DE1660235C3

DE1660235C3 - Induktiv beheizbare Galette

Info

Publication number: DE1660235C3
Application number: DE1660235A
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl.-Ing. Dr. Bauer; Gerhard Dipl.-Ing. Dr. Martens; Herbert Schiminski; Herbert Turk
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1967-08-16
Filing date: 1967-08-16
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DE1660235A1; LU56650A1; NL6811347A; DE1660235B2; NL158053B; US3487187A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine induktiv beheizbare Galette in Förderwerken für synthetische Fäden, Bänder u.dgl. mit einem starr mit dem Maschinengestell verbundenen Wicklungsträger für die Induktionsspule, der aus einer Vielzahl von Lamellen besteht und koaxial von dem Galettenmantei, welcher insbesondere einseitig fest auf der Antriebswelle sitzt, umgeben ist

Induktiv beheizte Galetten sind beispielsweise schon in der DE-PS 10 25 095 sowie in der GB-PS 9 89 349 bzw. in der korrespondierenden US-PS 3187150 beschrieben. Letztere zeigen einen aus Lamellen gebildeten Wicklungsträger, auf welchen die Spule gewickelt ist Hierbei bilden die Lamellen ein Paket, in welchem sie parallel zur Drehachse und planparallel zueinander liegen. Nur die mittlere Lamelle des ganzen Pakets geht durch die Drehachse, und der Galettenmantel wird jeweils nur im eng begrenzten Bereich der an den Lamellenschenkeln vorhandenen Paketbreite vom Magnetfluß beaufschlagt. Der Wirkungsgrad ist dementsprechend gering.

Neben diesen verhältnismäßig kleinen fliegend gelagerten Galetten sind wesentlich größere und beidseitig gelagerte Trockentrommeln bzw. Förderwalzen mit induktiv beheiztem Mantel für Papierbahnen u. dgl. bekanntgeworden, die jenen gegenüber ein Vielfaches der Laufflächenlänge aufweisen (vgl. zum Beispiel US-PS 22 73 423, DE-PS 11 51 724, DE-PS 12 37 239). Bei diesen besteht der Wicklungsträger einmal aus axial hintereinanderliegenden Paketen radial angeordneter und sich keilförmig verjüngender Lamellen von L-Profil, wobei jeweils zwei zusammengesetzte Pakete ein U-Profil ergeben. Diese Anordnung hat sich in der Praxis aber nicht durchzuführen vermocht, weil die Herstellung derartiger, sich keilförmig verjüngender Lamellen mit unverhältnismäßig hohen Kosten verbunden ist. Zum anderen und üblicherweise besteht der Wicklungsträger aus Lamellen von gleichmäßiger Wandstärke, von denen jeweils mehrere planparallel zu Paketen geschichtet sind, welche ihrerseits radial im Inneren des Trommel- oder Walzenmantels angeordnet sind, so daß jeweils neben der einen radial verlaufenden Lamelle die hierzu planparallel beidseits danebenliegenden Lamellen eines Pakets sekantial zum Wicklungsträger liegen, und jeweils zwischen den beiden äußeren Lamellen zweier benachbarter Lamellenpakete Lücken am Umfang des Wicklungsträgers entstehen. Derartige Lücken führen aber in der Magnetflußhülle, die sich im die Induktionsspule umgebenden Mantel bildet, zu unterschiedlicher Intensität des Kraftlinienflusses und darüber hinaus bei einer etwaigen Temperaturreglung durch An- und Abschalten des die Induktionsspule versorgenden Wechselstroms zu kurzzeitigen, den Umlauf des Mantels verzögernden bzw. beschleunigenden Rückwirkungen. Die hieraus resultierenden kurzzeitigen Drehzahlschwankungen sind aber für eine Behandlung feiner Fäden bzw. Fasern, insbesondere in frisch gesponnenem Zustand höchst unerwünscht, da ihre Folgen sich später in der Fadenstruktur niederschlagen und sich beispielsweise in der Festigkeit und Anfärbbarkeit der Fadengebilde störend auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Galette der obengenannten Art den Wicklungsträger so auszubilden, daß bei Verwendung von planparallelen Lamellen ein gleichmäßiger Kraftlinienfluß im Galettenmantel erzielt wird. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß der als Rotationskörper ausgebildete Wicklungsträger aus einer Vielzahl von Lamellen gleichmäßiger Wandstärke besteht, die sämtlich radial gerichtet und mittels gegeneinander verspannbarer

