CN1676726A

CN1676726A - 缝纫机

Info

Publication number: CN1676726A
Application number: CN 200510059739
Authority: CN
Inventors: S·霍沙加斯
Original assignee: Duerkopp Adler AG
Current assignee: Duerkopp Adler AG
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2005-03-29
Publication date: 2005-10-05
Also published as: DE102004015718B3; KR20060044659A; JP2005279275A; TW200535293A; EP1582616A1

Abstract

本发明涉及一种缝纫机，它包括一基板、一内部支承一从动臂轴的顶臂以及一连接基板和顶臂的立柱。臂轴的驱动器由一具有一转子(40)和一定子(33)的电动马达(12)形成。所述不可转动地与驱动轴连接的转子(40)包括一转子结构(41)和多个容纳在转子结构(41)的互补凹部(42至45)中的永磁体。所述凹部(42至45)的形状不对称，使得每个永磁体(46)以一种确定的磁性取向容纳在配设给它的凹部(42至45)中。这可靠地避免了错误地设置任何带有错误的永磁体取向的转子结构。

Description

缝纫机

技术领域

本发明涉及一种缝纫机，它包括一基板；一其内支承有一从动臂轴的顶臂；一连接该基板和顶臂的立柱；一由一具有一转子和一定子的电动马达形成的从动臂轴驱动器；该转子具有一转子结构和多个永磁体。

背景技术

可从先前的公开使用中已知这种类型的缝纫机。在装配电动马达时，特别是已经在维护或修理工作中拆除该电动马达以后，故障会反复出现，使得该电动马达不能运行或甚至被毁坏。

发明内容

本发明的一个目的是，改进开始所述类型的缝纫机，以简化电动马达的装配。

根据本发明，通过这样一种缝纫机来实现该目的，在该缝纫机中永磁体容纳在转子结构上互补的凹部内，该凹部形状是不对称的，从而使每个永磁体都以一种确定的磁性取向容纳在配置给它的凹部中。

根据本发明，已经发现电动马达装配中的差错是由于没有将永磁体以一给定的磁性取向插入转子结构而产生的。然而，为正确安装电动马达，永磁体的一给定的磁性取向次序是不可缺少的。根据本发明的与永磁体互补的凹部的不对称设计保证了永磁体只能以唯一一个的磁性取向插入所述凹部。这可避免错误地给转子结构设置任何带有不正确磁性取向的永磁体。电动马达的装配也被大大简化。

每个凹部都经由一开孔通向转子结构的至少一个前侧的构型允许从前面将永磁体插入转子结构。因此，即使转子已经与定子安装在一起也可更换永磁体。

如果所述凹部(分别)具有一相应的与在相关联的永磁体上形成的互补凹槽相接合的突出部，以及如果所述凹部具有一与在相关联的永磁体上形成的互补突出部相接合的凹槽，则可容易地实现永磁体和互补凹槽的实施形式。一不对称布置的单个凹槽或突出部即可确保永磁体在相关联的凹部中的一给定取向。不同的实施形式可设置多个凹槽或突出部，以便加强这种给定的磁性取向。

扁平的长方体形式的永磁体—其磁极设置为该永磁体内的磁力线在表面积最大的两个侧壁之间垂直延伸—使得电动马达的结构和装配变得简单，并具有确定的磁力线分布。

将所述突出部或凹槽设置成使其在永磁体的两个最大的侧壁之一中延伸，这将使得对磁力线分布的干涉尽可能地少。

附图说明

从下面结合附图对本发明示例性实施例的说明中，本发明的细节将显而易见，其中：

图1是由操作者观察的一缝纫机的侧视图；

图2是图1中线II-II上的剖视图；

图3是图2中线III-III上的放大的细部视图；

图4是根据图1至3的缝纫机手轮的放大的透视图；

图5是图4中手轮的另一透视图；

图6是图3中线VI-VI上的放大的剖视图；

图7是图6中所示臂轴驱动马达的转子结构放大图；

图8是臂轴驱动马达的转子中永磁体的正视图；

图9是根据图8的永磁体的透视图；

图10是图6中视图的细部放大图；

图11是图3中线XI-XI上的放大的剖视图；

图12是臂轴驱动马达的定子结构的正视图；和

图13为缝纫机另一实施例的与图3类似的视图。

具体实施方式

图1至13中所示缝纫机1包括一壳体形式的基板2、一顶臂3和一连接这两部分的立柱4。该缝纫机1的总体形状为C形。顶臂3内支承有一臂轴5，通过该臂轴5借助于一曲柄驱动器(未示出)驱动一带有一针7的针杆6上下往复运动。臂轴5通过一(皮)带传动装置8和一容纳在基板2内的轴9致动一容纳在基板2内并配设给针7的线钩(未示出)。

