DE19854034A1 - Induktionsheizung für Thermowalzen - Google Patents

Abstract

Die Thermowalze besitzt einen Walzenmantel aus einem ferromagnetischen Material und eine Induktorspule innerhalb des Walzenmantels zur verlustarmen Übertragung und prozeßgerechten Einstellung der Heizleistung durch die Erzeugung von Wirbelströmen gleichmäßiger Dichte in der Gesamtheit oder in gezielt auswählbaren Zonen der äußeren Oberfläche des Walzenmantels. DOLLAR A Hierbei bildet der Walzenmantel selbst den Magnetkern und die Induktorspule besteht aus einem oder mehreren, in Nähe der Innenfläche des Walzenmantels in achsparalleler Anordnung peripher verteilten, sich axial mindestens über die größte Ballenbreite der Walze erstreckenden und in ihrer induktiven Ankopplung an den Walzenmantel abschnitts- bzw. zonenweise einstellbaren, stab- oder schalenförmigen Stromleitern. DOLLAR A Walzen der bezeichneten Art werden in unterschiedlichen Industriezweigen zur Warmbehandlung von Walzgut eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Induktionsheizung für eine Thermo­ walze mit einem Walzenmantel aus einem ferromagnetischen Mate­ rial und einer Induktorspule innerhalb des Walzenmantels zur verlustarmen Übertragung und prozeßgerechten Einstellung der Heizleistung durch die Erzeugung von Wirbelströmen gleichmäßi­ ger Dichte in der Gesamtheit oder in gezielt auswählbaren Zonen der äußeren Oberfläche des Walzenmantels.

Thermowalzen der betrachteten Art bestehen aus einem Stahlzy­ linder, der an stirnseitigen Achsflanschen drehbar gelagert ist. Bei der induktiven Heizung dieser Walzen wird die Wärme unmittelbar im Mantel des Hohlzylinders mit Hilfe eines magne­ tischen Wechselfeldes erzeugt, wozu der Mantel aus einem Mate­ rial besteht, welches sowohl elektrisch als auch magnetisch hinreichend leitfähig ist.

Es ist eine Vielzahl von induktiven Heizanordnungen für Thermo­ walzen dieser Art bekannt, welche unterschiedlich aufgebaute Induktionspulen oder Induktionsschleifen für die Erzeugung des 1 magnetischen Wechselfeldes im Walzenmantel benutzen. Sie unter­ scheiden sich im wesentlichen durch die Lage und die Richtung der Durchflutungsachse der Induktionsspulen oder Induktions­ schleifen im Bezug auf den Walzenmantel bzw. durch die Richtung des magnetischen Flusses und des induzierten Wirbelstroms im Walzenmantel.

So ist nach DE 195 32 044 eine Induktionswalze bekannt, welche hauptsächlich eine Induktionsspule auf einem Eisenkern im In­ nern des Walzenmantels aufweist, deren Durchflutungsachse mit der Walzenachse zusammenfällt. Der magnetische Kreis, in wel­ chem sich der magnetische Fluß ausbildet, besteht im wesentli­ chen aus dem Eisenkern der Induktionsspule und dem ferromagne­ tischen Walzenmantel sowie dem nicht ferromagnetischen Zwi­ schenraum zwischen Eisenkern und Walzenmantel, der den soge­ nannten Luftspalt des Magnetkreises bildet.

Der von der Induktionsspule erzeugte magnetische Fluß verläßt deren Eisenkern, in dem er sich im Luftspalt auffächert und von dort radial in den Walzenmantel eintritt, wo er in axialer Richtung gebündelt wird, um sich nach Überschreiten der axialen Mitte der Induktionsspule erneut in den Luftspalt aufzufächern und von dort von der anderen Seite wieder in den Eisenkern ein­ zutreten.

Die durch den Wechselfluß im Walzenmantel hervorgerufenen Wir­ belströme fließen in Umfangsrichtung auf zur Walzenachse kon­ zentrischen Bahnen. Die Wirbelstromdichte und mit ihr die Wär­ mequellendichte ist daher in Umfangsrichtung konstant. In axia­ ler Richtung ändern sich beide Größen jedoch entsprechend der Änderung des Wechselflusses im Walzenmantel infolge dessen Bün­ delung aus- bzw. Auffächerung in den Luftspalt. Aus diesem Grunde nehmen Wirbelstrom- und Wärmequellendichte im Walzenman­ tel von der Stelle, welche sich radial über der axialen Mitte der Induktionsspule befindet, zu seinen Enden hin ab.

Um dennoch die gewünschte, gleichmäßige Temperaturverteilung in axialer Richtung auf der Walzenoberfläche zu erreichen, sind gemäß der bekannten Anordnung geschlossene Wärmerohre in axia­ len Bohrungen des Walzenmantels vorgesehen. Die Wärmerohre ent­ halten ein in der Nähe der Betriebstemperatur siedendes Wärme­ trägermedium, welches auf dem Wege der Verdampfung, Konvektion und Kondensation einen Wärme- und Temperaturausgleich zwischen der Mitte und den Enden des Walzenmantels bewirkt.

Die Herstellung solcher axialer Bohrungen in dem Walzenmantel ist fertigungstechnisch sehr aufwendig. Außerdem kann damit ein Temperaturausgleich bis in den Bereich der Achsflansche hinein nicht erreicht werden.

Aus diesem Grunde sind bei der bekannten Induktionsheizwalze zusätzliche Hilfsinduktionsspulen im Bereich der Achsflansche vorgesehen. Der von den Hilfsinduktionsspulen erzeugte Fluß tritt in die Achsflansche ein und führt dort zu der für einen vollständigen Temperaturausgleich erforderlichen zusätzlichen Erwärmung.

Durch Einspeisung einer entsprechend höheren Heizleistung in die Wicklungen der Hilfsinduktionsspulen soll darüber hinaus ein Abfluß von Wärme in die nicht beheizten Bereiche des Achs­ flansches und in das Walzengestell während des Aufheizvorgangs unterbunden und damit die notwendige Zeit für das Aufheizen der Walze bis zum Erreichen der Betriebstemperatur verkürzt werden.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Anordnung besteht dar­ in, daß sie die Ausbildung von axialen Zonen steuerbarer Heiz­ leistung auf der Thermowalze, insbesondere in den Randbereichen des Walzenballens, nicht zuläßt. Dadurch ist die Walze in ihrer Verwendbarkeit auf eine bestimmte Breite der zu bearbeitenden Warenbahnen und damit auf ein sehr enges Produktsortiment ein­ geschränkt. Das hat zur Folge, das eine geringe Maschinenausla­ stung auftreten kann, was auf eine niedrige Kapitalrendite hin­ ausläuft.

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Fluß-, Wirbelstrom- und Wär­ mequellendichte in axialer Richtung und zur Ausbildung von axialen Zonen steuerbarer Heizleistung ist es bekannt mehrere Induktionsspulen axial nebeneinander anzuordnen.

