EP1582617A1 - Sewing machine - Google Patents

Abstract

A sewing machine has a base plinth with an upright column supporting a horizontal overhead arm containing a motor-driven shaft with a rotor (40) and a stator (33). The rotor (40) has a rotor body (41) with a cylindrical outer wall (52). The rotor body has a number of embedded permanent rectangular magnets (46). The rotor (41) outer wall edge (53) has a series of concave detents (54), each of which engages with a matching opposite protrusion (53). The concave detents (54) are grooves or circle sectors. The depth (T) of the concave detents (54) is comparable with the rotor residual thickness (S) between the detent (54) and the sockets for the permanent magnets (46). The depth is between one half and twice that of the residual thickness.

Description

Eine derartige Nähmaschine ist bekannt aus der DE 199 61 201 A1. Zu dieser bekannten Nähmaschine sind ähnliche Nähmaschinen bekannt aus der DE 41 12 597 B4, der DE 32 49 227 T1 und der DE 72 20 868 U1. Soll bei der bekannten Nähmaschine der Rotor von Hand gedreht werden, so muss bei bestimmten Retativ-Winkelstellungen des Rotors zum Stator eine erhöhte Kraft aufgewendet werden. Dies ist unerwünscht. Gleichzeitig besteht bei den bekannten Nähmaschinen die Gefahr, dass sich der Rotor, ausgehend von einer bestimmten, von Hand vorgegebenen Relativ-Winkelstellung zwischen Rotor und Stator, selbsttätig hin zu einer anderen Relativ-Winkelstellung verlagert, was ebenfalls unerwünscht ist. Bekannte Versuche, diesen erhöhten Kraftaufwand bei bestimmten Relativ-Winkelstellungen bzw. diese Rückstellungsneigung zu beseitigen, sind konstruktiv sehr aufwändig.Such a sewing machine is known from DE 199 61 201 A1. To This known sewing machine similar sewing machines are known from DE 41 12 597 B4, DE 32 49 227 T1 and DE 72 20 868 U1. If the rotor is to be turned by hand in the known sewing machine, so must at certain Retativ angular positions of the rotor to the stator an increased force is expended. This is undesirable. simultaneously exists in the known sewing machines the risk that the rotor, starting from a certain, manually given relative angular position between rotor and stator, automatically to another relative angular position shifted, which is also undesirable. Known attempts this increased effort at certain relative angular positions or to eliminate this propensity for restitution, are constructive very expensive.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass von Hand eine vorgegebene Relativ-Winkelstellung zwischen Rotor und Stator leicht und definiert einstellbar ist, wobei insbesondere auch keine unerwünschte Verstellung der einmal eingestellten Relativ-Winkelstellung erfolgen soll.It is therefore the object of the present invention, a sewing machine of the type mentioned in such a way that by hand a predetermined Relative angular position between rotor and stator light and is defined adjustable, in particular, no unwanted adjustment the once set relative angular position to take place.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. This object is achieved by a sewing machine with the features specified in the characterizing part of claim 1.

Die erfindungsgemäße Form der Außenwand des Rotorkörpers führt dazu, dass der magnetische Fluss in den Kantenbereichen der Permanentmagneten gegenüber den sonstigen Außenwandbereichen so beeinflusst, insbesondere abgeschwächt wird, dass im Rotor ohne Bestromung des Elektromotors entstehende Drehmomente verringert werden. Dies führt zu einer Vergleichmäßigung des aufzubringenden Kraftaufwandes, wenn von Hand eine bestimmte Relativ-Winkelstellung zwischen Rotor und Stator eingestellt werden soll. Diese Vergleichmäßigung des magnetischen Flusses führt gleichzeitig dazu, dass eine unerwünschte Verlagerung einer einmal eingestellten Relativ-Winkelstellung nicht stattfindet. Auch dann, wenn über den elektromotorischen Antrieb eine vorgegebene Relativ-Winkelstellung zwischen Rotor und Stator eingestellt und gehalten werden soll, ist die erfindungsgemäße Lösung vorteilhaft, da die notwendigen Halteströme zur Beibehaltung der vorgegebenen Relativ-Winkelstellung reduziert sind.The inventive shape of the outer wall of the rotor body leads to that the magnetic flux in the edge regions of the permanent magnet compared to the other outer wall areas so influenced, in particular is weakened that in the rotor without energization of the electric motor resulting torques are reduced. This leads to a Equalization of the applied force, if by hand set a certain relative angular position between the rotor and stator shall be. This homogenization of the magnetic flux At the same time, this leads to an unwanted relocation of a once adjusted relative angular position does not take place. Even if via the electric motor drive a predetermined relative angular position set and held between rotor and stator should, the inventive solution is advantageous because the necessary holding currents reduced to maintain the predetermined relative angular position are.

Ausnehmungen nach Anspruch 2 lassen sich mit geringem Aufwand fertigen.Recesses according to claim 2 can be manufactured with little effort.

Eine Dimensionierung der Ausnchmungstiefe zur verbleibenden Rotorkörperstärke nach Anspruch 3 hat sich als für die Homogenisierung der magnetischen Flussdichte besonders vorteilhaft erwiesen.A dimensioning of the Ausnchmungstiefe to the remaining rotor body thickness according to claim 3 has as for the homogenization of the magnetic Flux density proved particularly advantageous.

Ein Zahlenverhältnis der Polschuh-Anzahl zur Anzahl der Permanentmagneten nach Anspruch 4 führt zusätzlich zu einer Vergleichmäßigung des zur Relativ-Winkelverstellung erforderlichen Kraftaufw andes sowie zur Verringerung einer unerwünschten Verstellneigung. A numerical ratio of the number of pole pieces to the number of permanent magnets according to claim 4 additionally leads to a homogenization of for relative angle adjustment force required and to Reduction of unwanted tendency to adjust.

Vier Permanentmagneten nach Anspruch 5 bzw. zwölf Polschuhe nach Anspruch 6 haben sich bei der konstruktiven Ausgestaltung des Elektromotors als besonders vorteilhaft erwiesen.Four permanent magnets according to claim 5 or twelve pole pieces according to claim 6 have in the structural design of the electric motor proved to be particularly advantageous.

