CN100518417C - 用于可加热导丝辊的感应芯 - Google Patents

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Abstract

一种用于可加热导丝辊的感应芯(10)，包括许多感应芯迭片(11)，这些感应芯迭片(11)沿径向星形放置并具有径向截面(12)和分别一个外轴向截面(13)和一个内轴向截面。感应芯(10)具有底板(19、20)，每一个底板分别有一个和径向截面(12)相配合的表面(21)以及固定装置，其中感应芯迭片(11)位于两个底板(19、20)之间，固定装置(22)将感应芯迭片(11)的径向截面(12)固定到底板(19、20)上，或者可选择地和/或固定到内管的外表面上。

Description

用于可加热导丝辊的感应芯
技术领域
本发明涉及一种用于可感应加热导丝辊的感应芯以及一个感应器和可感应加热导丝辊。感应芯包括许多感应芯迭片，它们沿径向呈星形放置并具有径向截面和分别的一个外轴向截面和一个内轴向截面。在感应器内的感应芯迭片的周向有一个管套，其中，感应芯迭片的外轴向截面和管套相邻。这些导丝辊用于纺纱机或用于生产纤维例如纱线的机器，作为要处理纤维的导辊和送出罗拉。
背景技术
现有技术中已经存在可感应加热导丝辊。这些导丝辊具有环绕有线圈绕组的磁性感应芯，其中交流电流作用于线圈绕组。线圈绕组和感应芯一起形成感应器，感应器使得可能感应加热导丝辊。由此感应芯使得由电流流经的线圈绕组产生的磁场产生聚焦和放大。感应器感应产生的磁场在导丝辊的电传导部分感应产生电涡流，电涡流加热电传导部分并由此加热导丝辊。
铸铁感应芯是已知的。铸铁感应芯可以便宜地生产，但是在低磁场强度下，也就是大约1100VA，感应芯就达到磁饱和，磁饱和使得线圈绕组中流动的电流产生的磁场难以穿透感应芯。所以，那种能够使得将与要处理的纤维接触的导丝辊的表面加热到240℃或者加热到不同纤维的处理方法所需的更高的温度成为可能的高加热功率，在使用铸铁感应芯时难以实现。此外，在这些感应芯中还感应产生电涡流。这导致感应芯自身的加热，这种加热使得难以快速控制导丝辊的温度。
当只是低速旋转状态导丝辊的功率消耗量就达到1100VA时，可以达到240℃。大部分的功率用来补偿损失到快速旋转导丝辊的周边环境的热量。随着旋转速度增加，热损失二次方地增加。1100VA对具有整体尺寸为90毫米长和100毫米直径的导丝辊是一个功率极限。更大的导丝辊允许铸铁感应芯的更高的加热功率。然而，导丝辊尺寸的增加导致导丝辊的表面增大，由此与导丝辊的表面成比例的热能损失也增加。由此抵消了通过增加导丝辊尺寸而获得的加热功率的一大部分。
带有迭片感应芯的感应器也是已知的。在这些感应芯中，感应芯迭片径向呈星形间隔放置，具有径向截面和分别一个外轴向截面和一个内轴向截面，感应芯迭片环绕内管放置，以便感应芯迭片的内轴向截面分别邻近于内管的外表面。在这种情况下，感应芯迭片的内轴向截面分别焊接到内管的外表面上。感应芯迭片由变压器用金属片制成。感应芯缠绕有线圈绕组。在缠绕过程中必须小心，以确保不会破坏形成线圈绕组的电线的绝缘。与迭片变压器芯一致的是，迭片感应芯能防止感应芯中电涡流的形成。如果这种管套由导电材料例如钢制成，就会在管套中感应形成电涡流，从而导致管套的加热并由此加热插入有感应器的导丝辊。感应芯自身不会被感应芯迭片有效加热。可以满足导丝辊表面附近的局部加热。由于用来生产迭片的材料，迭片感应芯相比较于铸铁感应芯具有明显更高的磁饱和极限，籍此，通过这种感应器可以产生大大增强的磁场。已知迭片感应芯的一个缺陷是，感应芯迭片必须单独地焊接到内管上。而且，将感应芯迭片排列成星形，也就是间隔放置在外直径上，很昂贵。为此，制成感应芯迭片的金属片在它们的外部区域有一个作为隔离物的突出部。然后在感应芯的装配过程中，金属片单独放置。为了更好地固定，金属片可以通过焊接固定到管套上，由此，装配有这种感应芯的导丝辊在运转过程中就会产生不利的涡流。利用迭片感应芯一定能取得高的加热功率，但它们生产成本昂贵并因此成本密集。