一凸缘部10在带传动装置8的高度处设置在臂轴5上。臂轴5经由凸缘部10不可转动地连结到一臂轴驱动马达12的一与该臂轴对齐的驱动轴11上。在凸缘部10附近，通过一轴向/径向轴承12a安装所述驱动轴11。一手轮14设置在驱动轴11的一自由端13上并通过一径向螺栓15不可相对转动地与驱动轴11连接。所述径向螺栓15旋入一也设置在驱动轴11的自由端13上的手轮支承结构16中。手轮14和手轮支承结构16通过总共三个紧固螺栓17旋拧在一起，所述紧固螺栓17在绕驱动轴11的一纵向轴线18的周向上分布并与所述轴线平行地延伸。

图4和5示出手轮14的放大的透视图。手轮14的一操作区段19设计为一可从外部自由接近的周向卷边(collar)，该操作区段19出自该手轮14的一圆柱状外部限定壁20。在手轮14的外部限定壁20和一与外部限定壁隔开的内部限定壁21之间设有一用于冷却臂轴驱动马达12的风扇叶轮22。该风扇叶轮22共有十二个扇叶23。风扇叶轮22容纳在手轮14中。限定壁21、22之间限定有一环形空腔，扇叶23部分地设置在该空腔中。每个扇叶23都与内部限定壁22和外部限定壁21一体地连接在一起。所述扇叶23在其一体地过渡到外部限定壁20的一端部24的位置处设置成相对于径向表面朝纵向轴线18倾斜一角度；所述端部24设置在操作区段19中，并以圆顶形向外逐渐变细。扇叶23随着向内的延伸而在端部24内弯曲，从而这样形成一向内的弓部25，即该弓部25的内端部相对于纵向轴线18近似径向地延伸。

从绕纵向轴线18的周向上看，每隔三个扇叶23就有一个扇叶具有一一体形成在其上的螺栓通道26，当手轮14已经安装后每个螺栓通道26都保持所述三个紧固螺栓27中的一个。在朝向驱动马达12的方向上，扇叶23径向向内延伸，从而一体地过渡到手轮14的内部限定壁21。内部限定壁21朝向驱动马达12锥形地扩展。一作为内部限定壁21的一部分的旋装壁27面贴合地贴靠在手轮支承结构16的一周向凸台28上。周向凸台28上设有用于旋进紧固螺栓17的螺纹部。内部限定壁21的自由端与扇叶23的从所述内部限定壁上突出的端部一起朝驱动马达12贴靠在一导向罩29上，该导向罩29同样不可转动地连接在驱动轴11上。

在导向罩29的高度处，一具有多个位置标志的定位轮30连接到驱动轴11上。定位轮30在周向区域伸入一固定安装在壳体上的旋转信号发送器31的传感器槽中。旋转信号发送器31将驱动轴11的瞬时旋转位置的位置信息发送给缝纫机1的一控制系统(未示出)。旋转信号发送器31紧固在一固定在壳体上的保持板32上。沿驱动轴11向内一即朝向臂轴5，在保持板32的下游设有驱动马达12的定子33。保持板32具有一用于驱动轴11的通道34。

定子33位于一马达壳体36的一中空的圆柱状凹部35内，该马达壳体36是缝纫机壳体的一部分并完全设置在其中。马达壳体36一体形成在缝纫机壳体中。马达壳体36包括多个平行于纵向轴线18的空气通道37，所述空气通道37在周向上围绕定子33分布并与定子33靠近。图2的剖视图为空气通道37的正视图。所述空气通道设计成马达壳体36朝向定子33的内壁上的纵向凹槽的形式。图3的剖视图中的虚线概略地示出空气通道37的轮廓。朝向风扇叶轮22的空气通道37经由保持板32高度处的通孔38与环形空腔相连，该环形空腔在外侧由手轮14的外部限定壁20限定，在内侧由内部限定壁21和导向罩29限定。所述环形空腔用于引导风扇叶轮22和空气通道37之间的冷却空气。每个空气通道37的另一端在凸缘部10附近通入缝纫机1的内部。