bzw. durch eine Buchse miteinander verbundener Profilringe in ihrer Lage gehalten sind, und deren Schenkelenden so geformt sind, daß der äußere Umfang des Wicldungsträgers eine geschlossene Fiäche für den Aus- bzw. Eintritt der magnetischen Kraftlinien bildet. Die Schenkelenden können aber auch so geformt sein, daß der äußere Umfang des Wicklungsträgers einen geschlossenen Linienzug bildet

Bei einer derartigen Anordnung von ausschließlich radial gericnteten Lamellen gleichmäßiger Wandstärke, die in üblicher Weise aus magnetisierbaren dünnen Blechen in jeweils jochartiger Form hergestellt sein können, läßt sich durch dichtes Aneinanderreihen eine große Vielzahl solcher Lamellen im Wicklungsträger unterbringen und gleichzeitig eine besonders gleichmäßige Beaufschlagung des Galeaenmantels Ober dessen ganzen Umfang mit magnetischen Kraftlinien erreichen. Die einzelnen radial gerichteten Lamellen, die sich hierbei mit ihren Rücken am inneren Umfang des als Rotationskörper ausgebildeten Wicklungsträgers berühren, sind in bekannter Weise gegenüber ihren Nachbarlamellen elektrisch isoliert. Sie sind mittels der gegeneinander verspannbaren bzw. durch eine Buchse miteinander verbundenen Profilringe, die an sämtlichen Lamellen an- bzw. in diese eingreifen, in ihrer Lage zueinander sowie zur Drehachse und Innenwand des Galettenmantels hinreichend fixiert. Zur Unterstützung dieser Maßnahme können den Lamellen ein oder mehrere keilförmige Füllstücke zugeordnet sein, weiche jene in Umfangsrichtung des Wicklungsträgers zus*mmenpressen und gegebenenfalls die elektrischen Zuleitungen für die Wicklung aufnehmen. Stattdessen oder darüber hinaus kann der verbleibende Zwischenraum zwischen jeweils benachbarten Lamellen völlig oder zum Teil mit Isoliermasse ausgefüllt sein. J5

Zweckmäßig sind die Lamellenschenkel an ihren Enden mit sich über die ganze Breite der Schenkel erstreckenden, mindestens annähernd senkrecht zur Lamellenebene gerichteten Vorsprüngen bzw. Verformungen, die als Distanzhalter wirksam sind, versehen. Diese können beispielsweise an den Enden der Lamellenschenkel angestaucht, seitlich aufgebracht, oder als Abkantungen ausgebildet sein.

Nach der anderen Ausbildung der Erfindung sind die Lamellenschenkel vorteilhaft an ihren Enden mit Vorsprüngen bzw. Verformungen versehen, die von Lamelle zu Lamdle abwechselnd nach der einen und der anderen Seite hin außermittig angeordnet sind. Dadurch verwinden sich die Lamellenschenkel beim Zusammenpressen der Lamellen in Umfangsrichtung, und die Stirnflächen der Schenkelenden bilden auf dem Umfang des Wicklungsträgers einen zickzackförmig verlaufenden, zusammenhängenden Linienzug, der gleichzeitig längs des gesamten Umfangs eine konstante Luftspaltweite zur Innenfläche des Galettenmantels gewährleistet. Die Vorsprünge sind zweckmäßig durch Sicken gebildet.

