-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Induktionsheizwalzenvorrichtung, und genauer gesagt, eine freitragende Induktionsheizwalzenvorrichtung.
-
TECHNISCHER HINTERGRUND
-
Im Herstellungsprozess für synthetische Fasern, wie z. B. Nylon, Polyester und dergleichen, erfolgt ein Längsstreckungsprozess, in welchem die Fasern nach dem Spinnen erhitzt und in Längsrichtung gedehnt werden, wodurch eine Ausrichtung der Molekularstruktur erfolgt, so dass beispielsweise die Zugfestigkeit erhöht wird.
-
Für diesen Längsstreckungsprozess werden mehrere Induktionsheizwalzenvorrichtungen verwendet, wobei die synthetischen Fasern gewöhnlich erhitzt und aufgrund der unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten der verschiedenen Induktionsheizwalzenvorrichtungen gestreckt werden.
-
Wie in Patentdokument 1 offenbart, umfasst eine solche Induktionsheizwalzenvorrichtung einen Walzenkörper und eine Magnetflusserzeugungsvorrichtung, wobei der Walzenkörper an seiner Bodenmitte einen axialen Passabschnitt aufweist und die Magnetflusserzeugungsvorrichtung einen hohlzylindrischen Eisenkern und eine Induktionsspule aufweist, die im Innern des Walzenkörpers angeordnet sind. Das vordere Ende einer Drehwelle eines Motors ist in den axialen Passabschnitt des Walzenkörpers gepasst, wodurch der Walzenkörper freitragend gelagert ist und durch den Motor direkt rotatorisch angetrieben wird. In dieser Anordnung wird der Walzenkörper erwärmt, indem der Walzenkörper durch den Motor gedreht wird, und die Induktionsspule in der Magnetflusserzeugungsvorrichtung durch eine alternierende Stromquelle erregt wird. In einer spezielleren Ausgestaltung dieser Induktionsheizwalzenvorrichtung ist ein einstückig mit dem Motor gekoppelter Flanschabschnitt vorgesehen, der einen hohlzylindrischen Abschnitt aufweist, der sich in einen Hohlraum des Walzenkörpers erstreckt. Dieser hohlzylindrische Abschnitt erstreckt sich in das Innere des Walzenkörpers, entlang der axialen Richtung des Walzenkörpers. Die Magnetflusserzeugungsvorrichtung ist an der äußeren Wandung des hohlzylindrischen Abschnitts befestigt. Ferner ist ein Wälzlager zwischen der Drehwelle und der inneren Wandung an der Vorderseite des hohlzylindrischen Abschnitts installiert, und die Drehwelle ist durch dieses Wälzlager frei drehbar in Bezug auf den hohlzylindrischen Abschnitt gelagert.
-
Allerdings besteht bei einer Anordnung, in der die Drehwelle durch ein Wälzlager gelagert ist, das Problem, dass je nach der durch die Abnutzung bedingten Lebensdauer des Wälzlagers, das Wälzlager regelmäßig ausgetauscht werden muss. Insbesondere entsteht somit ein sehr hoher Arbeitsaufwand für den Austausch des Wälzlagers der Induktionsheizwalzenvorrichtung.
-
Andererseits gibt es Vorrichtungen, bei denen der Walzenkörper durch Magnetlager gelagert ist, wie in Patentdokument 2 offenbart. Diese Magnetlager sind auf der äußeren Oberfläche des hohlzylindrischen Abschnitts vorgesehen, und ihre Magnetpolabschnitte sind gegenüber der inneren Oberfläche des Walzenkörpers vorgesehen. Durch ein Vorsehen von solchen radial nach außen gerichtetes Magnetlagern wird die Fläche an der die Magnetpolabschnitte gegenüber vom Walzenkörper (zum lagernden Körper) angeordnet sind so groß wie möglich gestaltet, so dass die Lagerstabilität erhöht wird.
