專利名稱：用于加熱行進著的合成纖維的導(dǎo)絲輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的用于加熱行進著的合成纖維的導(dǎo)絲輪。
這種導(dǎo)絲輪是公知的。US 3508024中描述了一種用于加熱行進著的絲的導(dǎo)絲輪，它具有多于兩個的在軸向上彼此相依布置的固定初級繞組及一個導(dǎo)磁的導(dǎo)絲輪外罩，后者相對初級繞組同心地、可轉(zhuǎn)動地被支承并與初級繞組通過一個窄徑向間隙相耦合以產(chǎn)生次級感應(yīng)電流。初級繞組的支架由多個層疊的、垂直于線圈支架軸設(shè)置的變壓器疊片構(gòu)成。借助一個控制電路用可調(diào)頻率的交流電流來驅(qū)動初級繞組，其中初級繞組包括在一個振蕩電路中，該振蕩電路被整定在一調(diào)整頻率上。通過相應(yīng)的功率開關(guān)與配置的溫度調(diào)節(jié)器協(xié)同工作，使振蕩電路根據(jù)導(dǎo)絲輪外罩的測量溫度被接通或關(guān)斷。
在GB989,349中描述了一個類似的導(dǎo)絲輪，其中初級繞組被固定在一個與空心圓柱形導(dǎo)絲輪外罩同心設(shè)置的圓支架上。如同US3508024中那樣，初級繞組支架的所有平變壓器疊片在線圈支架的軸向上被疊放。相對于導(dǎo)絲輪外罩的內(nèi)表面，層疊的鐵片這樣布置，即它對于導(dǎo)絲輪旋轉(zhuǎn)軸在徑向上構(gòu)成環(huán)狀同心的空氣隙。
在這種加熱的導(dǎo)絲輪的情況下通常出現(xiàn)一個問題，即向外部尤其是向線圈支架的磁通損耗相當(dāng)?shù)卮螅@因為初級繞組支架的所有變壓器疊片是在線圈支架軸向上疊放的。并且在這樣構(gòu)成的支架中的磁通不是最佳的，因為通過軸向相依放置的變壓器疊片形成了鄰界層。為了克服鄰界層，需要一定的能量，這就引起了功耗。尤其是在例如以2KHz的高頻應(yīng)用的情況下，由于較厚的鄰界層使功率損耗急劇地增加。
因此本發(fā)明的任務(wù)是提供上述范圍類型的一種加熱用導(dǎo)絲輪，通過避免在導(dǎo)絲輪外罩內(nèi)部尤其是在支架槽底區(qū)域中的漏磁場及通過減小由于鄰界層產(chǎn)生的功耗來實現(xiàn)導(dǎo)絲輪中的最佳磁通。
該任務(wù)將通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的一種導(dǎo)絲輪來解決。在從屬權(quán)利要求中限定了合乎目的的進一步構(gòu)型。
因為磁通尤其向線圈支架方向被屏蔽，故可避免出現(xiàn)向外的漏磁場。由此也附帶地實現(xiàn)了最佳的磁通，它不必克服任何鄰界層并有效地屏蔽了不需加熱的部分。
變壓器疊片的這種特殊結(jié)構(gòu)及布置保證了導(dǎo)絲輪外罩的更好加熱，因為在導(dǎo)絲輪內(nèi)部的漏磁場顯著地減小了。
另一優(yōu)點則在于，可以使用接收繞組的工業(yè)上通用的沖帶芯(Schnittband kerne)。這簡化了制造程序并降低了成本。在兩個相鄰的沖帶芯之間形成的間隙僅引起非常小的漏磁場，它對產(chǎn)生的電流及由此對導(dǎo)線輪外罩的溫度無任何影響。
支架放置在線圈支架上的槽底外表面形狀簡化了組裝。
同樣可采用對于高頻應(yīng)用所需的厚度薄到0.01mm的薄變壓器疊片。因為滲入的磁場隨頻率增加而減小及磁場的能量卻僅體現(xiàn)在表面上，這樣薄的疊片對于盡可能小地維持功耗是合乎要求的。
現(xiàn)在參照附圖借助一個實施例來詳細描述本發(fā)明的另外優(yōu)點、特征及應(yīng)用可能性。