文献DE1957110A1和CH467363A每一个都公开了一种带有感应芯的可加热导丝辊，感应芯包括许多径向星形放置的感应芯迭片，其中提供有作为定位装置的固定装置。定位装置沿底板周缘形成，以便防止感应芯迭片沿径向滑动。
文献US3448233公开了一种带有感应芯的可加热导丝辊，该感应芯包括许多感应芯迭片，它们沿径向呈星形放置并且由长方形金属片组件形成。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于感应加热导丝辊的感应芯和感应器，以及一种可感应加热导丝辊，能够避免在先技术的不足并且特别易于生产，而且还能够获得高的加热功率。
关于感应芯的发明目的通过用于可加热导丝辊的感应芯实现，该感应芯包括许多感应芯迭片，它们沿径向星形放置，具有径向截面和分别的一个外轴向截面和一个内轴向截面。感应芯包括具体表示为定位装置的固定装置，其中固定装置用来将感应芯迭片的边缘部位固定到底板上，底板分别带有一个和径向截面配合的表面。在这种情况下，感应芯迭片放置在底板之间。具体表示为定位装置的固定装置具体是舌榫定位装置，其位于底板上并位于径向截面上，并且沿径向向外伸展。定位装置制作成舌榫插塞接头的连接形式，其中，感应芯迭片的径向截面优选作为舌状物插入底板的相匹配的互补槽中，并由此被定位。这涉及特别易于生产的固定装置的一个实施例。此外，固定装置可以用来将感应芯迭片和内管固定在一起，感应芯迭片的内轴向截面位于内管的外表面上。所以，感应芯具有底板，这些底板带有和每一个径向截面相配合的一个表面。感应芯迭片位于底板之间，并且固定装置用来将感应芯迭片的径向截面固定到底板上。底板的配合表面朝向感应芯迭片的径向截面。配合表面具有形成径向截面的造型。在最简单的实施例中，径向截面和/或轴向截面是优选冲压金属片的直边。底板表面上的造型具体是从各个底板的中心点沿径向向外伸展的槽，感应芯迭片的径向截面可以分别插入上述的槽中。这使得感应芯迭片相对于底板的位置固定。
生产按照本发明的感应芯无需焊接过程。感应芯迭片通过简单接合和/或装配而固定在底板或内管的适当位置上。提供了一种将已知迭片感应芯的优点与简单和低成本可制造性相结合的迭片感应芯。利用根据本发明的感应芯可以达到1000瓦以上的加热功率，籍此，和要处理的纤维接触的导丝辊的表面可被加热到240℃以上。可以实现温度变化迅速的精确的加热。而且，感应芯长度可以通过简单变化感应芯迭片的长度而改变，而无需增加额外的装配费用。
感应芯迭片尤其优选是一种长方形金属片组件，这种金属片组件优选带有模制于其上的隔离物。长方形金属片组件可以有利地由冲压的金属片制成，就像在变压器中的那样。许多长方形金属片组件的布置使得按照本发明的感应芯的装配相比较于带有许多作为感应芯迭片的单个金属片的实施例变得容易，其中它们的磁性能值是相同的。隔离物使得金属片在大的区域内不会以电传导的形式被连接，由此电涡流的形成变得分外难。此外，在金属片之间形成有规则的间距，籍此可以产生一个对称的磁场，由此可以对导丝辊进行均衡的加热。
金属片优选是一种冲压件。由此可以简单并且快速地生产感应芯迭片。感应芯迭片优选由变压器金属片生产，例如冲压。
特别优选是，每一个定位装置都包括一个位于底板中的周向槽和与周向槽相匹配的位于径向截面上的突起，以及和径向截面相匹配的位于底板中的径向槽。定位装置的这个实施例特别适合固定金属片组件形式的感应芯迭片的位置。在这种情况下，可以通过周向槽防止金属片组件沿径向滑动，并且可以通过径向槽防止金属片组件沿与径向垂直的方向滑动和/或扭转。
感应芯迭片特别优选具有径向截面的径向截面延伸部，径向截面延伸部延伸超出感应芯迭片的外轴向截面。感应芯迭片的这种形式使得将磁场从感应芯区域.有效引入导丝辊的电传导部分成为可能。这些电传导部分然后可以被特别快速并且有效地加热。此外，带有线圈绕组的管套然后被固定到感应芯迭片上的适当位置。
