CN1032045A - 电动机调节和控制的传动装置 - Google Patents

Abstract

一台电动机调节和控制的传动装置，特别适用于 工业缝纫机，含有一个离合——制动盘装在输出轴上 并共同旋转；还有一个离合面，它能被带到与电动机 一个飞轮上的离合表面啮合，以及有一个制动面能被 带到与一个制动轴承盘的制动表面啮合。为了利用 简单的装置有效地对制动初绐时产生的碰撞噪声抑 制，至少该制动面装设成与离合——制动盘的衔铁环 为缓冲关系。较好的方案是利用至少一个环形弹簧 加载于该衔铁环。

Description

本发明涉及到一台电动机调节和控制的传动装置。

在德国专利公开公报DE-OS3223379（相应于美国专利号4556132）中已揭示了这样一种传动装置。特别是在工业缝纫机中应用这种传动装置时，起动-停止的操作是极其频繁的，因此离合-制动单元总在离合器侧或在制动侧滑动，换言之，在操作过程中它变得很热。由此，该制动面而且特别是离合器面鼓起来，亦即承受着热力膨胀。这一点，在为了它们的长期使用寿命而应用软木制的型面和衬垫时更是如此。为了在制动面和离合器面鼓起来之后，在制动情况下仍具有足够的离合间隙和足够的制动间隙，必须将传动装置冷态下的离合器间隙和制动间隙做得相对地大些。但是，这样一来当突然制动时，也即当离合器或制动盘与飞轮脱离啮合而与对置的制动轴承件相啮合时，就产生了碰撞噪声。为了抑制传动装置中的这种噪声，在描述这类传动装置的DE-OS3223379（相应于美国专利4，566，132）文献中，提出了设置一个热力敏感调节装置，以便通过相对地移动飞轮和离合-制动盘来自动调节离合器间隙。这种利用一个热力敏感调节装置的调节对上述问题是项好的基本解决方法。但是，由于热量必须从其产生部位传导出去，再传到热力敏感调节装置上，尤其在离合器面和在飞轮离合表面之间的情况，误差以及、特别是系统方面的一定滞后都是不可避免的。

因此，本发明目的是致力于解决这种传动装置构成中的问题，以便通过极其简单的设置，使在制动操作启动时产生的碰撞噪声得以抑制。

按照本发明解决了上述问题，使这种碰撞噪声在其发生处即被抑制或衰减，亦即物体噪声的传播被大大地抑制。按照本发明所采取的措施使得该传动装置能够在冷态下调整离合器的间隙到足够大，以便，当在制动面已经鼓胀之后，尤其是在该离合器面鼓胀之后，仍旧有足够的间隙适应于正常的运行。

按照权利要求2所述的装置方案，就会产生在制动面上的掣动面碰撞延续一个较长时间间隔，但是十分之几毫米的距离对吸收该碰撞是有用的，所以碰撞即被缓和下来。碰撞能量变向地吸收了，但碰撞的时间间隔却加长了。按照权利要求3的构成方案可实现一种特别紧密的结构和制动面的有效回弹。按照权利要求4的进一步扩展方案即使在有制动面回弹的情况下也能使物体声仅传播到很小的范围。

按照权利要求5的进一步改进方案其结果是，在特别强烈的碰撞情况下，附加的弹簧运动生效。如果在制动表面上的制动面碰撞严重到弹簧环与衔铁环相撞，那么所产生的噪声至少在很大程度上可通过权利要求6的措施所衰减。

按照本发明，一台电动机调节和控制的传动装置、特别是用于工业缝纫机的这种传动装置包括一个带电机轴的可经常驱动的电动机;该传动装置含有一个附接在电动机轴上并带有一个离合器表面的飞轮;该传动装置具有一个输出轴和一个离合-制动单元，该单元包括有一个离合-制动盘，该盘固定到输出轴上并与其一同旋转，并且该盘具有一个带制动面和离合面的衔铁环;该传动装置包括一个带制动表面的不转动的制动轴承元件，该离合-制动盘可有选择地移位到与该制动轴承元件的制动表面或与飞轮的离合表面进行摩擦啮合;该传动装置还包括一个离合器线圈和一个制动线圈，上述衔铁环即与其相结合作用。无论如何该制动面要安装成相对衔铁环为缓冲关系。

为了更好地理解本发明及由此引出的其它和进一步实施方案，现结合附图进行如下说明，而其保护范围将在权利要求中提出。

图1是按照本发明构成的一个传动装置的纵剖面视图，包括一台电动机和离合-制动单元;

图2为图1所示离合-制动单元的放大详视图;

图3为相应于图2中箭头Ⅲ所指的一个离合-制动盘的前视图;