Durch diese Maßnahmen wird bei beinern Wicklungsträger, der ausschließlich s'.'s radial gerichteten Lamellen gleichmäßiger Vv diiübiarke besteht, gegen- f>o über den bekannten Anordnungen der höchstmögliche Wirkungsgrad bei beträchtlicher Senkung der Gestehungskosten erzielt, da die die Wicklung durchfließende Wechselspannung einen starken und gegenüber allen bekannten Anordnungen völlig vergleichmäßigten ma- f>5 gnetischen Fluß im Galettenmantel erzeugt.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Galette,

Fig.2 eine Ansicht auf die dem Maschinengestell zugekehrte Stirnseite der Galette gemäß F i g. 1,

Fig.2a eine Teildraufsicht auf den Umfang des Wicklungsträgers gemäß F i g. 2,

Fig.2b bis Fig.2e je einen Ausschnitt der dem Maschinengestell zugekehrten Stirnseite gemäß F i g. 2 mit anders geformten Lamellen,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine längere Galette,

Fig.4 eine einzelne Lamelle des Wicklungsträgers gemäß F i g. 2,

F i g. 5 desgleichen in Draufsicht,

F i g. 6 eine der in den F i g. 4 und 5 dargestellten Lamelle benachbarte Lamelle,

F i g. 7 desgleichen in Draufsicht

Die in F i g. 1 dargestellte Galette besteht im wesentlichen aus einem Galettenmantel 1, Speichen 2, die gegebenenfalls als Lüfterflügel ausgebildet sein können, und einer Nabe 3, über welche die Galette mittels einer Schraube 4 und einer Scheibe 5 auf einer Antriebswelle 6 befestigt ist Im allgemeinen weist der Galettenmantel 1 an seiner linken Stirnseite einen nicht dargestellten Wulst auf. Die Innenwand des Galettenmantels 1 ist in ihrer linken Hälfte stufig abgesetzt. In die ringförmige Stirnfläche 7 des Absatzes ist eine Ringnut 8 eingearbeitet. Außerdem ist bei der Ausführungsform nach F i g. 1 eine Kupfer- oder Messingbuchse 9 in die Innenwand des Galettenmantels 1 eingelassen, deren innerer Umfang ein besonderes Profil 10 besitzen kann. Die Buchse 9 könnte auch breiter sein als dargestellt, so daß ihre linke Stirnfläche beispielsweise die Stirnfläche 7 des Absatzes bilden würde. In diesem Fall würde man die Ringnut 8 in die linke Stirnseite der Buchse 9 einlassen. Das elektrisch gut leitende Material, wie Kupfer oder Messing, muß nicht unbedingt als Buchse eingebracht werden. Versuche mit nach dem Auftragsspritz- oder Auftragsschweißverfahren aufgebrachten Materialien haben gute Ergebnisse gezeigt Der Außendurchmesser der Buchse 9 bzw. der aufgetragenen Schicht kann identisch sein mit dem Innendurchmesser des Galcttenmantels beiil.

Die an einem Zentrierteil 12 eines nicht weiter dargestellten Maschinenteils mittels Schrauben 13 befestigte Induktionsspule besteht im wesentlichen aus der eigentlichen Wicklung 14 und dem aus Lamellen 15,

16 (Fig. 1, 4 und 6), Spannringen 17 und 18 sowie Spannschrauben 19 zusammengesetzten Wicklungsträger. Die Lamellenschenkel weisen an ihren Enden durch Sicken 20 und 21 bzw. 22 und 23 gebildete Vorsprünge auf, die von Lamelle zu Lamelle abwechselnd nach der einen und der anderen Seite hin außermittig angeordnet sind.

Die an sich getrennten, lediglich durch Schrauben 19 miteinander verbundenen und verspannten Profilringe

17 und 18 erlauben die Montage eines Kompletten Lamellenringes. Am Innendurchmesser des Lamellenringes berühren sich die jeweils benachbarten Lamellen auf ihrer ganzen sich axial erstreckenden Länge. Am Außendurchmesser liegen jeweils die erhabenen Seiten der Sicken 20 und 21 der Lamelle 15 gegen die ebene Fläche der benachbarten Lamelle 16 gegen die ebene Fläche der nächsten Lamelle 15 (F i g. 4 bis 7). Auf diese Weise entsteht ein kompaktes Lamellenpaket, das durch die Verspannung mittels der Schrauben 19 zu einem festen Körper zusammengehalten wird. Die geringfügigen verbleibenden Zwischenräume zwischen den

Lamellen, besonders im Bereich des äußeren Umfangs, können mit elektrisch nicht leitendem Isoliermaterial ausgefüllt werden.

