ITPN20080032A1

ITPN20080032A1 - "DOMESTIC WASHING MACHINE WITH PERFECT TANK".

Info

Publication number: ITPN20080032A1
Authority: IT
Inventors: Daniele Cossalter
Original assignee: Appliances Components Companies Spa
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2009-10-23
Also published as: EP2112261B1; EP2112261A1

Description

Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale per titolo: "LAVABIANCHERIA DOMESTICA CON VASCA PERFEZIONATA" Description of the Patent for Industrial Invention by title: "DOMESTIC WASHING MACHINE WITH PERFECTED BOWL"

La presente invenzione riguarda un tipo perfezionato di lavabiancheria, sia a carica frontale che a carica dall<1>alto, dotata di una vasca di lavaggio, di un cesto rotante all'interno di detta vasca, di un albero rotante che connette detto cesto ad un motore disposto all'esterno di detta vasca, in cui detto motore è del tipo detto "direct drive", caratterizzato dal fatto che il rotore è direttamente calettato su detto albero rotante e quindi coassiale a questo, e lo statore è applicato e solidale con la vasca stessa. The present invention relates to an improved type of washing machine, both front-loading and top-loading, equipped with a washing tub, a rotating drum inside said tub, a rotating shaft connecting said drum to a motor arranged outside said tank, in which said motor is of the type called "direct drive", characterized in that the rotor is directly keyed on said rotating shaft and therefore coaxial to it, and the stator is applied and integral with the tub itself.

L'invenzione riguarda in particolare la forma di realizzazione e la disposizione di un tale motore. The invention relates in particular to the embodiment and arrangement of such an engine.

Le macchine lavabiancheria che utilizzano la tecnica di impiego di detti motori "direct-drive" sono ben note nella tecnica, e sono largamente divulgate in numerosi brevetti prioritari, tra cui si citano, a puro scopo di documentazione, i seguenti: The washing machines that use the technique of using said "direct-drive" motors are well known in the art, and are widely disclosed in numerous priority patents, among which the following are cited, purely for documentation purposes:

- EP 1428924 Al, - EP 1428924 Al,

- EP 0413915 Al, - EP 0413915 Al,

- US 2005/0210604 Al, - US 2005/0210604 Al,

- US 2002/0059817 Al, - US 2002/0059817 Al,

- EP 1619286 A2, - EP 1619286 A2,

DE 19937229 Al, DE 19937229 Al,

Domanda brev. europeo n. 05111751.3 dep. 06-12-2005. Patent application European no. 05111751.3 dep. 06-12-2005.

Pertanto, a solo scopo di semplicità e brevità, si evita una dettagliata descrizione di tali tipi di macchine, essendo queste ben descritte nei citati brevetti, a cui si rimanda per una più completa conoscenza. Therefore, for the sole purpose of simplicity and brevity, a detailed description of these types of machines is avoided, as these are well described in the aforementioned patents, to which reference should be made for a more complete knowledge.

I vantaggi di tali macchine lavabiancheria che utilizzano la tecnica dei detti motori in cui il rotore è direttamente calettato sull 'albero di rotazione del cesto sono ben noti, e sono principalmente la semplicità di costruzione, il recupero di spazio prezioso all'interno del mobile della macchina e una consistente semplificazione nell<1>assemblaggio, nonché una riduzione del numero delle parti che compongono il motore (scudi, cuscinetti, albero etc...) e la macchina stessa (cinghia, puleggia). The advantages of such washing machines that use the technique of said motors in which the rotor is directly keyed on the rotation shaft of the drum are well known, and are mainly the simplicity of construction, the recovery of precious space inside the cabinet of the machine and a substantial simplification in assembly, as well as a reduction in the number of parts that make up the motor (shields, bearings, shaft etc ...) and the machine itself (belt, pulley).

