专利名称:电动可变速及控制装置的制作方法
本创作系有关特别用于工业缝纫机上之电动可变速及控制驱动器。
此种驱动器可参阅美专利4，556，132，显示具有一耦合线圈之一耦合线圈外壳及具有一制动线圈之一制动线圈外壳，二者均位于制动端盖中。耦合线圈外壳位于耦合一制动盘之径向外侧。从而形成一磁路，该磁路自耦合线圈外壳连接通过径向间隙、枢环之环件、轴向间隙、碟形飞轮、周边表面、及耦合线圈外壳之壳体。在此已知之装置中，制动线圈外壳位于在径向上接近耦合-制动盘之制动垫之高度处。用作制动表面之非磁材料之一特殊环盘固定于制动线圈之轴向前方。磁路自制动线圈外壳绕过此盘形制动表面，绕过轧向间隙至枢环(在制动垫后方之枢环)，绕过环件，径向间隙，耦合线圈外壳而返回至制动线圈外壳。此装置使耦合线圈之磁通及制动线圈之磁通会相互强烈影响，故耦合一制动盘会粘附于制动端盖上，而且，该特殊之制动表面之制造成本相当高。
本创作之目的在提供特别用于工业缝纫机上之一驱动器，可由特别简单之构造达成最适宜之磁通，使耦合一制动盘不会发生粘附现象。
本创作提供特殊之制动线圈外壳及径向内延伸之枢环之装置，此装置达成非常短之直接连接之制动磁路。下切口或凹口之作用在使径向磁通仅发生于径向间隙中，不施任何轴向之力。因磁路自制动线圈外壳延伸亦通过耦合线圈外壳及枢环之环件，并通过枢环回，且自此处经轴向间隙至制动线圈外壳，故使用相反方向之一磁通能在自激励制动线圈转换至激励耦合线圈及反之而行时，加速前磁场之消失及新磁场之建立。
而且，在轴向浮动支承碟形飞轮之情况时，本创作使轴向之力不发生于在制动端盖之方向上之径向间隙中。制动线圈外壳径向位置相当深入该中心，使冷却设施能设置于制动线圈外壳及耦合线圈外壳间之区域中。
依靠本创作，特别用于工业缝纫机上之一电动可变速及控制驱动器包含能不断驱动并具有一驱动轴之马达，具有一离合表面并连接至马达之一飞轮，连接至马达之一离合一制动单位。离合-制动单位具有一离合-制动盘，该盘连接至驱动轴，不能对该轴旋转。该驱动器并含有一不可旋转之制动支承托架，具有一制动表面。离合-制动盘能选择与制动支承托架之制动表面或选择与飞轮之离合表面作摩擦接合。离合-制动盘具有一枢环。制动支承托架包含一离合线圈外壳部分。该驱动器亦在离合线圈外壳部份中包含一离合线圈。制动支承托架含有一制动线圈外壳部份。该驱动器并在制动支持托架中包含一制动线圈。枢环与外壳部份相关连，并具有径向外侧位置之环部份。离合线圈外壳部份包围枢环之径向外侧位置之环部份，与离合线圈外壳部份形成一第一径向间隙。环部份与飞轮形成一轴向间隙。飞轮具有一周边部份。离合线圈外壳部份包围该周边部份。离合线圈外壳部份及飞轮之周边部份间形成一第二径向间隙。该枢环具有一制动摩擦层。制动线圈外壳部份位于制动摩擦层之径向内侧，并在枢环前方具有一小轴向间隙。该驱动器亦含有一下切口在离合外壳部份中，并界定第一间隙在离合线圈外壳部份中及面对离合支承托架之环部份之一面。该驱动器并含有沿径向延伸之凹口，界定在离合线圈外壳部份及飞轮之周边部份及离合外壳部份之至少之一中之该第二径向间隙。
为更佳明确本创作及其他目的，请参考以下说明及附图，且其范围在所附之请求专利部份中提出。
现参考附图
图1显示含有马达及制动-耦合单位之本创作之驱动器之轴向纵断面图，图2以较大之比例显示图1之制动-耦合单位，图3显示自制动一耦合单位切下之一部份，及图4显示自制动-耦合单位切下之另一部份。