Permanentmagneten nach Anspruch 7 führen zu einem definierten Feldlinienverlauf.Permanent magnets according to claim 7 lead to a defined field line course.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht einer Nähmaschine aus Sicht eines Bedieners;

Fig. 2

einen Schnitt gemäß Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3

einen vergrößerten Ausschnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4

eine perspektivische, vergrößerte Ansicht eines Handrads der Nähmaschine nach den Fig. 1 bis 3;

Fig. 5

das Handrad nach Fig. 4 aus einer anderen Perspektive;

Fig. 6

vergrößert einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in Fig. 3;

Fig. 7

vergrößert einen Rotorkörper eines in Fig. 6 dargestellten Armwellen-Antriebsmotors;

Fig. 8

einen Permanentmagneten des Rotors des Armwellen-Antriebsmotors in einer Stimansicht;

Fig. 9

eine perspektivische Ansicht des Permanentmagneten nach Fig. 8;

Fig. 10

eine AusschnittsvergröBerung der Darstellung nach Fig. 6;

Fig. 11

vergrößert einen Schnitt gemäß Linie XI-XI in Fig. 3;

Fig. 12

einen Statorkörper des Armwellen-Antriebsmotors in einer Stirnansicht; und

Fig. 13

eine zu Fig. 3 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführung einer Nähmaschine.

Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:

Fig. 1

a side view of a sewing machine from the perspective of an operator;

Fig. 2

a section along line II-II in Fig. 1;

Fig. 3

an enlarged section along line III-III in Fig. 2;

Fig. 4

an enlarged perspective view of a handwheel of the sewing machine of Figures 1 to 3.

Fig. 5

the handwheel of Figure 4 from a different perspective.

Fig. 6

enlarges a section along line VI-VI in Fig. 3;

Fig. 7

enlarges a rotor body of a arm shaft drive motor shown in FIG. 6;

Fig. 8

a permanent magnet of the rotor of the arm shaft drive motor in an end view;

Fig. 9

a perspective view of the permanent magnet of Fig. 8;

Fig. 10

a detail enlargement of the representation of FIG. 6;

Fig. 11

enlarges a section along line XI-XI in Fig. 3;

Fig. 12

a stator body of the arm shaft drive motor in an end view; and

Fig. 13

an illustration similar to Fig. 3 of another embodiment of a sewing machine.

Die in den Fig. 1. bis 13 dargestellte Nähmaschine 1 umfasst eine gehäuseartige Grundplatte 2, einen oberen Arm 3 und einen diese verbindenden Ständer 4. Die Nähmaschine 1 ist also insgesamt etwa C-förmig ausgebildet. Im Arm 3 ist eine Armwelle 5 gelagert, über die eine Nadelstange 6 mit einer Nadel 7 mittels eines nicht im Detail dargestellten Kurbeltriebs auf- und abgehend antreibbar ist. Von der Armwelle 5 wird über einen Riementrieb 8 und eine in der Grundplatte 2 gelagerte Welle 9 ein in der Grundplatte 2 gelagerter und der Nadel 7 zugeordneter Greifer angetrieben, der ebenfalls nicht näher dargestellt ist.The sewing machine 1 shown in FIGS. 1 to 13 comprises a box-like Base plate 2, an upper arm 3 and connecting them Stand 4. The sewing machine 1 is thus formed a total of approximately C-shaped. In the arm 3, an arm shaft 5 is mounted, via which a needle bar. 6 with a needle 7 by means of a crank drive not shown in detail can be driven up and down. From the arm shaft 5 is connected via a Belt drive 8 and mounted in the base plate 2 shaft 9 in the Base plate 2 stored and the needle 7 associated gripper driven, which is also not shown in detail.

Ein Flanschabschnitt 10 ist an der Armwelle 5 auf Höhe des Riementriebs 8 angeordnet. Über den Flanschabschnitt 10 ist die Armwelle 5 mit einer hierzu fluchtenden Antriebswelle 11 eines Armwellen-Antriebsmotors 12 drehfest verbunden. Benachbart zum Flanschabschnitt 10 ist die Antriebswelle 11 über ein Axial/Radiallager 12a gelagert. Auf ein freies Ende 13 der Antriebswelle 11 ist ein Handrad 14 aufgesteckt und über eine Radialschraube 15 drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden. Die Radialschraube 15 ist dabei in einen Handradträgerkörper 16 eingeschraubt, der wiederum auf das freie Ende 13 der Antriebswelle 11 aufgesteckt ist. Über insgesamt drei Befestigungsschrauben 17, die in Umfangsrichtung um eine Längsachse 18 der Antriebswelle I1 verteilt und sich parallel zu dieser erstreckend angeordnet sind, ist das Handrad 14 mit dem Handradträgerkörper 16 verschraubt.A flange portion 10 is on the arm shaft 5 at the level of the belt drive 8 arranged. About the flange portion 10, the arm shaft 5 with a for this purpose aligned drive shaft 11 of a arm shaft drive motor 12th rotatably connected. Adjacent to the flange portion 10 is the drive shaft 11 supported by an axial / radial bearing 12a. On a free end 13 the drive shaft 11 is a handwheel 14 attached and a radial screw 15 rotatably connected to the drive shaft 11. The radial screw 15 is screwed into a hand wheel carrier body 16, the in turn attached to the free end 13 of the drive shaft 11. about a total of three mounting screws 17, which in the circumferential direction around a Longitudinal axis 18 of the drive shaft I1 distributed and parallel to this are arranged extending, is the handwheel 14 with the handwheel carrier body 16 bolted.