圖1一感性加熱導(dǎo)絲輪的剖面圖；圖2根據(jù)圖1中區(qū)域A的槽底的放大圖；圖3根據(jù)圖1中區(qū)域B的支架的實施形式，它具有多個U形的、一個放置在另一個內(nèi)地疊放的變壓器疊片；圖4A、4B及4C根據(jù)圖1中區(qū)域B的沖片芯的另外實施形式，這些沖片芯由分開的側(cè)壁及一個分開的槽底組成；圖5通過圖1的導(dǎo)絲輪的一個截面圖，其中表示出在支架周面上的多個扇形沖片芯的結(jié)構(gòu)；圖6通過圖1、及圖4A或4B或4C的導(dǎo)絲輪的截面圖，其中表示出環(huán)狀分開的側(cè)壁3b；圖7類似圖6的截面圖，但其中表示形成星狀的側(cè)壁3b；及圖8一個局部圖，其中表示沖片芯在支架上的固定。
在圖1所示的感應(yīng)加熱導(dǎo)絲輪中，設(shè)有多個軸向地布置在一個線圈支架5上的并且每個中具有一初級繞組1的支架3。其中導(dǎo)絲輪外罩2借助一錐形裝置7被緊固在由兩個軸承8支承的心軸9上。軸承8支承在一個固定的殼體11上。該導(dǎo)絲輪外罩2其橫截面實際構(gòu)成U形并在其前壁2a中具有一中心孔，該孔由一個實際上圓柱形并向內(nèi)伸的延伸件13限界，后者具有與心軸9的錐部適配的內(nèi)錐部7。在心軸9的自由端設(shè)有螺紋，在其中固定用于將導(dǎo)絲輪外罩2安裝在心軸9上的螺母10。從承受體11延伸出一個空心圓柱體形狀的線圈支架9，它沿心軸延伸幾乎達到導(dǎo)絲輪外罩2的前壁2a。在線圈支架5上，沿其軸向設(shè)置了多個依次排列在線圈支架5外周面上的支架3。每個支架3具有一個槽底3a及彼此隔開布置的側(cè)壁3b，以致構(gòu)成用于接收初級繞組1的U形環(huán)狀空間。這些側(cè)壁3b一直延伸到離導(dǎo)絲輪外罩2的內(nèi)表面很短距離處。兩個相鄰的側(cè)壁3b與外罩內(nèi)表面各構(gòu)成了其尺寸相應(yīng)于側(cè)壁寬度的一個確定徑向間隙4。
通過相應(yīng)的控制裝置(未示出)可使設(shè)置在支架3中的初級繞組1分開地控制，以致沿導(dǎo)絲輪2的外表面可達到基本恒定的溫度。通過側(cè)壁3b及導(dǎo)磁的導(dǎo)絲輪外罩2的內(nèi)表面之間的環(huán)狀間隙4，使旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)絲輪外罩2受到磁耦合，由此在導(dǎo)絲輪外罩中感應(yīng)出電壓，該電壓將引起電流。在導(dǎo)絲輪外罩中沿其圓周流動的電流由于導(dǎo)絲輪材料的電阻而產(chǎn)生出熱。通過繞組電壓的接通及關(guān)斷于是可以控制導(dǎo)絲輪外罩的溫度。為了避免功率損耗，尤其是在高頻應(yīng)用如2KHz及更高的情況下，在槽底中的變壓器疊片將這樣地布置，即它們在徑向彼此疊放。
圖2表示槽底3a的一個局部放大圖，其中在槽底區(qū)域中變壓器疊片徑向地彼此疊放。
圖3及圖5表示一個優(yōu)選的實施例，根據(jù)它這樣構(gòu)成支架3，即層疊的變壓器片呈U形地一個放在另一個內(nèi)疊成所謂的“沖帶芯”，即，變壓器疊片是在徑向上而非如普遍公知的在軸向上疊放。在線圈支架5的外圈，多個U形沖帶芯多重扇形地布置。在線圈支架的外表面圓周方向上彼此無間隙地放置的多個扇形沖帶芯3就構(gòu)成了用于一個初級繞組的繞組支架。使用沖帶芯3的優(yōu)點在于屏蔽了向外部的磁通、尤其是向線圈支架5的磁通，由此不能出現(xiàn)任何向外的漏磁場。為此，將U形層疊變壓器片一個放在另一個內(nèi)地疊放。由此附帶地實現(xiàn)了最佳的磁通量，它無需克服任何邊界層。在變壓器疊片在軸向上彼此相靠地布置的情況下，在使用例如2KHz的高頻時產(chǎn)生了較厚的邊界層，它們導(dǎo)致磁阻的顯著增大。沖帶芯3放置在支架5上的槽底3a的外表面或是基本上平的或是與支架5適配的外表面，并且它與支架5接觸。繞組沿圓周方向繞制。沖帶芯的側(cè)壁3b的自由端這樣地被整圓，以使得在導(dǎo)絲輪外罩2及側(cè)壁3b的自由端之間構(gòu)成了基本上恒定的徑向氣隙4。位于相鄰的沖帶芯3之間的間隙14只導(dǎo)致很小的漏磁場，它對產(chǎn)生的電流及由此對導(dǎo)絲輪外罩2中的溫度無任何影響。為了減少由漏磁場產(chǎn)生的損耗，相鄰初級繞組的沖帶芯可以這樣地彼此交錯地布置，以使得在軸向上構(gòu)成由側(cè)壁寬度作邊界的氣隙14。
