CN1676728B - 缝纫机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缝纫机(1)，它包括：一基板(2)；一内部支承有一从动臂轴(5)的顶臂(3)；和一连接所述基板和顶臂(3)的立柱(4)。一手轮(14)与所述臂轴(5)不可相对转动地相连接并所述臂轴同轴地设置，以手动地操作所述臂轴(5)。由一个安装在所述顶臂(3)中的马达(12)形成所述臂轴(5)的驱动装置，所述马达的驱动轴(11)与所述臂轴(5)对齐。所述手轮(14)具有一用于冷却所述马达的风机叶轮(22)。由此可实现对马达的有效冷却。

Description

缝纫机

技术领域

本发明涉及一种缝纫机，它包括：一基板；一内部支承有一从动臂轴的顶臂；一连接所述基板和顶臂的立柱；一与所述臂轴不可相对转动地连接的并所述臂轴同轴地设置的手轮，所述手轮用于手动地操作所述臂轴，其中由一个安装在所述顶臂中的马达形成所述臂轴的驱动装置，所述马达的驱动轴与所述臂轴对齐。

背景技术

在公开的在先使用中已知这种缝纫机。在所述已知的缝纫机中，安装在顶臂中的马达的冷却就存在问题，所述问题例如会造成马达的提前停机或无法充分利用马达的效率。

发明内容

由此，本发明的目的是，这样地改进开头所述类型的缝纫机，以获得对安装在顶臂中的马达的有效冷却。

根据本发明所述目的通过这样一种缝纫机来实现，它包括：一基板；一内部支承有一从动臂轴的顶臂；一连接所述基板和顶臂的立柱；一与所述臂轴不可相对转动地连接的并所述臂轴同轴地设置的手轮，所述手轮用于手动地操作所述臂轴，其中由一个安装在所述顶臂中的马达形成所述臂轴的驱动装置，所述马达的驱动轴与所述臂轴对齐，这种缝纫机的特征在于：所述手轮具有一用于冷却所述马达的风机叶轮；设有多个在绕驱动轴的一纵轴线的周向上围绕所述马达并平行于所述纵轴线延伸的空气通道。

根据本发明可知，通过一风机叶轮对马达进行的主动空气冷却可有效地导出马达周围的滞留热量(Stauwrme)。这里根据本发明的使所述风机叶轮成为在所述类型的缝纫机中一定存在的手轮的组成部分的解决方案会实现一特别紧凑并且特别易于安装的解决方案。此时利用所述风机叶轮可向马达输送冷却空气或从马达处抽吸走冷却空气。两种变型方案都会实现对马达的有效冷却，这会提高马达的使用寿命或提高其效率。将风机叶轮和手轮制成一体的还会导致所需构件数量的降低。取消了单独的风机。平行于驱动轴的纵轴线延伸的空气通道会导致特别有效的冷却。这里所述空气通道特别是在绕驱动轴的纵轴线的周向上均匀分布的。

在根据本发明的一种改进方案中，将所述风机叶轮安装在所述手轮中，可实现一对空气确定的引导。同时还避免了在旋转的风机叶轮上造成伤害的危险。因此所述手轮同时也是用于所述风机叶轮的保护罩。

根据本发明的一种实施形式，所述风机叶轮具有多个叶片，所述叶片至少部分地设置在所述手轮的一外部限定壁和一内部限定壁之间的一环形空腔中，由此可确保对冷却空气特别有效的引导。

根据本发明的另一种实施形式，每个所述叶片都一体地与所述手轮的限定所述环形空腔的两个(内、外)壁部相连，由此可实现一稳固的风机叶轮。这里需要安装的部件的数量有利地较低。

根据本发明的又一种实施形式，在所述叶片中的个别叶片上一体地形成有用于接纳用于将所述手轮固定在一驱动轴侧的手轮支承件上的紧固螺栓的螺栓通道，从而可简单地将手轮固定在手轮支承件上。

根据本发明的又一种实施形式，至少一个围绕所述马达的空气通道与所述风机叶轮流体连通，这确保在马达的区域内对冷却空气的确定的引导。

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体部放大图；

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。即该缝纫机1的总体形状大致为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和一支承在基板2内的轴9驱动一支承在基板2内并配设给针7的同样未示出的线钩。

