專利名稱：用于引導、加熱和輸送長絲的導絲輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種按權利要求1前序部分的用于引導、加熱和輸送長絲的導絲輥。
背景技術：
例如由WO 97/49265( = US 5，979，592)已知這種類型的導絲輥。在紡絲設備或紡織機械中這種導絲輥用來加熱、輸送和引導長絲。其中加熱旋轉的導絲輥外殼，使得在導絲輥外殼圓周上行進的長絲通過接觸被加熱。為了進行加熱，長絲或許多平行地并排行進的長絲最好多次分別以部分纏繞通過導絲輥外殼引導，其中所述長絲的并排平行的部分纏繞位于導絲輥外殼被加熱的鋪放長度內。這時特別是取決于，導絲輥外殼在整個鋪放長度上具有均勻的表面溫度，以得到長絲或許多長絲規(guī)定的加熱。在已知導絲輥中導絲輥外殼通過感應加熱裝置加熱。為此在一懸臂伸入罐狀導絲輥外殼的支架上設置多個感應線圈。其中在導絲輥外殼和感應線圈之間形成一內部環(huán)形氣隙。通過磁通量在導絲輥外殼內感生電流，它造成導絲輥外殼的加熱。但是實際表明，在導絲輥外殼感應加熱時感應磁場僅僅加熱緊靠導絲輥外殼的內邊緣區(qū)。然后由于導絲輥外殼的導熱性，熱量分配到整個導絲輥外殼上。因此在導絲輥外表面上出現(xiàn)的表面溫度主要取決于導絲輥外殼的導熱性。由GB 1 150 460以及WO 02/052078A1已知通過外部加熱裝置加熱導絲輥外殼的
導絲輥。加熱裝置由輻射加熱器構成，其輻射能通過對流傳遞到導絲輥外殼上。由于高的圓周速度和與之有關的高的空氣流動，這種加熱裝置帶來高的能量損失。另一方面為了調整到規(guī)定的導絲輥外殼表面溫度，幾乎不可能進行控制，此外通過熱傳導在導絲輥外殼的邊緣區(qū)內出現(xiàn)較大熱損失。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，這樣改進此類的導絲輥，使導絲輥外殼的加熱損失盡可能小地以導絲輥外殼表面溫度的靈敏和反應迅速的可調節(jié)性進行。本發(fā)明另一個目的是，提供一種這一類的導絲輥其余構件熱負荷盡可能小的導絲棍。按照本發(fā)明對于導絲輥這個目的通過這樣的方式實現(xiàn)，S卩，感應產(chǎn)生的熱量直接產(chǎn)生在導絲輥外殼的外邊緣層內，因此能夠通過感應加熱裝置直接控制長絲處理溫度，而不必考慮導絲輥外殼內的任何熱傳導，感應加熱裝置設計在導絲輥外殼之外，感應線圈在導絲輥外殼上一圓周角在20°至180°范圍內、尤其在40°至130°范圍內的外殼扇段上延伸，感應線圈基本上在導絲輥外殼的整個長度上延伸，感應線圈固定在一半殼形支承板上，支承板與感應線圈一起可在一工作位置和一靜止位置之間運動地保持。本發(fā)明優(yōu)良的改進結構通過從屬權利要求的特征和特征組合確定。本發(fā)明通過這樣的方式與例如由US 4，675，487或DE 102 09 M4A1所知的不同， 即為了處理紙帶，壓光輥借助于一位于外部的感應加熱裝置加熱。由于大的溫度范圍(在 US 4，675，487中規(guī)定為70°C至100°C )，如果這里要保持壓光輥表面的溫度均勻性，它不得不通過較小的圓周速度以及僅僅局部起作用的感應進行調整，才能不對待處理紙帶產(chǎn)生影響。但是在處理合成長絲時要求，導絲輥外殼的表面溫度在整個鋪放長度上盡可能保持不變。