Nach der DE 195 38 261 ist jede der axial nebeneinander angeord­ neten Induktionsspulen in einem Eisenkern mit u-förmigem Längsschnitt eingebettet und besitzt eigene Anschlüsse.

Die u-förmigen Eisenkerne bilden mit den Enden ihrer flanschförmigen Schenkel einen definierten Luftspalt zur Innen­ fläche des Walzenmantels.

Diese von den Eisenkernen und dem Walzenmantel gebildeten Ma­ gnetkreise lassen aufgrund ihrer Anordnung bei zweckmäßiger Di­ mensionierung eine Bündelung bzw. Auffächerung des Flusses aus dem bzw. in den Luftspalt nicht zu, so daß mit. Ausnahme der Grenzzonen zwischen den einzelnen Magnetkreisen eine annähernd konstante Fluß-, Wirbelstrom- und Wärmequellendichte längs der Walzenoberfläche in axialer Richtung erreicht werden kann.

Eine solche Art der Erzeugung des magnetischen Flusses ist sehr energieaufwendig. Bei Anordnung von n Induktionsspulen längs des Walzenmantels beträgt der magnetische Widerstand eines Ma­ gnetkreises wegen der kleineren Luftspaltbreite etwa das n­ fache und damit die notwendige Erregerleistung mindestens das n²-fache, die gesamte Erregerleistung also mehr als das n³- fache einer vergleichbaren Walze mit nur einer Feldspule. Die Erregerleistung wird in der Induktionsspule vollständig in Wärme umgesetzt.

Um eine zu hohe Erwärmung der Induktionspulen zu vermeiden, ist z. B. in der EP 0511549 für eine vergleichbare induktiv beheiz­ bare Walze ein Kühlrohr vorgesehen, welches die in den Indukti­ onsspulen erzeugte Wärme abführt. Diese geht der Walzenheizung verloren, was eine erhebliche Verminderung des thermischen Wir­ kungsgrads zur Folge hat.

Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht in der Notwen­ digkeit, die einzelnen Induktionsspulen bezüglich ihrer Heiz­ leistung jede für sich getrennt zu überwachen und zu steuern, was zu einer sehr aufwendigen, aus mehreren unabhängigen Schaltkreisen bestehenden Stromversorgung führt.

Abgesehen davon, daß dadurch zusätzliche Energieverluste her­ vorgerufen werden, ist eine solche Stromversorgungsanlage teu­ rer und naturgemäß störanfälliger und bedarf daher einer lau­ fenden Betriebsüberwachung.

Besonders niedrige Energieverluste und ein hoher thermischer Wirkungsgrad der induktiven Heizung sind mit einer Lösung nach der DE 34 16 353 erreichbar. Diese Lösung beinhaltet einen den Walzenmantel an einer Umfangsstelle innen und außen vollständig umschließenden ferromagnetischen Kern, der auf seinem äußeren Schenkel mit einer Feldwicklung versehen ist.

Da der damit gebildete Magnetkreis keinen Luftspalt aufweist, ist die für die Erzeugung des magnetischen Flusses erforderli­ che Erregerleistung sehr gering. Die Gleichmäßigkeit der Wir­ belstrom- und Wärmequellendichte in axialer Richtung ist wegen einer kaum vorhandenen Auffächerung des Flusses in dem Raum zwischen den parallenen ferromagnetischen Schenkeln des Kerns recht gut.

Diese Lösung läßt allerdings eine Ausbildung axialer Heizzonen nicht zu. Außerdem ist ein üblicher koaxialer Antrieb nicht möglich, da der Eisenkern den Walzenmantel an seinen Stirnsei­ ten teilweise abdeckt.

Weiterhin sind induktive Heizungsanordnungen für Walzen be­ kannt, die einen feststehenden Induktor im Inneren der Walze besitzen. So ist z. B. in der DE OS 30 33 482 eine induktive Hei­ zung mit einem solchen Induktor beschrieben, der aus mehreren, am Umfang sternförmig angeordneten, sektionsweise axial benach­ barten Polen auf einem axial durchgehenden Träger besteht. Je­ der Pol in jeder Sektion ist mit jeweils einer Induktionswick­ lung versehen, so daß alle Pole des Induktors elektromagnetisch aktiv bzw. aktivierbar sind. Die Durchflutungsachsen der Induk­ tionsspulen sind radial gerichtet, wobei sich der Luftspalt des Magnetkreises zwischen den Enden der Pole und der Innenfläche des Walzenmantels befindet.

Der Walzenmantel bildet das Rückschlußjoch des Magnetkreises zwischen den Polkernen von am Umfang benachbarten Indukti­ onsspulen radial entgegengesetzter Durchflutungsrichtung. Dabei wird im Walzenmantel ein Magnetfeld in Umfangsrichtung erzeugt, welches die Walzenachse zwischen Polen entgegengesetzter Durch­ flutungsrichtung in Kreissegmente alternierender Flußrichtung umgibt.

Der von dem Magnetfeld induzierte Wirbelstrom fließt im wesent­ lichen in einer dünnen Schicht an der Innen- und Außenfläche des Walzenmantels in jeweils, entgegengesetzter axialer Rich­ tung, so daß sich ein langgestreckter Strompfad in Form eines Toroids oder mehrerer Toroidsegmente mit annähernd rechteckigem Querschnitt ausbildet, dessen gemeinsame Achse mit der Wal­ zenachse zusammenfällt.

Bei dieser Lösung befinden sich die Wärmequellen im wesentli­ chen an der Innen- und Außenfläche des Walzenmantels. Ihre Ver­ teilungen in axialer Richtung, insbesondere die zonenweise Hei­ zung läßt sich durch entsprechende Erregung der Induktionsspu­ len axial benachbarter Sektionen leicht steuern. Desgleichen ist auch eine Steuerung der Wärmequellenverteilung und entspre­ chende zonenweise Heizung in Umfangsrichtung durch entsprechend abgestufte Erregung der am Umfang benachbarten Induktionsspulen des Polsterns und/oder durch entsprechende Abstufung der Luftspalte zwischen den Enden der Polkerne und der Innenfläche des Walzenmantels längs des Walzenumfangs möglich.

Ein Nachteil dieser und ähnlicher bekannter Anordnungen ist der hohe Material- und Fertigungsaufwand für die Herstellung des Induktors, insbesondere der Induktionsspulen, und der aus ih­ rem großen Wicklungsvolumen resultierende hohe Energieaufwand für die Erzeugung des magnetischen Feldes, welcher der Heizung der Walzenoberfläche verlorengeht.

Auch die an der Innenfläche des Walzenmantels befindlichen Wär­ mequellen stehen der Heizung der äußeren Walzenoberfläche und der Wärmeübertragung auf die Warenbahn nur teilweise und mit zeitlicher Verzögerung zur Verfügung.