图1所示之驱动器包含一马达1及一制动-耦合单位2。马达1宜包含大致圆筒形之一定子框壳3，其共，包含一定子绕组4及一束定子片5之定子依普通方式同心设置。一转子7亦与中心纵轴线6同心装置。此转子固定于马达轴8上。马达轴8运转于端盖9、10之轴承中。端盖10之位置远离制动-耦合单位2(制动-离合器单位)宜与定子框壳3铸成一件。马达轴宜由滚动轴承12运转于轴承洞孔11中之轴承上，滚动轴承12为径向一轴向滚珠轴承。滚动轴承12之内环13支持于马达轴8之一轴环14上。在另一轴向面，滚动轴承12之外环15由一预张力螺旋压力弹簧16支持于一停止环17上，环17宜与端盖10铸成一件，故一方面确保滚动轴承12不沿轴向移行于马达轴8上，另一方面可在弹簧16之隙内沿轴向调整马达轴8。
端盖9宜与约圆筒形之外壳18铸成一件，并由螺钉20通过定心销19而与轴线6同心连接于定子框壳3。马达轴8宜亦由径向一轴向滚珠轴承形态之滚动轴承22支持于此端盖9之轴承洞孔21中。在此，滚动轴承22之内环23亦宜抵靠于马达轴8之轴环24上而滚动轴承22之外环25在另一面(即面对单位2之面)宜由预张力螺旋压力弹簧26支持于锁环27上，锁环27则固定于轴承洞孔中。此环具有与端盖10中之停止环17相同之支持功能。弹簧26之功能在沿轴向施加负载于滚动轴承22之外环25上，以如此消除所产生之杂音。如滚动轴承之外环并不抵靠任何物，则会摆动并产生杂音。弹簧26之力应明显小于弹簧16之力，以避免抵消后者之功能。
一碟形飞轮29宜以扭力固定方式由榫槽连接装置30固定于马达轴8之轴延长部28上，马达轴8上置滚动轴承22。碟形飞轮29之壳31之自由前端宜抵靠于滚动轴承22之内环23上，并宜由一螺帽33沿轴向压于内环22上，螺帽33旋进轴延长部28之螺纹端32上，同时在轴向上固定于与马达轴8相对之位置上。包含转子7、马达轴8、以及滚动轴承12、22及碟形飞轮29在内之该单位故此可沿中心纵轴线6之方向移动，因而，在移动方向上之弹簧16及26分别施反动力。
外壳18在远离马达1之一面由一制动端盖34(制动支承托架)盖住端盖34宜由定心轴环35置于外壳18之中心位置，且因而位于与轴线6同轴之位置。制动端盖34宜由螺钉36固定于外壳之一适当凸缘37上。
与中心纵轴线6同轴位置之驱动轴38宜运转于轴承上，一方面在制动端盖34之轴承洞孔39中及另一方面在与后者相对之碟形飞轮29之轴承洞孔40中具有全旋转能量。驱动轴38宜亦运转于洞孔39、40中之径向一轴向滚珠轴承形状之各别滚动轴承41、42上。一耦合-制动盘43(离合-制动盘)宜固定于滚动轴承41、42间之驱动轴38上。该耦合-制动盘宜包含磁材料之外枢环44。一弹簧垫圈45宜由螺钉47固定于此此系定环44之外边缘区域处。弹簧垫圈45宜在枢环44之内边缘区域中由螺钉47固定于自动动轴38沿径向突出之一环形轴环48上。此种使用薄弹簧垫圈45之固定法使枢环44可沿轴线6之方向移动，并与该轴线同轴。
用作耦合面49(离合面)之一环形摩擦垫宜粘附于枢环44之面对碟形飞轮29之一面上。此与对面之碟形飞轮29上之对应之一环形耦合表面50(离合表面)相配合。枢环44宜具有一环件51在其外周边上，沿轴向伸至碟形飞轮29。此环件51宜伸至碟形飞轮29，其间具有仅为一毫米之十分之之一最小轴向间隙a。碟形耦合面49(离合面)之外周边约停靠于环件51之内周边上。
制动端盖34包含一耦合线圈外壳52(离合线圈外壳)、外壳52宜包围枢环44，其间具有仅一毫米之十分之之最小径向间隙b，且该外壳宜以径向外侧环形外壳件53包围与耦合表面50联接之碟形飞轮29之一径向周边部份54，其间亦仅留有一毫米之十分之几之一径向间隙c。一环形电磁耦合线圈55(离合线圈)宜置于局部固定之制动器端盖34之耦合线圈外壳52中。当此耦合线圈55受激励时，一磁路56自耦合线圈外壳52通过外壳件53，径向间隙c、碟形飞轮29之周边部份54、碟形飞轮29、轴向间隙a、枢环44之环件51、及径向间隙b而运回至耦合线外壳52，完成闭合。从而使耦合-制动盘43之耦合面49压于碟形飞轮29之耦合表面50上，此转而使马达轴8与驱动轴38耦合。
