. Esto puede ser implementado usando una leng�eta con forma de dedo para cada nucleo 3� de motor o s6lo un subconjunto apropiado de leng�etas perforadas integradas en alguna de las ranuras del estator. �on el fin de aumentar la rigidez del estator, la cubierta 2 metalica esta provista, preferentemente, de una pluralidad de nervios de refuerzo �no mostrados� obtenidos en la formaci6n de la cubierta metalica.

Las Figuras 3 y 4 muestran una segunda realizaci6n de la invenci6n, en la que se mantienen las mismas referencias numericas para los componentes identicos o similares. La principal diferencia de esta segunda realizaci6n es el uso de un disco 70 de soporte que tiene un borde 70a plegado y una pluralidad de proyecciones 72 con forma de radio que realizan la misma funci6n de las leng�etas 36 perforadas de la primera realizaci6n. El disco 70 de soporte esta fijado mecanicamente a un soporte 74 anular auxiliar fijado a la cuba 10, como la cubierta 2 en la primera realizaci6n. El uso de un disco 70 de soporte, fijado mecanicamente al soporte 74 anular auxiliar, aumenta la rigidez del sistema motor global. Ademas, el inserto de refuerzo 14, metalico, moldeado, presenta una parte periferica que se corresponde con una parte periferica del soporte 74 anular auxiliar. El disco 70 de soporte puede estar provisto de una pluralidad de nervios de refuerzo �no mostrados�, particularmente en las areas de las proyecciones 72 con forma de radio. Tambien en esta realizaci6n, el refuerzo 14 metalico esta provisto de una pluralidad de nervios de refuerzo �no mostrados�. A pesar de que las proyecciones 72 con forma de radio se muestran en los dibujos como una parte integrante del disco 70 de soporte,

dichas proyecciones podrian ser realizadas como elementos 72 divididos fijados en el disco 70 de soporte, por ejemplo, mediante un sistema de cola de milano o similar �no mostrado�.

La realizaci6n de las Figuras 5 y 6 difiere de las dos anteriores, ya que el conjunto �0 de rotor ya no es interno en la camara 34, sino externo. En esta tercera realizaci6n, el conjunto �0 de rotor esta enchavetado en el segundo extremo 3b del eje 3 �Figura 6�. Pero aparte de la posici6n diferente del conjunto de rotor, el estator tiene un disco �2 de soporte muy similar al disco 70 de soporte de las Figuras 3 y 4. El disco �2 de soporte tiene orificios �2a y �2b de fijaci6n para las protuberancias 10b de la cuba 10 y para los tornillos �3 de sujeci6n �Figura 6�, respectivamente. Las protuberancias y los orificios para los tornillos �3 se corresponden exactamente con los orificios �6a de una parte �6 inserto de re refuerzo, metalico, moldeado, con forma de disco, con la cuba 10 y provista de nervios de refuerzo �no mostrados�. En vista de la correspondencia de los orificios �2a y �2b del disco �2 de soporte y los orificios �6a de la parte �6 de refuerzo, metalica, con forma de disco, el estator puede ser asegurado a la cuba 10 con una concentricidad precisa. �omo en las realizaciones anteriores, el disco �2 de soporte del estator presenta una pluralidad de partes �2c, con forma de dedos, que se extienden hacia fuera en una direcci6n radial para soportar los nucleos 3�. �omo en las realizaciones anteriores, el conjunto �0 de rotor presenta una parte �0a central fijada al segundo extremo 3b del eje 3, una corona �0b interior y una corona �0c exterior para los imanes 40.

La cuarta realizaci6n mostrada en las Figuras 7 y � difiere de la tercera realizaci6n en la manera en la que el soporte para los nucleos 3� es fijado a la cuba 10. En dicha realizaci6n, unelemento 90 de soporte anular esta fijado a un elemento 91 con forma de disco asegurado en 91a a la cuba 10. Tal como se muestra en la Figura �, los orificios 91a de fijaci6n del elemento 91, con forma de disco, se corresponden con los orificios 92 de un elemento 93 inserto de refuerzo, metalico, moldeado, con la cuba 10 y provisto de nervios de refuerzo �no mostrados�. Por lo tanto, al asegurar, a traves de pernos 94, el elemento 91 con forma de disco a la cuba, el estator esta asegurado a la cuba 10 con una concentricidad precisa, ya que la fijaci6n del elemento 91 con forma de disco y del elemento 90 de soporte anular, que porta una pluralidad de partes 90a con forma de dedo para soportar los nucleos 3�, puede llevarse a cabo de manera muy precisa, por ejemplo, mediante soldadura por puntos. Ademas, el uso de una combinaci6n de elemento 90 anular y elemento 91 con forma de disco, sujetados conjuntamente, aumenta la rigidez de la cuba 10 en la zona donde esta sometida a una mayor tensi6n por las fuerzas transmitidas por el tambor a los cojinetes de soporte.