定子33的纵向尺寸小于马达壳体36的纵向尺寸。金属片条38a防止空气通道37在定子33的两侧经由所述空气通道37超过定子33伸出的部分与两个环形连接腔39连通。这防止灰尘进入臂轴驱动马达12。转子40本身不可转动地连接到驱动轴11上。在图3中转子结构41的右侧，一环状包围驱动轴11的平衡体40a不可转动地与驱动轴11连接。平衡体40a配备有用于使驱动轴11平衡的配平重物(未示出)。转子40的一转子结构41共包括四个分别设计成用来保持一永磁体46的凹部42至45。转子结构41的凹部42至45经由各自的一开孔45a通至转子40的前侧。转子40安装好以后，开孔45a在图3的左侧被驱动轴11的一台阶部封闭，而在图3的右侧被平衡体40a封闭。

图8和9中示出一永磁体46。该永磁体46设计为一扁平的长方体，所述永磁体的磁极设置成使得在永磁体46内磁力线在该永磁体46表面积最大的两个侧壁47、48之间垂直延伸。永磁体46的S极和N极之间的磁力线路径由图8中的箭头49概略示出。该路径限定永磁体46的磁性取向。

图8上部所示的永磁体46的侧壁47具有一底部为拱形或圆弧形的纵向凹槽50。每个凹部42至45都包括一突出的并与凹槽50互补的纵向突出部51。由于该凹槽-突出部组合，只能以使永磁体的N极面向纵向突出部51的方式将永磁体46推入凹部42至45之一。因此，只能以一种确定的磁性取向将永磁体46插入相关联的凹部42至45。

作为所示实施例的可选方案，可设想永磁体46和凹部42至45的其它不对称而互补的设计，以确保每个永磁体46都以一种确定的磁性取向容纳在相关联的凹部42至45中。例如，永磁体46可具有一与凹部42至45中互补的凹槽相接合的突出部。可通过永磁体和凹部的横截面几何形状来获得所述永磁体和凹部的互补的且不对称的组合的设计方案，所述横截面形状在垂直于永磁体插入方向的方向上是互补的，而当将永磁体沿插入方向转动180°时就不能相互配合插入。

如图6和7所示，四个永磁体46设置在空心圆柱状转子结构41内的凹部42至45内，并在绕纵向轴线18的周向上相隔90°放置，使得永磁体46表面积最大的侧壁47、48与由转子结构41的外壁52规定的一圆柱面的弦平面(chordal plane)重合。在按图6和7的转子结构41的定向中位于上部和下部的凹部42、44的纵向突出部51对中地设置在外侧，而另两个凹部43、45的纵向突出部对中地设置在内侧。

由于永磁体46的长方体形状以及互补的凹部42至45，以及由于所述凹部42至45在转子结构41中的弦线式布置，永磁体46的外边缘53与转子结构41的外壁相邻。共存在八个这种类型的边缘53。转子结构41的与所述边缘53相邻的外壁52的区域内设有凹入的纵向凹部54。共有八个纵向凹部54。每个纵向凹部54分配给所述八个边缘53中的一个。

纵向凹部54平行于纵向轴线18地沿整个转子结构41纵向延伸。纵向凹部54设计成底部形状为拱形或圆弧的凹槽。它们的深度T相当于转子结构41在纵向凹部54和凹部42至45之间所保留部分的厚度S(见图7)。

在图3、6、11和12中示出驱动马达12的其它设计。定子33的一定子结构55包括总共12个极靴56，它们在绕纵向轴线18的周向上规则分布地并包围转子结构41的外壁52。励磁绕组57配设给极靴56(见图3)。

定子33的极靴56数量是永磁体46的三倍。可选地，可设计不同数量的极靴和不同数量永磁体。优选使极靴的数量超过永磁体的数量。例如极靴的数量可为永磁体数量的两倍。

图11的放大视图示出将定子结构55安装到马达壳体36上的细节。定子结构55的端侧包括三个凸缘部58，所述凸缘部58在绕纵向轴线18的周向上规则地分布并超过定子结构55径向突出。每个凸缘部58具有一通孔59。将一紧固螺栓60推入各通孔59；所述紧固螺栓被旋入马达壳体36内一平行于纵向轴线18的螺栓通道。图3的剖视图中未示出由下部紧固螺栓60所进行的紧固。

驱动马达12内穿过定子33和转子40的磁通量在图10中由两条磁力线a、b示例性地示出。闭合的磁力线b完全处在闭合的磁力线a内。下面将对与永磁体46中所示的箭头49相对应的磁通量方向上的磁力线a、b的分布进行说明：