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不可相对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。所述驱动轴11在与所述凸缘部10相邻的位置通过一轴向/径向轴承12a支承。一手轮14套插在驱动轴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。这里所述径向螺栓15旋入一也套插在驱动轴11的自由端13上的手轮支承体16中。手轮14和手轮支承体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(Umfangsbund)。该操作区段出自手轮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的风机叶轮22。该风机叶轮22共有十二个叶片23。风机叶轮22安装在手轮14中。限定壁21、22之间限定有一环形空腔，叶片23部分地设置在该空腔中。每个叶片23都与内部限定壁22和外部限定壁21一体地连接在一起。所述叶片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纵向轴线18的径向表面倾斜地设置，所述端部24设置在操作区段19中，并以圆拱形向外逐渐变细。随着向内延伸，叶片23在端部24内这样弯曲形成一向内的弓部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。

在绕纵向轴线18的周向上，每隔三个叶片23就有一个叶片具有一一体形成在其上的螺栓通道26，当手轮14已经安装后所述螺栓通道26中分别接纳所述三个紧固螺栓27中的一个。叶片23朝向驱动马达12径向向内一体地过渡到手轮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体16的一周向凸台28上。周向凸台28中形成有用于旋进紧固螺栓17的螺纹部。内部限定壁21的自由端与叶片23的超过所述内部限定壁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同样不可相对转动地与驱动轴11相连。

在导向罩29的高度处，一具有多个位置标志的定位轮30与驱动轴11相连。定位轮30在一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紧固在一固定安装在壳体上的保持板32上。沿驱动轴11向内—即朝向臂轴5，在保持板32的后面设有驱动马达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设置在一马达壳体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缝纫机壳体中。马达壳体36一体形成在缝纫机壳体中。马达壳体36包括多个在周向上围绕定子33分布并与定子33相邻的空气通道37，所述空气通道37平行于纵向轴线18。图2以剖视图示出空气通道37的端侧视图。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。图3的剖视图中用虚线示出空气通道37。朝向风机叶轮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，该环形空腔在向外由手轮14的外部限定壁20限定，向内由内部限定壁21和导向罩29限定。所述环形空腔用于在风机叶轮22和空气通道37之间引导冷却空气。每个空气通道37的另一端在凸缘部10的区域内通入缝纫机1的内部。空气通道37内插有金属片条38a，所述金属片条在通孔38和凸缘部10区域内的缝纫机1内部之间形成一向外密封的流体连通。

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。由此防止灰尘进入臂轴驱动马达12。转子40本身不可相对转动地与驱动轴11相连。在图3中转子体部41的右侧，一环状包围驱动轴11的平衡体40a不可相对转动地与驱动轴11连接。平衡体40a配备有用于使驱动轴11平衡的平衡重物(未示出)。转子40的一转子体部41共包括四个设计成分别用来保持一永磁体46的凹部42至45。转子体部41中的凹部42至45分别经由一接纳孔45a通至转子40的端侧。转子40安装好以后，接纳孔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，其中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极之间的磁力线分布由图8中的箭头49示出。该分布确定永磁体46的磁性取向。

在图8上部所示的侧壁47中永磁体46具有一具有拱形或圆弧形的底部的纵向凹槽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，永磁体46只能以一种确定的磁性取向接纳在与其相配的凹部42至45中。

作为所示实施例的可选方案，可采用永磁体46和凹部42至45的其它不对称而互补的设计，所述设计确保每个永磁体46都以一种确定的磁性取向接纳在与其相配的凹部42至45中。例如，永磁体46可具有一与凹部42至45的互补的凹槽相接合的突出部。在所述永磁体和凹部的互补的不对称的组合的其它变型方案中，可存在永磁体和凹部的在垂直于永磁体插入方向的方向上互补的横截面几何形状，当永磁体沿插入方向转动180°时所述横截面几何形状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体部41内的凹部42至45内，并在绕纵向轴线18的周向上分别相隔90°放置，使得永磁体46表面积最大的侧壁47、48与由转子体部41的外壁52规定的一圆柱面的弦平面(Sehnenebene)重合。在按图6和7的转子体部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的长方体形状以及与其互补的凹部42至45，以及由于凹部42至45在转子体部41中的所述弦线式布置，永磁体46的外边缘区域53与转子体部41的外壁相邻。共存在八个这种类型的边缘区域53。在外壁52的与所述边缘53相邻的区域内，转子体部41的外壁52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与所述八个边缘53区域中的一个相配。