枢环44宜在背离碟形飞轮29之一面上学-摩擦垫，用作制动垫57。此制动垫宜亦由粘附或类似方法固定于枢环44上。在制动端盖34中之一环形制动表面58宜与其配合。虽耦合面49宜粘附于定环44之弹簧垫圈45固定之面上，而环形制动垫57则宜于枢环44之一适当配合之环形凹口59中。宜由磁材料制造之枢环自凹口59沿径向向内延伸至环形轴环48附近，此产生枢环44之一环形磁传输表面60，此表面60与位于制动表面58径向内侧且与之对之制动线圈外壳表面61相对，其间宜留下仅一毫米之十分之几宽度之一轴向间隙d。制动端盖34中宜有一制动线圈外壳62。其前面宜由制动线圈外壳表面61盖住。一环形制动线圈63宜置于此制动线圈外壳62中，另一方面磁通可沿径向传送于制动线圈63内及沿轴向传送于制动线圈63外，但仍在制动垫57内。当制动线圈63受激励时，产生一制动磁路64，其中一磁路64a沿径向伸出制动线圈63外，通过制动线圈外壳62，制动线圈外壳表面61及磁传输表面60间(在每一情形中，制动垫57及制动线圈63间)之轴向间隙d，通过枢环(此处沿径向朝中心)，及通过制动线圈63径向内侧之轴向间隙d而回至制动线圈外壳62。制动磁路64之另一径路64b沿径向朝耦合线圈外壳52而行，通过间隙b，并沿径向通过枢环44朝中心而行，在此处二径路再度会合。
自图3可见，耦合线圈外壳52宜设有一轴向一径向下切口65于环件51之面对制动垫57之区域中。此下切口65延伸之深度宜使环件51可沿制动端盖之方向伸进此切口65中约一毫米。此切口距环件51之最邻近区域之径向及轴向距离宜大于0.5mm，且宜甚至大于1mm，另仅大致径向之磁路可自耦合线圈外壳52延伸通过径向间隙b。因而避免耦合线圈55受激励时枢环44之环件51“粘附”于制动器端盖34上。
耦合磁路56宜仅大致沿轴向延伸通过轴向间隙a，并可在该处产生适当之耦合力量。耦合磁路56亦宜仅大致沿轴向延伸于碟形飞轮29之周边部份54及耦合线圈外壳52之壳件53间之径向间隙c之区域中，故可施移位力于包含转子7、马达轴8、及碟形飞轮29在内之单位上，可使该飞轮反抗弹簧16及26而沿轴向移动。此由额外之凹口达成。一凹口66宜沿径向外延伸于耦合线圈外壳52中。因而碟形飞轮29之周边部份54宜沿轴向伸进此凹口66中约0.5至1mm。
宜有另一凹口67在碟形飞轮29中。此限定圆筒形边部份54于背离耦合-制动盘43之面上。壳件53宜沿轴向伸进此凹口67中。周边部份54对耦合-制动盘之此最小偏位确保当耦合线圈55受激励时，不施向耦合制动线圈43之方向之力于碟形飞轮29上。而是施非常最小之后退力于碟形飞轮29上。如此确保当耦合线圈55受激励时，碟形飞轮29不向耦合-制动盘43之方向移动。耦合线圈55及制动线圈63之连接情形宜使耦合磁路56及制动磁路64b在二者所经过之耦合线圈外壳52之区域中方向相反。此导致磁通更迅速消失及耦合-制动盘更迅速自其在碟形飞轮29上之位置移动至制动支座34上之位置，反之亦然。如图2所示，耦合面49及耦合表面50间之空气隙68宜约为0.1至0.2mm宽，即当自制动转换为耦合及自耦合转换为制动时，具有制动渐57及耦合面49之枢环44在二情形中仅需移行非常短之径路。图3以较大之比例尺显示在耦合期间中所呈现之制动垫57及制动表面58间之空气隙68。
支持于制动端盖中之滚动轴承41之内环69宜在面对碟形飞轮29之面上支持于驱动轴38之一停止轴环70上。此滚动轴承41之外环71之面向外之面宜在抵靠于一调整帽72上，该螺帽旋进于制动端盖34之轴承洞孔39周围之外螺纹73上。该调整螺帽72宜由定位螺钉74固定于与制动端盖34相关之位置上。在自制动-耦合单位2移动时该驱动轴38之位置由调整螺帽72及上述之滚动轴承41之支座固定。