-
Allerdings besteht bei einer Anordnung, bei der der Walzenkörper mit Magnetlagern gelagert ist, das Problem, dass die Magnetlager auf beiden axialen Seiten der Magnetflusserzeugungsvorrichtung angeordnet, und der Pfad des durch die Magnetflusserzeugungsvorrichtung erzeugten magnetischen Flusses aufgrund der Magnetlager eingeschränkt ist. Somit kann der magnetische Fluss nicht durch den gesamten Walzenkörper laufen, so dass es schwierig ist, den Walzenkörper auf eine gleichmäßige Temperatur zu regeln.
-
Um das Problem der ungleichmäßigen Temperatur im Walzenkörper aufgrund der relativen Anordnung von Magnetlagern und Magnetflusserzeugungsvorrichtung zu lösen, offenbart das Patentdokument 3 eine Anordnung, bei welcher der Magnetpfad durch ein Führungselement axial verlängert ist, und der magnetische Fluss weiter als das Magnetlager nach außen geführt ist, wodurch eine gleichmäßigere Temperatur im Walzenkörper erzielt werden soll.
-
Allerdings, ist es auch bei einer Anordnung, in der der Magnetpfad durch ein Führungselement verlängert ist, schwierig, die Temperatur des Walzenkörpers gleichmäßig zu machen, da die magnetische Flussdichte, die durch den Walzenkörper verläuft, sich je nach Position in axialer Richtung unterscheidet. Ferner führt eine Anordnung, in welcher das Führungselement innerhalb des Walzenkörpers angeordnet ist, zu einer Vergrößerung des Walzenkörpers und zu einer Beschränkung hinsichtlich der Anordnung anderer struktureller Elemente, wie zum Beispiel der Magnetlager, so dass auch dies keine allumfassende Lösung darstellt.
-
Weiterhin ist das vordere Magnetlager nach innen gerichtet angeordnet, so dass die Magnetpolabschnitte gegenüber der äußeren Oberfläche der Drehwelle liegen, aber um die Stützstabilität zu gewährleisten, muss es in Längsrichtung groß ausgebildet sein, und in diesem Falle bestehen weitere Beschränkungen hinsichtlich des Bereiches, der von magnetischem Fluss durchflossen wird, so dass es schwierig ist, eine gleichmäßige Temperatur im Walzenkörper sicherzustellen.
-
STAND DER TECHNIK
-
PATENTDOKUMENTE
-
- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung Nr. JP2009-163968A
- Patentdokument 2: Japanisches Patent Nr. 4106277
- Patentdokument 3: Japanisches Patent Nr. 4221227
-
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
-
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen, und die Stützstabilität der Magnetlager zu verbessern, wobei gleichzeitig eine gleichmäßige Temperatur des Walzenkörpers sichergestellt wird.
-
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
-
Eine Induktionsheizwalzenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen mit einem Boden versehenen hohlzylindrischen Walzenkörper, der eine sich in axialer Richtung erstreckende Mantelkammer umfasst, in die ein zweiphasiges Heizmedium mit Gas- und Flüssigkeitsphase eingeschlossen ist; eine Drehwelle, die an der Bodenmitte des Walzenkörpers englang der Rotationsachse des Walzenkörpers angeordnet ist; einen Stützkörper, in den die Drehwelle eingeführt ist, der im Zwischenraum zwischen dem Walzenkörper und der Drehwelle angeordnet ist, und der mit einer Magnetflusserzeugungsvorrichtung versehen ist, welche einen hohlzylindrischen Eisenkern und eine um diesen hohlzylindrischen Eisenkern gewickelte Induktionsspule aufweist; und radiale Magnetlager, welche jeweils einen Magnetpolabschnitt aufweisen, der an einer inneren Oberfläche des Stützkörpers gegenüber der äußeren Oberfläche der Drehwelle angeordnet ist, wobei die radialen Magnetlager die Drehwelle an ihrer vorderen Seite und ihrer hinteren Seite in radialer Richtung kontaktlos lagern. Somit wird die Drehwelle durch Magnetlager gelagert, so dass kein Verschleiß auftritt, wie im Falle der Verwendung eines Wälzlagers, und die Lebensdauer der Lager erheblich verlängert werden kann. Weiterhin ist der Walzenkörper mit einer Mantelkammer versehen, in die ein zweiphasiges Heizmedium mit Gas- und Flüssigkeitsphase eingeschlossen ist, so dass die Temperatur des Walzenkörpers in axialer Richtung ausgeglichen werden kann. Da eine Mantelkammer vorgesehen ist, kann die Temperatur ferner auch dann ausgeglichen werden, wenn die Magnetlager in axialer Richtung verlängert sind, so dass die Magnetlager in axialer Richtung vergrößert vorgesehen werden können, und die Stützstabilität der Drehwelle somit verbessert werden kann. Weiterhin stützen die Magnetlager die Drehwelle in radialer Richtung nach innen gerichtet, so dass die Magnetlager ohne Berücksichtigung der relativen Position des Walzenkörpers und der Magnetlager angeordnet werden können. Dabei kann die Stützstabilität kann weiter verbessert werden, zum Beispiel dadurch, dass das hintere Magnetlager außerhalb des Walzenkörpers angeordnet ist.