特別是在一個導絲輥外殼上引導多股長絲時，較大的溫度差直接導致所制造的長絲不同的物理性能。就此而言希望導絲輥外殼表面的溫度差<2°C。因此對于通過由US 4，675，487 &DE102 09 544A1已知的方案，加熱導絲輥外殼的保留更強烈了。但是本發(fā)明令人驚訝地使人得知，由于導絲輥外殼在lOOOm/min至6000到8000m/ min范圍內的較高圓周速度而形成一基本上恒定的表面溫度。此外還表明，由于例如上油劑蒸汽與導絲輥外殼內部相比嚴重惡化的環(huán)境條件，對于設計在導絲輥外殼外部的感應加熱裝置沒有不利影響。此外本發(fā)明具有特殊的優(yōu)點，即感應產(chǎn)生的熱量直接產(chǎn)生在導絲輥外殼的外邊緣層內，因此可以通過感應加熱裝置直接控制長絲處理溫度，而不必考慮導絲輥外殼內的任何熱傳導。此外直接在導絲輥外殼外邊緣層內感應的熱量促使在導絲輥外殼內部特別是軸承部位內的熱負荷顯著減小。因此用來將導絲輥外殼安裝在支架上的結構可以僅僅按軸承技術的觀點設計。由于長絲處理所需要的高的導絲輥外殼圓周速度實際表明，感應加熱裝置的感應線圈僅僅在圓周角在20°至180°范圍內，尤其在40°至130°范圍內的外殼扇段上延伸。 因此導絲輥的操作也不受許多長絲的生頭影響。但是為了加強強度，感應線圈也可以在> 180°的更大圓周角上延伸。在特殊情況下甚至可以被加熱裝置完全包圍，其中一部分感應線圈優(yōu)選固定在一可運動的支架上。為了在導絲輥外殼上充分利用和形成盡可能長的鋪放長度，感應線圈最好均布設置在導絲輥外殼整個長度上。由此可以在導絲輥上優(yōu)選同時引導、加熱和輸送多股長絲。但是原則上在導絲輥外殼上的熱量分配也可以通過配設于導絲輥外殼的元件進行。這時感應線圈僅僅在導絲輥外殼的部分長度上延伸。這里感應線圈最好沿軸向和徑向彼此相鄰地平行于導絲輥外殼固定。因此感應加熱裝置可以用至少50Hz最好500Hz以上的高的交流電頻率運行。因為在導絲輥外殼的各末端處已知出現(xiàn)較高熱損失，優(yōu)選采用本發(fā)明優(yōu)良的改進結構，在這種結構中感應線圈組合形成多個加熱區(qū)，配設于一個加熱區(qū)的感應線圈可共同地并且和相鄰加熱區(qū)的相鄰感應線圈無關地控制。因此特別是朝向端面的導絲輥外殼邊緣區(qū)可以設計成具有較高的功率密度。其中感應線圈最好設計有繞組，其包括一沿導絲輥外殼縱向布置的繞組。例如各繞組可以有利地固定在U形的帶繞鐵心上，其各極端距導絲輥外殼恒定的距離完全一致地軸向延伸。但是也存在這樣的可能性，即感應線圈做得帶有沿圓周方向的各繞組。這時一個感應線圈相對置的各極端距導絲輥外殼恒定的距離完全一致地徑向延伸。感應線圈極端和導絲輥外殼之間的距離基本上保持不變，其中通過極端和導絲輥外殼間的< 5mm尤其是< 3mm的距離使導絲輥外殼有利地磁化。按照本發(fā)明一種特別優(yōu)良的改進結構，感應線圈固定在一半殼形支承板上，它和感應線圈一起可在一工作位置和靜止位置之間運動。因此可以用簡單的方式方法對感應加熱裝置進行維護工作。對于支承板支承在一離導絲輥外殼一定距離軸向延伸的回轉軸上的情況，可以有利地安裝一在外殼的相對置的側面相對于支承板可回轉的蓋板，以給導絲輥外殼配備防護罩。為了保持導絲輥外殼上一定的表面溫度，感應加熱裝置最好與一加熱控制裝置連接，它本身與至少一個溫度傳感器連接，該傳感器測量導絲輥外殼的實際溫度。