Tuttavia, a fronte di detta riduzione del costo del motore, deve essere anche osservato che l'impiego di tali tipi di motore richiede la realizzazione di vasche specifiche atte ad essere attrezzate per montare detti motori, ed in particolare per alloggiare i relativi statorjj^ La realizzazione di dette vasche specifiche richieV naturalmente la loro completa ri-progettazione e la realizzazione di tutti i mezzi di produzione, come stampi, dime etc. necessari per fabbricare detta vasche che montano detti motori "direct-drive". However, in view of said reduction in the cost of the motor, it must also be noted that the use of these types of motor requires the construction of specific tanks suitable for being equipped to mount said motors, and in particular to house the relative stators. realization of said specific tanks naturally required their complete re-design and the realization of all means of production, such as molds, templates etc. necessary to manufacture said tanks which mount said "direct-drive" motors.

Poiché la re-industrializzazione completa di nuove vasche risulta particolarmente onerosa, tale vincolo spesso preclude il vantaggio generale di utilizzare i motori direct-drive, circostanza questa che impedisce una potenzialmente vantaggiosa re-industrializzazione della vasca e quindi l'impiego dei motori "direct-drive. Since the complete re-industrialization of new tanks is particularly expensive, this constraint often precludes the general advantage of using direct-drive motors, a circumstance that prevents a potentially advantageous re-industrialization of the tank and therefore the use of "direct-drive motors". drive.

Sarebbe quindi desiderabile, ed è scopo della presente invenzione, di realizzare una macchina lavabiancheria accoppiata ad un motore sincrono, montato direttamente sull 'albero di rotazione del cesto, dotata di mezzi di montaggio dello statore atti ad utilizzare una vasca di lavaggio secondo la tecnica nota e già realmente prodotta in serie industriale e quindi liberamente disponibile presso i produttori, senza alcuna necessità o vincolo di reindustralizzare un nuovo tipo di vasca e quindi senza alcun onere di elevati costi addizionali. It would therefore be desirable, and it is an object of the present invention, to provide a washing machine coupled to a synchronous motor, mounted directly on the drum rotation shaft, equipped with means for mounting the stator suitable for using a washing tank according to the prior art. and already actually produced in industrial series and therefore freely available from manufacturers, without any need or constraint to reindustralize a new type of tank and therefore without any burden of high additional costs.

Questo ed altri scopi che saranno meglio spiegati in seguito, vengono ottenuti con un particolare tipo di vasca in una macchina lavabiancheria che utilizza un motore sincrono del tipo "direct drive" descritti come esempio limitativo e con riferimento alle figure allegate, in cui: This and other purposes, which will be better explained below, are achieved with a particular type of tub in a washing machine that uses a synchronous motor of the "direct drive" type described as a limiting example and with reference to the attached figures, in which:

- la fig. 1 mostra in vista prospettica e semplificata della parete posteriore di una vasca dotata di un motore sincrono e di un contrappeso dell'invenzione, - la fig. 2 mostra in forma isolata il contrappeso della vasca di fig. 1, - fig. 1 shows a simplified perspective view of the rear wall of a tank equipped with a synchronous motor and a counterweight of the invention, - fig. 2 shows in isolated form the counterweight of the tank of fig. 1,

la fig. 3 mostra una vista frontale, ortogonale all'asse di rotazione del motore, della parete posteriore di una perfezionata di realizzazione della vasca secondo l'invenzione, fig. 3 shows a front view, orthogonal to the axis of rotation of the motor, of the rear wall of an improved embodiment of the tank according to the invention,

- la fig. 4 mostra una vista prospettica della vasca di fig. 3, - fig. 4 shows a perspective view of the tank of fig. 3,

- la fig. 4A mostra una vista in forma isolata della puleggia di fig. 4, - fig. 4A shows an isolated form view of the pulley of fig. 4,

- la fig. 4B mostra una vista esplosa della puleggia di fig. 4, comprendente i magneti rotorici, - fig. 4B shows an exploded view of the pulley of fig. 4, comprising the rotor magnets,

- la fig. 5 mostra in forma isolata lo statore delle figure 3 e 4, - fig. 5 shows in isolated form the stator of Figures 3 and 4,

- la fig. 6 mostra una vista in esploso della forma di realizzazione della vasca e del motore di fig. 3, - la fig. 7 mostra una vista simbolica, in sezione - fig. 6 shows an exploded view of the embodiment of the tank and of the motor of fig. 3, - fig. 7 shows a symbolic sectional view

trasversale mediana, del mobile e di una vasca in una macchina secondo l'invenzione, transversal median, of the cabinet and of a tub in a machine according to the invention,

- la fig. 8 mostra la vista di fig. 7, con la - fig. 8 shows the view of fig. 7, with the

rappresentazione del posizionamento del motore secondo un perfezionamento dell'invenzione. representation of the positioning of the engine according to an improvement of the invention.