Perspektivische, vergrößerte Ansichten des Handrads 14 zeigen die Fig. 4 und 5. Ein Betätigungsabschnitt 19 des Handrads 14 ist als von außen frei zugänglicher Umfangsbund ausgestaltet. Dieser geht aus von einer zylindrischen äußeren Begrenzungswand 20 des Handrads 14. Zwischen der äußeren Begrenzungswand 20 und einer hiervon beabstandeten inneren Begrenzungswand 21 des Handrads 14 ist ein Lüfterrad 22 angeordnet, welches der Kühlung des Armwellen-Antriebsmotors 12 dient. Das Lüfterrad 22 weist insgesamt zwölf Lüfterflügel 23 auf. Das Lüfterrad 22 ist im Handrad 14 untergebracht. Zwischen den Begrenzungswänden 20, 21 ist ein Ringraum definiert, in dem die Lüfterflügel 23 teilweise angeordnet sind. Jeder der Lüfterflügel 23 ist einstückig sowohl mit der inneren Begrenzungswand 20 als auch mit der äußeren Begrenzungswand 21 verbunden. Die Lüfterflügel 23 sind dort, wo sie einstückig in einen innerhalb des Betätigungsabschnitts 19 angeordneten, sich kuppelförmig nach außen hin verjüngenden Endabschnitt 24 der äußeren Begrenzungswand 20 übergehen, schräg in Bezug auf Radialflächen zur Längsachse 18 angestellt. Im Verlauf nach innen sind die Lüfterflügel 23 innerhalb des Endabschnitts 24 in einem inneren Bogenabschnitt 25 so umgebogen, dass die inneren Enden der Bogenabschnitte 25 in etwa radial zur Längsachse 18 verlaufen. Perspective, enlarged views of the handwheel 14 are shown in FIG. 4 and 5. An operating portion 19 of the handwheel 14 is free from outside accessible circumferential collar configured. This is based on a cylindrical outer boundary wall 20 of the handwheel 14. Between the outer Boundary wall 20 and a spaced therefrom inner boundary wall 21 of the handwheel 14, a fan 22 is arranged, which the cooling of the arm shaft drive motor 12 is used. The fan wheel 22 has a total of twelve fan blades 23. The fan 22 is in Handwheel 14 housed. Between the boundary walls 20, 21 is defines an annular space in which the fan blades 23 partially arranged are. Each of the fan blades 23 is integral with both the inner boundary wall 20 and connected to the outer boundary wall 21. The fan blades 23 are where they are integral with one within the Operating portion 19 arranged, dome-shaped outward tapering end portion 24 of the outer boundary wall 20 pass over obliquely with respect to radial surfaces to the longitudinal axis 18 employed. in the Course inside are the fan blades 23 within the end portion 24th bent in an inner arc portion 25 so that the inner ends the arcuate portions 25 extend approximately radially to the longitudinal axis 18.

In Umfangsrichtung um die Längsachse 18 weist jeder vierte Lüfterflügel 23 einen einstückig an diesem angeformten Schraubkanal 26 auf, in dem bei montiertem Handrad 14 jeweils eine der drei Befestigungsschrauben 17 aufgenommen ist. Zum Antriebsmotor 12 hin gehen die Lüfterflügel 23 radial innen einstückig in die innere Begrenzungswand 21 des Handrads 14 über. Die innere Begrenzungswand 21 erweitert sich konusförmig zum Antriebsmotor 12 hin. Eine Anschraubwand 27, die Teil der inneren Begrenzungswand 21 ist, liegt flächig an einem Umfangsbund 28 des Handradträgerkörpers 16 an. Im Umfangsbund 28 sind die Gewinde zum Einschrauben der Befestigungsschrauben 17 ausgeführt. Zum Antriebsmotor 12 hin liegt das freie Ende der inneren Begrenzungswand 21 zusammen mit den über diese überstehenden Enden der Lüfterflügel 23 an einer Führungskappe 29 an, die ebenfalls drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden ist.In the circumferential direction about the longitudinal axis 18, every fourth fan blade 23 an integrally formed on this screw 26, in the with mounted handwheel 14 each one of the three mounting screws 17th is included. The fan blades 23 go to the drive motor 12 radially in one piece in the inner boundary wall 21 of the handwheel 14th above. The inner boundary wall 21 widens conically to the drive motor 12 out. An Anschraubwand 27, the part of the inner boundary wall 21, lies flat against a peripheral collar 28 of the handwheel carrier body 16 on. In the circumferential collar 28 are the threads for screwing the fastening screws 17 executed. Toward the drive motor 12 is the free end of the inner boundary wall 21 together with the over these protruding ends of the fan blades 23 on a guide cap 29, which is also rotatably connected to the drive shaft 11.

Auf Höhe der Führungskappe 29 ist mit der Antriebswelle 11 ein Positionierrad 30 verbunden, welches eine Vielzahl von Positionsmarkierungen trägt. In einem Umfangsbereich taucht das Positionierrad 30 in einen Sensorschlitz eines gehäusestarr montierten Drehsignalgebers 31 ein. Der Drehsignalgeber 31 gibt eine Positionsinformation zur momentanen Drehstellung der Antriebswelle 11 an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Steuereinrichtung der Nähmaschine 1 weiter. Der Drehsignalgeber 31 ist an einer gehäusefest angebrachten Halteplatte 32 befestigt. Längs der Antriebswelle 11 nach innen, also zur Armwelle 5 hin, ist der Halteplatte 32 ein Stator 33 des Antriebsmotors 12 nachgeordnet. Die Halteplatte 32 weist einen Durchbruch 34 für die Antriebswelle 11 auf.At the height of the guide cap 29 is a positioning wheel with the drive shaft 11 30, which has a plurality of position markings wearing. In a peripheral region, the positioning wheel 30 dips into a sensor slot a housing-mounted rotary encoder 31 a. Of the Rotary signal generator 31 provides position information about the current rotational position the drive shaft 11 to a not shown in the drawing Control device of the sewing machine 1 on. The rotary signal generator 31 is attached to a housing-mounted mounting plate 32. Along the drive shaft 11 inwardly, ie towards the arm shaft 5, the holding plate 32 is a stator 33 of the drive motor 12 downstream. The holding plate 32 has an opening 34 for the drive shaft 11.