因此感應加熱裝置可接入一調節(jié)回路，通過它可調整導絲輥外殼規(guī)定的表面溫度，并可在運行時連續(xù)監(jiān)測。因此溫度傳感器最好直接固定在導絲輥外殼上，其中傳感器信號從旋轉的導絲輥外殼通過一信號傳輸器輸送給加熱控制裝置。在導絲輥外殼上采用多個加熱區(qū)時最好每個加熱區(qū)分別配設一溫度傳感器，使每個加熱區(qū)可通過加熱控制裝置相互獨立地調節(jié)其表面溫度。


下面參照附圖詳細說明本發(fā)明導絲輥的一些實施例。附圖表示圖1和2本發(fā)明導絲輥第一實施例的多個示意圖；圖3和4本發(fā)明導絲輥另一實施例的多個示意圖；圖5本發(fā)明導絲輥又一實施例的示意圖。
具體實施例方式圖1和2中以多個視圖表示本發(fā)明導絲輥的第一個實施例。其中圖1示意表示一橫剖視圖，圖2示意表示正視圖。在這方面如果沒有具體指某個圖，以下說明適用于兩個圖。導絲輥具有一空心圓柱形導絲輥外殼1，它在一端通過一端壁4做成罐形。在端壁4相對的一側，導絲輥外殼1是開口的。導絲輥外殼1的端壁4與一輪轂5連接，它旋轉固定地安裝在軸3的圓周上。軸3可旋轉地懸臂支承在一側向設置在導絲輥外殼旁的支架 2上。為此在支架2上設有軸承6. 1和6. 2。在支架2的相對于導絲輥外殼1對置的一側上，軸與一電動機7連接。軸3穿過電動機7并具有一自由端，在它上面安裝著信號傳輸器 13。為了加熱導絲輥外殼1，在導絲輥外殼1外部設置一感應加熱裝置8。這里感應加熱裝置具有多個沿軸向和徑向并排的感應線圈。如圖1中所示，沿軸向并排設置總共4個感應線圈9. 1、9.2、9.3和9.4。其中感應線圈9. 1至9. 4基本上在導絲輥外殼1的整個長度上延伸。每個感應線圈9. 1至9. 4分別通過一繞組22和一帶有極端10. 1和10. 2的U形繞組架21構成。U形繞組架21最好做成具有多個變壓器用硅鋼片的帶繞鐵心。每個感應線圈9. 1至9. 4分別通過一間隔件17與支座16連接。支座16 —端與支架2固定連接。感應線圈9. 1至9. 4通過支座16相對于導絲輥外殼1這樣固定，使得在導絲輥外殼1整個長度上在導絲輥外殼1和極端10. 1和10. 2之間形成一基本上恒定的距離。這里該距離設計成在< 5mm、尤其是< 3mm的范圍內。如圖2所示，沿徑向順次設置總共4個感應線圈9. 1、9. 5、9.6、9. 7。其中感應線圈9. 1,9. 5至9. 7的繞組架21這樣相互布置，使得極端10分別以離導絲輥外殼1表面恒定的距離固定。這里支座16設計成圓弧形地基本上與導絲輥外殼1完全一致。在圖1和2中所示的感應加熱裝置8通過感應線圈構成多個加熱區(qū)18. 1,18. 2、 18. 3和18. 4。這里沿徑向順次設置的感應線圈分別構成一加熱區(qū)。如圖1中所示，每個加熱區(qū)18. 1至18. 4分別配備一溫度傳感器12. 1至12. 4。溫度傳感器12. 1至12. 4安裝在導絲輥外殼1內部，并通過信號線19與信號傳輸器13連接。 信號傳輸器13的固定部分與加熱控制裝置11連接。加熱控制裝置11通過多根電源線15 與配設于感應線圈的電源接頭14連接。通過加熱控制裝置11可共同控制配設于加熱區(qū) 18. 1至18. 4的感應線圈10。在此一個加熱區(qū)的感應線圈組可與相鄰加熱區(qū)的感應線圈無關地控制。因此在運行情況下例如可以給定導絲輥外殼1預定的表面溫度。因此，每個通過溫度傳感器12. 1至12. 4記錄的有偏差的實際溫度可以有利地通過加熱控制裝置11在每個加熱區(qū)18. 1至18. 4內單獨地調節(jié)。從而可以在導絲輥外殼1整個鋪放長度上調整為和保持基本上恒定的表面溫度。如圖2中所示，通過感應加熱裝置8僅僅在導絲輥外殼1的一個角度范圍內造成感應加熱。這里感應加熱裝置8在約120°的角度范圍內延伸。在運行狀態(tài)下，導絲輥外殼1通過電動機7和軸3驅動到在處理長絲時完全在 1000m/min以上的圓周速度。由于導絲輥外殼1高的圓周速度，通過感應加熱裝置8達到導絲輥外殼1整個圓周上的均勻加熱。根據(jù)導絲輥外殼的圓周速度，由感應加熱裝置8在導絲輥外殼1上占有的角度范圍可選擇地形成在20°直至180°的范圍內。其中導絲輥外殼1的表面溫度可以根據(jù)長絲處理和長絲類型處在60°C至250°C的范圍內，這里在導絲輥外殼整個鋪放區(qū)內表面溫度差在< 2°C尤其是< 1°C的范圍內。在圖3和4中以多個視圖示意表示本發(fā)明導絲輥的另一個實施例。在圖3中以橫剖視圖，在圖4中以正視圖表示實施例。在這方面如果沒有具體指某個圖，以下說明適用于兩個圖。在圖3和4中所示的實施例中導絲輥外殼1在兩個端面處分別具有一端壁4. 1和 4. 2。端壁4. 1和4. 2通過軸承6. 1和6. 2可旋轉地直接支承在一軸M上。軸M懸臂地與支架2連接。在導絲輥外殼1內部在端壁4. 1和4. 2之間尤其在中間區(qū)域內設置一電動機7。電動機7具有一固定不動的定子20和一環(huán)形的包圍定子20的轉子21。在定子20 和轉子21之間形成一氣隙。轉子21與導絲輥外殼1固定連接。定子20固定在軸M上。 定子20的供電通過穿過軸M向外引出的電源線進行。為此軸M做成空心圓柱形。感應加熱裝置8設置在導絲輥外殼1之外，且具有多個固定在離導絲輥外殼1 一定距離處的感應線圈9.1和9. 2。感應線圈分別由一繞組架23和一繞組22構成。這里繞組架23的極端10沿導絲輥外殼縱向布置。繞組22以沿縱向定向的卷繞方向卷繞在繞組架23上。如圖3中所示，在導絲輥外殼上沿縱向并排設置兩個感應線圈。每個感應線圈9. 1 和9. 2分別沿圓周方向具有兩個相鄰的感應線圈，如圖4中所示。因此感應加熱裝置8總共由6個感應線圈構成，它們在導絲輥外殼1上沿圓周方向在約90°的角度范圍內延伸。 其中感應加熱裝置8在縱向基本上一直延伸到端壁4. 1和4. 2。在本實施例中共同地通過加熱控制裝置11控制感應加熱裝置8的各感應線圈。為此加熱控制裝置11與一電源接頭 4及各感應線圈連接。感應線圈安裝在支座16上。為此繞組架23通過間隔件17與支座16固定連接。 支座16半殼形地離導絲輥外殼1 一定距離與它一致地形成，并懸臂固定在支架2上。這里支座16和支架2之間的連接做成可運動的，從而使支座16可在一工作位置-如圖3中所示-和一靜止位置之間來回移動。為了控制和調節(jié)導絲輥外殼1的表面溫度，在導絲輥外殼1上設置兩個溫度傳感器12. 1和12. 2，它們與導絲輥外殼1內部的信號傳輸器13連接。信號傳輸器13以其不旋轉的部分固定在軸M上，并通過信號線與加熱控制裝置11連接。本發(fā)明導絲輥的在圖3和4中所示的實施例在其功能方面與上述按圖1和2的實施例相同，因此在這里參考前述實施例。