Una macchina lavabiancheria secondo la tecnica nota comprende un cesto perforato rotante, non mostrato, per il contenimento ed il lavaggio dei tessuti da lavare, una vasca 3 vincolata anche in modo elastico al mobile di detta lavabiancheria, e contenente detto cesto rotante all<1>interno della vasca, un motore sincrono, comprendente uno statore 6 ed un rotore 7, coassiale con 1<1>asse di rotazione "X" di detto cesto, e montato all'esterno e posteriormente a detta vasca, detto rotore 7 essendo calettato sull 'albero di rotazione 8 di detto cesto mediante mezzi in se' noti. A washing machine according to the known art comprises a rotating perforated drum, not shown, for containing and washing the fabrics to be washed, a tub 3 also elastically linked to the cabinet of said washing machine, and containing said rotating drum inside inside the tank, a synchronous motor, comprising a stator 6 and a rotor 7, coaxial with 1 <1> axis of rotation "X" of said basket, and mounted outside and behind said tank, said rotor 7 being keyed on rotation shaft 8 of said basket by means per se known.

Inoltre su una superficie esterna di detta vasca 3 viene normalmente applicato un opportuno contrappeso, la cui funzione, composizione e modalità di applicazione alla vasca 3 sono ben noti all'esperto del settore. Furthermore, an appropriate counterweight is normally applied to an external surface of said tank 3, the function, composition and method of application of which to the tank 3 are well known to those skilled in the art.

Secondo l'invenzione, il contrappeso 9 che viene montato su detta vasca viene sagomato, formato e assemblato alla vasca in modo da soddisfare i seguenti due requisiti: According to the invention, the counterweight 9 which is mounted on said tank is shaped, formed and assembled to the tank so as to satisfy the following two requirements:

a) esso si deve poter accoppiare a detta vasca senza alcuna modifica di questa, oppure con delle semplici e marginali modifiche che non richiedono ne' una onerosa ri-progettazione, ne' la generazione di nuovi stampi e/o attrezzature di produzione, a) it must be able to be coupled to said tank without any modification to it, or with simple and marginal modifications that do not require either a costly re-design or the generation of new molds and / or production equipment,

b) dopo l'accoppiamento su detta vasca, esso deve [ b) after coupling on said tank, it must [

presentare una forma tale da poter supportare deut& statore 6, naturalmente disposto nella posizione più opportuna per accoppiarsi elettromagneticamente nel modo più efficiente con detto statore. have a shape such as to be able to support the stator 6, naturally arranged in the most suitable position to electromagnetically couple in the most efficient way with said stator.

In sostanza, e con riferimento alle figure 1 e 2, l'invenzione è basata sul fatto che il contrappeso 9 viene realizzato e montato contro la parete posteriore 5 della vasca, in modo da assolvere non più solo alla sua funzione propria di costituire un mezzo di bilanciamento e di smorzamento delle oscillazioni della vasca, ma anche in modo da costituire un mezzo di interfaccia meccanico tra questa e detto statore 6 , così che la vasca non debba essere radicalmente modificata, cosa che, come più volte ricordato sopra, costituisce la vera motivazione e vantaggio del 1'invenz ione . Basically, and with reference to Figures 1 and 2, the invention is based on the fact that the counterweight 9 is made and mounted against the rear wall 5 of the tank, so as to no longer perform only its own function of constituting a means of balancing and damping of the oscillations of the tank, but also in such a way as to constitute a means of mechanical interface between this and said stator 6, so that the tank does not have to be radically modified, which, as mentioned several times above, constitutes the true motivation and advantage of the invention.