图4是图3剖线Ⅳ-Ⅳ的剖视详图;以及

图5是相应于图3中剖线Ⅴ-Ⅴ的附加剖视详图。

图中所示的传动装置系由一个电动机1和一个制动-离合单元2组成。电动机具有一个基本圆筒形的定子壳体3，其中同心地设置有一个由常规的定子绕组4和一个叠片定子5构成的定子。一个转子7同样与中心纵轴6同心并安装在一个电动机轴8上。电动机轴的轴颈支承在轴承盘9和10上，在远离于制动-离合单元2的轴承盘10的一个轴承孔11中，该电动机轴8的轴颈支承在一个滚动接触的轴承中，该轴承是一个径向-止推（轴向）球轴承。该球轴承12的内环13项承在该电动机轴8的一个凸缘14上。而滚动接触轴承12的外环15以其另一轴向端面，顶在一个压缩圈簧16上并支承在与轴承盘10整体的支座环17上，所以，一方面，滚动接触轴承12可抵制电动机轴8上的轴向移动，另一方面，在弹簧16起作用的范围内电动机轴8的轴向移动又是可调节的。轴承盘9是与一个近似圆筒的机壳18合为整体构成。两个轴承盘9和10借助于螺栓20连接在一起，并且通过支座19和19a定中于定子壳体3内，由此，它们与定子外壳形成一个单元。在轴承盘9的轴承孔21中，该电动机轴8也支撑在一个径向-止推（轴向）球轴承结构的滚动接触轴承上。此处再解释一下，滚动接触轴承22的内环23顶着电动机轴8上的一个凸肩安置，同时，滚动接触轴承22的外环25被一个压缩圈簧26压顶着，然后支承在一个置于轴承孔21中的卡环27上，这与在轴承盘10中的支座环17起的支撑作用相同。弹簧26的功能在于使滚动接触轴承22的外环25可沿轴向偏移，以便防止噪声的产生。如果该滚动接触轴承的外环没有支承座，则滚动接触轴承就会产生振动，并由此产生噪声。弹簧26的弹力必须限定在比弹簧16的弹力较低些，以便不抵消它的作用。

在安装有滚动接触轴承22的电动机轴8的轴端28上，有一个飞轮29借助一个填实键30所锁定，飞轮29以其轴套31的自由面靠着滚动接触轴承22的内环23安置，并借助一个螺母33旋紧到轴端28的一个螺栓32上，而将上述轴套31在顶住内环23并同时轴向地锁接到电动机轴8上。这样，由转子7、电动机轴8构成的单元与滚动接触轴承12和22以及飞轮一起可在纵向中心线6的方向上进行移动，同时弹簧16和26起反推力作用。

外壳18在其远离电动机1的端部处由一个制动轴承盘34所封闭，该制动轴承盘34被定中凸肩35定位在外壳的中央，并由此与轴线6同心。该制动轴承盘34通过将螺栓36拧紧到配装凸缘37上而与外壳18相固紧。

与纵向中轴线6同心安置的一个输出轴38其一端以轴颈支撑在制动轴承盘34的轴承孔39中，而另一端以轴颈支撑在飞轮29的一个轴承孔40中，于是便能够相对于后者（飞轮29）自由地旋转，该输出轴38是以轴颈支承在轴承孔39和40中的滚动接触轴承41和42中的，这两个轴承都是径向-止推（轴向）球轴承。一个离合-制动盘43固接在输出轴38上并位于滚动接触轴承41和43之间，该离合-制动盘43具有一个磁性材料做的外衔铁环44，一个盘簧45借助螺栓46，在其外缘处固紧到该衔铁环44上，该盘簧45的内缘则被螺栓47拧紧到从输出轴38径向伸出的一个环形凸肩48上。用一个薄盘簧45进行紧固的这个方法可使该衔铁环44能在轴线6的方向上运动并与其同轴线。

在面对飞轮29的衔铁环44的侧面上以粘合方式固置了一个作为离合器面49的环形摩擦面。在飞轮29的相对侧面上有一个相应的平坦环形离合器表面50同上述离合器面49相配合。在衔铁环44的外圆周上置有一个轮缘51并轴向地凸向飞轮29，它距飞轮29有一个小的轴向间隙a，a仅有十分之几毫米。环形离合器面449的外周边约与轮缘51的内周边相接。