Der Stator 33 ist in einer hohlzylindrischen Ausnehmung 35 eines Motorgehäuses 36 angeordnet, welches Teil des Nähmaschinengehäuses ist und vollständig innerhalb des Nähmaschinengehäuses angeordnet ist. Das Motorgehäuse 36 ist einstückig im Nähmaschinengehäuse ausgeformt. In Umfangsrichtung um den Stator 33 verteilt und zu diesem benachbart weist das Motorgehäuse 36 eine Mehrzahl von Luftleitkanälen 37 auf, die sich parallel zur Längsachse 18 erstrecken. Der Schnitt nach Fig. 2 zeigt die Luftleitkanäle 37 in stirnseitiger Ansicht. Die Luftleitkanäle 37 sind als Längsnuten in der dem Stator 33 zugewandten Innenwand des Motorgehäuses 36 ausgeführt. Im Schnitt nach Fig. 3 sind die Luftleitkanäle 37 durch gestrichelte Linien angedeutet. Über Durchgangsöffnungen 38 auf Höhe der Halteplatte 32 sind die Luftleitkanäle 37 zum Lüfterrad 22 hin mit dem von der äußeren Begrenzungswand 20 des Handrads 14 nach außen und der inneren Begrenzungswand 20 sowie dem Führungskörper 29 nach innen hin begrenzten Ringraum verbunden. Dieser Ringraum dient der Kühlluftführung zwischen dem Lüfterrad 22 und den Luftleitkanälen 37. Das jeweils andere Ende der Luftleitkanäle 37 mündet im Bereich des Flanschabschnitts 10 ins Innere der Nähmaschine 1 aus. In die Luftleitkanäle 37 sind Blechstreifen 38a eingelegt, welche eine nach außen abgedichtete Fluidverbindung zwischen den Durchgangsöffnungen 38 und dem Inneren der Nähmaschine 1 im Bereich des Flanschabschnitts 10 schaffen.The stator 33 is in a hollow cylindrical recess 35 of a motor housing 36 arranged, which is part of the sewing machine housing and is completely disposed within the sewing machine housing. The motor housing 36 is integrally formed in the sewing machine housing. In the circumferential direction distributed around the stator 33 and adjacent to this has the Motor housing 36 a plurality of air ducts 37 which are parallel extend to the longitudinal axis 18. The section of Fig. 2 shows the air ducts 37 in frontal view. The air ducts 37 are as longitudinal grooves in the stator 33 facing inner wall of the motor housing 36th executed. In the section of FIG. 3, the air ducts 37 are shown by dashed lines Lines indicated. Via openings 38 at the level of the holding plate 32 are the air ducts 37 to the fan 22 back with the of the outer boundary wall 20 of the handwheel 14 to the outside and the inner Limiting wall 20 and the guide body 29 limited to the inside Annular space connected. This annulus is used for cooling air flow between the fan 22 and the air ducts 37. The other End of the air ducts 37 opens in the region of the flange 10 in the Interior of the sewing machine 1 off. In the air ducts 37 are metal strips 38a inserted, which has an outwardly sealed fluid connection between the through holes 38 and the interior of the sewing machine. 1 create in the region of the flange portion 10.

Die Längserstreckung der Stators 33 ist geringer als diejenige des Motorgehäuses 36. Die Blechstreifen 38a verhindern, dass über die über den Stator 33 überstehenden Abschnitte der Luftleitkanäle 37 beiderseits des Stators 33 eine Verbindung der Luftleitkanäle 37 zu zwei ringförmigen Verbindungsräumen 39 gegeben ist. Ein Staubeintrag in den Armwellen-Antriebsmotor 12 ist dadurch verhindert. Der Rotor 40 ist seinerseits drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden. In Fig. 3 rechts neben dem Rotorkörper 41 ist ein ringförmig die Antriebswelle 11 umgebender Wuchtkörper 40a drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden. Der Wuchtkörper 40a trägt nicht im Einzelnen dargestellte Wuchtgewichte zum Auswuchten der Antriebswelle 11. Ein Rotorkörper 41 des Rotors 40 weist insgesamt vier Ausnehmungen 42 bis 45 auf, die zur Aufnahme von jeweils einem Permanentmagneten 46 ausgebildet sind. Die Ausnehmungen 42 bis 45 im Rotorkörper 41 münden an den Stirnseiten des Rotors 40 über jeweils eine Aufnahmeöffnung 45a aus. Die Aufnahmeöffnungen 45a sind bei montiertem Rotor 40 in Fig. 3 nach links über eine Stufe in der Antriebswelle 11 und in Fig. 3 nach rechts über den Wuchtkörper 40a verschlossen.The longitudinal extent of the stator 33 is less than that of the motor housing 36. The metal strips 38a prevent over the over the stator 33 projecting portions of the air ducts 37 on both sides of the stator 33 a connection of the air ducts 37 to two annular communication spaces 39 is given. A dust entry into the arm shaft drive motor 12 is prevented. The rotor 40 is in turn rotationally fixed connected to the drive shaft 11. In Fig. 3 right next to the rotor body 41 is a ring-shaped the drive shaft 11 surrounding balancing body 40a rotatably connected to the drive shaft 11. The balancing body 40a carries not shown balancing weights for balancing the drive shaft 11. A rotor body 41 of the rotor 40 has a total four recesses 42 to 45, each for receiving one Permanent magnets 46 are formed. The recesses 42 to 45 in the Rotor body 41 open at the end faces of the rotor 40 via one Receiving opening 45a. The receiving openings 45a are mounted Rotor 40 in Fig. 3 to the left via a step in the drive shaft eleventh and closed in Fig. 3 to the right over the balancing body 40a.

Ein Permanentmagnet 46 ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Der Permanentmagnet 46 ist als flacher Quader ausgebildet, wobei die Magnetpole des Permanentmagneten 46 derart angeordnet sind, dass im Permanentmagneten 46 die Feldlinien senkrecht zwischen den beiden flächenmäßig größten Seitenwänden 47, 48 des Permanentmagneten 46 verlaufen. Der Verlauf der magnetischen Feldlinien zwischen den magnetischen Polen Süd und Nord des Permanentmagneten 46 ist in Fig. 8 durch einen Pfeil 49 angedeutet. Durch diesen Verlauf ist die magnetische Orientierung des Permanentmagneten 46 festgelegt.A permanent magnet 46 is shown in FIGS. 8 and 9. The permanent magnet 46 is formed as a flat cuboid, wherein the magnetic poles of the permanent magnet 46 are arranged such that in the permanent magnet 46 the field lines vertically between the two in terms of area largest side walls 47, 48 of the permanent magnet 46 extend. Of the Course of the magnetic field lines between the magnetic poles South and north of the permanent magnet 46 is shown in Fig. 8 by an arrow 49th indicated. Through this course, the magnetic orientation of the Permanent magnets 46 fixed.

