WO2002095104A1

WO2002095104A1 - Galette

Info

Publication number: WO2002095104A1
Application number: PCT/EP2002/005747
Authority: WO
Inventors: Heiner Kudrus
Original assignee: Barmag Ag
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2002-11-28
Also published as: JP2004526885A; JP4221227B2; EP1404911A1

Abstract

Es ist eine Galette zum Führen von zumindest einem Faden mit einem hohlzylindrischen Galettenmantel beschrieben. Der hohlzylindrische Galettenmantel ist an einem Träger durch mehrere Lager frei drehbar gelagert. Zumindest eines der Lager ist als radial wirkendes Magnetlager ausgebildet mit mehreren Lagerpolwicklungen. An dem Träger ist eine Heizeinrichtung vorgesehen, welche zumindest einen Spulenträger mit einer Spule aufweist, wobei zwischen dem Galettenmantel und dem Spulenträger mit der Spule ein geschlossener Magnetfluß zum Zweck einer induzierten Erwärmung des Galettenmantels erzeugbar ist. Erfindungsgemäß ist die Spule der Heizeinrichtung und zumindest einer der Lagerpolwicklungen des Magnetlagers derart an dem Träger ausgebildet, dass der geschlossene Magnetfluß der Spule und ein durch die Lagerpolwicklung erzeugter geschlossener Magnetfluß zur Lagerung des Galettenmantels sich zumindest teilweise überlappen. Damit wird eine Beheizung des Galettenmantels auch im Bereich der Lagerung möglich.

Description

Galette

Die Erfindung betrifft eine Galette zum Führen, Erwärmen und Fördern eines Fa- dens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Galette ist aus der EP 0 770 719 AI bekannt.

Die bekannte Galette besitzt einen drehbar gelagerten Galettenmantel, an dessen Umfang ein oder mehrere Fäden geführt sind. Der Galettenmantel ist hohlzylind- risch ausgebildet und an einem auskragenden Träger über mehrere Magnetlager gelagert. In dem zwischen dem Träger und dem Galettenmantel gebildeten Ringraum ist neben den Magnetlagern eine Heizeinrichtung angeordnet, um den Galettenmantel zu erwärmen. Bei dieser Anordnung tritt grundsätzlich ein Problem auf, das die Funktion der Galette erheblich beeinträchtigt. Der Galettenmantel wird im Bereich der Magnetlager nur unzulänglich beheizt, so daß der oder die Fäden ausschließlich im mittleren Bereich des Galettenmantels geführt werden können, um eine thermische Behandlung an dem Faden oder den Fäden durchzuführen. Das hat zur Folge, daß zur Behandlung von beispielsweise zehn parallel laufenden Fäden, die in mehreren Umschlingungen über den Galettenmantel geführt werden, sehr lang auskragende Galetten erforderlich sind. Damit werden die Anforderungen an die Lagerung des Galettenmantels jedoch zunehmend kritischer.

Demnach ist es Aufgabe der Erfindung, eine Galette der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher eine gleichmäßige Beheizung des Galettenmantels ohne wesentliche Beeinflussung der magnetischen Lagerung des Galettenmantels möglich ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Galette mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Norteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Lagerbereiche des Galettenmantels unmittelbar beheizbar sind. Durch die Erfindung ist die Möglichkeit gegeben, die Spulenträger bis zu den Enden des Galettenmantels hin anzuordnen. Hierzu ist die Spule der Heizeinrichtung und zumindest einer der Lagerpolwicklungen des Magnetlagers derart an dem Träger ausgebildet, dass der Magnetfluß der Spule die Lagerpolwicklung zumindest teilweise überdeckt. So- mit werden innerhalb einer Νormalebene des Galettenmantels zumindest zwei oder mehrere sich überlagernde, überlappende oder überschneidende Magnetflüsse erzeugt. Ein erster Magnetfluß wird durch den Spulenträger mit der Spule der Heizeinrichtung erzeugt und nachfolgend als Wärmemagnetfluß bezeichnet. Dieser Magnetfluß bewirkt innerhalb des Galettenmantels eine Induktion, die unmit- telbar zur Erwärmung des Galettenmantels führt. Ein zweiter anliegender Magnetfluß wird durch die Lagerpolwicklung des Magnetlagers erzeugt und zum Aufbau von magnetischen Lagerkräften zur Lagerung des Galettenmantels genutzt. Hierbei können die beiden Magnetflüsse innerhalb des Galettenmantels gleichgerichtet radial nach außen oder entgegengesetzt radial nach außen und innen gerichtet wirken. Die vorteilhafte Überlagerung der Magnetflüsse, die sich sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung oder in beide Richtungen erstrecken kann, ermöglicht die Einstellung kleinster Luftspalte, so daß eine verlustarme Beheizung des Galettenmantels auch in einer Lagerebene möglich ist.

Um bei sehr kompakter Bauweise mit geringem Bauraum innerhalb des Galettenmantels die Beheizung und die Lagerung des Galettenmantels zu ermöglichen, werden die Spule und die Lagerpolwicklung gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung axial nebeneinander angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Spule und die Lagerpolwicklung übereinander anzuordnen. Diese Ausführung der Erfindung ist insbesondere bei entgegengesetzter Wirkrichtung der Magnetflüsse vorteilhaft, um beispielsweise eine mit dem Galettenmantel verbundene Welle magnetisch zu Lagern. Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird durch den Spulenträger eine Aufnahme gebildet, um zumindest eine oder mehrere Lagerpolwicklungen des Magnetlagers aufzunehmen. Damit besteht die Möglichkeit, den Lagermagnetfluß innerhalb des Wärmemagnetflusses zu erzeugen, so dass keine gegenseitige Beeinflussung der Magnetflüsse stattfindet.

Um einerseits einen möglichst verlustfreien und ungestörten Wärmemagnetfluß bis zu den gewünschten Stellen des Galettenmantels, die beheizt werden sollen, zu verwirklichen und andererseits die Aufnahme einer oder mehrerer Lagerpolwicklungen zu ermöglichen, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Spulenträger profilformig mit zwei radial bis kurz vor der Innenseite des Galettenmantels aufragenden Schenkeln auszubilden. Dabei sind die Spule und die Lagerpolwicklung nebeneinander zwischen den Schenkeln angeordnet.

Die Aufnahme der Lagepolwicklung des Magnetlagers in dem profilierten Spulenträger ist nun grundsätzlich auf zwei Arten ausführbar. Bei einer ersten Variante, die durch die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 gebil- det ist, werden die Lagerpolwicklung und die Spule innerhalb des Spulenträgers axial nebeneinander angeordnet. Der Spulenträger ist hierzu U-formig ausgebildet mit gleich langen Schenkeln, die unmittelbar in kurzem Abstand vor dem Galettenmantel enden. Hierbei wird der durch die Lagerpolwicklung erzeugte Lagermagnetfluß unmittelbar in dem Galettenmantel geführt. Der Lagermagnetfluß der Lagerpolwicklung wird hierbei von dem Wärmemagnetfluß umschlossen. Die Spule und die Lagerpolwicklung sind im Nutgrund des Spulenträgers gehalten.

Um eine eventuelle Beeinflussung des Wärmemagnetflusses und des Lagermagnetflusses zu vermeiden, wird gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach An- Spruch 6 der Lageφolwicklung eine Blechung zugeordnet, die auf der Innenseite des Galettenmantels befestigt ist. Somit wirken die Lagerpolwicklung und die Blechung unmittelbar zur Führung des Lagermagnetflusses zusammen. Durch Abschirmmittel zwischen der Blechung und dem Galettenmantel könnte eine weitere Trennung der Magnetflüsse folgen. Ein weiterer Norteil der Weiterbildung nach Anspruch 6 besteht darin, daß Lagerverluste, die beispielsweise aus der Ummagnetisierung heraus erfolgen, wesentlich vermindert werden und somit zu geringen Bremsmomenten innerhalb des Magnetlagers führen.

Bei einer zweiten grundsätzlichen Variante zur Aufnahme der Lagerpolwicklung wird die Galette gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 7 ausgebildet. Hierzu sind die Schenkel des Spulenträgers ungleich lang ausgebildet, so daß die Spule innerhalb des Spulenträgers und die Lagerpolwicklung außerhalb des Spulenträgers axial nebeneinander angeordnet sind. Bei dieser Weiterbildung wirkt die Lagerpolwicklung nach Innen und somit entgegengesetzt zu dem erzeugten Magnetfeld der Spule. Zur Führung des Lagermagnetflusses ist der Lagerpolwicklung eine mit dem Galettenmantel verbundene Nabe gegenübergestellt, so daß sich ein Lagerspalt zwischen der Nabe und der Lageφolwicklung ausbildet.

Um die Wärmeverluste innerhalb des Galettenmantels am freien Ende zu minimieren und damit möglichst die gesamte Länge des Galettenmnatels zur Fadenbelegung nutzen zu können, weist gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach An- Spruch 8 der Spulenträger am freien Ende des Trägers einen radialen bis kurz vor der Innenseite des Galettenmantels aufragenden Schenkeln und einen axialen bis kurz vor der Innenseite der Stirnwand ragenden Schenkel zur Führung des Wärmemagnetflusses auf. Damit wird der Randbereich der Stirnwand beheizt.

Durch die besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 werden Verluste bei der Bestromung bzw. magnetische Streuverluste zwischen der Spule und der Lageφolwicklung bzw. dem Spulenträger und der Lageφolwicklung vermieden. Dazu weist die Lageφolwicklung eine gegenüber dem Spu- lenträger und/oder der Spule wirksame Isolierung auf. Die Überlagerung der Magnetflüsse ist unabhängig von der Flussrichtung der Magnetflüsse ausfuhrbar. So lassen sich die Polenden der Lageφolwicklung axial gegenüberliegend oder radial gegenüberliegend anordnen.

In den Fällen, in denen der. Spulenträger zur Aufnahme einer oder mehrerer Spulen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und sich über den gesamten Umfang des Trägers erstreckt, ist die Galette bevorzugt gemäß den Merkmalen nach Anspruch 11 ausgeführt. Hierbei sind mehrere Lageφolwicklungen durch den Spulenträger aufgenommen, wobei die Lageφolwicklungen in einer Lagerebene winkelversetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch lassen sich alle Lageφolwicklungen eines Magnetlagers vorteilhaft in dem Spulenträger integrieren.

Um eine möglichst komplette Ausnutzung der Belegungslänge des Galettenmantels zur thermischen Behandlung des Fadens zu ermöglichen, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Galettenmantel durch ein am freien Ende des Trägers angeordnetes Magnetlager und ein am eingespannten Ende des Trägers angeordnete Magnetlager gelagert. Dabei sind an jedem Ende des Trägers Spulenträger mit zumindest einer Spule- vorgesehen, die zusätzlich eine oder mehrere Lageφolwicklungen der Magnetlager aufnehmen. Somit wird eine Beheizung des Galettenmantels bis in die Endbereiche hinein ermöglicht, ohne daß dabei die Lagerung beeinflußt wird.

Die Lageφolwicklungen des am freien Ende des Trägers ausgebildeten Magnetlagers werden dabei bevorzugt mit ihren Polenden radial nach Innen angeordnet, so daß zwischen den Polenden der Lageφolwicklung und der mit dem Galettenmantel verbundenen Nabe ein Lagerspalt gebildet ist.

Demgegenüber werden die Lageφolwicklungen des am eingespannten Ende des Trägers ausgebildeten Magnetlagers bevorzugt radial nach außen derart angeord- net, daß sich ein Lagerspalt zwischen dem Galettenmantel und den Polenden der Lageφolwicklung ausbildet. Damit wird eine hohe Lagerstabilität des Galettenmantels erreicht. Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist jeder Lageφolwicklung ein Sensor zur Überwachung der Lage des Galettenmantels und damit zur Überwachung der Lagerspalte zugeordnet. Die Lager- polwicklungen können somit einzeln oder in Gruppen durch eine Steuereinrichtung gesteuert werden.

Zur Aufnahme der axialen Kräfte wird gemäß der Ausbildung nach Anspruch 16 der Galettenmantel durch ein zusätzliches Axiallager gelagert. Das Axiallager wird bevorzugt als ein axial wirkendes Magnetlager ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, das Axiallager durch Wälzlager in axialer oder radialer Bauweise zu bilden.

Um einen Notlauf des Galettenmantels zu gewährleisten, ist zumindest ein Fang- lager vorgesehen, welches als - im normal Betrieb- berührungsfreies Radiallager oder als elastisch angekoppeltes Radiallager ausgebildet sein kann.

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Galette sind anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Galette im Längsschnitt; Fig. 2 einen Querschnitt durch die Galette gemäß Fig. 1 entlang der Linie

A - A;

Fig. 3 und 4 Schematisch Ausschnitte aus dem vorderen Ende einer erfindungsgemäßen Galette in zwei weiteren Ausfuhrungsformen;

Fig. 5 schematisch einen Ausschnitt eines weiteren Ausfuhrungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Galette; und Fig. 6 einen Querschnitt durch das Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 5 entlang der Linie A - A.

In den Figuren 1 und 2 ist ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Galette schematisch dargestellt. Die Figur 1 zeigt die für die Erfindung wesentlichen Teile der Galette anhand eines parallel zur und durch die Drehachse verlaufenden Schnitts, und Fig. 2 zeigt schematisch eine Schnittansicht senkrecht zur Drehachse der Galette. Die nachfolgende Beschreibung gilt somit für beide Figuren, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren genommen ist.

Das Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Galette weist einen Galettenmantel 1 auf, der über eine Stirnwand 2 mit einer im Innern des Galettenmantels 1 verlaufenden Antriebswelle 3 drehfest verbunden ist. Hierzu ist am Ende der Antriebswelle 3 ein Spannelement 7 zur Befestigung des Galettenmantels 1 vorgese- hen. Die Antriebswelle 3 ist mit ihrem gegenüberliegenden Ende mit einem Antrieb (hier nicht dargestellt) gekoppelt. Als Antrieb könnte hierbei beispielsweise ein Elektromotor vorgesehen sein.

Der Galettenmantel 1 ist durch zwei radial wirkende Magnetlager 6.1 und 6.2 an einem auskragenden Träger 4 gelagert. Der Träger 4 ist hohrzylindrisch ausgebildet und erstreckt sich innerhalb des Galettenmantels 1 bis kurz vor die Stirnwand 2. Der hohlzylindrische Träger 4 wird hierbei von der Antriebswelle 3 durchdrungen. Auf der zur Stirnwand 2 gegenüberliegenden Seite ist der Träger 4 über einen Bund 5 an einem Maschinengestell (hier nicht dargestellt) befestigt.

In dem zwischen dem Galettenmantel 1 und dem Träger 4 gebildeten Ringraum ist eine Heizeinrichtung 8 angeordnet. Die Heizeinrichtung 8 weist mehrere Spulenträger 9.1 bis 9.4 auf, die an dem Träger in Umfangsrichtung und Längsrichtung befestigt sind. Die Spulenträger 9.1 bis 9.4 halten jeweils eine Spule 10. Hierzu können in mehreren hintereinander um dem Umfang des Trägers 4 verteilt angeordneten Spulenträgern 9 oder an einem rotationssymmetrischen Spulenträ- ger 9 die Windungen einer Spule 10 eingelegt. Die Spulen 10 sind mit einer Energieversorgungseinheit 26 verbunden.

Zur Aufnahme der Magnetlager 6.1 und 6.2 sind die Spulenträger 9.1 und 9.4 am freien Ende des Trägers 4 sowie an dem eingespannten Ende des Trägers 4 jeweils mit einer Aufnahme 16 ausgebildet, in welcher Aufnahme 16 die Lageφolwicklungen 11 der Magnetlager 6 eingebettet sind. Hierzu ist der am freien Ende des Trägers 4 angeordnete Spulenträger 9.1 U-formig ausgebildet. Mit dem Profilgrund ist der Spulenträger 9.1 an dem Träger 4 befestigt. Die Schenkel 14 des Spulenträgers 9.1 ragen radial empor und enden in kurzem Abstand vor der Innenseite des Galettenmantels 1. Der Spulenträger 9.1 kann hierbei segmentförmig ausgebildet sein, so daß sich der Spulenträger 9.1 über einen geringen Winkelbereich vom Umfang des Trägers 4 erstreckt. Es ist jedoch auch möglich, daß der Spulenträger 9.1 rotationssymmetrisch ausgebildet ist und sich über den gesamten Umfang des Trägers 4 erstreckt. Zwischen den Schenkeln 14.1 und 14.2 des Spulenträgers 9.1 sind eine Spule 10.1 und die Lageφolwicklung 11.1 nebeneinander innerhalb des Spulenträgers 9.1 angeordnet. Die Lageφolwicklungen 11 des Magnetlagers 6 bestehen jeweils aus einem Polelement, an welchem ein oder mehrere Erregerwicklungen gehalten sind. Die Lageφolwicklung 11.1 ragt mit den Polenden 12 parallel zu den Schenkeln 14.1 und 14.2 bis kurz vor der Innenseite des Galettenmantels 1. Zwischen den Polenden 12 und der Innenseite des Galettenmantels 1 ist ein Lagerspalt 17 gebildet. Im Bereich der Polenden 12 ist in dem Galettenmantel 1 eine Blechung 13 eingebettet, die den Polenden 12 der Lageφolwicklung 11.1 gegenübersteht.

Das Magnetlager 6.1 besitzt mehrere Lageφolwicklungen 11.1 bis 11.4,die in einer Lagerebene um jeweils 90° winkelversetzt zueinander angeordnet sind und jeweils in einem Spulenträger 9.1 gehalten sind. In Fig. 1 sind die Lageφolwicklungen 11.1 und 11.3 dargestellt, die sich am Träger 4 gegenüberliegen. In Fig. 2 ist die Anordnung aller vier Lageφolwicklungen 11.1 bis 11.4 des Magnetlagers 6.1 dargestellt. Das am gegenüberliegenden eingespannten Ende des Trägers 4 angeordnete Magnetlager 6.2 ist identisch zu dem Magnetlager 6.1 aufgebaut. Insoweit wird zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen. Die Lageφolwicklungen 11.1 bis 11.4 des Magnetlagers 6.2 sind in dem Spulenträger 9.4 neben einer Spule 10.4 angeordnet. Zwischen den Spulenträgern 9.1 und 9.4 an den jeweiligen Enden des Trägers 4 sind zwei weitere Spulenträger 9.2 und 9.3 am Umfang des Trägers 4 angeordnet. In jedem der Spulenträger 9.2 und 9.3 ist jeweils eine Spule 10.2 und 10.3 gewickelt. Die Spulenträger 9.1, 9.2, 9.3 und 9.4 können jeweils aus mehreren einzelnen Segmenten gebildet sein, die in Umfangsrichtung hinter- einander an dem Träger angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, daß die Spulenträger 9.1, 9.2, 9.3 und 9.4 jeweils aus einem Bauteil gefertigt sind und als Ring an dem Träger 4 angeordnet sind.

Jedem Magnetlager 6.1 und 6.2 sind jeweils mehrere Sensoren 19.1 bis 19.4 zu- geordnet. Die Sensoren 19 sind als Abstandsensoren ausgeführt, um die Lage des Galettenmantels 1 zu erfassen. Hierzu sind die freien Enden der Sensoren 19 in kurzem Abstand zu einer Innenseite des Galettenmantels angeordnet. Die Sensoren 19.1 bis 19.4 der Magnetlager 6.1 und 6.2 sind durch Signalleitrungen mit einer Steuereinrichtung 18 gekoppelt. Die Steuereinheit 18 ist über die Energiever- sorgungseinheit 26 mit den Lageφolwicklungen 11.1 bis 11.4 der Magnetlager 6.1 und 6.2 verbunden.

Aus der Darstellung aus Fig. 1 ist zu entnehmen, daß der Durchmesser des Bundes 5 des Trägers 4 größer ist als der Durchmesser des Galettenmantels 1. Der Bund 5 des Trägers 4 weist zum Galettenmantel 1 hin eine ringförmige Nut 21 auf, die ein Axiallager 23 aufnimmt. Das Axiallager 23 ist als axial wirkendes Magnetlager ausgebildet, das mit der Stirnseite 22 des Galettenmantels 1 einen axialen Lagerspalt 25 bildet.

Im Innern des Trägers 4 sind zwischen der Antriebswelle 3 und dem Träger 4 zwei in Abstand zueinander angeordnete Notlauflager 24.1 und 24.2 ausgebildet. Damit ist ein sicheres Anlaufen bzw. ein Notlauf des Galettenmantels 1 unabhän- gig von der Magnetlagerung gewährleistet. Als Notlauflager können beispielsweise Gleitlager oder Wälzlager verwendet werden.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ga- lette wird zum Fördern, thermischen Behandeln und Verstrecken von Fäden eingesetzt. Hierbei werden über die Energieversorgungseinheit 26 die Spulen 10 der Heizeinrichtung 8 bestromt, so daß über die jeweiligen Spulenträger 9.1 bis 9.4 ein Magnetfluß, der hier als Wärmemagnetfluß bezeichnet wird, in den Galettenmantel 1 eingeleitet wird. Zu jedem Spulenträger wird somit ein geschlossener Magnetfluß zwischen den Schenkeln 14, dem Spulenträger 9 und dem Galettenmantel 1 geführt. Durch den Magnetfluß wird in dem rotierenden Galettenmantel ein Wirbelstrom induziert, der zu einer Erwärmung des Galettenmantels führt. Durch die Verwendung mehrerer Spulen in axialer Richtung hintereinander werden mehrere Heizzonen ausgebildet, denen zur Temperaturregelung jeweils ein Temperatursensor (hier nicht dargestellt) zugeordnet ist. Somit wird die Oberfläche des Galettenmantels 1 gleichmäßig über die gesamte Belegungslänge erwärmt.

Innerhalb der Spulenträger 9.1 und 9.4 wird jeweils durch die Lageφolwicklun- gen 11.1 bis 11.4 der Magnetlager 6.1 und 6.2 ein weiterer Magnetfluß zur Erzeugung magnetischer Lagerkräfte aufgebaut. Hierzu werden die Erregerwicklungen der Lageφolwicklungen 11.1 bis 11.4 über die Energieversorgungseinheit 26 bestromt. Über die Polenden 12 und die jeweils zugeordnete Blechung 13.1 und 13.2 im Galettenmantel 1 wird so ein weiterer Magnetfluß, der hier als Lager- magnetfluß bezeichnet wird, geführt. Hierbei wird der Lagermagnetfluß zur Erzeugung magnetischer Lagerkräfte innerhalb des Wärmemagnetflusses gebildet.

Im Betrieb wird die aktuelle Lage des Galettenmantels 1 durch die Sensoren 19 im Bereich der Lagerebenen der Magnetlager 6.1 und 6.2 gemessen, und die Meßwerte werden der Steuereinheit 18 zugeleitet. In der Steuereinheit wird aus den Meßwerten die Lage des Galettenmantels in den jeweiligen Lagerebenen ermittelt und entsprechend der gewünschten Korrektur der Lage werden die einzel- nen Erregerwicklungen der Lageφolwicklungen 11.1 bis 11.4 der Magnetlager 6.1 und 6.2 gesteuert. Somit stellt sich zwischen der Blechung 13 und den Polenden 12 der Lageφolwicklungen 11 ein im wesentlichen gleichbleibender Lagerspalt 17 ein.

Um eine unerwünschte Erwärmung der Blechung 13 innerhalb des Galettenmantels 1 zu vermeiden, besteht die Möglichkeit, zwischen der Blechung und dem Galettenmantel eine Isolierung vorzusehen. Dabei könnte die Isolierung beispielsweise aus einem Nichtmetall oder einem Kunststoff hergestellt sein.

Ebenso besteht die Möglichkeit, zwischen der Lageφolwicklung 11.1 bis 11.4 und der Spule 10.1 bzw. 10.4 sowie dem Spulenträger 9.1 und 9.4 eine Isolierschicht anzubringen. Hierdurch könnte eine magnetische sowie eine elektrische Trennung zwischen den Wicklungen der Heizeinrichtung und den Wicklungen der Magnetlager erreicht werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Galette ist in der Fig. 3 in einem Teilschnitt dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und 2. Insoweit werden nachfolgend nur die wesentlichen Unterschiede des Ausführungsbeispiels dargestellt.

Der Galettenmantel 1 ist durch die Magnetlager 6.1 und 6.2 drehbar an dem Träger 4 gelagert. Das Magnetlager 6.2 am eingespannten Ende des Trägers 4 ist i- dentisch zu dem vorhergehenden Ausfuhrungsbeispiel ausgeführt. Hierbei sind die Lageφolwicklungen 11.1 bis 11.4 innerhalb des U-förmig ausgebildeten Spulenträgers 9.4 aufgenommen.

Das Magnetlager 6.1 am freien Ende des Trägers 4 ist mit Lageφolwicklungen 11 ausgebildet, die mit ihren Polenden 12 radial nach innen ragen, wobei zwischen den Polenden 12 und einer Nabe 27 ein Lagerspalt 28 gebildet wird. Die Nabe 27 ist mit der Stirnwand 2 des Galettenmantels 1 fest verbunden und ragt ins Innere des Galettenmantels 1 hinein. Die Nabe 27 wird von der Antriebswelle 3 durchdrungen und über ein Spannelement 7 mit der Antriebswelle 3 fest verbunden.

Die Lageφolwicklungen 11.1 und 11.2 bis 11.4 (die hier nicht dargestellt sind) sind in einer Aufnahme 16 des Spulenträgers 9.1 befestigt. Der Spulenträger 9.1 ist derart profiliert, daß einerseits eine nach außen geöffnete U-förmige Aufnahme für die Spule 10.1 gebildet wird und andererseits eine ringförmige Aufnahme auf der Innenseite des Spulenträgers 9.1. Der Spulenträger 9.1 besitzt somit einen langen Schenkel 14.1, der die Spulenaufnahme begrenzt und einen kurzen Scheή- kel 14.2, der die Aufnahme 16 der Lageφolwicklung 11.1 begrenzt. Der Nutgrund des Spulenträgers 9.1 besitzt somit einen Stufensprung, so daß die Spule 10.1 auf der Außenseite des Spulenträgers 9.1 neben der auf der Innenseite des Spulenträgers 9.1 angeordneten Lageφolwicklung 11.1 zu liegen kommt.

Im Betrieb wird durch die Spule 10.1 und den Spulenträger 9.1 ein Wärmemagnetfluß erzeugt, der über die Schenkel 14.1 und 14.2 an den Galettenmantel 1 geführt ist. Dabei wird der Galettenmantel 1 bis kurz vor der Stirnwand 2 durch den induzierten Strom erwärmt.

Zur Lagerung wird durch die Lageφolwicklungen 11.1 und die an dem Umfang des Spulenträgers gleichmäßig verteilten übrigen Lageφolwicklungen des Magnetlagers 6.1 ein Lagermagnetfluß zwischen den jeweiligen Polenden 12 und der Nabe 27 erzeugt. Somit wirkt der Wärmemagnetfluß nach außen zum Galettenmantel 1 und der Lagermagnetfluß zur Lagerung des Galettenmantels 1 nach in- nen zur Nabe 27. Damit ist eine Möglichkeit aufgezeigt, um eine gegenseitige Beeinflussung der Magnetfelder zu vermeiden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Integration der Lageφolwicklung 11 eines Magnetlagers mit einem Spulenträger 9 der Heizeinrichtung 8 ist in Fig. 4 darge- stellt. Hierbei ist am freien Ende des Trägers 4 ein profilierter Spulenträger 9.1 am Umfang des Trägers 4 befestigt. Der Spulenträger 9.1 besitzt am freien Ende gegenüberliegend zu der Stirnwand 2 einen langen Schenkel 14.1 und in axialem Abstand einen zweiten kurzen Schwenkel 14.2. Der Nutgrund des Spulenträgers 9.1 ist zwischen den Schenkeln 14.1 und 14.2 mit einer Durchmesserstufe versehen, so daß eine Aufnahme für die Spule 10 gebildet ist und andererseits eine Aufnahme für eine Lageφolwicklung 11 des Magnetlagers 6. Zwischen der Auf- nähme 16 des Spulenträgers 9 und der Lageφolwicklung 11 ist ein freier Schenkel des Trägers 4 angeordnet. Damit wird eine weitere Trennung und Isolierung zwischen den Wicklungen der Heizeinrichtung und der Wicklung des Magnetlagers erreicht. Die Lageφolwicklung 11 bildet mit der Nabe 27 einen Lagerspalt 28, wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beschrieben.

Das Magnetlager 6.2 am eingespannten Ende des Trägers 4 ist identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aufgebaut. In dem Bereich zwischen den Spulenträgern 9.1 und 9.4 sind weitere hier nicht dargestellte Spulenträgerseg- mente vorgesehen, die mehrere in axialer Richtung gewickelte Spulen aufweisen. Diese sind ungleichmäßig oder gleichmäßig am Umfang des Trägers verteilt, so daß eine induktive Beheizung des Galettenmantels 1 möglich wird.

Durch die besondere Ausgestaltung der Magnetlager 6.1 und 6.2 in den Ausfuhrungsbeispielen von Fig. 3 und 4 wird eine besonders stabile Lagerung des Galet- tenmantels erreicht. Durch den innenliegenden Lagerspalt zwischen den Lagerpolwicklungen und der Nabe 27 läßt sich die Lage des Galettenmantels in einem Bereich erfassen, der nicht unmittelbar erwärmt ist. Damit können insbesondere einfache Abstandssensoren verwendet werden, die eine geringere Temperaturbeständigkeit aufweisen.

Die Ausbildung ist jedoch auch geeignet, um die Antriebswelle 3 unmittelbar in Magnetlagern zu lagern. In diesem Fall würde ein Lagerspalt zwischen den Polenden der Lageφolwicklung 11 und der Antriebswelle 3 gebildet.

Ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer Integration der Lageφolwicklung 11 eines Magnetlagers mit einem Spulenträger 9 der Heizeinrichtung 8 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Die Fig. 5 zeigt einen Ausschnit eines Längsschnittes der Galette und Fig. 6 einen Ausschnitt eines Querschnittes der Galette. Hierbei ist am freien Ende des Trägers 4 ein profilierter Spulenträger 9 am Umfang des Trägers 4 befestigt. Der Spulenträger 9 besitzt am freien Ende gegenüberliegend zu der Stirnwand 2 ein Ende eines Schenkels 14.1 und in axialem Abstand einen zweiten Schenkel 14.2. Der Nutgrund des Spulenträgers 9 ist zwischen dem Ende des Schenkels 14.1 und dem Schenkel 14.2 mit einer Durchmesserstufe versehen, so daß eine Aufnahme für die Spule 10 gebildet ist und andererseits eine Aufnahme 16 für eine Lageφolwicklung 11 des Magnetlagers 6. Die Lageφolwicklung 11 besitzt zwei Polenden 12, die sich in radialer Richtung gegenüberliegen. Damit wird ein Lagermagnetfluß mit Flussrichtung in Umfangsrichtung erzeugt, der somit orthogonal zu dem Wärmemagnetfluß verläuft. Die Pol enden 12 der Lagerpolwicklung 11 bildet mit der Nabe 27 einen Lagerspalt 28, wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 beschrieben. Durch die Ausgestaltung des Spulenträgers 9 - wie in Fig. 5 gezeigt - wird der Wärmemagnetfluß in axialer Richtung zwischen den Schenkeln 14.1 und 14.2 geführt. Dabei wird der Randbereich der Stirnwand 2 unmittelbar am Galettenmantel 1 mit einbezogen, so dass eine Erwärmung des Randbereiches der Stirnwand 2 stattfindet. Der Galettenmantel 1 wird bis zum Ende bin gleichmäßig erwärmt, so dass die gesamte Länge des Galettenmantels 1 zur Fadenbelegung zur Verfügung steht.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Galette. Grundsätzlich könnte der Träger 4 als eine Achse ausgebildet sein, an deren Umfang Einschnitte zur Aufnahme der Lageφolelemente bzw. der Spulenträger enthalten sind. Am Umfang der Achse könnte ein drehbarer Galettenmantel geführt sein. Die Ausbildung der Magnetlager 6 könnte unverändert übernommen werden. Wesentlich hierbei ist die Verschachtelung und Integration der Lageφolwicklungen mit den Wicklungen der Heizeinrichtung in der Form, daß die Spulenträger der Heizvorrichtung neben den Heizspulen die Lageφolwicklungen aufnehmen. Hierbei können auch nur vereinzelte Lageφolwicklungen in den Spulenträger integriert sein. Bei Einsatz von Magnetlagern, deren Lageφolwicklungen in mehreren Lagerwicklungen verteilt sind, ist es durchaus möglich, daß einzelne Lagerpolwicklungen nicht in einem Spulenträger angeordnet sind. Insbesondere in den Fällen, in denen die Spulenträger nicht rotationssymmetrisch ausgebildet sind und somit nur segmentförmig in Abständen hintereinander in Umfangsrichtung an dem Träger angebracht sind.

Ebenso ist es möglich, eine mit dem Galettenmantel verbundene Welle magne- tisch zu Lagern. Die Lageφolwicklungen würde in diesem Fall radial unterhalb der Heizspulen angeordnet sein, um innerhalb der Lagerebene eine Beheizung des Galettenmantels zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

Galettenmantel Stirnwand Antriebswelle Träger Bund Magnetlager Spannelement Heizeinrichtung Spulenträger Spule Lageφolwicklung Polende Blechung Schenkel Isolierschicht Aufnahme Lagerspalt Steuereinrichtung Sensor Faden Nut Stirnseite Axiallager Notlauflager Lagerspalt Energieversorgungseinheit Nabe Lagerspalt

Claims

Patentansprüche

1. Galette zum Führen, Erwärmen und Fördern eines Fadens mit einem antreibbaren, hohlzylindrischen Galettenmantel (1), an dessen Umfang der Faden führbar ist, mit einem auskragenden Träger (4), an welchem der Galettenmantel (1) durch zumindest ein radial wirkendes Magnetlager (6) mit mehreren Lageφolwicklungen (11) drehbar gelagert ist, und mit einer Heizeinrichtung (8), welche zumindest einen Spulenträger (9) mit einer Spule (10) am Träger (4) aufweist, wobei zwischen dem Galettenmantel (1) und dem Spulenträger (9) mit der Spule (10) ein geschlossener Magnetfluß (Wärmemagnetfluß) zum Zweck einer induzierten Erwärmung des Galettenmantels (1) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (10) der Heizeinrichtung (8) und zumindest einer der Lager- polwicklungen (11) des Magnetlagers (6) derart an dem Träger (4) angebracht sind, dass der Wärmemagnetfluß die Lageφolwicklung (1 1) zumindest teilweise überdeckt.

2. Galette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (10) und die Lageφolwicklung (11) an dem Träger (4) in axialer Richtung nebeneinander oder übereinander angeordnet sind.

3. Galette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenträger (9) eine Aufnahme (16) für zumindest einen der La- geφolwicklungen (11) bildet, so daß innerhalb des Wärmemagnetflusses der Lagermagnetfluß durch die Lageφolwicklung (11) erzeugbar ist.

4. Galette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenträger (9) profilfδrmig mit zwei radial bis kurz vor der Innenseite des Galettenmantels (1) aufragenden Schenkeln (14.1, 14.2) zur Führung des Wärmemagnetflusses ausgebildet ist und daß die

Spule (10) und die Lageφolwicklung (11) nebeneinander zwischen den Schenkeln (14.1, 14.2) angeordnet sind.

5. Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (14.1 , 14.2) des U-fÖrmig ausgeführten Spulenträgers (9) gleich lang ausgebildet sind, daß die Spule (10) und die Lageφolwicklung (11) innerhalb des Spulenträgers (9) nebeneinander angeordnet sind und daß die Lageφolwicklung (11) und der Galettenmantel (1) zur Führung des Lagermagnetflusses zusammenwirken.

6. Galette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lageφolwicklung (11) eine Blechung (13) zugeordnet ist, welche Blechung (13) auf der Innenseite des Galettenmantels (1) befestigt ist und mit der Lageφolwicklung (11) zur Führung des Lagermagnetflus- ses zusammenwirkt.

7. Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (14.1, 14.2) des Spulenträgers (9) ungleich lang ausgebildet sind, daß die Spule (10) innerhalb des Spulenträgers (9) und die Lageφolwicklung (11) außerhalb des Spulenträgers (9) nebeneinander angeordnet sind und daß die Lageφolwicklung (11) und eine mit dem Galettenmantel (1) verbundene Nabe (27) zur Führung des Lagermagnetflusses zusammenwirken.

8. Galette nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (9) am freien Ende des Trägers (4) einen radialen bis kurz vor der Innenseite des Galettenmantels (1) aufragenden Schenkeln (14.2) und einen axialen bis kurz vor der Innenseite der Stirnwand (2) ragenden Schenkel (14.1) zur Führung des Wärmemagnetflusses aufweist.

9. Galette nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageφolwicklung (11) gegenüber dem Spulenträger (9) und/oder der Spule eine Isolierung (15) aufweist.

10. Galette nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageφolwicklung (11) zwei mit Abstand zueinander ausgebildete Polenden (12) aufweist, welche Polenden (12) sich in axialer Richtung oder in radialer Richtung gegenüberliegen.

11. Galette nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lageφolwicklungen (11.1-11.4) durch den Spulenträger (9.1) aufhehmbar sind und daß die Lageφolwicklungen (11.1-11.4) in einer Lagerebene winkelversetzt zueinander angeordnet sind.

12. Galette nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Galettenmantel (1) durch zwei radial wirkende Magnetlager (6.1, 6.2) gelagert ist, wobei eines der Magnetlager (6.1) am freien Ende des Trägers (4) und das andere Magnetlager (6.2) am eingespannten Ende des Trägers (4) angeordnet sind, und daß jeweils ein oder mehrere Lageφolwicklungen (11) der Magnetlager (6) durch die an den Enden des Trägers (4) angebrachten Spulenträger (9) aufgenommen sind.

13. Galette nach ein Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageφolwicklungen (11) des am freien Ende des Trägers (4) ausgebildeten Magnetlagers (6.1) derart mit den Polenden (12) radial nach innen angeordnet sind, so daß zwischen den Polenden (12) der Lageφolwicklung (11) und der mit dem Galettenmantel (1) verbundenen Nabe (27) ein Lagerspalt (28) gebildet ist.

14. Galette nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageφolwicklungen (11) des am eingespannten Ende des Trägers (4) ausgebildeten Magnetlagers (6.2) derart mit den Polenden (12) radial nach außen angeordnet sind, so daß zwischen den Polenden (12) der Lageφolwicklung (11) und dem Galettenmantel (1) ein Lagerspalt (17) gebildet ist.

15. Galette nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der Lageφolwicklungen (10) einer der Sensoren (19) zugeordnet ist und daß die Lageφolwicklungen (10) jeweils einzeln durch die Steuereinrichtung (18) steuerbar sind.

16. Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Galettenmantel (1) durch ein zusätzliches Axiallager (23) gelagert ist und daß das Axiallager (23) durch ein axial wirkendes Magnetlager gebildet ist.

7. Galette nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Fanglager vorgesehen ist, welches als berührungsfreies Radiallager (24) oder als elastisch eingespanntes .Radiallager ausgebildet ist.