Appare anche ovvio che il disegno, la dimensione ed il tipo di accoppiamento di ogni contrappeso dovrà essere definito sulla base sia della forma e dimensione dello statore, sia della sagomatura dei mezzi di impegno, come fori, sottosquadra, etc. disposti su detta vasca ed atti ad impegnarsi con corrispondenti mezzi di detto contrappeso 9. It is also obvious that the design, size and type of coupling of each counterweight must be defined on the basis of both the shape and size of the stator and the shaping of the engagement means, such as holes, undercuts, etc. arranged on said tank and able to engage with corresponding means of said counterweight 9.

L 'invenzione appena descritta consente alcuni vantaggiosi perfezionamenti: The invention just described allows some advantageous improvements:

1) con rif. alle figure 3, 4 e 4A, sulla porzione terminale esterna dell'albero di rotazione 8 viene dispost coassiale con questo, una puleggia 10; 1) with ref. in figures 3, 4 and 4A, on the outer end portion of the rotation shaft 8 a pulley 10 is arranged coaxially with this;

questa è del tipo che viene normalmente associato a detto albero motore quando la macchina lavatrice utilizza non un motore "direct-drive" ma un motore di tipo convenzionale, in cui l'intero motore è disposto su un lato esterno della vasca, ed è collegato a detta puleggia 10 mediante una cinghia di trasmissione in se' nota. this is of the type that is normally associated with said drive shaft when the washing machine uses not a "direct-drive" motor but a conventional type motor, in which the entire motor is arranged on an external side of the tub, and is connected to said pulley 10 by means of a per se known transmission belt.

All'esterno di detta puleggia 10, sulla superficie cilindrica 11 di questa, che altrimenti verrebbe impegnata dalla cinghia di trasmissione, viene disposto una anello di materiale ferromagnetico 14 sul quale viene applicata una pluralità di magneti permanenti 12, come chiaramente mostrato nelle medesime figure 3, 4 e 4A. Outside of said pulley 10, on the cylindrical surface 11 of this, which would otherwise be engaged by the transmission belt, a ring of ferromagnetic material 14 is arranged on which a plurality of permanent magnets 12 are applied, as clearly shown in the same figures 3 , 4 and 4A.

Questi magneti permanenti 12 vengono distribuiti e solidarizzati a detta superficie cilindrica 11 in modo ordinato e preferibilmente a contatto reciproco, così da costituire la parte magnetica del rotore di un motore a magneti permanenti, di tipo in se' noto. These permanent magnets 12 are distributed and integral with said cylindrical surface 11 in an orderly manner and preferably in mutual contact, so as to constitute the magnetic part of the rotor of a permanent magnet motor of a per se known type.

Viene così realizzato un tipo di rotore particolarmente semplice ed economico, poiché la struttura di supporto è già disponibile nel senso che semplicemente si utilizza la puleggia dell'albero rotante compreso nell'assieme: A particularly simple and economical type of rotor is thus realized, since the support structure is already available in the sense that the pulley of the rotating shaft included in the assembly is simply used:

* vasca-cesto-albero rotante-puleggia * bowl-basket-rotating shaft-pulley

di una macchina lava-biancheria già esistente e normalmente prodotta, mentre i magneti permanenti sono faciliti provveduti e associabili sulla superficie esterna cilind di detta puleggia mediante mezzi noti. of an existing and normally produced laundry washing machine, while the permanent magnets are easily provided and can be associated on the cylindrical outer surface of said pulley by known means.

Inoltre la circostanza di avere come superficie di supporto la superficie esterna cilindrica e continua della puleggia, consente di disporre detti magneti permanenti con la distribuzione ottimale desiderata, intendendo con questo che essi possono essere distribuiti anche in modo distanziato tra di loro da un intervallo di separazione. Furthermore, the circumstance of having the cylindrical and continuous outer surface of the pulley as a support surface allows said permanent magnets to be arranged with the desired optimal distribution, meaning by this that they can also be distributed at a distance from each other by a separation interval. .

