電動機和電動機驅動的清潔設備的制作方法

文檔序號：12808425閱讀：374來源：國知局

本發(fā)明首先涉及一種電動機，尤其用于清潔設備，所述電動機具有電動機軸、與電動機軸抗扭地連接的風扇葉輪和電動機殼體，其中，所述電動機相對于幾何上的電動機軸軸線具有與所述電動機殼體徑向間隔地布置的外部殼體。

此外，本發(fā)明還涉及一種電動機驅動的、具有這種電動機的清潔設備。

背景技術：

上述類型的電動機在現有技術中是已知的。該電動機例如設計為磁阻電動機，其中，磁阻電動機具有與電動機軸相連的轉子和定子。轉子和定子容納在電動機殼體內部。這種快速運轉的電動機例如應用在諸如吸塵器的清潔設備中，其中，由電動機風扇葉輪所形成的空氣流部分地穿過電動機殼體，也即導引穿過轉子與定子之間的間隙，并且部分地穿過電動機殼體的外部，也即導引穿過電動機殼體與外部殼體之間。外部殼體為此與電動機殼體保持徑向間隔地布置。

文獻de10200913a1例如公開了一種快速運轉的電動機、例如用于吸塵器，電動機具有具備電動機軸的轉子和定子，其中，在電動機軸上法蘭連接有通風機，其用于冷卻電動機并且在將電動機安裝在吸塵器中時形成抽吸功率，并且其中，轉子和定子容納在電動機殼體中，并且其中，電動機殼體具有風扇槽和與電動機殼體保持徑向間隔地延伸的電動機外部殼體。圍繞風扇葉輪的風扇槽與電動機外部殼體相連，由此為構成外部的冷卻空氣流路徑而實現電動機包封。

技術實現要素：

基于現有技術，本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種具有外部殼體的備選設計方案的電動機。

所述技術問題按照本發(fā)明通過一種電動機解決，其中，在電動機軸軸線以線條示出的橫截面中觀察，所述外部殼體具有兩個沿軸向相互錯位的殼體件，這些殼體件中的朝向風扇葉輪的第一殼體件與遠離風扇葉輪的第二殼體件相比具有相對于所述電動機殼體更大的徑向空隙，并且在這些殼體件之間構成間隙，從而實現從外部殼體的內部向著外部殼體的外部的空氣貫通。

根據本發(fā)明，外部殼體則由兩個殼體件組成，所述殼體件具有相互不同的尺寸，就此而言，外部殼體的第一殼體件與第二殼體件相比具有相對于電動機殼體更大的徑向間距。在此，較大的第一殼體件沿軸向朝向或靠近風扇葉輪，而較小的第二殼體件沿軸向遠離風扇葉輪，從而沿由風扇葉輪輸送的空氣的流動方向從風扇葉輪的位置觀察形成變窄的外部殼體的形狀。由此實現的效果在于，由風扇葉輪輸送的整個空氣流首先在外部殼體的第一殼體件內部環(huán)繞電動機環(huán)流，其中，隨后僅還有較少的部分空氣流向后續(xù)的第二殼體件流動。這兩個殼體件相對于電動機的軸向錯位，也就是說從風扇葉輪開始，第二殼體件盡管連接在第一殼體件上，然而由于與電動機殼體相距相互不同的徑向空隙，從而形成具有在兩個殼體件之間的徑向間隙的梯級，空氣流的一部分可以在所述梯級上離開外部殼體，以便例如通過清潔設備的排氣柵導出至環(huán)境空氣。

外部殼體在此不僅用于沿電動機殼體導引空氣流或將空氣流導引至清潔設備的排氣柵，而且還用于隔離由電動機形成的聲波。通過構成具有兩個殼體件、尤其兩個獨立的殼體件的外部殼體，電動機可以這樣由兩個相互適配的殼體件包圍，從而借助兩個半殼件形成除了上述徑向間隙之外對電動機的基本上完整的包封(而不考慮外部殼體的必要的進氣孔和排氣孔)。由此可以有效地隔離由電動機形成的聲波。此外，通過使用兩個獨立的殼體件還帶來制造技術方面的優(yōu)點，即，電動機不必從一側插入外部殼體中，而是兩個殼體件能夠在相互對置的側面上布置在電動機上。