In der in Fig. 8 oben dargestellten Seitenwand 47 weist der Permanentmagnet 46 eine Längsnut 50 mit bogen- bzw. teilkreisförmigem Grund auf. Hierzu komplementär weist jede der Ausnehmungen 42 bis 45 eine überstehende Längsnase 51 auf. Diese Nut-Nase-Paarung erzwingt, dass der Permanentmagnet 46 in eine der Ausnehmungen 42 bis 45 nur so eingeschoben werden kann, dass der Nordpol des Permanentmagneten der Längsnase 51 zugewandt ist. Die Permanentmagneten 46 können daher in die ihnen zugeordneten Ausnehmungen 42 bis 45 nur in genau einer magnetischen Orientierung aufgenommen werden. In the side wall 47 shown in Fig. 8 above, the permanent magnet 46 a longitudinal groove 50 with arc or part-circular base. Complementarily, each of the recesses 42 to 45 has a protruding Longitudinal nose 51 on. This nut-and-nose mating forces that of the Permanent magnet 46 in one of the recesses 42 to 45 only inserted can be that the north pole of the permanent magnet of the Longitudinal nose 51 faces. The permanent magnets 46 can therefore in their associated recesses 42 to 45 only in exactly one magnetic Orientation to be included.

Alternativ zur dargestellten Ausführungsform sind auch andere asymmetrische und zueinander komplementäre Ausgestaltungen der Formen der Permanentmagneten 46 einerseits und der Ausnehmungen 42 bis 45 andererseits möglich, die gewährleisten, dass jeder Permanentmagnet 46 in der ihm zugeordneten Ausnehmung 42 bis 45 in genau einer magnetischen Orientierung aufgenommen ist. Zum Beispiel kann der Permanentmagnet 46 eine Nase aufweisen, die in eine hierzu komplementäre Nut der Ausnehmungen 42 bis 45 eingreift. Bei weiteren Varianten zueinander komplementär asymmetrischer Paarungen von Permanentmagneten einerseits und Ausnehmungen andererseits können senkrecht zur Einschieberichtung der Permanentmagneten zueinander komplementäre Querschnittsgeometrien der Permanentmagneten einerseits und der Ausnehmungen andererseits vorliegen, die bei Drehung der Permanentmagneten um die Einschieberichtung um 180° nicht ineinander übergehen.Alternative to the illustrated embodiment, other asymmetric and mutually complementary embodiments of the forms of Permanent magnet 46 on the one hand and the recesses 42 to 45 on the other possible to ensure that each permanent magnet 46 in the associated recess 42 to 45 in exactly one magnetic Orientation is included. For example, the permanent magnet 46 have a nose in a complementary groove of the recesses 42 to 45 intervenes. In other variants complementary to each other asymmetric pairings of permanent magnets on the one hand and recesses on the other hand can be perpendicular to the insertion direction the permanent magnets complementary cross-sectional geometries the permanent magnet on the one hand and the recesses on the other present, the rotation of the permanent magnet to the insertion direction do not merge into each other by 180 °.

Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, sind die vier Permanentmagneten 46 in den Ausnehmungen 42 bis 45 innerhalb des hohlzylindrischen Rotorkörpers 41 in Umfangsrichtung um die Längsachse 18 jeweils um 90° derart versetzt zueinander derart angeordnet, dass die flächenmäßig größten Seitenwände 47, 48 der Permanentmagneten 46 mit Sehnenebenen einer von einer Außenwand 52 des Rotorkörpers 41 vorgegebenen Zylinderfläche zusammenfallen. Die Längsnasen 51 der in der Orientierung des Rotorkörpers 41 nach den Fig. 6 und 7 oben und unten liegenden Ausnehmungen 42, 44 sind mittig außen und die Längsnasen der beiden anderen Ausnehmungen 43, 45 mittig innen angeordnet.As shown in FIGS. 6 and 7, the four permanent magnets 46 are in FIG the recesses 42 to 45 within the hollow cylindrical rotor body 41 in the circumferential direction about the longitudinal axis 18 in each case by 90 ° offset from one another arranged such that the largest in terms of area side walls 47, 48 of the permanent magnets 46 with chordal planes one of an outer wall 52 of the rotor body 41 predetermined cylindrical surface coincide. The longitudinal projections 51 in the orientation of the rotor body 41 according to FIGS. 6 and 7, top and bottom recesses 42, 44 are centered outside and the longitudinal noses of the other two recesses 43, 45 centered inside.

Aufgrund der Quaderform der Permanentmagneten 46 und der hierzu komplementären Ausnehmungen 42 bis 45 und aufgrund der beschriebenen Sehnen-Anordnung der Ausnehmungen 42 bis 45 im Rotorkörper 41 liegen äußere Kantenbereiche 53 der Permanentmagneten 46 benachbart zur Außenwand des Rotorkörpers 41. Insgesamt liegen acht derartige Kantenbereiche 53 vor. In Bereichen der Außenwand 52, die diesen Kantenbereichen 53 benachbart sind, weist die Außenwand 52 des Rotorkörpers 41 konkave Längsausnehmungen 54 auf. Insgesamt liegen acht Längsausnehmungen 54 vor. Jede der Längsausnehmungen 54 ist einem der acht Kantenbereiche 53 zugeordnet.Due to the cuboid shape of the permanent magnet 46 and the complementary thereto Recesses 42 to 45 and due to the described Tendon arrangement of the recesses 42 to 45 in the rotor body 41 are outer edge portions 53 of the permanent magnets 46 adjacent to the outer wall of the rotor body 41. Altogether there are eight such edge regions 53 before. In areas of the outer wall 52, these edge areas 53 are adjacent, has the outer wall 52 of the rotor body 41st concave longitudinal recesses 54. Altogether there are eight longitudinal recesses 54 ago. Each of the longitudinal recesses 54 is one of the eight edge regions 53 assigned.

Die Längsausnehmungen 54 verlaufen längs des gesamten Rotorkörpers 41 parallel zur Längsachse 18. Die Längsausnehmungen 54 sind als Nuten mit bogen- bzw. teilkreisförmigem Grund ausgebildet. Sie weisen eine Tiefe T auf, die zur verbleibenden Stärke S des Rotorkörpers 41 zwischen den. Längsausnehmungen 54 und den Aufnahmen 42 bis 45 vergleichbar ist (vgl. Fig. 7).The longitudinal recesses 54 extend along the entire rotor body 41 parallel to the longitudinal axis 18. The longitudinal recesses 54 are as grooves with formed arcuate or part-circular base. They have a depth T on the remaining strength S of the rotor body 41 between the. Longitudinal recesses 54 and the receptacles 42 to 45 is comparable (see Fig. 7).

Der weitere Aufbau des Antriebsmotors 12 ist in den Fig. 3, 6, 11 und 12 dargestellt. Ein Statorkörper 55 des Stators 33 weist insgesamt zwölf Polschuhe 56 auf, welche die Außenwand 52 des Rotorkörpers 41 in Umfangsrichtung um die Längsachse 18 gleichverteilt umgeben. Den Polschuhen 56 sind Erregerwicklungen 57 (vgl. Fig. 3) zugeordnet.The further construction of the drive motor 12 is shown in FIGS. 3, 6, 11 and 12 shown. A stator body 55 of the stator 33 has a total of twelve pole pieces 56, which the outer wall 52 of the rotor body 41 in the circumferential direction Surrounded about the longitudinal axis 18 evenly distributed. The pole shoes 56 are associated with excitation windings 57 (see Fig. 3).

Die Anzahl der Polschuhe 56 des Stators 33 ist größer als die Anzahl der Permanentmagneten 46, nämlich dreimal so groß. Alternativ sind auch andere Anzahlen von Polschuhen einerseits und von Permanentmagneten andererseits möglich. Bevorzugt ist die Anzahl der Polschuhe größer als die Anzahl der Permanentmagneten. Die Anzahl der Polschuhe kann zum Beispiel auch doppelt so groß sein wie die Anzahl der Permanentmagneten. The number of pole shoes 56 of the stator 33 is greater than the number of Permanent magnets 46, namely three times as large. Alternatively, there are others Numbers of pole shoes on the one hand and permanent magnets on the other possible. Preferably, the number of pole shoes is greater than that Number of permanent magnets. The number of pole shoes can be, for example also twice as large as the number of permanent magnets.

Die Befestigung des Statorkörpers 55 am Motorgehäuse 36 ist im Detail in der Ausschnittsvergrößerung nach Fig. 11 dargestellt. Der Statorkörper 55 weist stirnseitig drei in Umfangsrichtung um die Längsachse 18 gleichverteilt angeordnete Flanschabschnitte 58 auf, die radial über den Statorkörper 55 überstehen. Die Flanschabschnitte 58 haben jeweils eine Durchgangsbohrung 59. Durch jede der Durchgangsbohrungen 59 ist eine Befestigungsschraube 60 gesteckt, die jeweils in einen parallel zur Längsachse 18 verlaufenden Schraubkanal im Motorgehäuse 36 eingeschraubt ist. Im Schnitt nach Fig. 3 ist die Befestigung über die untere Befestigungsschraube 60 nicht dargestellt.The attachment of the stator body 55 to the motor housing 36 is shown in detail in FIG the detail enlargement of FIG. 11 is shown. The stator body 55 has three frontally three circumferentially about the longitudinal axis 18 evenly distributed arranged flange portions 58 which radially over the stator body 55 survive. The flange portions 58 each have a through hole 59. Through each of the through holes 59 is a fastening screw 60 inserted, each in a parallel to the longitudinal axis 18th extending screw in the motor housing 36 is screwed. in the Section of Fig. 3 is the attachment over the lower mounting screw 60 not shown.

Ein im Antriebsmotor 12 verlaufender magnetischer Fluss durch den Stator 33 und den Rotor 40 ist in Fig. 10 beispielhaft anhand zweier magnetischer Feldlinien a, b dargestellt. Die geschlossene Feldlinie b liegt dabei vollständig innerhalb der geschlossenen Feldlinie a. Der Verlauf der Feldlinien a, b wird nachfolgend in Flussrichtung entsprechend den Richtungspfeilen 49 in den Permanentmagneten 46 beschrieben:A in the drive motor 12 extending magnetic flux through the stator 33 and the rotor 40 is shown in FIG. 10 by way of example with reference to two magnetic Field lines a, b shown. The closed field line b is completely within the closed field line a. The course of the field lines a, b is subsequently in the flow direction according to the directional arrows 49 described in the permanent magnet 46:

Die in den Rotorkörper 41 eindringenden Feldlinien a, b durchtreten im weiteren Verlauf einen ersten der Permanentmagneten 46, der in der Ausnehmung 42 liegt. Die magnetische Polung dieses Permanentmagneten 46 ist also derart, dass sein magnetischer Fluss 49 nach innen in den Rotorkörper 41 zeigt. Die aus diesem ersten Permanentmagneten 46 austretenden Feldlinien a, b durchlaufen anschließend bogenförmig den Rotorkörper 41 und treten nachfolgend von innen her in den in Fig. 10 links benachbarten Permanentmagneten 46 ein. Dieser liegt in der Ausnehmung 45, weist also eine magnetische Polung auf, die dazu führt, dass sein magnetischer Fluss 49 aus dem Rotorkörper 42 heraus gerichtet ist. Die beiden Feldlinien a, b treten aus diesem zweiten Permanentmagneten im Kantenbereich 53 von diesem aus. Aufgrund der dort in der Außenwand 52 vorliegenden Längsausnehmung 54 verläuft der Weg der inneren Feldlinie b durch einen aufgrund der Längsausnehmung 54 vergrößerten Luftspalt im Zwischenraum zwischen dem Rotorkörper 41 und dem Statorkörper 55. Die Längsausnehmung 54 bewirkt eine Vergrößerung des Abstandes der Feldlinien a, b zueinander im Vergleich zu einer Flusssituation im Kantenbereich 53 ohne die Längsausnehmung 54. Aufgrund der Längsausnehmung 54 ist der Abstand zwischen den Feldlinien a, b zueinander weitgehend davon unabhängig, ob der Zwischenraum zwischen dem Rotorkörper 41 und dem Statorkörper 55 im Kantenbereich 53 oder beabstandet zu diesem durchtreten wird. Eine Erhöhung des magnetischen Flusses im Kantenbereich 53 im Vergleich zu den sonstigen Abschnitten der Außenwand 52 wird daher durch die Längsausnehmungen 54 praktisch vermieden bzw. weitgehend reduziert. Im weiteren Verlauf dringen die Feldlinien a, b über einen ersten Polschuh 56 in den Statorkörper 55 ein und verlassen diesen durch den rechts benachbarten Polschuh 56.The penetrating into the rotor body 41 field lines a, b pass in further course a first of the permanent magnet 46, in the recess 42 lies. The magnetic polarity of this permanent magnet 46 is thus such that its magnetic flux 49 inwardly into the rotor body 41 shows. The emerging from this first permanent magnet 46 Field lines a, b then arcuately pass through the rotor body 41 and subsequently enter from inside to the left adjacent in Fig. 10 Permanent magnet 46 a. This lies in the recess 45, so it has a magnetic polarity that causes its magnetic flux 49 is directed out of the rotor body 42 out. The two field lines a, b occur from this second permanent magnet in the edge region 53 of this out. Due to the present there in the outer wall 52 longitudinal recess 54, the path of the inner field line b runs through a due the longitudinal recess 54 enlarged air gap in the space between the rotor body 41 and the stator body 55. The longitudinal recess 54 causes an increase in the distance of the field lines a, b to each other in comparison to a flow situation in the edge region 53 without the longitudinal recess 54. Due to the longitudinal recess 54 is the distance between the field lines a, b to each other largely independent of whether the gap between the rotor body 41 and the stator body 55 in the edge region 53 or spaced to pass through this becomes. An increase in the magnetic flux in the edge region 53 in FIG Compared to the other sections of the outer wall 52 is therefore practically avoided or largely by the longitudinal recesses 54 reduced. In the further course, the field lines a, b penetrate over a first Pole shoe 56 in the stator 55 and leave this through the right adjacent pole piece 56.

Im Ruhezustand des Antriebsmotors 12, also im nicht bestromten Zustand der Erregerwicklungen 57, führt die beschriebene Vergleichmäßigung der Flussdichte im Bereich der Längsausnehmungen 54 dazu, dass der Rotor 40 im Stator 33 leicht von Hand in eine bestimmte Relativ-Winkelposition um die Längsachse 18 verdreht werden kann. In einer Relativ-Winkelstellung des Rotors 40 zum Stator 33, in welcher bestimmte Kantenbereiche 53 den Polschuhen 56 benachbart sind, muss im Vergleich zu sonstigen Winkelstellungen kein besonders erhöhtes Drehmoment von Hand überwunden werden. Eine Verstellung des Rotors 40 im Ruhezustand des Antriebsmotors 12 aus einer von Hand eingestellten Relativstellung zwischen Rotor 40 und Stator 33 in eine verlagerte und aufgrund einer Inhomogenität des magnetischen Flusses erzwungene Stellung findet nicht statt. In the idle state of the drive motor 12, ie in the non-energized state the excitation windings 57, performs the described equalization of Flux density in the region of the longitudinal recesses 54 to the rotor 40 in the stator 33 easily by hand in a certain relative angular position can be rotated about the longitudinal axis 18. In a relative angular position of the rotor 40 to the stator 33, in which certain edge regions 53 are adjacent to the pole pieces 56, must in comparison to other Angular positions no particularly increased torque overcome by hand become. An adjustment of the rotor 40 in the idle state of the drive motor 12 from a manually set relative position between Rotor 40 and stator 33 in a displaced and due to an inhomogeneity position forced by the magnetic flux does not take place.

Beim Betrieb des Antriebsmotors 12 wird über das in das Handrad 14 integrierte Lüfterrad 22 Kühlluft von außen über den Ringraum zwischen den Begrenzungswänden 20, 21 und die Luftleitkanäle 37 dem Stator 22 zugeführt. Kühlluft strömt längs der gesamten Luftleitkanäle 37 außen am Statorkörper 55 vorbei. Es resultiert eine effektive direkte Kühlung des Stators 33 und eine effektive indirekte Kühlung des Rotors 40.During operation of the drive motor 12 is integrated over the in the handwheel 14 Fan 22 Cooling air from the outside via the annulus between the Boundary walls 20, 21 and the air ducts 37 fed to the stator 22. Cooling air flows along the entire air ducts 37 on the outside of the stator body 55 over. This results in an effective direct cooling of the stator 33 and effective indirect cooling of the rotor 40.

Eine weitere Ausführungsform einer Nähmaschine 1 ist in Fig. 13 dargestellt. Diese wird nachfolgend nur dort beschrieben, wo sie sich von der Ausführung der Nähmaschine nach den Fig. 1 bis 12 unterscheidet. Komponenten, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 12 schon beschrieben wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.Another embodiment of a sewing machine 1 is shown in FIG. This is described below only where they differ from the Execution of the sewing machine according to FIGS. 1 to 12 differs. components which correspond to those referred to above with reference have been described to Figs. 1 to 12, carry the same reference numerals and will not be explained again in detail.