-
Um die Stützstabilität des Walzenkörpers und der Drehwelle zu erhöhen, ist vorzugsweise das vordere radiale Magnetlager innerhalb des Walzenkörpers angeordnet, und das hintere radiale Magnetlager ist außerhalb des Walzenkörpers angeordnet.
-
Wenn die Drehwelle durch Magnetlager gelagert ist, ist eine schnellere Drehung möglich, als wenn die Drehwelle durch Wälzlager gelagert ist, so dass wenn der Walzenkörper und die Drehwelle durch eine Konuspassung und mittels Befestigungselementen gekoppelt sind, das Problem besteht, dass ein großes Spiel zwischen dem Walzenkörper und der Drehwelle entsteht und die Steifigkeit klein wird. Um dieses Problem zu lösen, sind der Walzenkörper und die Drehwelle vorzugsweise einstückig ausgebildet.
-
Um den Stützkörper und den Walzenkörper in radialer Richtung nicht zu vergrößern, sind das vordere radiale Magnetlager und die Magnetflusserzeugungsvorrichtung vorzugsweise derart vorgesehen, dass sie sich in axialer Richtung nicht überlappen.
-
Um instabile Schwingungen zu unterdrücken, die durch Temperaturänderungen in den Magnetlagern auftreten können, ist in einem Abschnitt des Stützkörpers, in welchem die radialen Magnetlager vorgesehen sind, vorzugsweise ein Kühlfluidkanal ausgebildet, durch welchen ein Kühlfluid fließt.
-
Auch durch Vorsehen eines wärmeisolierenden Materials in der äußeren Oberfläche, die gegenüber der inneren Oberfläche des Walzenkörpers im Stützkörper angeordnet ist, kann ein Anstieg der Temperatur der Magnetlager im stationären Betrieb unterdrückt werden, und instabile Schwingungen können verhindert werden.
-
EFFEKT DER ERFINDUNG
-
Mit der vorliegenden Erfindung gemäß der oben beschriebenen Anordnung kann die Stützstabilität der Magnetlager verbessert werden, wobei gleichzeitig eine gleichmäßige Temperatur des Walzenkörpers sichergestellt werden kann.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
-
1 ist eine Schnittdarstellung einer Induktionsheizwalzenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
2 ist eine Schnittdarstellung durch A-A, die ein vorderes Magnetlager gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
-
3 ist eine Schnittdarstellung einer Induktionsheizwalzenvorrichtung gemäß einer modifizierten Ausführungsform.
-
4 ist eine Schnittdarstellung einer Induktionsheizwalzenvorrichtung gemäß einer modifizierten Ausführungsform.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Induktionsheizwalzenvorrichtung
- 2
- Walzenkörper
- 21A
- Mantelkammern
- 3
- Drehwelle
- 5
- Magnetflusserzeugungsvorrichtung
- 51
- hohlzylindrischer Eisenkern
- 52
- Induktionsspule
- 4
- Stützkörper
- 6
- vorderes radiales Magnetlager
- 6a, 6b
- Magnetpolabschnitte
- 7
- hinteres radiales Magnetlager
- 7a, 7b
- Magnetpolabschnitte
- 4A
- Rühlfluidkanäle
-
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Induktionsheizwalzenvorrichtung erläutert.