Schließlich läßt sich der Wärmeabluß zu den Achsflanschen und tragenden Wellenenden nicht hinreichend wirksam unterdrücken, da der in dem Achsflansch vorhandene Raum in der Regel nicht ausreicht, um einen Induktorpolstern mit der für die thermische Kompensation notwendigen Heizleistung aufzunehmen.

Als eine mögliche Lösung dieses Problems ist aus der DE OS 44 10 675 eine Anordnung bekannt, welche in einem Hohlraum des Achsflansches der Walze eine zu- und abschaltbare Wider­ standsheizung besitzt.

Zur Erzeugung eines sich zumindest kreisbogenförmig in Umfangs­ richtung ausbildenden Magnetfeldes im Walzenmantel sind auch Anordnungen bekannt, bei denen sich die Induktorspulen am äuße­ ren Umfang der Walze befinden.

Eine solche Lösung ist z. B. der DE 33 40 683 zu entnehmen. Die Anordnung besteht aus u-förmigen Polschuhvorrichtungen, deren Magnetschenkel mit ihren Enden der äußeren Mantelfläche der Walze in einem bestimmten Abstand gegenüberstehen, welcher den nicht ferromagnetischen Luftspalt eines Magnetkreises bildet, in dem der Walzenmantel das Rückschlußjoch bildet. Jede Pol­ schuhvorrichtung besitzt eine Induktionsspule. Mehrere Pol­ schuhvorrichtungen sind axial unmittelbar nebeneinander ange­ ordnet und bilden eine die Walze von außen über ihre gesamte zu beheizende Walzenlänge abdeckende Polschuhreihe.

Mehrere solcher Polschuhreihen können in Umfangsrichtung neben­ einander angeordnet sein, wobei die Magnetschenkel benachbarter Reihen axial gegeneinander versetzt sind.

Die Nachteile der analogen Anordnungen mit einem im Inneren der Walze angeordneten Induktor werden damit jedoch nicht behoben. Lediglich die Kompensation des Wärmeabflusses an den Enden der Walze ist mit einem außen liegenden Induktor besser zu errei­ chen, da sich mit diesem der Flanschbereich leichter induktiv wirksam abdecken läßt.

Eine Verringerung des fertigungstechnischen und steuerungstech­ nischen Aufwandes sowie des damit verbundenen Material- und Energieaufwandes für die Einstellung und Aufrechterhaltung ei­ ner definierten axialen Verteilung der Wirbelstrom- und Wärme­ quellendichte soll mit einer weiteren bekannten Anordnung die­ ser Art gemäß DE OS 40 11 825 erreicht werden. Bei der hier be­ schriebenen Lösung ist der Induktor eine radial über der Wal­ zenoberfläche angeordnete Leiterschleife, deren stromdurchflos­ sene Länge sich durch leitende, axial verschiebbare Kontakt­ brücken zwischen ihren Schenkeln einstellen läßt.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß ein äußerer Magnetleiter fehlt, welcher für eine hinreichend enge induktive Ankopplung der Leiterschleife an den Magnetmantel erforderlich ist. Es entsteht daher nur eine schmale Heizzone in unmittelba­ rer Umgebung der Leiterschleife dergestalt, daß ihre Schenkel lediglich einen "Heizschatten" auf die Walzenoberfläche werfen.

Den gleichen Mangel weist eine analoge in der EP 067 99 61 be­ kanntgemachte, induktive Heizungsanordnung für Walzen auf, die ebenfalls aus schleifenförmigen Leitern über der äußeren Wal­ zenoberfläche aufgebaut ist. Mehrere Leiterschleifen bilden ei­ ne Leiterschleifenspirale ab und sind in einer aus einem magne­ tisch nicht leitenden, elektrisch isolierenden Material beste­ henden, über der Walze feststehenden. Hülle eingebettet. Abgese­ hen davon, daß infolge des fehlenden magnetischen Rückleiters eine nur schwache induktive Ankopplung der Leiterschleifen an den Walzenmantel besteht, nimmt die Durchflutung vom Zentrum der Leiterschleifenspule zu ihren Rändern hin stark ab, so daß weder in Umfangs- noch in axialer Richtung eine konstante Fluß­ dichte- und Wirbelstrom- bzw. Wärmequellendichteverteilung er­ reicht werden kann.

Die Erfindung verfolgt das Ziel, die erkannten Mängel der be­ kannten induktiven Heizungsanordnungen für Thermowalzen zu be­ heben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Induktionshei­ zung für eine Thermowalze zu schaffen, mit der bei geringem steuer- bzw. regeltechnischen Aufwand und geringen Energiever­ lusten in kurzer Zeit über einzelne an der Walzenoberfläche an­ steuerbare Heizzonen eine vorgegebene Temperaturverteilung über die axiale Länge auf der Walzenoberfläche und in den Achsflan­ schen hergestellt sowie im laufenden Betrieb eingestellt und aufrechterhalten bzw. prozeßgerecht nachgeführt werden kann, ohne daß hierfür einzelne, voneinander getrennte, axial neben­ einander angeordnete Induktorspulen erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wal­ ze aus einem an seinen Enden mit Achsflanschen versehenen, drehbar gelagerten Hohlzylinder besteht, an dessen innerer Man­ telfläche in einem bestimmten radialen Abstand, der mindestens gleich der maximalen Durchbiegung des Walzenzylinders in Be­ trieb ist, ein aus einem oder mehreren axial parallel angeord­ neten, gestreckten, stab- oder schalenförmigen Leitern beste­ hender feststehender, an seinen Enden in axialen Bohrungen der Achsflansche der Walze an eigenen Achsflanschen gelagerter In­ duktor vorgesehen ist, welcher von einem ein- oder mehrphasigen Wechselstrom durchflossen ist, wobei sich die Leiter des Induk­ tors in einem Stück oder in magnetisch lückenlos aneinandergereihten Abschnitten über die ganze Ballenbreite der Walze erstrecken und an ihren Enden in den Achsflanschen des Induktors befestigt und mechanisch und elektrisch voneinander distanziert oder miteinander verbunden sind.

Bei Speisung des Induktors mit einem einphasigen Wechselstrom sind alle Leiterin der gleichen Richtung vom Strom durchflos­ sen, wobei sich die Anschlüsse des Induktors an die Stromquelle an jeweils gegenüberliegenden Enden der Walze befinden.

Zur Einstellung der beheizten Ballenbreite der Walze auf die Breite der zu bearbeitenden Warenbahn wird der Induktor nur auf dem entsprechenden axialen Abschnitt vom Strom durchflossen, d. h. der Strom wird an den Enden dieses Abschnitts in den In­ duktor eingespeist. Hierzu sind Schleifkontakte vorgesehen, die an einem Kontaktträger befestigt und gegen eine Kontaktbahn an der inneren Mantelfläche des Induktors und an eine in der Wal­ zenachse oder deren Nähe angeordnete Stromschiene gedrückt sind.