Es evidente, a partir de la descripci6n anterior de las realizaciones preferentes de la invenci6n, que una ventaja adicional de la soluci6n propuesta es la posibilidad de construir el estator usando bloques de construcci6n basicos que pueden ser combinados para crear la estructura del estator. Otra ventaja se deriva de la construcci6n de centro dividido con dos casquillos de cojinete, uno de ellos siendo parte de la estructura de soporte del estator y el otro siendo parte de la cuba y extendiendose al interior de la cuba. Esta parte estructural, en combinaci6n con la estructura de soporte del estator fijada en la unidad de lavado, crea una estructura de caja con una mayor robustez mecanica de la estructura posterior de la cuba. �on la soluci6n propuesta, en comparaci6n con el estado de la tecnica, el estator se convierte en parte de la estructura de cuba, lo que permite un disefo mas compacto y una soluci6n mas barata para el montaje mecanico completo.

Si es necesario, para facilitar el procedimiento de montaje del sistema de motor de accionamiento directo, los dos casquillos de cojinete separados podrian ser disefados para estar insertado uno en el otro.

El uso de un elemento con forma de disco, que soporta una pluralidad de partes con forma de dedo, tiene tambien la ventaja de ajustar facilmente el numero de polos del estator; de hecho, es extremadamente facil proporcionar s6lo algunas de las partes con forma de dedo con nucleos magneticos y arrollamientos, para tener motores de diferentes potencias. Ademas, en la realizaci6n en la que las partes con forma de dedo estan sujetadas al elemento con forma de disco, es posible montar dichas partes a un paso diferente, para personalizar el motor en terminos de potencia y par motor.

Aunque la descripci6n de las realizaciones preferentes anteriores se ha centrado en un sistema de transmisi6n directa del motor del tipo nucleo radial, la soluci6n tecnica segun la invenci6n puede ser usada tambien para motores de tipo axial. Sera suficiente usar las partes con forma de dedo o las proyecciones con forma de radio del estator, que se extienden en una direcci6n axial, en lugar de una direcci6n radial. En este caso, los imanes serian instalados en la superficie de un disco plano que formaria el rotor.

Aunque una de las principales ventajas de la presente invenci6n es evitar el uso de resina en el procedimiento de montaje del estator, sin embargo, puede usarse un procedimiento de moldeo por inserci6n para crear un estator mas rigido.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Lavadora con un sistema de motor de accionamiento directo que comprende una cuba �10�, un tambor �30�, montado de manera giratoria dentro de la cuba, y un eje �3� conectado al tambor para transmitir una fuerza motriz de un motor de accionamiento directo, comprendiendo dicho motor un conjunto �5, �0� rotor sujetado al eje �3� y provisto de imanes �40� asegurados a lo largo de una direcci6n circunferencial y un estator que comprende una pluralidad de nucleos magneticos �3�� de laminas apiladas, aislantes �42� para envolver dichos nucleos y bobinas arrolladas en la superficie exterior de los aislantes, caracterizada porque el estator comprende un elemento �2, 70, �2, 90� con forma de disco que soporta una pluralidad de partes �36, 72, �2c, 90a�, con forma de dedo, en las que dichos nucleos magneticos �3�� estan fijados.
2.

Lavadora segun la reivindicaci6n 1, en la que dichas partes �36, 72, �2c, 90a� con forma de dedo se extienden en una direcci6n radial.
3.

Lavadora segun la reivindicaci6n 1 6 2, en la que dichas partes �36, 72, �2c, 90a� con forma de dedo estan integradas en el elemento �2, 20, �2, 90� con forma de disco.
4.

Lavadora segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho elemento �2� con forma de disco es fijado a una pared de la cuba �10� y define, de esta manera, un espacio �34� hueco en el que se coloca el conjunto �5� de rotor, dichas partes �36�, que se extienden en una direcci6n radial, siendo obtenidas perforando el elemento �2� con forma de disco para formar las leng�etas �36� con forma de L integradas con el elemento con forma de disco.
5.