-
Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Induktionsheizwalzenvorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform einen Walzenkörper 2, eine Drehwelle 3, welche an der Bodenmitte des Walzenkörpers 2 vorgesehen ist, einen Stützkörper 4, welcher die Drehwelle 3 drehbar stützt und in welchem eine Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 angeordnet ist, sowie radiale Magnetlager 6 und 7, welche an der inneren Oberfläche des Stützkörpers 4 vorgesehen sind und die Drehwelle 3 an ihrem vorderen Ende und ihrem hinteren Ende in radialer Richtung kontaktfrei lagern. Es sollte beachtet werden, dass ferner ein Axialmagnetlager vorgesehen ist, welches die Drehwelle 3 kontaktfrei in axialer Richtung lagert, obwohl dies nicht näher dargestellt ist.
-
Der Walzenkörper 2 hat eine mit einem Boden versehene hohlzylindrische Form und die Drehwelle 3 ist an seiner Bodenmitte einstückig mit dem Walzenkörper 2 vorgesehen. In einer seitlich umlaufenden Wandung 21 des Walzenkörpers 2 sind mehrere sich in Längsrichtung (Axialrichtung) erstreckende Mantelkammern 21A, in welche ein zweiphasiges Heizmedium mit Gas- und Flüssigkeitsphase eingeschlossen ist, beispielsweise in gleichmäßigen Abständen entlang des Umfangs ausgebildet, wobei die Mantelkammern 21A über ein ringförmiges Loch, welches in umlaufender Richtung der seitlich umlaufenden Wandung 21 am Ende der Mantelkammern 21A vorgesehen ist, miteinander verbunden sind. Aufgrund des latenten Wärmeaustauschs des zweiphasigen Heizmediums mit Gas- und Flüssigkeitsphase, mit welchem die Mantelkammern 21A gefüllt sind, wird der Walzenkörper 2 mit einer gleichmäßigen äußeren Oberflächentemperatur versehen. Ferner sind die Mantelkammern 21A über nahezu die gesamte axiale Länge der seitlich umlaufenden Wandung 21 des Walzenkörpers 2 vorgesehen, und zwar auch über die Stelle hinaus, an welcher sie gegenüber von der Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 angeordnet sind. Ferner ist in das vordere Ende der seitlich umlaufenden Wandung 21 des Wärmekörpers 2 ein Temperatursensor 10 zum Erfassen der Temperatur an der äußeren Oberfläche eingebettet.
-
Die Drehwelle 3 der vorliegenden Ausführungsform ist einstückig mit dem Walzenkörper 2 ausgebildet, und ist entlang der Rotationsmittelachse C an der Bodenmitte des Walzenkörpers 2 vorgesehen. Ferner ist am hinteren Ende 301 der Drehwelle 3 ein Rotor 81 eines Antriebsmotors 8 derart lösbar befestigt, dass er in Umfangsrichtung äquidistant beabstandet ist. In einem Beispiel ist das hintere Ende 301 der Drehwelle 3 konusförmig ausgebildet und verjüngt sich nach hinten hin, wobei die innere Oberfläche des Rotors 81 ebenfalls eine Konusform aufweist, welche dem Konus des hinteren Endes 301 entspricht. Der Rotor 81 ist auf das hintere Ende 301 der Drehwelle 3 gepasst, und mit Befestigungselementen 9, wie z. B. Schraube und Mutter, am hinteren Ende 301 befestigt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das hintere Magnetlager 7 in einfacher Weise nach hinten zu entnehmen, indem die Befestigungselemente 9 gelöst und der Rotor 81 abgenommen wird, um das hintere Magnetlager 7 auszutauschen.
-
Die Drehwelle 3 ist in das Innere des Stützkörpers 4 eingeführt, und das vordere Ende des Stützkörpers 4 ist im Zwischenraum zwischen dem Walzenkörper 2 und der Drehwelle 3 angeordnet. Der Stützkörper 4 lagert die Drehwelle 3 an ihrem vorderen Ende und ihrem hinteren Ende mit den Magnetlagern 6 und 7. Ein Stator 82 des Antriebsmotors 8 ist an der inneren Oberfläche des Stützkörpers 4, gegenüber vom Rotor 81 an der Drehwelle 3 vorgesehen. Genauer gesagt umfasst der Stützkörper 4 ein Stützkörperhauptteil 41 sowie einen Statorbefestigungsabschnitt 42. An dem Stützkörperhauptteil 41 sind das Vordere Magnetlager 6 und das hintere Magnetlager 7 befestigt. Am Statorbefestigungsabschnitt 42, welcher am hinteren Ende des Stützkörperhauptteils 41 vorgesehen ist, ist der Stator 82 befestigt.