底板优选用径向穿过的螺杆拧住固定在一起，螺杆优选在感应芯迭片之间的中间空间穿过。这种类型的螺杆连接使得可以将感应芯迭片沿感应芯的轴向稳定地固定。底板和感应芯迭片轴向稳定地固定在一起。如果螺杆在感应芯迭片之间穿过，螺杆自身另外强化产生的磁场。
底板优选由非磁性材料例如铝制成。这避免了来自感应芯区域的磁场在轴向的强化。除了本发明的上述感应芯，本发明的感应器另外包括线圈绕组，其中线圈绕组被缠绕在感应芯上。线圈绕组也可以绕在环绕感应芯的管套上。然后线圈形式也就是套管上的线圈绕组可以预制。感应芯然后插入线圈形式中或感应芯迭片单独地插入管套中以组装感应器，然后加入底板；固定装置，也就是优选定位装置，被适当定位，并且如果合适，然后轴向用螺杆固定到感应芯上。
根据本发明的可加热导丝辊具有圆柱形基本形状，其中本发明的感应器放置在导丝辊中。
随后将通过具体实施例并参考附图详细介绍本发明。
附图说明
图1显示了本发明的感应芯，其中图1a显示一个底板拧掉以示出配合表面和固定装置。
图2显示本发明感应芯的优选实施例，它的感应芯迭片是长方形金属片组件。
图3显示用来组建根据图2的感应芯的、一个金属片组件形式的感应芯迭片。
图4显示本发明感应加热导丝辊的横截面。
附图中的图示意性地显示本发明的主题，不应该被理解为按比例的。将根据本发明的主题的元件单个显示出来，以便它们的结构可以显示清楚。
具体实施方式
图1显示本发明的感应芯10。感应芯10具有许多感应芯迭片11，它们沿径向星形放置，具有径向截面12和分别的一个外轴向截面13和一个内轴向截面。感应芯10包括两个优选由非磁性材料比如铝制成的底板19、20，每一个底板都有一个和径向截面12相配合的表面21以及固定装置22。感应芯迭片11位于两个底板19和20之间。固定装置22用于将感应芯迭片11的径向截面12固定到底板19和20上。感应芯迭片11具有径向截面12的径向截面延伸部14，径向截面延伸部14延伸超出感应芯迭片11的外轴向截面13。图1a中，底板19被拧掉以显示配合表面21和固定装置22。固定装置22，具体表示为定位装置23，放置在底板19和20的径向上并位于径向截面12上。由感应芯迭片11与径向截面12以及底板19、20中的径向槽28相邻的区域形成定位装置。在最简单的例子中，径向槽28包括底板19、20中的狭缝，它们在长度和宽度上与感应芯迭片11的径向截面12相应。感应芯迭片11环绕内管25放置，以便感应芯迭片11的内轴向截面和内管25相邻。
这使得感应芯迭片不会在径向向内滑动。然而，因为可以通过合适地在底板19、20上形成固定装置，从而可以将感应芯迭片固定在径向的位置，所以无需内管也是可能的。
图2显示本发明感应芯的优选实施例，其感应芯迭片11具体是一种近似长方形的金属片组件31。例如，8个金属片组件31可呈星形放置，并且为其在底板19、20中设有槽28。感应芯迭片11，就是单个金属片(通过这些单个金属片，感应芯迭片被连接在一起)，具有径向截面12的径向截面延伸部14，径向截面延伸部14延伸超出感应芯迭片11的外轴向截面13。定位装置具体分别是一个用来将感应芯迭片11径向固定在底板19、20中的周向槽26，和感应芯迭片11的径向截面12上的、与周向槽26相配合的突起27，以及和底板19、20中的感应芯迭片11的径向截面12相配合的径向槽28。底板19、20用轴向并且在感应芯迭片11之间的中间空间穿过的螺杆30固定在一起。感应芯迭片由金属片连接在一起，这些金属片可以是冲压件。各单个金属片也可以通过电绝缘层相互绝缘。
图3显示感应芯迭片11的金属片组件31，比如用来组建图2中所示的感应芯。部件31包括六个金属片。单个感应芯迭片11具有径向截面12，在那里径向截面延伸部14延伸超出感应芯迭片11的外轴向截面13。感应芯迭片11在径向截面延伸部14区域的径向截面12上有突起27。这些突起27适于将感应芯迭片11的金属片组件31和底板固定在一起，如图2所示，依照一个舌榫接头，固定在底板表面的周向槽中。金属片组件31的单个金属片具有和感应芯迭片11所述的形态相配的形态。