其中在導絲輥外殼1圓周上同樣引導一股或多股長絲。導絲輥外殼1通過在導絲輥外殼1內部的電動機7驅動。導絲輥外殼1通過設置在導絲輥外殼1外部的感應加熱裝置8加熱。為了調節(jié)導絲輥外殼的表面溫度，加熱控制裝置11配設兩個溫度傳感器12. 1和12. 2。這里感應線圈9. 1,9. 2等等這樣通電，使導絲輥外殼1保持基本上恒定的表面溫度。在圖5中表示本發(fā)明導絲輥的又一個實施例。這里在以下說明中具有相同功能的構件得到和圖1和2中相同的圖形標記。此外在圖5中所示的導絲輥的結構基本上和在圖 1和2中所示的導絲輥一樣，因此在下面的說明中主要僅僅解釋其區(qū)別，其余內容參考對圖 1和2的上述說明。在按圖5的實施例中，感應加熱裝置8的感應線圈9共同固定在一半殼形支承板 25上，它與導絲輥外殼1完全一致。支承板25在圓周方向上在約90°的角度范圍內延伸。 在支承板25的一端上設置一回轉軸27，它沿軸向平行于導絲輥外殼1延伸?；剞D軸27懸伸地以一端固定在支架2上。支承板25與回轉軸27這樣連接，使支承板25可在一工作位置-如圖5中所示-或一靜止位置之間移動。在回轉軸27的與支承板25相對的一側上設置一蓋板沈，它同樣與回轉軸27可回轉地連接。蓋板沈半殼形地與導絲輥外殼1完全一致地形成，并基本上在導絲輥外殼1整個縱向區(qū)域上和在圓周上約90°的角度范圍內延伸，因此不僅支承板25而且蓋板沈在導絲輥工作期間形成一對外的防護套。從而一方面可以避免熱損失，另一方面使氣流對長絲引導產(chǎn)生有利影響。此外提供對外界作用或不許可干擾的防護。在本發(fā)明導絲輥的在圖1至5中所示的實施例中，感應加熱裝置的電子元件和導電連接是隔離的并做得對外封閉，以避免特別是例如由長絲產(chǎn)生的上油劑蒸汽和油霧對環(huán)境的影響。因此本發(fā)明的導絲輥也可以優(yōu)良地用在紡織廠的非常不利的環(huán)境區(qū)域內。圖形標記表
1導絲輥外殼2支架3軸4,4. 1,4. 2端壁5輪轂6. 1,6. 2軸承7電動機8感應加熱裝置9. 1,9. 2,9. 3,9. 4......感應線圈10,10. 1,10. 2極端11加熱控制裝置12. 1,12.2,12.3,12.4 溫度傳感器13信號傳輸器14電源接頭15電源線16支座17間隔件18. 1,18. 2,18. 3,18. 4 加熱區(qū)19信號線20定子21轉子22繞組23繞組架24軸25支承板26蓋板27回轉軸
權利要求
1.用于引導、加熱和輸送長絲的導絲輥，該導絲輥具有一可旋轉驅動的空心圓柱形導絲輥外殼(1)，該導絲輥外殼可旋轉地支承在一支架( 上該導絲輥還具有一感應加熱裝置(8)，該感應加熱裝置設計有多個離導絲輥外殼(1) 一定距離的感應線圈(9. 1,9. 2)以加熱導絲輥外殼(1)，其特征為感應產(chǎn)生的熱量直接產(chǎn)生在導絲輥外殼的外邊緣層內，因此能夠通過感應加熱裝置直接控制長絲處理溫度，而不必考慮導絲輥外殼內的任何熱傳導，感應加熱裝置(8)設計在導絲輥外殼(1)之外，感應線圈(9. 1,9.2,......)在導絲輥外殼(1)上一圓周角在20°至180°范圍內的外殼扇段上延伸，感應線圈(9. 1，9. 2，......)基本上在導絲輥外殼(1)的整個長度上延伸，感應線圈(9. 1,9.2,......)固定在一半殼形支承板05)上，支承板05)與感應線圈(9. 1,9. 2) 一起可在一工作位置和一靜止位置之間運動地保持。