纵向凹部54平行于纵向轴线18地沿整个转子体部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相当于转子体部41在纵向凹部54和凹部42至45之间所保留的厚度S(见图7)。

在图3、6、11和12中示出驱动马达12的其它结构。定子33的一定子体部55包括总共12个极靴56，所述极靴在绕纵向轴线18的周向上规则分布地包围转子体部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的数量多于永磁体46的数量，即是其三倍。可选地，可设计不同数量的极靴和不同数量永磁体。优选使极靴的数量多于永磁体的数量。例如极靴的数量可为永磁体数量的两倍。

图11的局部放大视图示出将定子体部55固定到马达壳体36上的细节。定子结构55在端侧包括三个在绕纵向轴线18的周向上规则地分布的凸缘部58，所述凸缘部58超过定子体部55径向突出。每个凸缘部58具有一通孔59。各通孔59都插入穿过一个紧固螺栓60，所述紧固螺栓分别被旋入马达壳体36内一平行于纵向轴线18延伸的螺栓通道。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延伸的磁通量在图10中由两条磁力线a、b示例性地示出。这里闭合的磁力线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：

进入转子体部41的磁力线a、b在进一步前行中穿过装在凹部42内的第一永磁体46。该永磁体46的磁极性使得其磁通量49向内指向转子体部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体部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从转子体部41指向外部。这两条磁力线a、b在第二永磁体的边缘区域53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穿过转子体部41和定子结构55之间的中间空间中的一因纵向凹部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中穿过转子体部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。随着进一步前行，所述磁力线a、b经由一第一极靴56进入定子体部55，然后通过右侧相邻的极靴56离开定子体部。

在驱动马达12的停止状态下，即不向励磁绕组57供电的状态，在纵向凹部54区域内对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转动到一确定的相对角位置。在转子40相对于定子33的一相对角位置处—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从转子40与定子33之间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调节。

在驱动马达12运行时，通过集成在手轮14中的风机叶轮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在外部在定子体部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。下面将仅说明其与图1至12所示缝纫机实施例的不同之处。与结合图1至12所述的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。

根据图13的实施例具有一贯通的臂轴61，而不是根据图1至12的实施例的与臂轴对齐的驱动轴。在图13左侧的一对应于根据图1至12的实施例的臂轴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相邻接的另一臂轴段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的区域内设置在一承载套65中。承载套65的外轮廓对应于根据图1至12的实施例中驱动轴11的外轮廓。该承载套65不可相对转动地与臂轴61连接。承载套65支承不可相对转动地与其连接的转子40。

Claims (5)

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)；

-一与所述臂轴(5；61)不可相对转动地连接的并与所述臂轴同轴地设置的手轮(14)，所述手轮用于手动地操作所述臂轴(5；61)，

-其中由一个安装在所述顶臂(3)中的马达(12)形成所述臂轴(5；61)的驱动装置，所述马达的驱动轴(11；61)与所述臂轴(5；61)对齐；

其特征在于，

-所述手轮(14)具有一用于冷却所述马达(12)的风机叶轮(22)，

-设有多个在绕驱动轴(11；61)的一纵轴线(18)的周向上围绕所述马达(12)并平行于所述纵轴线延伸的空气通道(37)；

-所述风机叶轮(22)安装在所述手轮(14)中；

-所述手轮(14)同时也是用于所述风机叶轮(22)的保护罩。

2.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，所述风机叶轮(22)具有多个叶片(23)，所述叶片至少部分地设置在所述手轮(14)的一外部限定壁(20)和一内部限定壁(21)之间的一环形空腔中。

3.根据权利要求2所述的缝纫机，其特征在于，每个所述叶片(23)都一体地与所述手轮(14)的限定所述环形空腔的两个壁部(20、21)相连。

4.根据权利要求2或3所述的缝纫机，其特征在于，在所述叶片(23)中的个别叶片上形成有用于接纳用于将所述手轮(14)固定在一驱动轴侧的手轮支承件(16)上的紧固螺栓(17)的螺栓通道(26)。

5.根据权利要求1至3之一所述的缝纫机，其特征在于，至少一个围绕所述马达(12)的空气通道(37)与所述风机叶轮(22)流体连通。

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