此外還建議，殼體件沿周向是閉合的。尤其第一殼體件可以具有彎曲的橫截面形狀，并且第二殼體件可以具有多邊形的橫截面形狀。通過殼體件沿周向閉合的設計，形成除徑向間隙之外(由于殼體件的不同的徑向尺寸形成所述徑向間隙)基本上完整的包封，從而一方面得到優(yōu)化的聲波隔離，并且另一方面得到對空氣流的規(guī)定的導引。通過第一殼體件和第二殼體件的橫截面形狀的優(yōu)選建議的差異，此外還可以提供了用于空氣流從外部殼體逸出的優(yōu)先方向。例如較大的第一殼體件可以具有圓形的橫截面形狀，而較小的第二殼體件可以具有基本上四邊形的橫截面形狀，其中，當這兩個殼體件沿軸向依次布置時形成在所述殼體件之間的間隙，所述間隙沿外部殼體的周向在兩個殼體件的區(qū)域中擴寬并變窄。凡在四邊形的殼體件的角面向第一殼體件的彎曲部的位置處，殼體件沿徑向的間距都小于四邊形的側邊。由此，與在角的區(qū)域中相比，在最后提到的側邊的區(qū)域中更大部分的空氣流從外部殼體中逸出，從而建議，采取與徑向相應的防護措施用于在清潔設備內部導引空氣流。第一殼體件的彎曲的橫截面形狀在此尤其設計用于對橫截面為圓形的風扇葉輪或容納風扇葉輪的風扇槽進行包圍。第二殼體件的多邊形的橫截面尤其通過具有轉子和例如兩個定子線圈對的電動機設計形成。此外可以通過風扇葉輪或電動機(也即尤其定子)的橫截面形狀與殼體件的橫截面形狀的配合，得到外部殼體和進而整個電動機的盡可能小的構造，從而將電動機優(yōu)化地裝入清潔設備的設備殼體中。

在此建議，第一殼體件圍繞風扇葉輪，并且第二殼體件沿軸向布置在風扇葉輪之后。根據該設計方式，第一殼體件可以圍繞風扇葉輪和必要時電動機的沿軸向超出風扇葉輪的部分區(qū)域，同時第二殼體件沿軸向整體布置在風扇葉輪旁邊。由此由風扇葉輪輸送的空氣首先沿軸向導引，并且空氣沿軸向在風扇葉輪后方才離開外部殼體。由此實現的是，至少由風扇葉輪輸送的全部空氣沿至少電動機殼體的部分區(qū)域流動，并且在該處發(fā)揮冷卻作用。至少部分空氣流只有在第一殼體件與第二殼體件之間的區(qū)域中才能離開外部殼體。

在此建議，第二殼體件沿軸向相對于風扇葉輪具有約5mm至20mm的間距。通過這種設計可以將由風扇葉輪輸送的空氣不僅可以流向電動機殼體與第二殼體件之間的徑向空隙，還可以流向第一殼體件與第二殼體件之間的空隙。當與風扇葉輪相距5mm至20mm時空氣流才在第二殼體件的端部區(qū)域處分支，并且要么有利于冷卻電動機，要么離開外部殼體并且例如流向清潔設備的排氣柵。在此風扇葉輪與第二殼體件之間的間距越大，外部殼體的軸向部段越大，在所述軸向部段中空氣流尚且完整地、也即沒有分岔地沿電動機殼體流動并且發(fā)揮冷卻電動機的作用。