Die Kontaktträger sind symmetrisch zur axialen Mitte des Wal­ zenballens angeordnet und auf je einer Spindelmutter befestigt, welche eine jeweils zur Spindelmutter der gegenüberliegenden Walzenseite entgegengesetzte Steigung gleicher Höhe besitzt. In der Achse der Walze ist eine zweiteilige Spindel angeordnet, die symmetrisch zur axialen Walzenmitte ebenfalls entgegenge­ setzte Steigungen gleicher Höhe besitzt. Durch Drehen der Spin­ del werden die Kontaktträger auf den Spindelmuttern symmetrisch zur axialen Walzenmitte zu dieser hin oder von ihr wegbewegt, wodurch die beheizte Ballenbreite der Walze entsprechend ab- bzw. zunimmt.

Die Stromschiene ist in der axialen Walzenmitte in zwei gegen­ einander elektrisch isolierte Teile getrennt. Der Strom wird an einem Walzenende in die Stromschiene, welche durch eine Zentralbohrung im Achsflansch des Induktors in den Induktorin­ nenraum geführt ist, eingespeist. Dort wird der Strom in der Stromschiene dem am Fuß des Kontaktträgers angebrachten Schleifkontakt zugeführt, gelangt über eine Kontaktbrücke an die am Kopf des Kontaktträgers befindlichen Schleifkontakte, tritt in die Kontaktbahnen des Induktormantels ein, durchströmt den Induktormantel in axialer Richtung und verläßt ihn dann in umgekehrter Reihenfolge auf dem gleichen Weg zum anderen Wal­ zenende hin.

Durch entsprechende Anordnung von Schleifkontakten am Kopf der Kontaktträger und die Aufteilung des Induktormantels in gegen­ einander isolierte Kontaktbahnen lassen sich auch am Umfang der Walze Heizzonen unterschiedlicher Breite und Lage abgrenzen. Zur Variation der Breite einer Heizzone muß die Anzahl der Schleifkontakte am Kopf der Kontaktträger verändert werden. Zur Einstellung der Lage der Heizzone am Umfang genügt die Verdre­ hung der Kontaktträger auf der Spindel.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Induktors und seine An- ordnung im Innenraum der Walze wird ein magnetisches Feld in dem Walzenmantel erzeugt, dessen Richtung im wesentlichen peri­ pher ist, wobei der Walzenmantel im Grunde den Kern des Magnet­ kreises darstellt. Bei einphasiger Speisung des Induktors tritt der magnetische Fluß - abgesehen vom Streufluß - an keiner Stelle aus dem Walzenmantel aus. Hieraus resultiert ein sehr niedriger magnetischer Widerstand des Magnetkreises und eine entsprechend niedrige Blindleistung für die Erzeugung des Ma­ gnetfeldes. Der Wirbelstrompfad bildet sich im Walzenmantel in Form eines in axialer Richtung langgestreckten Toroids mit an­ nähernd rechteckigem Querschnitt aus. Dabei fließt der Wirbel­ strom in einer dünnen Schicht mit konstantem effektiven elek­ trischen Leiterquerschnitt an der Innen- und Außenfläche des Walzenmantels in jeweils, entgegengesetzter Richtung auf einer axialen Wegstrecke, welche der stromdurchflossenen Strecke der Stromleiter des Induktors entspricht.

Um zu verhindern, daß auch das magnetische Feld der stromfüh­ renden Abschnitte der Stromschiene außerhalb der axialen Heiz­ zonen in den Walzenmantel und die Achsflansche eindringt, ist die Stromschiene durchgängig magnetisch abgeschirmt. Die Ab­ schirmung besteht aus einem ferromagnetischen Mantel, der zur Begrenzung der Induktion einen Luftspalt besitzt und zur Unter­ drückung des magnetischen Streufeldes an seinem Umfang mit ei­ ner Schicht aus elektrisch gut leitendem Material abgedeckt ist.

Sollen bei der Aufheizung der Walze die Ränder der Walze, ins­ besondere die Achsflansche, vorübergehend beheizt werden, so kann dem erfindungsgemäß durch Aufbau der magnetischen Abschir­ mung aus zwei ineinander verdrehbaren Schalen Rechnung getragen werden. Durch Verdrehen der Schalen kann die Abschirmung teil­ weise geöffnet und damit eine für die Zusatzheizung hinreichen­ de induktive Kopplung zu den Achsflanschen erreicht werden.

Erfolgt die Speisung mit einem mehrphasigen Wechselstrom, so sind am Umfang benachbarte Leiter an einem Ende des Induktors jeweils phasenweise zu in sich geschlossenen Gruppen elektrisch miteinander verbunden. Die so gebildeten Phasengruppen sind ge­ geneinander elektrisch isoliert und an dem einen Ende des In­ duktors mit getrennten Anschlüssen zur Stromquelle versehen, wohingegen am anderen Ende des Induktors alle Leiter miteinan­ der elektrisch leitend verbunden sind.

Sofern eine Anpassung an eine Stromversorgung erforderlich ist, können die Leiter des Induktors aus mehreren, gegeneinander isolierten Teilleitern bestehen, wobei Teilleiter zweier elek­ trisch um 180°C versetzter Phasengruppen in einer ein - oder mehrphasigen Schleife in Reihe geschaltet sind, so daß eine In­ duktorspule mit der gewünschten Windungszahl entsteht.

Im Unterschied zu der einphasigen Anordnung besteht der Wirbelstrompfad bei der zweiphasigen Anordnung aus zwei Toroid­ segmenten, die im gegenläufigen Sinne durchflossen werden. Da­ bei bildet jede Phasengruppe ihren eigenen Magnetkreis aus. Der Fluß tritt an der Grenze zwischen zwei benachbarten Phasengrup­ pen aus dem Walzenmantel ins Walzeninnere aus und an der gegen­ überliegenden bzw. am Umfang nächstliegender Phasengrenze wie­ der in den Walzenmantel ein. Dabei nimmt er seinen Weg entlang den Durchflutungsachsen, die sichjeweils zwischen den am Wal­ zenumfang liegenden Grenzen zweier Phasengruppen und der Wal­ zenachse erstrecken. Hier ist ein Querjoch als Bestandteil des Induktors angeordnet, welches aus ferromagnetischem Material besteht und einen vernachlässigbaren magnetischen Widerstand darstellt. Der magnetische Widerstand in der Durchflutungsachse wird damit im wesentlichen durch den magnetisch wirksamen, nicht ferromagnetischen "Luftspalt" zwischen den Enden des Querjochs und der inneren Mantelfläche der Walze bestimmt.

Das Querjoch erstreckt sich in axialer Richtung über die ganze Länge des Induktors und ist in mehrere axiale Abschnitte unter­ teilt, die sich unabhängig voneinander um mindestens ^ϕ/2 aus der Durchflutungsachse verdrehen lassen, wobei ϕ der elektri­ sche Winkel zwischen den Phasenströmen ist.