-
Der Stützkörperhauptteil 41 umfasst einen hohlzylindrischen Abschnitt 411 sowie einen Flanschabschnitt 412. Der hohlzylindrische Abschnitt 411 hat einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Walzenkörpers 2. Der Flanschabschnitt 412 hat einen Außendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des hohlzylindrischen Abschnitts 411 und deckt eine Öffnung im Walzenkörper 2 am Fußende des hohlzylindrischen Abschnitts 411 ab. In einer seitlichen umlaufenden Wandung des Stützkörperhauptteils 41 sind mehrere Kühlfluidkanäle 4A ausgebildet, welche in die äußere Oberfläche des Flanschabschnitts 412 münden und sich zum vorderen Ende des hohlzylindrischen Abschnitts 411 hin erstrecken. Die Kühlfluidkanäle 4A sind am vorderen Ende des Stützkörpers 4 abgebogen und münden in die äußere Oberfläche des Flanschabschnitts 412. In die Kühlfluidkanäle 4A ist ein Kühlfluid, wie zum Beispiel Wasser oder Öl eingefüllt, und der Stützkörper 4 wird durch den Durchfluss dieses Kühlmittels gekühlt. Durch diese Kühlung werden wiederum die Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 und das vordere Magnetlager 6 gekühlt. Dadurch, dass das vordere Lager 6 durch Vorsehen von Kühlfluidkanälen 4A gekühlt wird, kann die Lagertemperatur im thermisch stationären Betrieb gesenkt werden, so dass Unterschiede im Lagerspalt sowie im Druck zwischen der Zeit des Zusammenbaus und des stationären Betriebs klein gemacht werden können, und auch in der Zeit bis zum stationären Betrieb können instabile Schwingungen unterdrückt werden.
-
Die Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 hat eine hohlzylindrische Form und umfasst einen hohlzylindrischen Eisenkern 51 sowie eine Induktionsspule 52. Der Eisenkern 51 ist derart am Stützkörper 4 (genauer gesagt, am hohlzylindrischen Abschnitt 411) angeordnet, dass er sich entlang der inneren Oberfläche des Walzenkörpers 2 erstreckt, und ist durch das Aufschichten von gebogenen magnetischen Stahlblechen in radialer Form entlang der umlaufenden Richtung gebildet. Die Induktionsspule 52 ist um die äußere Oberfläche des hohlzylindrischen Eisenkerns 51 gewickelt.
-
Wenn mit der Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 eine Wechselspannung an die Induktionsspule 52 angelegt wird, dann wird ein alternierender Magnetfluss erzeugt, und dieser alternierende Magnetfluss fließt durch den hohlzylindrischen Eisenkern 51 und die seitliche umlaufende Wandung 21 des Walzenkörpers 2. Aufgrund dieses Durchflusses wird im Walzenkörper 2 eine Strom erzeugt, und durch diesen Strom erzeugt der Walzenkörper 2 Joulesche Wärme.
-
Weiterhin ist auf der äußeren Oberfläche des Stützkörpers 4, gegenüber der inneren Oberfläche des Walzenkörpers 2, genauer gesagt auf der äußeren Oberfläche des hohlzylindrischen Abschnitts 411 des Stützkörpers 4 und der Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 ein wärmeisolierendes Material 11 vorgesehen. Dadurch kann einem Anstieg der Temperatur der Magnetlager im stationären Zustand entgegengewirkt werden, und instabile Schwingungen können unterdrückt werden.
-
Das vordere Magnetlager 6 weist Magnetpole 6a und 6b auf, welche an der inneren Oberfläche des Stützkörpers 4 angeordnet sind, gegenüber der äußeren Oberfläche der Drehwelle 3, und lagert die Drehwelle 3 an ihrem vorderen Ende kontaktlos in radialer Richtung. Das vordere Magnetlager 6 ist vor der Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 vorgesehen, innerhalb des Walzenkörpers 2.
-
Genauer gesagt umfasst das vordere Magnetlager 6, wie in der vergrößerten Teilansicht in 1 und in der Schnittansicht durch A-A in 2 dargestellt, vier Magnetlager, welche in gleichmäßigen Abständen in Umlaufrichtung an der inneren Oberfläche am vorderen Ende des Stützkörpers 4 (genauer gesagt, an der inneren Oberfläche am Vorderende des hohlzylindrischen Abschnitts 411) vorgesehen sind. Diese Magnetlager 6 weisen jeweils ein Joch 61 und Spulen 62 auf. Das Joch 61 ist im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig und an seinen beiden Enden sind Magnetpolabschnitte 6a und 6b ausgebildet. Die Spulen 62 sind um die Magnetpolabschnitte 6a und 6b des Jochs 61 gewickelt. Am vorderen Ende der Magnetpolabschnitte 6a und 6b ist ein kreisbogenförmiger konkaver Abschnitt ausgebildet, welcher im Wesentlichen dieselbe Krümmung aufweist wie die äußere Oberfläche der Drehwelle 3. Diese vordere Oberfläche der Magnetpolabschnitte 6a und 6b ist gegenüber der äußeren Oberfläche der Drehwelle 3 angeordnet. Es sollte beachtet werden, dass die innere Oberfläche am vorderen Ende des hohlzylindrischen Abschnitts 411, an welchem das vordere Magnetlager 6 angeordnet ist, mit einem großen Innendurchmesser versehen ist, so dass das vordere Ende der Magnetpolabschnitte 6a und 6b des vorderen Magnetlagers 6 im Wesentlichen mit der übrigen inneren Oberfläche fluchtet.
-
Ferner umfasst das hintere Magnetlager 7 Magnetpolabschnitte 7a und 7b, welche an der inneren Oberfläche des Stützkörpers 4, gegenüber der äußeren Oberfläche der Drehwelle 3 vorgesehen sind, und lagern die Drehwelle 3 am hinteren Ende kontaktlos in radialer Richtung. Das hintere Magnetlager 7 ist hinter der Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 vorgesehen, und zwar außerhalb vom Walzenkörper 2. Der Grund warum das hintere Magnetlager 7 auf diese Weise außerhalb des Walzenkörpers 2 angeordnet ist, ist damit das hintere Magnetlager 7 an der inneren Oberfläche des Stützkörpers 4 vorgesehen ist, die Magnetpolabschnitte 7a und 7b gegenüber von der äußeren Oberfläche der Drehwelle 3 vorgesehen sind, und keine Konfiguration vorliegt, in welcher die Magnetpolabschnitte 7a und 7b gegenüberliegend von der inneren Oberfläche des Walzenkörpers 2 vorgesehen sind.
-
Genauer gesagt umfasst das hintere Magnetlager 7, wie in 1 dargestellt, vier Magnetlager, welche in gleichmäßigen Abständen in Umlaufrichtung an der inneren Oberfläche des Stützkörpers 4 (Flanschabschnitt) vorgesehen sind. Wie im vorderen Magnetlager 6, weisen diese Magnetlager jeweils ein Joch 71 und Spulen 72 auf, wobei das Joch 71 im Querschnitt im Wesentlichen U-förmig ist und an seinen beiden Enden Magnetpolabschnitte 7a und 7b aufweist, und die Spulen 72 um die Magnetpolabschnitte 7a und 7b des Jochs 71 gewickelt sind.
-
Zwischen dem vorderen Magnetlager 6 und dem hinteren Magnetlager 7 ist ein Aufsetzlager 12 vorgesehen, um die Drehwelle 3 im Notfall zu lagern, falls aufgrund eines Stromausfalls oder dergleichen die Magnetlager 6 und 7 gestoppt werden, und welches beispielsweise als Wälzlager oder als Gleitlager ausgebildet sein kann.