内环75(支持于碟形飞轮29中之滚动轴承42之内环75)之面对耦合-制动盘43之面宜抵靠于驱动轴38上所固定之一停止件76上，该停止件由销环构成。内环75之面对马达之面自由开放。
滚动轴承42之外环77之面对耦合-制动盘43之面自由开放。外环77之面对马达1之面宜抵靠于一保持套筒78上，该套筒置于轴承洞孔40中。此保持套筒宜具有一隙缝79，由螺帽33固定之一安全板81之一榫80伸进该隙缝中，故保持套筒78在扭力上固定压于碟形飞轮79上。驱动轴38宜具有一连续之洞孔82，一调整螺钉83可由起子或类似工具穿进该洞孔加以调整，该螺钉旋进轴延长部28之螺纹孔84中。如此转动调整螺钉83时可调整该螺钉之轴向位置，或明确言之，调整在径向上固定于其上之突出之停止轴环85与马达轴8及因而与碟形飞轮29关系之位置。置于调整螺钉83上之若干双金属盘86之一宜支持于此停止轴环85上。相对之双金属盘(即最接近耦合-制动碟43之双金属盘宜支持于保持套筒78之环形边缘87上。碟形飞轮29与驱动轴38相关之轴向位置由调整螺钉83旋进或旋出轴延长部28而改变之。由于马达轴8及碟形飞轮29由压力弹簧16向耦合-制动盘43之方向不断推压，故耦合-制动盘43及制动垫57抵压于制动端盖34之制动区58上之停止压力可由调整螺帽72调整，同时调整耦合面49及耦合表面50间之空气隙68。当耦合线圈55及制动线圈63均不受激励时，耦合-制动盘43宜以初压力抵压于制动端盖34之制动表面58上，此压力可如所述调整。如耦合面49及制动垫57由于高度转换之热负荷而膨胀时，此亦导致碟形飞轮29对应受加热。此热传导至双金属盘86，使其弯曲，故此各双金属盘依其排列相互弯曲相压。此导致调整螺钉83连同马达轴8及碟形飞轮29反抗弹簧16之力而向马达1之方向移动。故此补偿由于耦合面及制动垫57之热引起之膨胀而导致空气隙68之减小。此种补偿为所必需，因为空气隙68通常应仅0.1mm宽，并当连接耦合-制动盘43时，防止发生重杂音。然而，在工作期间中，此小空气隙应正精维持，且不容减小。
如特别显示于图1，冷却肋片98宜固定于定子框壳3上。此等肋片宜分布于定子框壳之区域上，沿径向伸出且与轴线6平行延伸。包围冷却肋片98之一杯形盖罩99宜推盖于整个定子框壳3上。盖罩99之面板100宜置于间隔柱101上，各间隔柱宜与端盖10铸成一件。盖罩99宜由螺钉102固定于间隔柱101上。盖罩99之面板100宜具有孔103，以供冷空气进入。盖罩99之大致圆筒形罩壳104宜置于冷却肋片98之突出部105上，故仅与盖罩99作粘状接触。故仅最少之热自定子框壳3传导通过冷却肋片98而至盖罩99，盖罩99仅受最少之热。
与冷却肋片98相当之冷却肋片106亦宜置于外壳18中。此等肋片宜沿径向部份延伸于端盖9及外壳18之间，因其同时支持该端盖。端盖9及碟形飞轮29间宜具有一自由空间107，形成于肋片98及定子框壳3或盖罩99之罩壳104间、或冷却肋片106、端盖9、及外壳18间之该空间中之冷却通道108相连通。
宜有一抽吸区109在碟形飞轮29中面对马达1之一面上。此抽吸区宜为环形空间之形状，开口通至自由空间107，该空间包围碟形飞轮29之壳31。径向通道宜自此抽吸区109向外延伸。此等通道由轴向及径向延伸之肋片111限定，各肋片宜与碟形飞轮铸成一件。一环形之空气导环112宜由螺钉113固定于肋片之背离碟形飞轮29之一面上。此环界定延伸至马达1之径向通道110。如此形成之风扇为轴向一径向吹风机。
被抽吸通过开口之冷却空气依流动方向箭头114流过冷却通道108，流过自由空间107，抽吸区109，并流过径向通道110。如图1所示，由于抽吸区109延伸至耦合表面50之邻近，故特别有效冷却耦合表面50之重要区域。