圖4A表示一個優(yōu)選的實施例，其中支架3由分開的側(cè)壁3b及一個分開的槽底3a組成。支架3的槽底3a是由多個在徑向疊放的變壓器疊片構(gòu)成的空心圓柱體。支架3的側(cè)壁3b具有多個軸向疊放的環(huán)形變壓器疊片。在槽底3a及側(cè)壁3b之間引起的徑向漏磁場是非常小的，因此對產(chǎn)生的電流及由此對導(dǎo)絲輪外罩2的溫度沒有任何影響。
圖4B表示另一優(yōu)選實施例，其中支架3由分開的側(cè)壁3b及一個分開的槽底3b組成。支架3的槽底3b是由在徑向上多個疊放的變壓器疊片組成的空心圓柱體。沖帶芯3的側(cè)壁3b具有多個疊放的環(huán)狀變壓器疊片。在槽底3a及側(cè)壁3b之間引起的軸向漏磁是非常小的，這對產(chǎn)生的電流及由此對導(dǎo)絲輪外罩2的溫度沒有任何影響。
圖4C表示又一優(yōu)選實施例，其中支架3由分開的側(cè)壁3b及一個分開的槽底3a組成。該沖帶芯3的槽底3a是由多個在徑向疊放的變壓器疊片組成的空心圓柱體。支架3的側(cè)壁3b具有多個疊放的環(huán)形變壓器疊片。在槽底3a及側(cè)壁3b之間引起的斜向漏磁場是非常小的，因此不會對產(chǎn)生的電流并由此對導(dǎo)絲輪外罩2的溫度形成任何影響。
圖6表示側(cè)壁3b的一種形式，它不僅可結(jié)合圖4A的結(jié)構(gòu)而且也可結(jié)合圖4B的結(jié)構(gòu)。側(cè)壁3b由多個環(huán)形變壓器疊片疊成。這種結(jié)構(gòu)的損耗特別的低，因為在側(cè)壁3b及導(dǎo)絲輪外罩2之間的徑向間隙4無間斷地環(huán)繞基本上形成恒定氣隙。在此情況下其漏磁通非常小。
圖7表示側(cè)壁3b的另一種形式，它不僅可結(jié)合圖4A的結(jié)構(gòu)而且也可結(jié)合圖4B的結(jié)構(gòu)。其中每個環(huán)形的變壓器疊片具有星狀外緣。這些變壓器疊片在軸向上疊放，以致其星狀外緣在軸向上彼此對齊。
圖8表示支架3在線圈5上的一種可能的固定方式，其中每個構(gòu)成沖帶芯的支架3例如至少用一個螺絲6固定在導(dǎo)絲輪的線圈支架5上。
采用U形層疊變壓器疊片尤其是沖帶芯還具有以下優(yōu)點，即可以使用滿足高頻應(yīng)用所需的薄至0.01mm的薄疊片。因為磁通滲入的深度隨頻率的增加而減少，然而磁通的能量僅出現(xiàn)在其表面上，就需要這樣薄的疊片，以使功率損耗保持很小。
權(quán)利要求
1.用于加熱行進著的合成纖維的導(dǎo)絲輪，它具有多個固定的初級繞組(1)及相對它可轉(zhuǎn)動地支承的導(dǎo)磁的導(dǎo)絲輪外罩(2)，其中每個初級繞組(1)繞在至少一個由多個變壓器疊片構(gòu)成的U形支架(3)中，其中U形支架相對導(dǎo)絲輪外罩(2)彼此同心地設(shè)置在線圈支架(5)上，及其中通過支架(3)的側(cè)壁(3b)導(dǎo)絲輪外罩(2)與每個初級繞組經(jīng)過一個確定的徑向間隙(4)相耦合以便產(chǎn)生感應(yīng)電流，其特征在于支架(3)這樣地構(gòu)成，即其變壓器疊片在槽底(3a)的區(qū)域中徑向彼此疊置，而在線圈支架(5)的軸向上相對齊；及其變壓器疊片在側(cè)壁(3b)的區(qū)域中軸向上疊置，而在線圈支架(5)的徑向上相對齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