此外還建議，第一殼體件和第二殼體件沿軸向相疊地布置。尤其建議，第一殼體件和第二殼體件相互至少相疊5mm并且相互最多相疊50mm。由此形成兩個殼體件沿軸向并不齊平的依次布置。事實上，所述殼體件相疊，從而使第二殼體件通過端部區(qū)域與第一殼體件共軸地布置，并且使背離風扇葉輪的部分區(qū)域從第一殼體件突伸出來。相疊的長度在此為5mm至50mm。相疊長度尤其對于用于清潔設備的電動機來說被認為是有利的，所述電動機通常具有約10cm至15cm(包括風扇葉輪)的軸向長度。殼體件的軸向相疊作用實現了在第一殼體件與第二殼體件的相疊區(qū)域中的外部殼體件的雙層壁設計，從而一方面實現了部分空氣流的流出，然而同時另一方面形成盡可能良好的噪聲隔離。在此，相疊區(qū)域越大，噪聲隔離越好。

在此建議，第一殼體件和/或第二殼體件的軸向長度沿周向變化。第一殼體件或第二殼體件由此橫向于軸向不具有位于僅僅一個平面內的端面，而是相應的殼體沿周向觀察長短交替地構成。由此有利的提供了一個區(qū)域，離開風扇葉輪的空氣流在所述區(qū)域中的一部分與空氣流相對于殼體件的其他徑向在軸向長度較小的區(qū)域中的其他部分相比，經過較長的軸向長度導引經過電動機殼體。必要時也可以使用改變的軸向長度，對電動機的特定角度區(qū)域針對噪聲擴散進行更好地隔離。

此外還建議，第一殼體件具有外部殼體的總長度的至少50％和最多95％的軸向長度。在此，所述軸向長度要么可以沿周向恒定，要么沿周向改變。其中，最短的區(qū)域仍具有至少50％的軸向長度，而最長的區(qū)域具有外部殼體的總長度的最多95％的長度。當外部殼體的總長度為10cm時，第一殼體件占據至少5cm和最多9.5cm的軸向長度。由此，第一殼體件也幾乎占據電動機的整個長度，然而在外部殼體內部提供兩個相互平行的流體路徑，也即一方面在電動機殼體與第二殼體件之間的流體路徑，另一方面在圍繞電動機殼體的兩個殼體件之間的流體路徑。噪聲隔離在此特別有效。

此外還建議，相對于垂直于電動機軸的橫截面，在第一殼體件與第二殼體件之間構成基本上環(huán)形的間隙。在沿軸向看向風扇葉輪時，可以看到兩個殼體件之間的環(huán)形的間隙。由風扇葉輪輸送的空氣流的一部分通過該間隙離開外部殼體。環(huán)形的間隙沿周向沒有中斷地構成，其中，環(huán)形的間隙的形狀可以根據第一殼體件和第二殼體件的橫截面形狀的不同而改變。如上所述，例如當第一殼體件為圓形的橫截面并且第二殼體件為四邊形的橫截面時形成間隙，所述間隙沿軸向擴寬并且變窄，從而可以根據外部殼體的不同的周向區(qū)域溢出不同的體積流量。

此外還建議，第一殼體件和第二殼體件具有相互適配的卡鎖元件。借助相互適配的卡鎖元件可以使殼體件相互卡鎖，由此在裝配外部殼體時可以確保兩個殼體件之間無論沿軸向還是沿徑向優(yōu)化的間距以及殼體件相互間期望的定向。例如第二殼體件的卡鎖元件可以咬合或以其他類似方式連接在第一殼體件的卡鎖元件中。

最后，除了上述電動機之外，本發(fā)明還建議一種電動機驅動的清潔設備，所述清潔設備具有上述類型的電動機。電動機驅動的清潔設備優(yōu)選是吸塵器或抽吸和擦拭設備。清潔設備也可以設計為手持導引式清潔設備，例如地板吸塵器或蓄電池驅動的手持式吸塵器，或者設計為自走式清潔機器人。