2) Con riferimento alle figure 3, 4 e 5, un secondo perfezionamento può essere ottenuto se lo statore viene realizzato applicando singoli avvolgimenti statorici 13 lungo solo un arco "a" coassiale con detto albero dì rotazione 8, della circonferenza completa . 2) With reference to Figures 3, 4 and 5, a second improvement can be obtained if the stator is made by applying single stator windings 13 along only an "a" arc coaxial with said rotation shaft 8, of the complete circumference.

Naturalmente ciascuno di detti avvolgimenti statorici 13 viene solidarizzato in modo indipendente a detto contrappeso 9 secondo mezzi moti, ma soprattutto essi vengono alimentati da una unita' di comando e controllo, non mostrata, la quale fornisce opportuni segnali e comandi a ciascuno di detti avvolgimenti in modo sincronizzato e dipendente: Naturally each of said stator windings 13 is independently integral with said counterweight 9 according to means, but above all they are powered by a command and control unit, not shown, which supplies suitable signals and commands to each of said windings in synchronized and dependent way:

sia dalla particolare distribuzione geometrica di detti magneti permanenti 11, both from the particular geometric distribution of said permanent magnets 11,

- sia dalla velocità da imprimere a detto cesto, secondo la particolare fase di lavoro da attuare. - and the speed to be imparted to said basket, according to the particular work phase to be carried out.

In buona sostanza, e con rif. alla fig. 3, viene così realizzato un tipo di motore lineare in cui 1'equipaggi^ mob ile, cioè i singoli magne ti permanent i 12, sono distribuiti lungo 1'arco "a" invece che con una disposizione rettilinea, come succede convenzionalmente. Basically, and with ref. to fig. 3, a type of linear motor is thus provided in which the moving elements, that is, the individual permanent magnets 12, are distributed along the arc "a" instead of with a rectilinear arrangement, as conventionally occurs.

Sarà quindi anche evidente all'esperto del settore che anche i mezzi di comando e controllo dell 'alimentazione dei singoli avvolgimenti statorici 13 dovranno essere ideati e realizzati , e naturalmente connessi ai rispettivi avvolgimenti statorici , in modo coerente con la particolare struttura di detto statore "ad arco" e con le prestazione istantaneamente richieste. It will therefore also be evident to those skilled in the art that also the means for controlling and controlling the power supply of the individual stator windings 13 must be designed and manufactured, and of course connected to the respective stator windings, in a manner consistent with the particular structure of said stator " arched "and with the instantly required performance.

Un vantaggio ulteriore di tale soluzione consiste nel fatto che la costruzione semplificata di detto contrappeso 9 consente di aumentare facilmente il numero di avvolgimenti statorici, circostanza questa che favorisce una rilevante flessibilità di prestazioni e quindi produttiva delle macchine lavabiancheria realizzate secondo la presente invenzione. A further advantage of this solution consists in the fact that the simplified construction of said counterweight 9 makes it possible to easily increase the number of stator windings, a circumstance which favors a significant flexibility of performance and therefore production of the washing machines made according to the present invention.

3) con riferimento alle figure 7 e 8, un ulteriore perfezionamento può essere ottenuto se, come spesso accade con le macchine lavatrici a carica frontale, l'asse "X" di rotazione del cesto e<1>leggermente inclinato con un angolo "i" verso l'alto in modo da favorire l'accesso alla bocca 3) with reference to Figures 7 and 8, a further improvement can be obtained if, as often happens with front loading washing machines, the "X" axis of rotation of the drum is <1> slightly inclined at an angle "i "upwards in order to facilitate access to the mouth

rotazione del cesto è leggermente inclinato con un angolo "i" verso l'alto in modo da favorire l'accesso alla bocca del cesto da parte dell'utente. rotation of the basket is slightly inclined with an angle "i" upwards so as to facilitate access to the mouth of the basket by the user.

In tale circostanza la parte posteriore 19 della risulta naturalmente inclinata verso il basso se osservata con l'orientamento avanti/indietro. In this circumstance the rear part 19 of the is naturally inclined downwards when viewed in the forward / backward orientation.