制动轴承盘34具有一个离合器线圈盒52，它以一个小的径向间隙b径向地包围着衔铁环，b同样仅有十分之几毫米，它还有一个径向外环形盒壳体53，该壳件53包围着飞轮29的径向圆周部分54，在邻近离合面50处留有一个径向间隙c或差距并同样仅有十分之几毫米的尺度。在固定的制动轴承盘34的离合器线圈盒52中设置有一个环形电磁离合器线圈55，通过其激磁而实印一个下述的离合器磁路56，即从离合器线圈盒52通过盒壳部份53、径向间隙c，飞轮29的圆周边54、飞轮29、轴向间隙a、衔铁环44的轮缘51、径向间隙b，再返回到离合器线圈盒52。这就迫使离合-制动盘43用它的离合面49加力于飞轮29的离合表面50上，由此将输出轴38耦接到电动机轴8上。

在衔铁环44的背离飞轮的侧面上设置了一个摩擦面用作制动面57，它以下方放大详图4所描述的方浇艄痰较翁?4上，与它配合的有一个置于制动轴承盘34上的平环制动表面58。含有磁性材料的衔铁环径向地向内延伸到环形凸肩48的附近，由此在衔铁环44上形成一个平坦环形磁传导表面60，它面对着位于制动面58之内的制动线圈盒表面61并且与后者平行，且留有一个狭窄的轴向间隙d。在制动轴承盘34中形成一个制动线圈盒62，它的盒面由制动线圈盒表面61相闭合。在该制动线圈盒62中置有一个环形制动线圈63，所以磁力线能在该制动线圈63内和其外面径向地传输，但仍在制动面57范围内。当该制动线圈63被激励时，则形成一个制动磁力线场64，它的一部份径向地流到该制动线圈63的外面，通过制动线圈盒62，位于制动线圈盒表面61和该磁传导表面60（在所有情况下的制动面57和制动线圈63之间）之间的轴向间隙d、径向地向内通过衔铁环44、轴向间隙d、径向地流动于制动线圈63内，然后返回到制动线圈箱62。该制动磁力线场64的另一部份则径向地向外流到离合器线圈盒52，然后向内通过径向间隙b、径向地通过衔铁环44，在这里两部分磁力流线又相遇。

该滚动接触轴承41的外环65靠着一个轴向可调节的轴承盖66安置，轴承盖66相对于制动轴承盘34的轴向位置可通过螺纹67调节。该轴承盖66本身能借助于定位螺钉68锁定到制动轴承盘34上。滚动接触轴承41的内环69以其侧面对着外轴承盖66安置，并且使向着离合-制动盘43的面顶到输出轴38的一个环形凸肩70上。这样一来，该输出轴38的轴向位置和固定其上的离合器和制动盘43的轴向位置能够一起相对于制动轴承盘34的位置进行调节。

该滚动接触轴承42的内环71置于以其面向离合-制动盘43的侧面靠置在由一卡环所形成的支座72上，并且卡紧在输出轴38上。该滚动轴承42的外环73为径向地支承在一个置于轴承孔40内的套筒74中。该套筒74具有一个径向地向内凸出的内法兰75，滚动接触轴承42的外环73以面向电动机1的侧面和法兰75相接触。靠着该套筒74的内法兰75轴向置有一个用作调节的板体76并由一个调节螺丝77顺次支承着，而螺丝77也顺次地拧到内螺纹孔78中，同时，该螺纹孔78与电动机轴8的轴线6为共轴线。用了这样的结构，就能借助离合-制动盘43一起调节电动机轴8和飞轮29相对输出轴的位置关系，电动机轴8和输出轴38就通过螺旋压缩弹簧16而施压于轴承盖66。输出轴38通过轴承盖66向着电动机1的位移，和电动机轴8连同飞轮29往轴承盘10的方向上位移都是通过压缩弹簧16的作用力而实现的，然而，在相反情况下，轴承盖66和调节螺丝77被弄松时，则由压缩弹簧16引起位移。这样，通过轴承盖66，就可使制动间隙的轴向宽度，亦即制动面57与制动面58之间的间隙得以调节。凭借调节螺丝77，该离合器间隙80的轴向宽度，即在离合面49和离合面50之间的间隙也可获得调节。这些间隙79和80要理解为与离合器线圈55和制动线圈63在非激励状态下所建立的空气间隙相关的。应注意，制动间隙79在实际上时常等于零，也即，当线圈55和63励磁时，制动面57与制动面58为轻微接触。对调节螺丝77可用改锥或类似工具从外部通过输出轴38的一个轴向通孔81进行调节。