附圖說明

以下借助實施例對本發(fā)明進行更詳盡的闡述。在附圖中：

圖1示出根據本發(fā)明的清潔設備；

圖2以剖視圖示出具有電動機的清潔設備；

圖3示出清潔設備的部分區(qū)域連同剖切電動機的橫截面；

圖4示出電動機的立體橫截面；

圖5示出電動機的立體外部視圖；

圖6示出沿電動機的第一平面剖切所得的橫截面；

圖7示出沿電動機的第二平面剖切所得的橫截面；

圖8示出電動機的側視圖；

圖9示出電動機的第一平面的俯視圖；

圖10示出電動機的第二平面的俯視圖；

圖11示出根據第一角度的電動機的拆解圖；和

圖12示出根據第二角度的電動機的拆解圖。

具體實施方式

圖1示出清潔設備1，所述清潔設備在此設計為手持導引式吸塵器。清潔設備1具有基礎設備16以及附件設備17。在基礎設備16上布置有可伸縮的桿柄18，用戶借助所述桿柄能夠在清潔操作過程中導引清潔設備1。桿柄18具有手柄19，在此在所述手柄上例如布置有用于接通和關閉清潔設備1的開關20。在基礎設備16上布置有排氣柵21，借助所述排氣柵，清潔設備1的電動機2所輸送的空氣經過附件設備17和基礎設備16可以從清潔設備1逸出至周圍環(huán)境。

圖2示出穿過清潔設備1的縱剖面，其中，縱剖面的平面在電動機2外部延伸。電動機2在此例如設計為磁阻電動機，其中，該磁阻電動機具體參照圖3進行描述。電動機2具有外部殼體9，所述外部殼體由第一殼體件10和第二殼體件11組成。這兩個殼體件10、11相互共軸地布置，其中，第二殼體件11利用端部區(qū)域15伸入第一殼體件10中，并且利用背向端部區(qū)域15的第二區(qū)域從第一殼體件10突伸出來。在第一殼體件10與第二殼體件11之間構成徑向間隙14，由電動機2的風扇葉輪6輸送的空氣通過所述徑向間隙從電動機2的外部殼體9逸出，并且可以流向清潔設備1的排氣柵21。

圖3示出穿過電動機2的橫截面，其中，該界面導引穿過電動機2的電動機軸3。電動機2設計為具有轉子4和定子5連同兩個定子線圈對的磁阻電動機。轉子4與電動機軸3抗扭地連接，所述電動機軸支承著風扇葉輪6。電動機2此外還具有電動機殼體7以及用于風扇葉輪6的風扇槽8，所述電動機殼體包圍定子5和轉子4。風扇槽8具有中央的抽吸孔25，空氣可以通過所述抽吸孔流入。

電動機2此外還具有外部殼體9，所述外部殼體具有第一殼體件10和第二殼體件11。外部殼體9用于導引由風扇葉輪6輸送的空氣流。兩個殼體件10、11膠囊狀地包圍電動機2。第一殼體件10面向風扇葉輪6，相較而言，第二殼體件11遠離風扇葉輪6。無論是第一殼體件10還是第二殼體件11都相對于電動機殼體7具有徑向空隙12，其中，第一殼體件10相對于電動機殼體7的徑向空隙12與第二殼體件11相對于電動機殼體7的徑向空隙12相比更大。外部殼體9沿周向完全包圍電動機2。此外，第一殼體件10沿軸向還具有進氣孔23，相較而言，第二殼體件11在其背向第一殼體件11的端側上具有排氣孔24。通過第一殼體件10和第二殼體件11的不同大小的徑向空隙12，形成了徑向間隙14，由風扇葉輪6輸送的空氣能夠通過所述徑向空隙14從外部殼體9逸出。殼體件10、11相對于軸向臺階狀地相互位錯，其中，形成殼體件10、11的周向相疊13。第二殼體件11沿軸向不直接連接在風扇葉輪6上，而是與風扇葉輪6保持徑向間距地布置。

圖4示出電動機2的立體圖，其中，電動機2相對于圖3沿與其垂直的平面被剖切。

圖5示出具有外部殼體9的電動機2的立體外部視圖。殼體件10、11相互共軸地布置，其中，第二殼體件11部分地導入第一殼體件10中并且利用背向第一殼體件10的端部區(qū)域從第一殼體件10伸出。兩個殼體件10、11沿周向閉合，其中，第一殼體件10具有在垂直于電動機軸3的平面中基本上圓形的橫截面形狀，并且第二殼體件11具有在垂直于電動機軸3的平面中四邊形的橫截面形狀。第二殼體件11參照相鄰的周向部段具有相同的軸向長度，也就是說第二殼體件11的端側的棱邊位于一個共同的平面內，所述平面垂直于電動機軸3。與此相對地，第一殼體件10沿周向具有周向部段，所述周向部段具有沿軸向不同的長度，從而使與第二殼體件11的軸向相疊13沿外部殼體9的周向是大小交替的。