Dazu ist jeder Querjochabschnitt vorteilhaft mit seinen Enden an der inneren Mantelfläche des Induktors und mit seiner Dreh­ achse in einer axialen Bohrung des Achsflansches des Induktors gelagert, wobei die Drehachsen der Querjochabschnitte aus dem Achsflansch der Walze soweit herausragen, daß sie von außen zu­ gänglich sind. Jedes der Querjochabschnitte ist mit seiner Drehachse starr verbunden. Die Drehachsen sind ineinander ge­ steckte und gegeneinander drehbar gelagerte Hohlwellen, von de­ nen jede für sich an einem Ende von außen zugänglich ist und an ihrem anderen Ende mit jeweils einem der Querjochabschnitte verbunden ist.

Für eine Einstellung des Drehwinkels der Querjoche sind die Hohlwellen an ihren freien Enden vorzugsweise über ein automa­ tisches Schaltgetriebe mit einem Stellmotor verbunden.

Die Phasengruppen des Induktors erstrecken sich im allgemeinen über unterschiedliche Umfangsbereiche des Walzenmantels, wobei über der Phasengruppe mit der jeweils kleineren Erstreckung am Walzenumfang in der Regel die größere Wärmequellendichte auf der Walzenoberfläche hervorgerufen werden soll.

Um auf diese Weise ein deutliche Abgrenzung von Heizzonen am Walzenumfang zu erreichen, muß der magnetisch wirksame Luftspalt zwischen den Enden des Querjochs und der inneren Man­ telfläche des Walzenmantels so klein wie möglich gehalten wer­ den. Dies bedeutet, daß die radiale Höhe der Leiter des Induk­ tors möglichst gering sein muß.

Dem kann erfindungsgemäß dadurch Rechnung getragen werden, daß die Leiter des Induktors die Form von Zylinderschalen besitzen. Diese Leiterschalen können an ihrer Innenfläche mit einem dün­ nen, elektrisch isolierenden Kunststoffbelag mit selbstschmie­ renden Eigenschaften, z. B. Teflon, versehen sein, auf dem die gleichermaßen mit einem solchen Kunststoff beschichteten Enden der Querjoche gleitfähig gelagert sind.

Eine weitere Verringerung des magnetischen Luftspalts kann er­ reicht werden, wenn der Induktor mit dem Walzenmantel starr verbunden ist. Der notwendige Abstand zwischen der äußeren Man­ telfläche des Induktors und der inneren Mantelfläche der Walze wird in diesem Fall nicht mehr durch die maximale Durchbiegung der Walze, sondern nur noch durch die erforderliche elektrische Isolation zwischen Walze und Induktor bestimmt.

Da sich nun der Induktor zusammen mit der Walze dreht, sind zur Aufrechterhaltung einer ortsfesten Durchflutungsachse die ein­ zelnen Leiter des Induktors nach Art einer Gleichstromkommutatorwicklung schleifen- oder wellenförmig in Reihe geschaltet und an einem Ende des Induktors einzeln an die Lamellen eines Kollektors geführt, über den die elektrische Verbindung zur Stromquelle hergestellt ist.

Wird das Querjoch aus seiner Brückenstellung zwischen den Pha­ sengrenzen herausgedreht, so nimmt der magnetische Widerstand det Magnetkreise sehr stark zu. Entsprechend stark nimmt der magnetische Fluß und mit ihm auch die induzierte Heizleistung im Walzenmantel ab.

Bei einem Induktor mit einer symmetrischen, zweiphasigen Lei­ teranordnung liegen sich die Phasengrenzen am Walzenumfang dia­ metral gegenüber. Wird das Querjoch mit seiner Längsachse um 90° jeweils in die Mitte der Phasengruppen gedreht, so heben sich bezogen auf das Querjoch die Durchflutungen des Induktors auf, sodaß über das Querjoch kein Fluß angetrieben wird. Außer dem vergleichsweise geringen Streufluß ist dann kein magneti­ scher Fluß im Walzenmantel vorhanden, so daß praktisch keine oder eine nur sehr geringe Heizleistung erzeugt wird.

Durch Drehung des Querjochs kann so die resultierende Durchflu­ tung der Magnetkreise und mit ihr der Magnetfluß und die im Walzenmantel erzeugt Heizleistung von ihrem Höchstwert stufen­ los bis auf nahe Null reduziert werden, ohne daß hierfür ir­ gendeine Veränderung im Stromkreis des Induktors vorgenommen werden muß.

Die Einstellung der Walzenheizung ist damit kontaktlos möglich; ein Verschleiß durch Kontaktabnutzung ist von vornherein ausge­ schlossen und die durch die Steuerung bedingten Energieverluste sind vernachlässigbar gering.

Diese kontaktlose Einstellung der Heizleistung kann gleichmäßig über die gesamte Ballenbreite der Walze, aber auch abschnitts­ weise, z. B. an den Enden der Walzen vorgenommen werden, indem nur die an den entsprechenden Stellen befindlichen Querjochab­ schnitte gedreht werden.

Damit kann jede gewünschte Wärmequellen- bzw. Temperaturvertei­ lung über der Ballenbreite der Walze hergestellt werden, ohne daß hierfür ein Maschinenstillstand erforderlich ist. Eine Op­ timierung der Temperaturverteilung kann somit im laufenden Pro­ zeß an hand von kontinuierlich erfaßten Prozeß- und Produktda­ ten erfolgen.

Eine zonenweise Heizung am Walzenumfang wird erfindungsgemäß erreicht, indem die Phasengruppen so angeordnet werden, daß sie sich über unterschiedlich große Umfangsbereiche erstrecken. Bei einem Induktor mit einer derartigen unsymmetrisch - zwei­ phasigen Leiteranordnung liegen sich dann die Grenzen zwischen den Phasengruppen nicht mehr diametral gegenüber; nur die Zen­ triwinkel der Phasengruppen ergänzen sich weiterhin zu 360°. Da in jeder der beiden Phasengruppen der gleiche Strom fließt, sind ihre Durchflutungen gleich. Dagegen verhalten sich die ma­ gnetischen Widerstände ihrer Magnetkreise proportional und ihre Flüsse umgekehrt proportional zu ihren Zentriwinkeln. Dies gilt allerdings nur, solange der magnetische Widerstand der Magnet­ kreise durch den Walzenmantel bestimmt wird und der in der ge­ meinsamen Durchflutungsachse befindliche magnetische Widerstand der nicht ferromagnetischen Luftspalte zwischen Querjoch und Walzenmantel sowie des Querjochs selbst dagegen nicht maßgeb­ lich in Erscheinung tritt.

Da aber die Permeabilität des Walzenmaterials gerade bei den relativ niedrigen magnetischen Feldstärken im Walzenmantel am höchsten ist, muß der Luftspalt extrem klein gemacht werden, um diese Bedingung zu erfüllen. Dem sind aber schon durch die not­ wendige Dicke der Leiter des Induktors Grenzen gesetzt, auch wenn diese zur Unterdrückung und zur Minimierung der Leitungs­ verluste von Wirbelströmen des Induktors in radialer Richtung schon so dünn wie möglich ausgeführt sind, was z. B. durch Ver­ wendung schalenförmiger Leiter oder durch Leiter erreicht wird, die in radialer Richtung aus mehreren dünnen und voneinander isolierten, leitenden Schichten bestehen.