这类传动装置特别适用于驱动工业用的缝纫机，它们的起动停止操作频率可高达每小时3000次操作循环。这即意味该制动离合单元几乎是连续地驱动在一会儿是以离合面49滑动在离合表面50上，又一会儿是制动面57滑动在制动表面58上。这就引起了极大的发热，特别是离合器面49，当然制动面也如此。离合器面49和制动面57的这一发热，尽管考虑到冷却措施，仍会引起这些面49和57的所谓“鼓胀”，也即因热力而造成这些面在轴向上的膨胀。两个面49和57的这种鼓胀处于0.1毫米的范围内，所以，离合器间隙80必须在传动装置冷态下调节约0.1到0.3毫米，最好为0.2毫米。然而在这种情况下，当为强烈制动操作时，换言之，当传动装置譬如说从转速3000（转/分），也即从一台缝纫机的速度为6000到8000（转/分），在不到一秒钟之内制动停下，由于制动面57撞到制动面58上，而产生了碰撞噪声。为了抑制这种碰撞噪声，将离合器和制动盘43设置成这里所描述的方案，即该环形制动面57被紧固地粘结在一夹持环82上，该夹持环82是部份地弯折以环绕制动面57的内侧和外侧边缘，而且夹持环82由一些铆钉84紧固在一个环形弹簧83上。在该夹持环82被紧固的区域中形成4个浅的凸起区85，以致于该夹持环82与该环形弹簧83仅仅在被铆钉84所紧固的位置处接触，这样，夹持环82和环形弹簧83在其他彼此的自由面之间就有一个间隙86。

将环形弹簧83依次用螺丝87紧固到衔铁环44上。在衔铁环44中接纳螺丝87的螺纹孔88的区域内形成台肩89，且它仅形成在螺纹孔88的周围，这样，该环形弹簧83靠着这些台肩安置。尤其从图3中可以看出，四个铆钉是以90°角度空间分开设置的，与螺纹孔88一起的螺丝87也具有同样的角度空间，当铆钉84在某一方位，则螺丝87即在另一方位并相隔45°角度空间。

在两个相邻台肩89之间设有扇形缓冲垫90，在这些垫和环形弹簧83之间形成一个极限间隙91。

在发生从驱动变成制动的改变时，也即当制动线圈63被激励和该离合-制动盘从离合面49与离合面50相啮合的位置被移动时，跨过离合器气隙80和制动气隙79而到达制动表面58上，则该制动面57即对着制动表面58碰撞，这就造成该环形弹簧83在轴向上挠曲，也即在轴线6的方向上弯曲，并不允许夹持环82触到位于铆钉84之间的环形弹簧83，制动面57对制动表面58的碰撞就这样被弹性地吸收了，同时不会在离合-制动盘中传递任何明显的物体噪声。换句话说，在前述的突然制动操作中，该环形弹簧83可以弯曲到这样的程度，即它能与位于台肩89之间的缓冲垫90相接触。这些缓冲垫90是用一种合适的弹性塑料制成，能吸收这一冲击噪声。

为了完善起见，将径向伸出的风扇叶片92设置在飞轮29面向电动机1的侧面，以产生冷空气流通向电动机1和制动离合单元。

还意外地发现，由一个环形弹簧83形成的弹簧元件也可抑制离合面49和制动面57的辗轧噪声，这噪声是离合面49和制动面57与相对应的离合表面50和制动面58摩擦而产生的。抑制噪声的理由是该衔铁环44被环形弹簧83加强了的缘故。

在阐述了本发明中较佳实施例所考虑的问题的同时，显然熟悉本领域的人员都可能做出各种不同的变种和改型，但都不能离开本发明，因此须指出，包括所有这样的改变和修改都属于本发明的真实构思范围以内。

Claims (5)

1、一台电动机调节和控制的传动装置，特别是用于工业缝纫机的，包括：

一个可经常驱动的电动机，它具有一个电动机轴；

一个附加在所述电动机轴上的飞轮，它具有一个离合表面；

一个输出轴；

一个离合-制动单元，包括有一个离合-制动盘，它被固定到所述输出轴上并且共同旋转，以及该输出轴带有一个衔铁环，该环具有一个制动面和一个离合面；

一个不转动的制动轴承元件带有一个制动表面；

所述的离合-制动盘可有选择地移动到所述制动轴承元件的制动表面或所述飞轮的离合表面以实现摩擦啮合；

一个离合器线圈和一个制动线圈，与其相关联的是所述衔铁环；

无论如何所述制动面要安置成与所述衔铁环有缓冲关系。

2、如权利要求1的一台传动装置，它包括至少带一个弹簧元件的装置，用于装设与所述衔铁环相关的所述制动面。

3、如权利要求2的一台传动装置，其中所述的至少一个弹簧元件是一个环形弹簧。

4、如权利要求2的一台传动装置，它包括用于支撑所述制动面并相对所述弹簧元件留有一个弹性间隙的装置。

5、如权利要求2的一台传动装置，它包括用于支撑所述弹簧元件相对所述衔铁环留有一个极限间隙的装置。

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