空气自冷却肋片115间之径向通道110流出，此等肋片构制于制动端盖34之外周边及前侧上。一环形板金属盖117宜由螺钉116固定于制动端盖34之外前表面上，并依箭头118流于肋片115间之空气一部份受引导沿径向向内流，并冷却制动端盖之前表面。在制动端盖34之制动表面58邻近且在耦合线圈55及制动线圈63之径向间，该制动端盖34宜具有一环形凹口、作为旋流室、该室延伸进入耦合线圈55、制动线圈63、及制动表面58邻近。空气在此室中沿箭头118之方向旋流。空气然后通过调整螺帽72附近之板金属盖117中之一径向内侧位置之出口120排出。
沿径向重行引导自径向通道110发出之冷却空气成为与轴线6平行之气流流于冷却肋片115间宜在重引导区121中进行，该引导区外侧由外壳18限定。
虽已说明目前视为本创作之较宜构形，但精本作者然明瞭其中可作各种更改及修改，而并不脱离本创作，故此，其目的在涵盖本创作之精神及范围之所有此等更改及修改。
权利要求
1.特别还用于工业缝纫机上之一种电动可变速及控制驱动器，包含一马达，能连续驱动并具有一驱动轴；一飞轮，具有一离合表面并连接至该马达；及一离合一制动单位，连接至该马达，该离合制动单位具有一离合制动盘，该盘以不能对驱动轴旋转之方式连接于该驱动轴；一个可旋转之制动支承托架，具有一制动表面，该离合一制动盘可选择与制动支承托架之制动表面或选择与该飞轮之该离合表面摩擦接合，该离合一制动盘具有一极环，该制动支承托架包含一离合线圈外壳部分，在离合线圈外壳部分中之一离合线圈，该制动支承托架包含一制动线圈外壳部分，在制动支承托架中之一制动线圈，该极环与该等外壳部分相并连，并具有在径向外侧位置之一环部分，该离合线圈外壳部分含围该极环之该径向外侧位置之环部分，该环部分与离合线圈外壳部分形成一第一径向间隙，该环部分对飞轮形成一轴向间隙，该飞轮具有一周边部分，该离合线圈外壳部分包围该周边部分，该离合线圈部分及该飞轮之周边部分间形成一第二径向间隙，该极环具有一制动摩擦层，该制动线圈外壳部分位于制动摩擦层之径向内侧位置，并具有一小轴向间隙在极环前方，及一下切口在离合外壳部分中，并界定该第一径向间隙在离合线圈外壳部分中，并面对该制动支承托架之该环部分之一面，及径向延伸之凹口界定该第二向间隙，在离合线圈外壳部分及该飞轮之周边部及离合外壳部分之至少之一之区域中。
2.根据权利要求
第1项所述之驱动器，其中，该环部分沿轴向伸进该下切口中。
3.根据权利要求
第1项所述之驱动器，其中，在离合线圈外壳部分之区域中之该等沿径向延伸之凹口之一向该马达之方向沿轴向延伸于飞轮之周边部分上。
4.根据权利要求
第1项所述之驱动器，其中，在该飞轮之区域中之径向延伸之凹口向制动支承托架之方向沿轴向延伸于该离合外壳部分之下面。
专利摘要
特别用于工业缝纫机上之电动可变速及控制驱 动器，包含径向上包围一耦合一制动盘之一耦合线圈 外壳，及在径向上朝中心重定位置之一制动线圈外 壳。二线圈外壳位于制动器端盖中。为防止具高转 换行动之耦合一制动盘发生点附近磁场之消失及建 立发生延迟现象。沿径向重置一制动线圈外壳于接 近中心之位置，使其位于枢环前方之制动垫内。另一 方面，在耦合线圈外壳处有一下切口及一凹口，及在 碟形飞轮处有一凹口，以确保无轴向力发生于径向间 隙处。
文档编号D05B69/18GK86102076SQ86102076
公开日1987年10月14日 申请日期1986年3月29日
发明者卡尔·兰格斯费尔德, 埃里克·林克, 阿多尔夫·马丁, 黑尔马·威特勒 申请人:福兰克及凯尔西纳股份有限公司及电动机与电器装置厂分公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan