DE19810397A1

DE19810397A1 - Antrieb für Nähmaschinen

Info

Publication number: DE19810397A1
Application number: DE1998110397
Authority: DE
Inventors: Gerd Friedrich Nohl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1998-03-11
Publication date: 1999-09-16

Abstract

Der Antriebsmotor für eine Nähmaschine, speziell eine Industrienähmaschine, wird mit dem Handrad der Nähmaschine kombiniert. Das Handrad wird als Außenläufermotor ausgebildet. Die Motorart ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Der Innenmotor ist fest mit dem Nähmaschinengehäuse verbunden. Der Außenmotor sitzt auf der anzutreibenden Nähmaschinenwelle und ist als Topf ausgebildet. Der Rotor ist frei beweglich und kann daher in gewohnter Weise als Handrad benutzt werden.

Description

Die Erfindung beschreibt einen Antrieb für Nähmaschinen, speziell für Industrie nähmaschinen. Um einen dynamischen Hochlauf zu erzielen, müssen die zu bewegenden Trägheitsmomente minimiert werden. Zum einen wird dies bereits mit bürstenlosen Gleichstrommotoren mit Rotoren, die mit seltenen Erden bestückt sind, realisiert. Dies führt zu Rotorträgheitsmomenten von kleiner 1 kgcmˆ2. Eine weitere Verlustkomponente stellt die Riemenkopplung dar. Verluste sind hier immer vorhanden. Die Erfindung offenbart einen hochdynamischen Antrieb mit höchstem Wirkungsgrad. Die Idee ist, den Antriebsmotor mit dem Nähmaschinenhandrad zu kombinieren.

Stand der Technik

Die bisher bekannten Antriebssysteme für Nähmaschinen sind wie folgt aufgebaut:

A) Untertischmontage wie z. B. in EP 0 176 599 B1, Fig. 2
B) Direktantrieb wie z. B. in EP 0 068 625 A1, Fig. 1
C) Integrierter Motor wie z. B. in EP 0 176 599 B1, Fig. 8
D) Hucke-Pack Montage mit Riemenkopplung.

Bei der Version A. wird der Motor auf der Unterseite des Nähmaschinentisches anmontiert. Die Antriebsverbindung zum Handrad erfolgt über eine Riemenverbindung. Dies ist die gebräuchlichste Art für industrielles Nähen. Diese Anordnung schränkt die Beinfreiheit des Nähoperators enorm ein. Der Motor muß so groß ausgelegt werden, daß das Motor- und Nähmaschinenträgheitsmoment in genügend kurzer Zeit beschleunigt werden. Diese Version ist in Fig. 1 dieser Schrift dargestellt.

Bei der Version B) wird der Motor als Verlängerung direkt an das Handrad anmontiert. Es besteht keine Riemenverbindung Motor/Handrad. Vom energetischen Aspekt ist diese Art günstiger als jeder Riemenantrieb. Der Nachteil hier ist der Anbauraum, der Motor ragt in einen Raum hinein, in dem der Anwender ihn nicht gerne hat. Diese Version ist in Fig. 2 dieser Schrift dargestellt.

Bei der Version C) wird der Motor ganz nach innen verlegt. Der Rotor ist Bestandteil der oberen Welle, dies ist eine technisch aufwendige Lösung. Eine zusätzliche Lagerung muß dafür sorgen, daß der Motorluftspalt eingehalten wird, die Welle darf nicht zu Schwingungen angeregt werden. Dies alles erfordert aufwendige mechanische Maßnahmen. Diese Version ist in Fig. 3 dieser Schrift dargestellt.

Bei der Version D) wird der Motor per Flansch an der Rückseite der Maschine montiert. Die Antriebsverbindung geschieht wie bei A) per Riemenverbindung. Mit neu auf den Markt kommenden gehäuselosen Motoren ist dies eine gängige Anbauart. Mechanische Kupplungen und Bremsen entfallen, die Drehzahlregelung bzw. -stellung übernimmt ein Frequenzumrichter. Auch hier gelten die vorgenannten Nachteile. Die Version D) ist schematisch nicht dargestellt.

Die Fig. 1, 2 und 3 stellen den Stand der Technik dar.

Beschreibung der Erfindung

Die vorgeschlagene Erfindung zielt darauf ab, daß an der üblichen Nähmaschine nur sehr wenig verändert wird und trotzdem ein hochdynamischer Antrieb mit geringen Verlusten realisiert wird. Für den Motor wird bereits genutztes Maschinenvolumen in Anspruch genommen, eine Riemenverbindung gibt es nicht mehr und die anzutreibenden Trägheitsmomente werden minimiert. Das Gesamtträgheitsmoment wird nur durch die Maschine selbst bestimmt. Aufwendungen für Riemenschutz, Montageflansche . . . etc. entfallen. Der Motor ist leicht zugänglich und die Funktion des Handrades wird in keiner Weise beeinträchtigt. An den herkömmlichen Nähmaschinen sind nur geringfügige Konstruktionsänderungen vorzunehmen, um den Motor anzubringen. Die innere Konstruktion bleibt gänzlich erhalten.

Die Erfindung sieht vor, daß das Handrad als Außenläufermotor ausgebildet wird. Dazu ist der Stator fest mit dem Nähmaschinenkörper verbunden und der Rotor sitzt als Glocke oder Topf über dem Stator, wie dies in Fig. 4 gezeichnet ist. Der Nähoperator benutzt den Rotor in herkömmlicher Weise als Handrad. An der Funktion des Handrades ändert sich nichts.

Beschreibung einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung

Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung zeigen die Fig. 4a und 4b.

Fig. 4a zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung im Schnitt parallel zur anzutreibenden Nähmaschinenwelle, die Fig. 4b den senkrechten Schnitt dazu. Die Schnittebene zu 4b liegt im Statorpaket selbst.

Am Nähmaschinengehäuse (1) wird der bewickelte Stator (8) zentrisch um die anzutreibende Welle (2) montiert. Als Isolation (9) dient ein Plastikteil. Die Verschraubung erfolgt durch den Stator und das Plastikteil hindurch an das Maschinengehäuse. Der Rotor (12) ist als Topf ausgebildet. Auf das Wellenende wird der Rotor zentrisch zum Stator montiert. Dazu sind in Höhe des Luftspaltes (7) in der Stirnseite des Rotors Kreissegmente (13) ausgespart, durch die die Justage des Rotors, mittels Abstandslehren, zum Stator erfolgt. Auch die Umkehrung ist denkbar, daß der Stator zentrisch zum Rotor justiert wird.

Bei Bedarf ist ein Ring mit Incrementalspuren (11) auf die Topfoberkante aufgebracht. Mittels der Abtasteinheit (10) werden die Spuren erfaßt. ,Das Abtastsystem kann optischer als auch magnetischer Art sein.

In die Innenseite des Rotortopfes ist der magnetische Kurzschlußring (5) eingefügt. Auf diesem Ring sind dann die Magnete (6) geklebt. Der Polpaarzahl des Motors ist frei wählbar. Die Ansteuerung des Motors erfolgt in bekannter Weise über einen Frequenzumrichter.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeigt Fig. 5. Da der Riemenschutz und der Keilriemen entfallen, ist anstelle derer Platz frei geworden für die elektronische Steuerung (14) für den Motor und die Nähmaschine. Diese Anbringung sorgt für kurze Kabellängen zum Motor und bietet damit Vorteile in der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV).

Claims

1. Ein Motor zum Antreiben einer Nähmaschine, wobei das Handrad als Außenläuferrotor ausgebildet ist und der Stator fest mit dem Nähmaschinen körper verbunden ist und die anzutreibende Welle durch die Statormitte geführt wird und der Rotor in Glocken- oder Topfform ausgebildet ist und die Magnete und der magnetische Kurzschlußring an der Innenseite des Topfes oder der Glocke angebracht sind und der Boden des Topfes oder der Glocke zentrisch an die durch den Stator reichende Nähmaschinenwelle montiert wird.

2. Ein Motor zum Antreiben einer Nähmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Stator zentrisch zum Rotor montiert wird.

3. Ein Motor zum Antreiben einer Nähmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Außenläufermotor als bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet ist.

4. Ein Motor zum Antreiben einer Nähmaschine gemäß Anspruch 1, wobei der Motor "Sensorless" betrieben wird.

5. Ein Motor zum Antreiben einer Nähmaschine gemäß Anspruch 1, wobei das Statorpaket auf dem aus dem Nähmaschinenkorpus herausragenden Wellenstummel mittels einer Lagerung, z. B. Gleitlager, aufgebracht ist und das Statorpaket elastisch mit einer Verdrehsicherung, bzw. Drehmomentstütze am Nähmaschinenkörper befestigt ist.

6. Ein Motor zum Antreiben einer Nähmaschine gemäß Anspruch 1, wobei unterhalb des Motors, direkt an das Nähmaschinengehäuse, die Steuerung für den Motor und die Nähmaschine angebracht wird.

7. Ein Motor zum Antreiben einer Nähmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Encoderspuren am Topf oder Glockenrand angebracht sind und die Abtasteinheit in der Nähmaschine untergebracht ist.