Aus fertigungstechnischen Gründen sind an einer oder mehreren Stellen des Lamellenkörpers mehrere Lamellen durch ein keilförmiges Zwischenstück 24 (Fig. 1 und 2) aus magnetisch gut leitendem Material ersetzt, welches in der Einrichtung gemäß F i g. 3, bei welcher die Profilringe nicht gegeneinander verspannt, sondern Teil einer Buchse 36 sind, auch als Spannelement 25 wirkt. Das Profil des Zwischenstücks 24 bzw. des Spannelements 25 ist zweckmäßigerweise jeweils gleich dem der zugehörigen Lamellen 15,16 (F i g. 1 und 2) bzw. 26 (F i g. 3). Zwischenstück 24 und Spannelement

25 nehmen den Temperaturfühler 27 auf, dessen Meßspitze 28 in die Ringnut 8 ragt. Die Zuleitungen 29 und 30 der Wicklung 14 (Fig. 1) bzw. der Wicklungen 31, 32 und 33 (Fig.3) sind durch die Bohrung 34 des Zwischenstücks 24 bzw. des Spannelements 25 geführt. Das Spannelement 25 hai außerdem die Aufgabe, bei der Montage durch Keilwirkung auf das Lamellenpaket eine Kraft in Umfangsrichtung auszuüben, so daß alle Lamellen fest zusammengepreßt werden und infolge der Sickenvorsprünge sich die Lamellenschenkel verwinden und hierdurch wiederum ein geschlossener Flächenzug gemäß F i g. 2a entsteht. Das erreicht man, indem man das Spannelement 25 mittels Schrauben 35 radial in Richtung auf die Buchse 36 zieht. Die Sicken der nicht dargestellten, der Lamelle 26 benachbarten Lamellen sind den Sicken 37,38,39 und 40 der Lamelle

26 gegenüber versetzt.

In den F i g. 2b bis 2e sind Lamellen dargestellt, deren Schenkel an ihren Enden derart geformt sind, daß sie sich im Lamellenpaket untereinander längs ihrer ganzen Breite berühren und so auf dem ganzen Umfang des Wicklungsträgers eine zusammenhängende Fläche bilden. Die Lamellenschenkel können zu diesem Zweck an ihren Enden angestaucht (F i g. 2b) oder abgekantet (2c, 2d) sein, wobei die Abkantungen innerhalb des Wicklungsträgers entweder in stets derselben Richtung oder paarweise gegeneinander weisen können. Die Abkantungen können auch so groß sein, daß sie den Spreizbedarf von zwei Lamellen ergeben, wobei dann der jeweils dazwischen liegende Lamellenschenkel entsprechend kürzer ist (F i g. 2e).

Der die Wicklung 14 durchfließende elektrische Strom erzeugt einen magnetischen Fluß in den Lamellen 15, 16 bzw. 26 und im Galettenmantel 1. Je nach Fließrichtung des Stroms tritt der magnetische Fluß jeweils entweder am freien Ende des linken oder des rechten Schenkels aus, verläuft durch den Galettenmantel 1 und tritt entsprechend am freien Ende des anderen Schenkels wieder ein. Der magnetische

ίο Wechselfluß erzeugt im Galettenmantel Wärme. In den Lamellen selbst wird dagegen nur sehr wenig Wärme erzeugt.

Bei früheren Versuchen wurde festgestellt, daß die Wärme an der linken Stirnseite des Galettenmantels besonders leicht abfloß oder abstrahlte, so daß die dort herrschende Temperatur für die Fadenbehandlung zu niedrig war. Indem man den Innendurchmesser des Galettenmantels an dieser Stelle stufenartig vergrößert, erreicht man eine Konzentrierung des Magnetflusses in dieser Querschnittsverengung. Der linke Lamellenschenkel ist derart verlängert, daß auch hier der Luftspalt möglichst schmal ist. Diese Maßnahmen zusammen bewirken eine gezielte örtliche Temperaturerhöhung. Die Auskleidung 9 ermöglicht es, eine

2^r> größere Leistung bei kleinem magnetischen Fluß zu erreichen. Je nach Form der Profilierung 10 der Auskleidung 9 läßt sich die Temperaturverteilung längs des Galeltenmantels beeinflussen, wobei örtliche Querschnittsverringerungen entsprechend begrenzte Wärmesteigerungen ergeben.