图4显示本发明的感应加热导丝辊的横截面，其中只有导丝辊旋转轴以上的导丝辊的上半部分显示出来。感应芯10、线圈绕组32、形成导丝辊基本形状的圆筒的导丝辊盖37和底板19、20显示出来。导丝辊盖37形成一个短路环(short-circuit ring)，它用于感应芯10感应产生的磁场的磁场线34。感应电流通过例如一个铜环33放大。
本发明不局限于在前描述的实施例。相反，可以有许多利用本发明技术特征的不同类型设计的变化实施形式。
用于可加热导丝辊的感应芯10，其包括许多感应芯迭片11，它们沿径向呈星形放置，具有径向截面12和分别的一个外轴向截面13和一个内轴向截面。感应芯10具有底板19、20，底板又分别具有一个和径向截面12以及固定装置22相配合的表面21，其中，感应芯迭片11放置在底板19、20之间，并且其中固定装置22用来将感应芯迭片11的径向截面12固定到底板19和20上，或者可选地，并且/或者固定到内管的外表面。

Claims (12)

1.一种用于可加热导丝辊(35)的感应芯(10)，包括许多沿径向呈星形放置的感应芯迭片(11)，它们具有径向截面(12)和分别的一个外轴向截面(13)和一个内轴向截面，其中，感应芯(10)有具体表示为定位装置(23)的固定装置(22)，其中固定装置(22)用来将感应芯迭片(11)的径向截面(12)固定到底板(19，20)上，底板(19，20)分别带有一个和径向截面(12)相配合的表面(21)，以便感应芯迭片(11)放置在底板(19，20)之间，其特征在于，定位装置(23)具体表示为舌榫定位装置(23)，其位于底板上并位于径向截面上，而且沿径向向外延伸。
2.根据权利要求1的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，感应芯迭片(11)被构造成长方形的金属片组件(31)。
3.根据权利要求2的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，所述金属片具体是冲压件。
4.根据权利要求1-3中之一的用于可加热导丝辊(35)的感应芯(10)，其特征在于，固定装置(22)用来将感应芯迭片(11)的内轴向截面固定到内管的外表面。
5.根据权利要求1的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，每一个所述定位装置都包括位于底板(19，20)中的一个周向槽(26)，和径向截面(12)上的、与周向槽(26)相配合的突起(27)，以及和底板(19，20)中的径向截面12相配合的径向槽(28)。
6.根据权利要求1的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，感应芯迭片(11)具有径向截面(12)的径向截面延伸部(14)，径向截面延伸部(14)延伸超出感应芯迭片(11)的外轴向截面(13)。
7.根据权利要求1的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，底板(19，20)用轴向穿过的螺杆(30)固定在一起。
8.根据权利要求7的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，螺杆(30)在感应芯迭片(11)之间的中间空间穿过。
9.根据权利要求1的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，底板(19，20)由非磁性材料制成。
10.根据权利要求9的用于可加热导丝辊(35)的感应芯，其特征在于，底板(19，20)由铝制成。
11.一种用于可加热导丝辊(35)的感应器，包括根据权利要求1-10中至少一项所述的感应芯(10)以及线圈绕组(32)，其中线圈绕组(32)绕在感应芯迭片(11)上。
12.一种可加热导丝辊(35)，包括圆柱形基本形状和根据权利要求11所述的、放置在导丝辊(35)中的感应器。
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