进入转子结构41的磁力线a、b穿过永磁体46中装在凹部42内的第一磁体。该永磁体46的磁极性使得其磁通量49向内指向转子结构41中。离开该第一永磁体46的磁力线a、b继而拱形地穿过转子结构41，然后从内侧进入图10中左侧的相邻的永磁体46。所述永磁体位于凹部45内，其磁极性使得其磁通量49从转子结构41指向外部。这两条磁力线a、b在第二永磁体的边缘53区域离开该第二永磁体。由于这里设置在外壁52上的纵向凹部54，内部磁力线b穿过转子结构41和定子结构55之间的中间空间的一因该纵向凹部54而增大的气隙。与不设纵向凹部54的边缘区域53中的磁通量相比，该纵向凹部54使得磁力线a、b间的距离增大。由于纵向凹部54，磁力线a、b间的距离在基本上与是否在边缘区域53中穿过转子结构41和定子结构55间的中间空间或是否距其有一定距离地穿过无关。因此，与外壁52的其它部分相比，所述纵向凹部54事实上防止了或很大程度上减少了边缘区域53内磁通量的增加。随着磁力线a、b的前行，所述磁力线a、b经由一第一极靴56进入定子结构55，然后通过右侧相邻的极靴56离开定子结构。

在驱动马达12的停止状态下，即不向励磁绕组57供电时，纵向凹部54附近的所述磁通密度的均匀化使得在定子33中能容易地绕纵向轴线18手动将转子40转动到一特定的相对角位置。在转子40相对于定子33的一角位置处—其中特定边缘53与极靴56相邻，与其它角位置相比不需要手动克服特别高的转动力矩。在驱动马达12停止状态下，都不会发生对转子40从该转子40相对于定子33的一手动设定位置到一由磁通量不均匀化引起的重新定位的位置的任何调节。

在驱动马达12运行时，通过集成在手轮14中的风扇叶轮22将冷却空气从外部经由限定壁20、21和空气通道37之间的环形空间供应到定子33。冷却空气沿整个空气通道37在外部在定子结构55上流过。从而直接、有效地冷却定子33，并间接、有效地冷却转子40。

图13示出缝纫机1的另一实施例。下面将仅对该实施例与图1至12所示缝纫机实施例的不同之处进行说明。与结合图1至12所述部件相对应的部件具有相同的参考标号，并将不再详细解释。

图13的实施例具有一贯通的臂轴61，而不是图1至12的设计所示的与臂轴对齐的驱动轴。在图13左侧所示的一对应于图1至12的实施例中的臂轴5的臂轴段62中，图13的臂轴61具有与图1至12中的臂轴5相同的厚度。在轴向/径向轴承12a的高度处，臂轴61通过一台阶63变细。在图13右侧与台阶63相邻的另一臂轴段64对应于根据图1至12的实施例的驱动轴11。该臂轴61在凸缘部10和驱动马达12附近设置于一承载套65中。承载套65的外轮廓对应于图1至12的实施例中驱动轴11的外轮廓。该承载套65不可转动地与臂轴61连接。承载套65支承着不可转动地与其连接的转子40。

Claims

1.一种缝纫机(1)，包括

—一基板(2)；

—一内部支承有一从动臂轴(5、61)的顶臂(3)；

—一连接所述基板(2)和顶臂(3)的立柱(4)；

—一从动臂轴(5；61)的由一具有一转子(40)和一定子(33)的电动马达(12)形成的驱动器；

—所述转子(40)具有一转子结构(41)和多个永磁体(46)；

其中所述永磁体(46)容纳在所述转子结构(41)的互补凹部(42至45)内，所述凹部的形状是不对称的，以使每个永磁体(46)都以一种确定的磁性取向容纳在配设给该永磁体的凹部(42至45)内。

2.一种根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，每个所述凹部(42至45)都经由一开孔(45a)通至转子结构(41)的至少一个前侧。

3.一种根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，所述凹部(42至45)分别具有一相应的突出部(51)，所述突出部(51)与在相关联的永磁体(46)上形成的一互补凹槽(50)相接合。

4.一种根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，所述凹部(42至45)分别具有一凹槽，所述凹槽与在相关联的永磁体(46)上形成的一互补突出部相接合。

5.一种根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，所述永磁体(46)是扁平的长方体，其磁极设置为使得所述永磁体(46)中的磁力线(49)在表面积最大的侧壁(47、48)之间垂直延伸。

6.一种根据权利要求5所述的缝纫机，其特征在于，所述突出部和/或凹槽(50)在所述永磁体(46)的两个最大的侧壁(47、48)之一上延伸。