Anstelle einer mit einer Armwelle fluchtenden Antriebswelle wie bei den Ausführungen nach den Fig. 1 bis 12 weist die Ausführung nach Fig. 13 eine durchgehende Armwelle 61 auf. In einem in Fig. 13 linken Armwellenabschnitt 62, welcher der Armwelle 5 der Ausführung nach den Fig. 1. bis 12 entspricht, hat die Armwelle 61 nach Fig. 13 die gleiche Stärke wie die Armwelle 5 nach den Fig. 1 bis 12. Auf Höhe des Axial/Radiallagers 12a verjüngt sich die Armwelle 61 über eine Stufe 63. Ein sich an die Stufe 63 in Fig. 13 rechts anschließender weiterer Armwellenabschnitt 64 entspricht der Antriebswelle 11 der Ausführung nach den Fig. 1 bis 12. Die Armwelle 61 ist im Bereich des Flanschabschnitts 10 und des Antriebsmotors 12 in einer Trägerhülse 65 angeordnet. Die Außenkontur der Trägerhülse 65 entspricht derjenigen der Antriebswelle 11 der Ausführung nach den Fig. 1 bis 12. Die Trägerhülse 65 ist drehfest mit der Armwelle 61 verbunden. Die Trägerhülse 65 trägt den drehfest mit dieser verbundenen Rotor 40.Instead of an aligned with an arm shaft drive shaft as in the Embodiments of FIGS. 1 to 12, the embodiment of FIG. 13th a continuous arm shaft 61. In a left in Fig. 13 arm shaft section 62, which is the arm shaft 5 of the embodiment of FIGS. 1. 12, the arm shaft 61 of FIG. 13 has the same thickness as FIG the arm shaft 5 of FIGS. 1 to 12. At the height of the axial / radial bearing 12a, the arm shaft 61 tapers over a step 63. A to the step 63 in Fig. 13 right subsequent further arm shaft portion 64 corresponds the drive shaft 11 of the embodiment according to FIGS. 1 to 12. Die Arm shaft 61 is in the region of the flange portion 10 and the drive motor 12 arranged in a carrier sleeve 65. The outer contour of the carrier sleeve 65 corresponds to that of the drive shaft 11 of the embodiment according to 1 to 12. The carrier sleeve 65 is rotatably connected to the arm shaft 61. The carrier sleeve 65 carries the rotatably connected thereto rotor 40th

Claims (7)

Nähmaschine (1) mit einer Grundplatte (2). mit einem oberen Arm (3), in dem eine angetriebene Armwelle (5; 61) gelagert ist, mit einem die Grundplatte (2) und den oberen Arm (3) verbindenden Ständer (4), wobei der Antrieb der Armwelle (5: 61) insbesondere direkt durch einen im Ständer (4) befindlichen Elektromotor (12) mit einem Rotor (40) und einem Stator (33) gebildet ist, wobei der mit einer Motor-Antriebswelle (11; 61) drehfest verbundene Rotor (40) einen Rotorkörper (41) mit einer Außenwand (52) mit zylindrischer Grundform und eine Mehrzahl von im Rotorkörper (41) aufgenommenen Permanentmagneten (46) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (52) des Rotorkörpers (41) in Außenwandbereichen, welche Kantenbereichen (53) der eine quaderförmige Grundform aufweisenden Permanentmagneten (46) benachbart sind, konkave Ausnehmungen (54) aufweisen, wobei jeweils eine konkave Ausnehmung (54) einem der Außenwand (52) benachbarten Kantenbereich (53) zugeordnet ist. Sewing machine (1) with a base plate (2). with an upper arm (3) in which a driven arm shaft (5; 61) is mounted, with a base (4) connecting the base plate (2) and the upper arm (3), wherein the drive of the arm shaft (5: 61) is formed in particular directly by an electric motor (12) located in the stator (4) with a rotor (40) and a stator (33), wherein the rotor (40) rotatably connected to a motor drive shaft (11; 61) has a rotor body (41) with an outer wall (52) of cylindrical basic shape and a plurality of permanent magnets (46) received in the rotor body (41), characterized in that the outer wall (52) of the rotor body (41) has concave recesses (54) in outer wall regions, which edge regions (53) of the cuboidal basic shape have permanent magnets (54), one concave recess (54) being one of the outer walls (52) is associated with adjacent edge region (53). Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkaven Ausnehmungen (54) als Nuten mit bogen- bzw. teilkreisförmigem Grund ausgebildet sind.Sewing machine according to claim 1, characterized in that the concave recesses (54) are formed as grooves with arcuate or part-circular base. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konkaven Ausnehmungen (54) eine Tiefe (T) aufweisen, die zur verbleibenden Stärke (S) des Rotorkörpers (41) zwischen den Ausnehmungen (54) und Aufnahme-Ausnehmungen (42 bis 45) für die Permanentmagneten (46) vergleichbar ist, wobei insbesondere die Tiefe (T) zwischen der Hälfte und dem Doppelten der verbleibenden Stärke (S) beträgt.Sewing machine according to claim 1 or 2, characterized in that the concave recesses (54) have a depth (T) corresponding to the remaining thickness (S) of the rotor body (41) between the recesses (54) and receiving recesses (42 to 45 ) is comparable for the permanent magnets (46), wherein in particular the depth (T) is between half and twice the remaining thickness (S). Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Polschuhen (56) des Stators (33) größer ist als die Anzahl der Permanentmagneten (46), bevorzugt mehr als doppelt so groß und mehr bevorzugt dreimal so groß.Sewing machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the number of pole pieces (56) of the stator (33) is greater than the number of permanent magnets (46), preferably more than twice as large and more preferably three times as large. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch vier in Umfangsrichtung um die Antriebswelle (11) angeordnete Permanentmagneten (46).Sewing machine according to one of claims 1 to 4, characterized by four circumferentially around the drive shaft (11) arranged permanent magnet (46). Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zwölf in Umfangsrichtung um die Antriebswelle (11) angeordnete Polschuhe (46).Sewing machine according to one of claims 1 to 5, characterized by twelve pole shoes (46) arranged around the drive shaft (11) in the circumferential direction. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (46) als flache Quader ausgebildet sind, wobei die Magnetpole der Permanentmagneten (46) derart angeordnet sind, dass die Feldlinien (49, a, b) in den Permanentmagneten (46) im Wesentlichen senkrecht zwischen den beiden flächenmäßig größten Seitenwänden (47, 48) von diesen verlaufen.Sewing machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the permanent magnets (46) are formed as flat cuboids, wherein the magnetic poles of the permanent magnets (46) are arranged such that the field lines (49, a, b) in the permanent magnet ( 46) extend substantially perpendicularly between the two largest lateral walls (47, 48) of these.

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