2.按權利要求1的導絲輥，其特征為感應線圈(9.1,9.2,......)多個相互并排地沿軸向和/或徑向平行于導絲輥外殼(1)延伸。
3.按權利要求1的導絲輥，其特征為感應線圈(9.1，9.2，......)組合成多個加熱區(qū)(18. 1,18.2,......)，并且配設于加熱區(qū)(18. 1,18.2,......)之一的感應線圈(9. 1，9.2，......)可共同地且與相鄰加熱區(qū)(18. 1,18.2,......)的相鄰感應線圈(9. 1，9.2,......)無關地控制。
4.按權利要求1的導絲輥，其特征為感應線圈(9.1，9. 2，......)分別具有兩個極端(10. 1,10.幻，該極端沿軸向以距導絲輥外殼(1)恒定的距離完全一致地延伸。
5.按權利要求1的導絲輥，其特征為感應線圈(9.1，9. 2，......)分別具有兩個極端(10. 1,10.幻，該極端沿徑向以距導絲輥外殼(1)恒定的距離完全一致地延伸。
6.按權利要求4或5的導絲輥，其特征為感應線圈(9.1，9.2，......)之一的各極端(10. 1,10. 2)和導絲輥外殼(1)之間的距離在Imm至6mm范圍內。
7.按權利要求6的導絲輥，其特征為支承板0 支承在一離導絲輥外殼(1)一定距離軸向延伸的回轉軸(XT)上，回轉軸(XT)在與支承板0 相對的外殼側上攜帶一蓋板(26)。
8.按權利要求1的導絲輥，其特征為感應加熱裝置(8)與一加熱控制裝置(11)連接，加熱控制裝置(11)與至少一個測量導絲輥外殼(1)外殼溫度的溫度傳感器(12. 1)連接。
9.按權利要求7的導絲輥，其特征為溫度傳感器(12.1)固定在導絲輥外殼(1)上，并通過一信號傳輸器與位置固定的加熱控制裝置(11)連接。
10.按權利要求8的導絲輥，其特征為設置多個溫度傳感器(12.1,12.2,......)，其中每個溫度傳感器(12. 1,12.2,......)對應導絲輥外殼(1)上的多個加熱區(qū)(18. 1，18. 2,......)之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于引導、加熱和輸送長絲的導絲輥，具有一可旋轉驅動的空心圓柱形導絲輥外殼(1)，導絲輥外殼可旋轉地支承在一支架(2)上；一感應加熱裝置(8)，該感應加熱裝置設有多個離導絲輥外殼一定距離的感應線圈以加熱導絲輥外殼；其中感應產(chǎn)生的熱量直接產(chǎn)生在導絲輥外殼的外邊緣層內，因此能夠通過感應加熱裝置直接控制長絲處理溫度，而不必考慮導絲輥外殼內的任何熱傳導，感應加熱裝置(8)設計在導絲輥外殼之外，感應線圈在導絲輥外殼上一圓周角在20°至180°范圍內的外殼扇段上延伸，感應線圈在導絲輥外殼的整個長度上延伸，感應線圈固定在一半殼形支承板(25)上，支承板與感應線圈一起可在工作位置和靜止位置之間運動地保持。
文檔編號H05B6/14GK102560798SQ201210056520
公開日2012年7月11日 申請日期2005年10月7日 優(yōu)先權日2004年10月14日
發(fā)明者A·紹爾, J·格特納, K·舍費爾 申請人:蘇拉有限及兩合公司