Um dennoch die vorgenannte Bedingung zu erfüllen, ist erfin­ dungsgemäß die Möglichkeit vorgesehen, der Wechselstromdurch­ flutung des Induktors eine Gleichstromdurchflutung zu überla­ gern, mit Hilfe derer die magnetische Feldstärke im Walzenman­ tel in einen Bereich hinreichend niedriger Permeabilität der B- H Kurve des Mantelstahls verschoben ist, ohne daß dadurch die Permeabilität des magnetisch leitenden Materials des Querjochs maßgeblich verringert wird. Dies kann durch die Wahl eines ge­ eigneten ferromagnetischen Materials und einen hinreichend gro­ ßen magnetischen Leiterquerschnitt des Querjochs erreicht wer­ den.

Die Einkopplung einer Gleichstromquelle in den Wechselstrom­ kreis des Induktors erfolgt in bekannter Weise über einen Tief­ paß, z. B. eine Drossel.

Das Querjoch ist aus dünnen, isolierten Blechen aufgestapelt und z. B. mit einer Bandage aus GFK zusammengehalten, wobei die einzelnen Bleche in Flußrichtung liegend angeordnet sind. Da­ durch werden Wirbelströme im Querjoch wirksam unterdrückt.

Die magnetischen Widerstände der Phasengruppen lassen sich er­ findungsgemäß auch dadurch im gewünschten Verhältnis einstel­ len, daß die Überdeckung des Walzenmantels durch das Querjoch im Bereich der Phasengrenze und damit die Fläche des Luftspalts für die aneinandergrenzenden Phasengruppen unterschiedlich groß ist. Dies kann durch entsprechende Verschiebung der Achse des Querjochs aus der Durchflutungsachse erreicht werden. Stattdes­ sen oder zusätzlich hierzu kann zur Einstellung des Verhältnis­ ses der magnetischen Widerstände auch die Größe des Luftspalts für die beiden Phasengruppen verschieden sein, was durch eine entsprechend unsymmetrische Formgebung des Querjochs an seinen Enden in Gestalt von entsprechend ausgebildeten Polschuhen er­ reicht werden kann.

Soll die Phasengruppe mit dem kleineren Zentriwinkel die Zone höherer spezifischer Heizleistung darstellen, so erhält deren Magnetkreis den kleineren Luftspalt und die größere Luftspalt­ fläche dergestalt, daß der von der Durchflutung dieser Phasen­ gruppe über das Querjoch durch den Walzenmantel angetriebene magnetische Wechselfluß und die von ihm erzeugte Wärmequellen­ dichte entsprechend höher als am übrigen Umfang der Walze ist. Durch Verdrehen des Induktors zusammen mit dem Querjoch gegen den Walzspalt kann diese Heizzone in jede gewünschte, prozeß­ technisch jeweils günstigste Lage gebracht werden.

Damit kann eine optimale Wärmeübertragung auf das Walzgut und gleichzeitig ein optimaler Energieeinsatz erreicht werden. Die Energieverluste, welche durch Konvektion und Wärmeabstrah­ lung auf dem größten, nicht mit dem Walzgut im Eingriff befind­ lichen Teil des Walzenumfangs entstehen, können mit der gerin­ geren Heizleistung und der entsprechenden Absenkung der Ober­ flächentemperatur in diesem Umfangsbereich maßgeblich reduziert werden.

Die periphere magnetische Erregung des Walzenmantels ist infol­ ge der gestrecken, axialen Leiteranordnung über der gesamten stromführenden Länge des Induktors zwangsläufig gleich groß. Dies gilt generell auch für den magnetischen Fluß sowie die Fluß- und Wärmequellendichte bei einphasiger Speisung des In­ duktors. Bei mehrphasiger Speisung ist dies mindestens über der Breite eines Querjochabschnitts und auch über der gesamten Bal­ lenbreite der Fall, wenn alle Querjochabschnitte die gleiche Winkelstellung im Bezug auf die Durchflutungsachse haben. In diesem Fall findet der Übergang der Wirbelstrombahn zwischen Außen- und Innendurchmesser des Walzenmantels erst an den Enden des Induktors statt.

Besondere konstruktive Maßnahmen zur Steuerung des magnetischen Randfeldes und zur Vergleichmäßigung der axialen Temperaturver­ teilung, wie z. B. Wärmerohre in Bohrungen des Walzenmantels, sind daher prinzipiell nicht notwendig. Eine gezielte Steuerung des thermischen Randfeldes, insbesondere im Übergang zu nicht bzw. schwach beheizten Abschnitten des Ballens, ist durch ent­ sprechende gegenseitige Verdrehung der Querjoche im Übergangs­ bereich möglich. In diesem Fall bilden sich radiale Auffäche­ rungen der Wirbelstrombahnen an den Grenzen zwischen benachbar­ ten Querjochen mit entsprechender Veränderung der Wirbelstrom­ dichte in den Randschichten aus.

Die thermische Zeitkonstante der Walzenheizung an der äußeren Walzenoberfläche ist sehr niedrig, da sich die Wärmequellen nur in einer dünnen Randschicht des Walzenmantels befinden. Sowohl Wärmedurchgangswiderstand als auch Wärmekapazität sind daher für den Wärmestrom in Bezug auf den äußeren Walzenrand äußerst klein. Das gilt allerdings nur für die am äußeren Walzenrand befindlichen Wärmequellen. Die infolge des Skineffekts auch an der inneren Mantelfläche der Walze hervorgerufenen Wärmequellen verzögern den Erwärmungsvorgang. Außerdem fließt ein Teil des von hier ausgehenden Wärmestroms in den Induktorraum ab und geht daher der Walzenheizung verloren.

Erfindungsgemäß wird dieser unerwünschte Effekt dadurch beho­ ben, daß unmittelbar angrenzend an die innere Mantelfläche des Walzenzylinders eine Schicht aus einem Material mit einem im Vergleich zum Walzenstahl wesentlich geringeren spezifischen elektrischen Widerstand, z. B. Kupfer angebracht ist, wobei die Dicke dieser Schicht der Eindringtiefe des elektrischen Feldes entspricht. Damit wird erreicht, daß sich die auf die Walze in­ duktiv übertragene Heizleistung im Verhältnis der spezifischen Widerstände auf die innere und äußere Mantelfläche der Walze aufteilen und damit die Wärme überwiegend an der äußeren Wal­ zenoberfläche erzeugt wird.

Eine weitere, ganz wesentliche Beschleunigung des Erwärmungs­ vorgangs kann erreicht werden, wenn der Abfluß von Wärme aus den Randzonen des Walzenmantels in den Bereich der Achsflansche und in das Walzengestell unterbunden wird.

Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß eine zusätzliche induktive Erwärmung der Achsflansche über ihre ganze oder nahezu ganze Länge durch geeignete Anordnung der Ausleitungen bzw. Verbin­ dungsleitungen des Induktors in dem ringförmigen Raum zwischen den Achsflanschen von Walze und Induktor herbeigeführt werden.

Bei einem zweiphasigen Induktor sind die beiden Ausleitungen um 180° am Umfang versetzt in Nuten des Achsflansches des Induk­ tors angeordnet. In den koaxialen Ringraum zwischen den beiden Achsflanschen sind zwei um 180° am Umfang versetzte Polbrücken eingesetzt, welche die magnetisch leitende Verbindung zwischen den magnetischen Polen der Achsflansche von Walze und Induktor herstellen. Bilden also die Verbindungslinien der Polbrücken mit den Verbindungslinien der Stromleiter einen Winkel von 90°, so ist die Zusatzheizung eingeschaltet; beträgt der Winkel 0°, so ist sie weitgehend ausgeschaltet.

Um in dieser Winkelstellung eine möglichst vollkommene indukti­ ve Entkopplung zu erreichen, sind in den Achsflansch des Induk­ tors außen Platten aus elektrisch möglichst gut leitendem Mate­ rial eingelassen, welche den Ringraum in den Umfangsbereichen zwischen den Leitern und Polen elektromagnetisch abschirmen. Ein besonders gutes Schaltverhältnis wird erreicht, wenn die Polbrücken den Ringraum ohne Luftspalt überbrücken d. h. mit beiden Enden die sich gegenüberliegenden Mantelflächen der Achsflansche von Walze und Induktor berühren. Zweckmäßig sind sie hierzu als Segmente in eine Lagerbuchse integriert.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen schematischen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Thermowalze mit einem Induktor in einphasiger Ausführung.

Fig. 2 einen Querschnitt I-I nach Fig. 1

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Thermowalze mit einem Induktor in zweiphasiger Ausführung

Fig. 4 einen Querschnitt II-II nach Fig. 3

Fig. 5 einen Querschnitt III-III nach Fig. 3

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Thermowalze mit einem Induktor in zweiphasiger Ausführung und unsymmetrischer Anordnung der Phasengruppen analog Fig. 4 (beheizter Mittenabschnitt)

Fig. 7 einen Querschnitt nach Fig. 6 jedoch mit einem um 180° verdrehtem Joch(nicht beheizte Randzone)

Fig. 8 einen Querschnitt durch die Achsflansche der Thermowalze mit dem Induktor in zweiphasiger Ausführung in Koppelstellung der Polbrücken

Fig. 9 einen Querschnitt nach Fig. 8 in Abschirmstellung der Polbrückenanordnung.

Die Induktionsheizung für eine Thermowalze 1 besteht aus einem Walzenmantel 2, Achsflanschen 3, 3', an denen die Thermowalze 1 drehbar gelagert ist, sowie dem Induktor 4, der mit Achsflan­ schen 7, 7' in axiale Bohrungen der Achsflansche 3, 3' der Thermowalze 1 eingesetzt ist.

Der Induktor 4 ist, wie Fig. 1 und 2 zeigen, im Inneren des Walzenmantels 2 angeordnet und besteht in der hier dargestell­ ten einphasigen Ausführung aus einem inneren Stromleiter 5, der durch ein Isolierstück 5.3 in zwei elektrisch getrennte und me­ chanisch miteinander verbundene Leiterteilstücke 5.1 und 5.2 unterteilt ist, äußeren Stromleitern 6, Schleifkontaktträgern 8, 8' mit innerem Schleifkontakt 8.1, 8.1' und äußerem Schleif­ kontakt 8.2, 8.2', den Spindelmutter 9.1, 9.2 und einer Spindel 10 sowie einer magnetischen Abschirmung 11 des inneren Strom­ leiters 5.

Die äußeren Stromleiter 6 der Induktorspule 4' können Rund- oder Profilstäbe, aber auch Zylinderschalen sein und sind am inneren Umfang des Walzenmantels 2 gleichmäßig verteilt ange­ ordnet und an ihren Enden in Achsflanschen 7, 7' des Induktors 4 befestigt. Der Anschluß der Stromleiter 6 an eine Stromquelle erfolgt von beiden Enden der Thermowalze 1 her über den inneren Stromleiter 5, die inneren Schleifkontakte 8.1, 8.1', die Schleifkontaktträger 8, 8' und die äußeren Schleifkontakte 8.2, 8.2'. Die äußeren Stromleiter 6 sind in Umfangsrichtung über ihre gesamte Länge oder abschnittsweise miteinander elektrisch verbunden, so daß sich der Strom den äußeren Schleifkontakten 8.2, 8.2' auf die äußeren Stromleiter 6 peripher gleichmäßig verteilt. Zwischen den beiden Schleifkontaktträgern 8, 8' fließt der Strom in den äußeren Stromleitern 6, und zwar am ganzen Umfang des Induktors in gleicher Richtung, wie in Fig. 1 und Fig. 2 durch Pfleile dargestellt ist. Dadurch wird in dem Walzenmantel 2 ein magnetischer Fluß erzeugt, welcher in Um­ fangsrichtung fließt, wie die Pfleile in Fig. 2 zeigen.

Durch den Fluß werden im Walzenmantel Wirbelströme induziert, welche auf den in Fig. 1 durch Pfeile dargestellten Strombahnen fließen. Die Länge der Wirbelstrombahn und damit die beheizte Breite des Walzenmantels kann dutch entsprechende Variation der stromdurchflossenen Länge des äußeren Stromleiters 6 einge­ stellt werden. Dies erfolgt durch Betätigung der Spindel 10, welche in dem rohrförmigen inneren Stromleiter 5 an ihren Enden drehbar gelagert und gegen den inneren Stromleiter 5 elektrisch isoliert ist. Die Isolierung kann z. B. in Form einer Gleitla­ gerbuchse aus Teflon erfolgen.

Die Spindel 10 besteht aus zwei gleich langen Teilstücken mit gleichgroßer, aber entgegengesetzter Gewindesteigung. Die auf den Teilstücken der Spindel 10 befindlichen Spindelmuttern 9.1 und 9.2 besitzen ebenfalls zueinander entsprechend entgegenge­ setzte Gewindesteigungen gleicher Ganghöhe und sind auf der Spindel 10 symmetrisch zur axialen Walzenmitte angeordnet.

Wird die Spindel 10 gedreht, so bewegen sich je nach Drehrich­ tung die Spindelmuttern 9.1, 9.2 zusammen mit den Schleifkon­ taktträgern 8, 8' auf jeweils gleich langen Wegstrecken, entwe­ der aufeinander zu oder voneinander weg. Dabei nimmt die strom­ durchflossene Strecke der äußeren Stromleiter 6 und damit die induktiv beheizte Breite des Walzenmantels 2 entsprechend ab oder zu.