-
<Effekt der Vorliegenden Ausführungsform>
-
Mit der Induktionsheizwalzenvorrichtung 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Drehwelle 3 durch Magnetlager 6 und 7 gelagert, so dass kein Verschleiß wie im Falle der Verwendung von Wälzlagern erfolgt, und die Lebensdauer der Lager erheblich verlängert werden kann. Ferner sind in dem Walzenkörper 2 Mantelkammern 21A vorgesehen, in die ein zweiphasiges Heizmedium mit Gas- und Flüssigkeitsphase eingeschlossen ist, so dass die Temperatur in der axialen Richtung des Walzenkörpers 2 ausgeglichen werden kann. Da die Mantelkammern 21A vorgesehen sind, kann die Temperatur ferner auch dann ausgeglichen werden, wenn die Magnetlager 6 und 7 in axialer Richtung verlängert sind, so dass die Magnetlager 6 und 7 in axialer Richtung vergrößert werden können, und die Stützstabilität der Drehwelle 3 und des Walzenkörpers 2 somit verbessert werden kann. Weiterhin stützen die Magnetlager 6 und 7 die Drehwelle 3 in radialer Richtung nach innen gerichtet, so dass die Magnetlager 6 und 7 ohne Berücksichtigung der relativen Position des Walzenkörpers 2 und der Magnetlager 6 und 7 angeordnet werden können. Insbesondere kann der Abstand zwischen dem vorderen Magnetlager 6 und dem hinteren Magnetlager 7 groß gewählt werden, so dass beispielsweise das hintere Magnetlager 7 außerhalb des Walzenkörpers 2 angeordnet werden kann, und die Stützstabilität weiter verbessert werden kann.
-
<Weitere Ausführungsformen>
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt.
-
So wurde in der obigen Ausführungsform eine Anordnung beschrieben, in welcher der Stützkörper 4 in axialer Richtung eine einzige Magnetflusserzeugungsvorrichtung 5 aufweist, welche von dem vorderen Magnetlager 6 und dem hinteren Magnetlager 7 flankiert ist. Allerdings ist es auch möglich, dass, wie in 3 dargestellt, der Stützkörper 4 in axialer Richtung zwei Magnetflusserzeugungsvorrichtungen 5 aufweist, und das vordere Magnetlager 6 zwischen diesen Magnetflusserzeugungsvorrichtungen 5 angeordnet ist.
-
Ferner ist die Anzahl der Magnetflusserzeugungsvorrichtungen 5 nicht auf zwei beschränkt, und es können in axialer Richtung auch drei oder mehr vorgesehen werden.
-
Weiterhin sind in der obigen Ausführungsform mit dem vorderen Magnetlager 6 und dem hinteren Magnetlager 7 zwei Magnetlager in axialer Richtung vorgesehen, es ist jedoch auch möglich in axialer Richtung drei oder mehr Magnetlager vorzusehen.
-
Zudem ist das hintere Magnetlager 7 in der obigen Ausführungsform vor dem Antriebsmotor 8 außerhalb des Walzenkörpers 2 angeordnet, und ist also zwischen dem Walzenkörper 2 und dem Antriebsmotor 8 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, wie in 4 dargestellt, dass das hintere Magnetlager 7 hinter dem Antriebsmotor 8, genauer gesagt, zwischen dem Antriebsmotor 8 und einer Temperaturerfassungsvorrichtung (einem Rotationstransformator) RTS angeordnet ist.
-
Weiterhin sind in der obigen Ausführungsform der Walzenkörper 2 und die Drehwelle 3 einstückig ausgebildet, so dass zwischen dem Walzenkörper 2 und der Drehwelle 3 kein Spiel bzw. Schlupf aufgrund der Drehung auftritt. Es ist jedoch auch eine Anordnung möglich, in welcher der Walzenkörper 2 und die Drehwelle 3 mittels eines Befestigungselements unter Verwendung einer konusförmigen Passung miteinander gekoppelt sind.
-
Des Weiteren ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und es sind verschiedenerlei Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich.
-
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
-
Mit der vorliegenden Erfindung kann die Stützstabilität eines Magnetlagers verbessert werden, wobei gleichzeitig die Temperatur eines Walzenkörpers gleichmäßig gehalten werden kann.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2009-163968 A [0011]
- JP 4106277 [0011]
- JP 4221227 [0011]