)絲輪，其特征在于支架(3)具有多個U形的、一個放在另一個中的構(gòu)成沖帶芯的變壓器疊片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)絲輪，其特征在于支架(3)具有分開的側(cè)壁(3b)及一個分開的槽底(3a)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的導(dǎo)絲輪，其特征在于該分開的槽底(3a)是一個由多個在徑向疊放的變壓器疊片組成的空心圓柱體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的導(dǎo)絲輪，其特征在于每個分開的側(cè)壁(3b)具有多個在軸向上疊放的環(huán)狀變壓器疊片。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的導(dǎo)絲輪，其特征在于每個分開的側(cè)壁(3b)具有多個在軸向上疊放的星狀變壓器疊片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的導(dǎo)絲輪，其特征在于多個支架(3)在線圈支架(5)的外圍扇狀地布置，用來接收一個初級繞組(1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的導(dǎo)絲輪，其特征在于扇形支架(3)的槽底(3a)是基本上平的并與線圈支架(5)的外表面接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的導(dǎo)絲輪，其特征在于扇形支架(3)的側(cè)壁(3b)在其自由端這樣地構(gòu)成弧形，即在支架(3)和導(dǎo)絲輪外罩(2)之間形成一個基本上恒定的徑向間隙(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的導(dǎo)絲輪，其特征在于支架(3)設(shè)置在線圈支架(5)上的槽底(3a)外表面適配于線圈支架(5)的外表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項的導(dǎo)絲輪，其特征在于相鄰初級繞組(1)的扇形支架(3)在線圈支架(5)軸向上彼此錯開地布置在線圈支架(5)的外周面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中一項的導(dǎo)絲輪，其特征在于每個支架(3)用至少一個螺絲(6)固定在導(dǎo)絲輪的線圈支架(5)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12的導(dǎo)絲輪，其特征在于其變壓器疊片具有直到0.01mm的厚度。
全文摘要
所提出的是一種用于加熱行進著的合成纖維的導(dǎo)絲輪,它具有多個固定的初級繞組及相對它可轉(zhuǎn)動支承的導(dǎo)磁的導(dǎo)絲輪外罩。導(dǎo)絲輪外罩與初級繞組通過設(shè)置在它們之間的初級繞組的支架側(cè)壁經(jīng)由一個確定的徑向間隙相耦合以產(chǎn)生感應(yīng)電流。支架是這樣構(gòu)成的,即它的變壓器疊片在槽底區(qū)域徑向地彼此疊放,由此屏蔽了對外部、尤其對線圈支架的磁通。
文檔編號D02J13/00GK1196864SQ97190731
公開日1998年10月21日 申請日期1997年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月18日
發(fā)明者拉爾夫·費爾德霍夫, 斯蒂芬·蒂特邁耶, 雷納德·沃斯 申請人:巴馬格股份公司