Eine andere Beeinflussung der Wärmeverteilung erreicht man durch die Anwendung zweier oder mehrerer Wicklungen, deren Windungszahlen unterschiedlich gewählt sind. Versuche ergaben außerdem, daß an solchen Stellen, an denen Magnetflüsse entgegengesetzter Fließrichtung zusammentreffen, eine besonders große Wärmeentwicklung verursacht wird. An der Galette gemäß F i g. 3 kann der Galettenumfang über den Lamellenschenkeln zwischen den Wicklungen 31 und 32 zu einer solchen Stelle hoher Temperatur bestimmt werden, indem man die beiden Wicklungen 31 und 32 entgegengesetzt wickelt und sie an eine gemeinsame Wechselstromquelle anschließt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Induktiv beheizbare Galette in Förderwerken für synthetische Fäden, Bänder u.dgl. mit einem starr mit dem Maschinengestell verbundenen Wicklungsträger für die Induktionsspule, der aus einer Vielzahl von Lamellen besteht und koaxial vom Galettenmantel, der insbesondere einseitig fest auf der Antriebswelle sitzt, umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Rotationskörper ausgebildete Wicklungsträger aus einer Vielzahl von Lamellen gleichmäßiger Wandstärke (15, 16, 26) besteht, die sämtlich radial gerichtet und mittels gegeneinander verspannbarer bzw. durch eine Buchse (36) miteinander verbundener Prcfilringe (17, 18) in ihrer Lage gehalten sind und deren Schenkelenden so geformt sind, daß der äußere Umfang des Wicklungsträgers eine geschlossene Fläche für den Aus- bzw. Eintritt der magnetischen Kraftlinien bildet

2. Induktiv beheizbare Galette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenschenkel an ihren Enden mit sich über die ganze Breite der Schenkel erstreckenden, mindestens annähernd senkrecht zur Lamellenebene gerichteten Vorsprüngen bzw. Verformungen (Fig. 2b bis 2e) versehen sind.

3. Induktiv beheizbare Galette in Förderwerken für synthetische Fäden, Bänder u. dgl. mit einem starr mit dem Maschinengestell verbundenen Wicklungsträger für die Induktionsspule, der aus einer Vielzahl von Lamellen besieht und koaxial vom Galettenmantel, der insbesondere einseitig fest auf der Antriebswelle sitzt, umgeben ist, dadurch i^r> gekennzeichnet, daß der als Rotationskörper ausgebildete Wicklungsträger aus einer Vielzahl von Lamellen gleichmäßiger Wandstärke (15, 16, 26) besteht, die sämtlich radial gerichtet und mittels gegeneinander verspannbarer bzw. durch eine ·"' Buchse (36) miteinander verbundener Profilringe (17, 18) in ihrer Lage gehalten sind und deren Schenkelenden so geformt sind, daß der äußere Umfang des Wicklungsträgers einen geschlossenen Linienzug für den Aus- bzw. Eintritt der magneti- ⁴^ sehen Kraftlinien bildet.

4. Induktiv beheizbare Galette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenschenkel an ihren Enden mit senkrecht zur Lamellenebene gerichteten Vorsprüngen bzw. Verformungen (20 bis ^Γ)0 23, 37 bis 40) versehen sind, die von Lamelle zu Lamelle abwechselnd nach der einen und der anderen Seite hin außermittig (Fig. 2a) angeordnet sind.

5. Induktiv beheizbare Galette nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge oder Verformungen durch Sicken gebildet sind.

6. Induktiv beheizbare Galette nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß verbleibende Zwischenräume zwischen jeweils benachbarten Lamellen völlig oder zum Teil mit Isoliermasse ausgefüllt sind.