Lavadora segun la reivindicaci6n 4, en la que la pared de la cuba �10� esta provista de un inserto de refuerzo �14�, metalico, co-moldeado, que se corresponde con el elemento �2� con forma de disco.
6.

Lavadora segun la reivindicaci6n 5, en la que el inserto de refuerzo �14�, metalico, co-moldeado soporta el anillo exterior de un cojinete �13� de los ejes �3�.
7.

Lavadora segun la reivindicaci6n 4, en la que cada leng�eta �36� presenta una parte �36b� plana que tiene un contorno que se corresponde con la forma de las laminas apiladas de los nucleos magneticos �3��.

�. Lavadora segun la reivindicaci6n 4, en la que el elemento �2� con forma de disco soporta centralmente un cojinete �12� del eje �3�.
9.

Lavadora segun cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en la que dicho elemento �70� con forma de disco esta fijado en un lado interior de una cubierta �74� fijada a una pared de la cuba �10� y que define un espacio hueco �34� para el conjunto �5� de rotor, dichas partes �72� del elemento �70� con forma de disco extendiendose hacia el exterior.
10.

Lavadora segun la reivindicaci6n 9, en la que la pared de la cuba �10� esta provista de un inserto de refuerzo �14�, metalico, co-moldeado, que se corresponde con la cubierta �74�.
11.

Lavadora segun cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en la que el elemento ��2� con forma de disco del estator esta fijado a una pared de la cuba �10�, estando interpuesto dicho elemento ��2� entre la cuba �10� y el conjunto ��0� de rotor .
12.

Lavadora segun la reivindicaci6n 11, en la que la pared de la cuba �10� esta provista de un inserto de refuerzo ��6�, metalico, co-moldeado, que se corresponde con el elemento ��2� con forma de disco.
13.

Lavadora segun cualquiera de las reivindicaciones 1 -3, en la que el elemento �90� con forma de disco del estator esta fijado a un elemento �91� de cubierta fijado a una pared de la cuba �10�, dicho elemento �90� con forma de disco interponiendose entre dicho elemento �91� de cubierta y el conjunto ��0� de rotor.
14.

Lavadora segun la reivindicaci6n 13, en la que la pared de la cuba �10� esta provista de un inserto de refuerzo �10�, metalico, co-moldeado, que se corresponde con el elemento �91� de cubierta.
15.

Lavadora segun la reivindicaci6n 11 6 13, en la que dichas partes ��2c, 90a� del elemento ��2, 90� con forma de disco se proyectan hacia afuera.
16.

Lavadora segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el conjunto �5, �0� derotor presenta un elemento con forma de copa que tiene una parte �5c� de corona exterior anular y una parte �5b� de corona interior anular, dicha parte �5b� de corona interior siendo obtenida cortando las partes �16� con forma de � del elemento con forma de copa y plegando las leng�etas obtenidas mediante dicho corte.
17.

Procedimiento de producci6n de un sistema de motor de accionamiento directo para una lavadora que comprende una cuba �10�, un tambor �30� montado de manera giratoria en el interior de la cuba, y un eje �3� conectado al tambor para transmitir una fuerza motriz de un motor de accionamiento directo, comprendiendo dicho sistema motriz un conjunto �5, �0� rotor fijado al eje �3� y provisto de imanes �40� asegurados a lo largo de una

5 direcci6n circunferencial y un estator que comprende una pluralidad de nucleos magneticos �3�� de laminas apiladas, aislantes �42� para envolver dichos nucleos y bobinas arrolladas en la superficie exterior de los aislantes, caracterizado porque el procedimiento comprende proporcionar un elemento �2, 20, �2, 90� con forma de disco que tiene una pluralidad de partes �36, 72 , �2c, 90a� con forma de dedo y fijar dichos nucleos magneticos �3�� en dichas partes con forma de dedo.

10 1�. Procedimiento segun la reivindicaci6n 17, en el que los nucleos magneticos �3�� estan fijados a las partes con forma de dedo mediante pegamento, soldadura provisional, soldadura por puntos o moldeo.
19. Procedimiento segun la reivindicaci6n 17 6 1�, en el que dichas partes �36� sobresalen en una direcci6n radial y se obtienen perforando el elemento �2� con forma de disco para formar las leng�etas �36� con forma de L integral con el elemento con forma de disco.

15 20. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 17-19, en el que el conjunto �5, �0� de rotor es obtenido cortando partes �16� de pared de un elemento metalico, plano, con forma de copa, y plegandolas con el fin de obtener una pluralidad de leng�etas �5b , �0b� plegadas que definen una corona interior de un rotor dual.