圖6示出圖5所示電動機2在垂直于電動機軸3的一個平面中的橫截面，所述平面與第二殼體件11相交，然而不與沿軸向較短的第一殼體件10相交。

圖7示出電動機2的另一橫截面，所述橫截面垂直于電動機軸3并且僅與第一殼體件10相交，然而不與第二殼體件11相交。外部殼體9在此在軸向部分區(qū)域中使風扇槽8被剖切，從而能示出風扇葉輪6。

圖8示出具有外部殼體9的電動機2的側視圖。在此尤其示出第一殼體件10相對于殼體件10的不同的周向部段的不同的軸向長度。

圖9和圖10分別自上示出垂直于電動機軸3剖切的電動機2，根據圖9的剖視圖僅剖切第二殼體件11，并且根據圖10的剖視圖僅剖切第一殼體件10。圖9和圖10的剖切面在此與根據圖6和圖7的剖切面相對應。

圖9具體示出殼體件10、11的橫截面形狀，其中，第一殼體件10具有圓形的橫截面形狀，而第二殼體件11具有基本上四邊形的底部形狀。橫截面形狀在此一方面由風扇葉輪6的圓形的橫截面并且另一方面由定子5的基本上四邊形的形狀給出。由于殼體件10、11的不同形狀，殼體件10、11之間構成的環(huán)形的間隙14不具有恒定的徑向厚度，而是沿外部殼體9的周向擴寬或變窄。由于第二殼體件11也具有相對于電動機殼體7的徑向空隙12，由風扇葉輪6輸送的空氣不僅沿著第二殼體件11與電動機殼體7之間還沿著第一殼體件10與第二殼體件11之間流動。通過風扇葉輪6在第二殼體件11與電動機殼體7之間流動的部分氣流直接沿電動機殼體7流動，直至該部分氣流通過第二殼體件11的排氣孔24離開外部殼體9。從風扇葉輪6開始向第一殼體件10與第二殼體件11之間的徑向間隙14流動的第二部分氣流在殼體件10、11之間的軸向相疊13的區(qū)域中離開外部殼體9。第二殼體件11沿電動機2的軸向與風扇葉輪6相間隔，從而使由風扇葉輪6輸送的空氣不僅能夠沿著電動機殼體7還能在殼體件10、11之間的間隙14中流動。部分氣流由此并不在外部殼體9的整個軸向長度上有助于冷卻電動機2，而是在經過與第一殼體件10的長度相當的軸向長度之后離開外部殼體9。由于外部殼體9沿軸向從風扇葉輪6開始至第二殼體件11的具有排氣孔24的端側變窄，電動機2可以整體上節(jié)省空間地安裝在清潔設備1的基礎設備16中，其中，同時通過殼體件10、11的軸向相疊13實現優(yōu)化的噪聲隔離并且進一步有效地冷卻電動機2。

圖11和圖12最后示出電動機2的拆解圖，其具有轉子4、定子5、風扇葉輪6以及第一殼體件10和第二殼體件11。兩個殼體件10、11如圖所示布置在包圍轉子4、定子5和風扇槽8的電動機殼體7的相對置的側面上，并且借助相互適配的卡鎖元件22以期望的位置和定向相互卡鎖。在外部殼體9組合的形狀中，電動機殼體7沿軸向被第一殼體件10和/或第二殼體件11包圍。為了使由風扇葉輪6輸送的空氣進入和排出，殼體件10、11具有進氣孔和排氣孔23、24。此外，部分氣流還可以通過殼體件10、11之間的間隙14離開外部殼體9。

附圖標記清單

1清潔設備

2電動機

3電動機軸

4轉子

5定子

6風扇葉輪

7電動機殼體

8風扇槽

9外部殼體

10第一殼體件

11第二殼體件