Diventa quindi logico che la porzione inferiore 20 della vasca sia disposta in posizione rientrante rispetto alla posizione della sua porzione superiore 21, come a dire che detta porzione superiore 21 si comporta come uno spiovente rispetto a detta porzione inferiore 20. It therefore becomes logical that the lower portion 20 of the tank is arranged in a recessed position with respect to the position of its upper portion 21, as to say that said upper portion 21 behaves like a slope with respect to said lower portion 20.

Ne deriva che nella zona inferiore dello spazio definito da detto spiovente, e contiguo alla parete posteriore 19 della vasca, si crea un volume inferiore 22 libero da ingombri esterni. It follows that in the lower area of the space defined by said slope, and contiguous to the rear wall 19 of the tank, a lower volume 22 is created, free from external encumbrances.

Detto volume inferiore libero 22 può' essere quindi utilmente sfruttato per alloggiarvi detto statore 6, cosi' che 1'ingombro verso 1'indietro di questo non sporga oltre un piano verticale "V" passante per il bordo superiore 23 della parete posteriore e parallelo alla parete posteriore 24 del mobile della macchina, come simbolicamente mostrato nella fig. 8. Said lower free volume 22 can therefore be usefully exploited to house said stator 6, so that its rearward encumbrance does not protrude beyond a vertical plane "V" passing through the upper edge 23 of the rear wall and parallel to the rear wall 24 of the cabinet of the machine, as symbolically shown in fig. 8.

Sarà pertanto apprezzato il fatto che detto statore non richiede di occupare alcuno spazio aggiuntivo posteriormente a detta vasca, cosa questa che permette di It will therefore be appreciated that said stator does not require to occupy any additional space behind said tank, which makes it possible to

il mobile stesso può essere corrispondentemente accorciato nella stessa direzione, cosa che ne consente una riduzione di ingombro complessivo. the piece of furniture itself can be correspondingly shortened in the same direction, which allows a reduction in overall dimensions.

Come ogni esperto ben conosce, entrambe dette possibilità sono ampiamente gradite e ricercate sia dai produttori di tali macchine, sia soprattutto dagli stessi utenti. As any expert is well aware, both of these possibilities are widely appreciated and sought after both by the manufacturers of these machines and above all by the users themselves.

Claims

CLAIMS l) Domestic washing machine, both front loading and top loading, comprising: - a rotating perforated basket, - a tank (3), engaged to the cabinet of said washing machine, and containing said rotating drum inside it, - a synchronous motor with permanent magnets, comprising a stator (6) and a rotor (7), arranged coaxial with the axis rotation (X) of said basket, and mounted outside and behind said tank, said rotor (7) being keyed onto the rotation shaft (8) of said basket, - a counterweight stably mounted outside said tank (3), characterized in that said counterweight (9) is mounted on the rear wall (5) of said tank, and said stator (6) is applied on a lateral surface of said counterweight (9).

2) Washing machine according to claim 1, characterized in that on the portion said rotation shaft (8) a pulley (10) is stably arranged, which a ring of ferromagnetic material (14) is applied externally to said pulley, and which on said ring (14) is arranged a plurality of permanent magnets ( 12).

3) Washing machine according to claim 1, characterized in that said stator (6) comprises a plurality of windings (13), which are arranged and distributed according to an arc (a) of circumference (c), the remaining arc of said circumference being free from other stator windings.

4) Domestic washing machine according to rev. 3, characterized in that the axis of rotation (X) of said shaft (8) is slightly inclined (i) with respect to a horizontal plane, and that said stator windings (13) are positioned at the rear portion and lower (20) of said tank.

5) Washing machine according to claim 4, characterized in that said stator windings are distributed in such a way that their rear external dimensions are delimited by the vertical plane (V) passing through the upper and rear edges (23) of said vessel parallel to the rear wall (24) of the cabinet of said machine.

6) Washing machine according to one of the claims from 2 onwards, characterized by the fact that said motor (8) is a linear motor.