TWI294929B - Inductor core for heatable godet roll, inductor for heatable godet roll, and heatable godet roll - Google Patents

Description

1294929 九、發明說明·· 【發明所屬之技術領域】 本^月係關於用於—電感式可加熱導絲報之電感器 T，以及-種電感器及-種電感式可加熱導絲輥。該電感 i括&向配置成_星形之複數個電感器芯疊片，該叠 片具有徑向部分及各自具有之一外部轴向部分及一内部轴 向部分。在該電感器中，一套管配置在該電感器芯疊片周 ® ’其中該電感器芯疊片之外部軸向部分與該套管相鄰。 此等導絲親作為待加工之、纖維之導引親及移^(take-〇ffr〇ii) 用在紡絲機器中或製造纖維（例如紗）的機器上。 【先前技術】 電感式可加熱導絲輥已為先前技術中已知。此等導絲輥 具有一使用線圈繞組纏繞之磁性電感器芯，其中一交流電 作用於線圈繞組。線爵繞組與電感器芯一起形成一電感器， 其使得電感式加熱導絲輥成為可能。因此電感器芯引起由 電流流過之線圈繞組所產生的磁場之集中及放大。由電感 為所感應之磁場感應導絲輥之導電元件中的渦電流（其加 熱導電元件且因此加熱導絲輕）。 鑄鐵製成之電感器芯已為吾人所知。可便宜地製造鑄鐵 製成之電感器芯，但在低磁場強度時（意即大約11〇〇 VA時）， 電感器芯達到磁飽和，此使得線屬繞組中流動之電流所產 生的磁％不易牙透電感器芯。因此，使用鑄鐵電感器芯报 難達到高加熱功率，高加熱功率使得能夠將與待加工纖維 接觸的導絲輥之表面加熱到240。之溫度或各種纖維加工方 102896.doc 1294929 法所需要的更高溫度。此外，此等電感器芯中亦感應到渦 電流。此導致電感器芯自身發熱，使得快速控制導絲輥溫 度變得困難。 當導絲輥之功率消耗為1100 VA時，但僅當在導絲輥之低 旋轉速度時，溫度才可達到240°C。大部分功率用於補償進 入快速旋轉之導絲輥之周圍環境的熱損失。當旋轉速度增 加時，此熱損失係以平方級增加。一總體大小為9〇mm長及 100 mm直徑之導絲輥之功率限制為11〇〇 VA。具有鑄鐵電感 器忍之較大導絲輥允許更高的加熱功率。然而，增加導絲 輥之大小導致導絲輥之表面較大，由此與表面成比例之熱 能損失亦增加。因此藉由增加導絲輥之大小所獲得的一大 部分加熱功率皆被抵銷。 具有層壓電感器芯之電感器亦為吾人所知。在此等電 器芯中’具有徑向部分及各自具有之—外部及—内部轴 部分之徑向間隔分離式配置為—星形之電感器芯疊片係 置在-内部管周圍，使得電感器芯疊片之内部軸向部分 別與内部管之外表面相鄰。在此狀況下，電感器芯疊片; 焊接以使得其内部軸向部分分別焊接在内部管之外表 上。電感器芯疊片由變虔器薄片金屬製成。電感器芯使: 線圏繞組賴。㈣㈣必須 圈繞組之導線的任何絕緣層。如在層： 層屋電感器芯防止在電感器芯中形成渴電流〜 如鋼之導電材料製成，則在套管中可感應相電流「= 套管發熱且因此電g # 1 ^ ^ 所敢入之導絲輕發熱。但電感器怒 W2896.doc 1294929 本身未被電感器芯之疊片顯著加熱。從而達成接近導絲輥 之表面處的局部加熱。由於用以製造疊片之材料，層壓電 感器芯與鑄鐵電感器芯相比較具有顯著更高的磁飽和限 制’由此電感器之構件可產生大體更高的磁場。已知層壓 電感器:¾之一個缺點為電感器芯疊片必須單個地焊接於内 部管。另外，將電感器芯疊片配置為星形（意即在外部直徑 處間隔分離）是昂貴的。為此目的，製成電感器芯疊片之金 屬薄片之外部區域具備一突出部作為間隔物。在電感器芯 之組裝期間接著單個地配置金屬薄片。為更好的固定，可 使用焊接接縫將薄片固定於套管，由此在裝配具有此類電 感器芯之導絲輥的操作期間會產生不利的渦電流。使用層 壓電感器芯可達到高加熱功率，但是製造費昂貴且因此成 本增加。 文獻 DE 19 57 11〇 a W Ai及CH 467 363 A各自揭示具有電肩 器芯之可加熱導絲輥’該電感器芯包括徑向配置為一星,

:複數個電感器芯、整片，其中提供固定構件作為定位構件 定位構件沿圓周形成於末* 冬鲕板上以防止電感器芯疊片沿名 向方向滑動。 文獻US 3 448 233揭示具有電咸 叮 雷片哭—七紅尸 冤饮益心之可加熱導絲親， 電感器4包括技向gp署炎 θ 门配置為一星形的複數電 由矩形薄片金屬封裝形成。 电αυ 【發明内容】 本發明之目的為提供 一種用於電感式加 導絲觀，其避免了 熱導絲報之電感器及一種電感式可 102896.doc 129^3^22755號專利申請案 中文說明書替換頁(96年7月） •先前技術之缺點且特別 熱功率。 96· 7· i 是製造簡單且 f' ..…::j 使得可能達到一高加 此目的可由如請求項1之電威 如睛求項9之電感器 及如清求項10之導絲輥而達到。附屬請求項表示本發明之 較佳實施例。 月义 ，目的係相對於電感器怒由用於可加熱導絲輥之電感器 =達成，該電感器芯包括配置成一星形之複數個電感器 心璺片，料疊片具有徑向部分及相對應之_外部轴向部 分及：内部軸向部分。該電感器芯包括被實施為定位裝置 之固疋構件中固定構件經安裝以在電感器芯疊片之邊 緣部分將電感器芯疊片W在末端板上，該等末端板分別 :有與仫向部分互補之表面。在此狀況下，電感器芯疊片 係配置在末端板之間。被實施為定位構件之固定構件被實 施為舌槽定位構件，其配置在末端板上及徑向部分上且沿 徑向方向向外延伸。定位構件係根據舌槽插塞連接法來實 施，其中電感器芯疊片之徑向部分較佳如舌一般嵌入末端 板中的已定位匹配互補凹槽中。此涉及特別容易製造的固 疋構件之一實施例。此外，固定構件可經安裝以使用内部 苢疋位電感器芯疊片，其中電感器芯疊片之内部軸向部分 位於内部管之外表面上。因此，電感器芯之末端板之一個 表面與每一徑向部分互補。電感器芯疊片配置在末端板之 間且固定構件經安裝以將電感器芯疊片之徑向部分固定在 末端板上。末端板之互補表面朝向電感器芯疊片之徑向部分。 該等表面具有形成徑向部分之造形作用（shaping)。在最簡 102896-960709.doc -9 - 1294929 單狀況下’徑向部分及/或軸向部分較佳為衝壓金屬薄片之 直邊緣。末端板之表面上的成形作用被實施為分別自一板 . 之中心點向外徑向伸延的凹槽，電感器芯疊片之徑向部分 •、 可分別嵌入該等凹槽。此使得電感器芯疊片之位置相對於 末端板而固定。 …製造本發明之電感器芯不需要焊接製程。藉由簡單地結 合及/或裝配到末端板上或内部管上而將電感器芯疊片固 _ 定在適當位置。提供一層壓電感器芯，其結合了已知層壓 電感器芯之優點與簡單便宜之可製造性。使用本發明之電 感器芯，加熱功率可達到1000瓦特及更高，藉此與待加工 纖維接觸之導絲觀之表面可加熱到24〇°c以上。可獲得溫度 快速變化之精確加熱。此外，藉由改變電感器芯疊片之長 度可非常簡單地改變電感器芯之長度，而無需額外花費用 於組裝。 電感器芯疊片特別較佳地建構為較佳上覆間隔物之矩形 鲁 薄片金屬封裝。如在變壓器中一般，矩形薄片金屬封裝可 由模壓薄片金屬元件有利地建構。較之以複數個單個金屬 薄片作為電感器芯疊片之實施例，本發明之複數個矩形金 屬薄片封裝之配置有利於電感器芯之組裝，但是其中磁性 可具有相同值。間隔物防止金屬薄片以電導通方式大面積 連接’此使得渦電流更難形成。此外，金屬薄片之間可達 成規則間隔，藉此可產生均勻磁場且因此可達成導絲輥之 均勻加熱。 金屬薄片較佳地被實施為模壓元件。此使得簡單及快速 102896.doc 1294929 電感器芯疊片較佳地由變 地製造電感器芯疊片成為可能 壓器薄片金屬製造⑼如顧）。 特別較佳，定位摄 样及竹 各自^"括位於末端板中之一圓周凹 = 分上與該凹槽互補之凸起及位於末端㈣ 用：固：刀^之技向凹槽。該定位裝置之實施例特別適 置、…施為-薄片金屬封裝的電感器芯疊片之位 況下由圓周凹槽防止封裝沿徑向 且=從向凹槽防止封裝垂直於徑向方向滑動及/或扭曲。 感為芯豐片特別較佳地具有在其外部轴向部分之上延 伸的徑向部分之徑向部分延伸部分。此形狀之電感器芯疊 片使传將磁場自電感器芯之區域有效地導向導絲輥之導電 元件成為可能。接著可特別快速且有效地加熱此等元件。 此外’可將一具備線圈繞組之套管固定在電感器芯疊片上 的適當位置。 較佳使用軸向伸延之螺釘將末端板擰接，螺釘較佳被導 • 入電感器芯疊片之間的中間空間中。該種螺釘連接使得沿 電感芯之軸向方向穩定固定電感器芯疊片成為可能。末 端板及電感器芯疊片係軸向固定地固持在一起。若螺釘在 電感器芯疊片之間，則螺釘本身亦額外強化了所產生之磁 場。 末端板較佳由例如鋁之非磁性材料製成。此將避免磁場 自電感器芯之區域沿軸向方向之任何強化。除本發明之電 感器忍以外，本發明之電感器另外包括線圈繞組，其中兮 線圈繞組係纏繞在電感器芯上。線圈繞組亦可纏繞在一圍 102896.doc 1294929

繞電感器芯之峑;^ L &上。可接著預製線圈型，意即套管上之 f圈、V0組。接著可將電感器芯篏人線圈型中或將電感器芯 個個地敗入套管中以裝配電感器且接著加裝末端 t固疋構件，意即較佳定位構件係適當地加以定位，且 右適當，接著軸向擰到電感器芯上。 本發明之可加熱導絲輥具有圓柱形基本形狀，其中本發 月之電感器配置在該導綠報中。 參看圖不使用例示性實施例來詳細解釋本發明。 【實施方式】 圖1展示本發明之電感器芯10。電感器芯10具有徑向配置 成一星形之複數個電感器芯疊片u，其具有經向部分12及 相對應之一外部軸向部分13及一内部軸向部分。電感器芯 10包括較佳由例如鋁之非磁性材料製成之兩個末端板19、 20，每個末端板均具有與徑向部分12互補之一表面21及固 定構件22。電感器芯疊片n配置在末端板19、2〇之間。固 疋構件22經安裝以在電感器芯疊片丨丨之徑向部分〗2處將電 感器芯疊片11固定在末端板19、20上。電感器芯疊片^具 有在其外部軸向部分13之上延伸的徑向延伸部分〗2之徑向 部分延伸部分14。圖1 a展示一末端板19被旋離的情形以說 明與表面21互補且因此說明固定構件2 2。固定構件2 2被實 施為徑向配置在末端板19、2 0上及徑向部分12上的定位構 件23。定位構件形成於與徑向部分12及末端板19、20中之 徑向凹槽2 8相鄰的電感器芯疊片11之區域。在最簡單狀況 下，徑向凹槽28包括末端板19、20中的隙縫，該等隙縫在 102896.doc -12· 1294929 、 免度上與電感裔芯疊片11之徑向部分12相對應。電 感。且片11配置在一内部管25周圍，以使得電感器芯疊 片11之内部軸向部分與内部管25相鄰。 此將防止電感器芯疊片沿徑向方向上向内的任何滑動。然 而、由於可藉由在末端板19、2()上適當地形成固定構件而將 電感裔心^:片沿技向方向固定在適當位置，故可省卻内部管。 、圖2展不本發明之電感器芯之較佳實施例，其具有被實施 為近似矩①之薄片金屬封裝3!的—電感器芯疊片工卜舉例 而^在末端板19、20中為八個封裝31提供凹槽28，八個 Ή 1可配置為一星形。電_器芯疊片η(意即個別金屬薄 片電感器心豐片係自其而被連接在一起）具有在外部軸向 邓刀13之上延伸的控向部分12之徑向部分延伸部分14。定 位裝置分別被實施為用以將電感器芯疊片π徑向固定於末 端板19、20中之圓周凹槽26,及位於電感器芯疊片u之徑 向部分12上與凹槽26互補之凸起27,及位於末端板19、二 中與電感态芯疊片u之徑向部分12互補的凹槽28。藉由使 用軸向伸延之螺釘30將末端板19、20擰接且螺釘被導入電 感裔芯疊片11之間的中間空間中。電感器芯疊片自其而連 接在一起的金屬薄片可被實施為模壓元件。個別薄片可與 電絕緣層相互絕緣。 " 圖3展示諸如用於建構根據圖2中之圖表之電感器芯的電 感器芯疊片11之封裝3 1。封裝3 1包括六個金屬薄片。單個 電感器芯疊片n具有一徑向部分12，其中徑向部分延伸部 分14在電感器芯疊片丨丨之外部軸向部分13之上延伸。電感 102896.doc 13 1294929 器芯疊片11在徑向部分12上之徑向部分延伸部分14之區域 中具有凸起27。如圖2所示，此等凸起27適用於與末端板一 起依照舌槽連接法來將封裝31定位於末端板之表面上之圓 周凹槽中。封裝31之單個薄片之形狀對應於電感器芯疊片 11之所述形狀。 圖4展示本發明之電感式加熱導絲輥之橫截面，其中僅圖 示導絲輥之一旋轉軸上的上半個導絲輥。展示了電感器芯 . 1 〇、線圈繞組32、形成導絲輥之基本形狀的圓柱狀導絲輥 封套37及末端板19、20。導絲輥封套37形成一短路環用於 電感器芯10所感應之磁場之磁場線34。例如藉由一銅環33 放大感應電流。 本發明不限於先前所述之例示性實施例。相反地，在一 基本不同的類型設計中，可能具有複數個利用本發明之特 徵的不同實施例。 提出用於可加熱導絲輥之電感器芯1〇，可加熱導絲輥包 括徑向配置成一星形之複數個電感器芯疊片U，可加熱導 絲輥具有徑向部分12及相對應之一外部軸向部分13及一内 部軸向部分。電感器芯1〇具有末端板19、2〇，其分別具有 一與徑向部分12互補之表面21及固定構件22，其中電感器 芯疊片11配置在末端板19、20之間且其中固定構件22經安 裝以在電感器芯疊片11之徑向部分12處將電感器芯疊片u 固疋在末端板19、20上及/或一内部管之外表面上。 【圖式簡單說明】 圖1展示本發明之電感器芯’其中圖la展示一末端板被旋 102896.doc -14- 1294929 離之情形以說明互補表面及固定構件。 圖2展示本發明之電感器芯之較佳實施例，其中電感器芯 疊片被實施為矩形封裝。 圖3展示用於建構圖2中之電感器芯的被實施為薄片金屬 封裝的電感器芯疊片。 圖4展示本發明之電感式加熱導絲輥之橫截面。 圖中數位高度示意性地展示本發明之主旨且各圖不應理 魯解為按比例繪製。展示本發明之主旨的各個元件;地 展示其結構。 ^ ^ 【主要元件符號說明】 10 電感器芯 11 電感器芯疊片 12 徑向部分 13 外部軸向部分 14 僅向部分延伸部分 19、20 末端板 21 表面 22 固定構件 23 定位裝置/定位構件 25 内部管 26 圓周凹槽 27 凸起 28 &向凹槽 30 螺釘 102896.doc 1294929 31 32 33 34 37 封裝 線圈繞組 銅環 磁場線 導絲輥封套 102896.doc -16-

Claims (1)

1294929 十、申請專利範圍·· 1· 一種用於一可加熱導絲輥（35)之電感器芯（10)，該電感器 芯（10)包括徑向配置成一星形之複數個電感器芯疊片 (11) ，該等疊片（11)具有徑向部分（12)及各自具有之一外 部轴向部分（13)及一内部軸向部分，其中該電感器芯（1〇) 具有被實施為定位裝置（23)之固定構件（22)，其中該等固 疋構件（22)經安裝以在該等電感器芯疊片（1〗）之徑向部分 (12) 處將該專電感器芯疊片（丨丨）固定到末端板（19、上， 該等末端板（19、20)分別具有與該等徑向部分（12)互補之 一表面（21)，以使得該等電感器芯疊片（11)配置在該等末 端板（19、20)之間，其特徵在於該等定位裝置（23)係被實 施為多個舌槽定位構件（23)，該等定位構件（23)係配置在 該等末端板上及該等徑向部分上且徑向向外延伸。 2·如請求項1之用於一可加熱導絲輥（35)之電感器芯，其特 徵在於該等電感器芯疊片（11)係建構為近似矩形之薄片 金屬封裝（31) 〇 3. 如請求項2之用於一可加熱導絲輥（35)之電感器芯，其特 徵在於該等金屬薄片被實施為模壓元件。 4. 如請求⑴中之任一項之用於一可加熱導絲報叫之電 感器芯（H))，其特徵在於該等固定構件（22)經安裝以將該 等電感器芯疊片⑴）之内部軸向部分定位在一内部管之 一外表面上。 如請求項1之用 徵在於該等定 σ ϋ ”、、導絲輥（35)之電感器芯，^ 置之每一者均包括位於該等末免 102896.doc 1294929 (19、2〇)中之一圓周凹槽（26)及位於該等徑向部分（12)上 與該等凹槽（26)互補之多個凸起（27)及位於該等末端板 • 09、2〇)中與該等徑向部分（12)互補之徑向凹槽（28)。 :6·如請求項丨之用於一可加熱導絲輥（35)之電感器芯，其特 ‘徵在於該電感器芯疊片（11)具有在其外部軸向部分（13)之 . 上延伸的該等徑向部分（12)之徑向部分延伸部分（14)。 7· %請求項1之用於-可加熱導絲輥（35)之電感器芯，其特 • 徵在於該等末端板（19、2〇)係使用多個軸向伸延之螺釘 (30)而鎖緊在—起，該等螺釘以被導人該等電感器芯疊片 (11)之間的中間間隔中為較佳。 8.如清求項1之用於一可加熱導絲親（35)之電感器芯，其特 冑在於該等末端板（m)係由非磁性材料製成，又以銘 為較佳。 種用於一可加熱導絲輥(35)之電感器，該電感器包括一 士叫求項1之電感器芯（1〇)及線圈繞組（32)，其中該等線 • 圈繞組（32)係纏繞在該等電感器芯疊片（Π)周圍。 10· 一種可加熱導絲輥（35)，其包括—圓柱形基本形狀及一如 請求項9之配置在該導絲輥（35)中之電感器。 102896.doc 1294929 七、指定代表圖： (一) 本案指定代表圖為：第（2 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 11 電感器芯疊片 12 徑向部分 13 外部軸向部分 14 徑向部分延伸部分 19 > 20 末端板 26 圓周凹槽 27 凸起 28 徑向凹槽 30 螺釘 31 封裝

φ 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 102896.doc