Um eine Induktion von Wirbelströmen im Walzenmantel 2 außerhalb der durch die Schleifkontaktträger 8 begrenzten Strecke durch den im inneren Stromleiter 5 fließenden Strom zu unterbinden, ist der innere Stromleiter 5 mit einer magnetischen Abschirmung 11 versehen, welche aus den Schalen 11.1 und 11.2 besteht. Jede der beiden Schalen ist aus dünnen, gegeneinander isolierten ferromagnetischen Blechen zusammengesetzt und trägt an ihrer äußeren Oberfläche einen elektromagnetischen Schirm 12 aus elektrisch gut leitendem Material. Die magnetische Abschirmung 11 erstreckt sich über die gesamte Länge der Thermowalze 1, mindestens aber über die volle Länge des inneren Stromleiters 5 zwischen den Anschlüssen seiner Teilstücke 5.1 und 5.2 an die hier nichtdargestellte Stromquelle. Dadurch wird nicht nur in den Randbereichen des Walzenmantels 2, sondern auch in den Achsflanschen 3, 3' und 7, 7' eine Induktion von Wirbelströmen unterbunden.

In bestimmten Fällen, z. B. beim Aufheizen der Thermowalze 1, ist jedoch eine aktive Beeinflussung des Temperaturfeldes in diesen Bereichen erwünscht.

Dem ist durch den Aufbau der magnetischen Abschirmung 11 erfin­ dungsgemäß in der Weise Rechnung getragen, daß die beiden Scha­ len 11.1 und 11.2 unterschiedliche Durchmesser besitzen, so daß sie sich ineinander verdrehen lassen und damit den inneren Stromleiter 5 abhängig vom Drehwinkel teilweise freigeben. Da­ mit kann die induktive Kopplung des inneren Stromleiters 5 an die Achsflansche 3, 3' bzw. die Randbereiche des Walzenmantels 2, also auch die dorthin induktiv übertragene Heizleistung, stufenlos von Null auf den jeweils benötigten Wert erhöht wer­ den.

Zur Einstellung des Drehwinkels ist mindestens eine der Schalen 11.1 oder 11.2 der magnetischen Abschirmung 11 auf mindestens einer Seite der Thermowalze 1 aus dem Induktor 4 soweit durch dessen Achsflansch 7 herausgeführt, daß sie von außen zugäng­ lich ist.

Im Betrieb der Walze 1 ist der Induktor 4 einschließlich aller darin befindlichen Einbauten feststehend. Deshalb ist der Achs­ flansch 7 des Induktors 4 in den Achsflansch 3 der Thermowalze 1 drehbar gelagert eingesetzt und an seinen Enden am Walzenge­ stell befestigt. Auch der innere, rohrförmige Stromleiter 5 ist mit den Enden seiner Teilstücke 5.1 und 5.2 am Maschinengestell abgestützt und fest mit der elektrischen Anlage der Stromquelle elektrisch verbunden. Er trägt an seinen Enden auf jeweils elektrisch isolierenden Lagern innen die Spindel 10 und außen die Schalen 11.1 und 11.2 der magnetischen Abschirmung 11. Die Lager der Schalen 11.1 und 11.2 haben verschiedene Außendurch­ messer und sind axial versetzt angeordnet, so daß sie ein In­ einanderdrehen der Schalen 11.1 und 11.2 zulassen. Der Strom­ leiter 5 ist mit der Spindel 10 und der magnetischen Abschir­ mung 11 durch eine axiale Bohrungen in den Achsflanschen 7 des Induktors 4 auf beiden Seiten von außen zugänglich aus dem In­ nenraum der Thermowalze 1 herausgeführt.

In den Fig. 3 und Fig. 4 ist eine induktive Heizungsanordnung mit einem Induktor 4 in symmetrischer zweiphasiger Ausführung dargestellt.

Die äußeren Stromleiter 13' und 14' der Induktorspule 4' sind in zwei gleich große Phasengruppen 13 und 14 aufgeteilt und durch Isolierstäbe 15 elektrisch getrennt.

Der elektrische Phasenwinkel beträgt 180°, d. h. der Strom fließt in der einen Phasengruppe von einem zum anderen Ende des Induktors 4 und in der anderen Phasengruppe wieder zurück. Die Stromzuleitungen 17 und 18 liegen an dem einen Ende des Induk­ tors 4, während am anderen Induktorende die beiden Phasengrup­ pen 13, 14 durch die Phasenbrücke 18 miteinander verbunden sind.

Die Stromleiter 13', 14' der beide Phasengruppen 13, 14 besit­ zen eine gemeinsame Durchflutungsachse 19, welche sich zwischen der Walzenachse und den peripheren Phasengrenzen erstreckt. In der Durchflutungsachse 19 ist symmetrisch das Querjoch 20 mit den Polschuhen 21 angeordnet.

Aufgrund des entgegengesetzten Drehsinns ihrer Durchflutungen bildet jede Phasengruppe 13, 14 ihren eigenen Magnetkreis 22 bzw. 23 aus. Der Walzenmantel 2 bildet dabei auf dem von der jeweiligen Phasengruppe 13 bzw. 14 überdeckten Abschnitt den Kern eines solchen Magnetkreises. Die beiden Kernhälften des Walzenmantels 2 stoßen mit ihren jeweils gleichnamigen Polen an den Phasengrenzen aneinander. Das Querjoch 20 bildet dabei die gemeinsame Brücke der beiden Magnetkreise zwischen den sich diametral gegenüberliegenden, entgegengesetzten Polen der bei­ den Kernhälften. Die Richtung der von den Phasengruppen 13 bzw. 14 erzeugten Flüsse sind in Fig. 4 durch Pfeile dargestellt.

Der magnetische Widerstand der Magnetkreise 22 bzw. 23 wird durch die Breite und die Oberfläche des Luftspalts 24 zwischen dem Querjoch 20 und der Innenfläche des Walzenmantels 2 be­ stimmt. Je schmaler der Luftspalt und je größer seine Oberflä­ che ist, desto geringer ist sein magnetischer Widerstand und desto größer der magnetische Fluß bei einer bestimmten Durch­ flutung bzw. Erregerleistung, d. h. je enger ist die induktive Kopplung zwischen Induktor 4 und Walzenmantel 2. Der Luftspalt ist daher zweckmäßig so schmal bemessen, wie es die radiale Dicke der äußeren Stromleiter 13', 14' und die Durchbiegung des Walzenmantels 2 zulassen.

Die Oberfläche des Luftspalts kann durch Ausdehnung der Breite der Polschuhe 21, 21' in Umfangsrichtung so weit vergrößert werden, wie es die geforderte Gleichmäßigkeit der peripheren Fluß- bzw. Wärmequellendichteverteilung im Walzenmantel 2 zu­ läßt. Andererseits kann durch entsprechende Formgebung und Aus­ dehnung der Polschuhe 21, 21' am Walzenumfang die periphere Flußdichte- und Wärmestromdichteverteilung in weiten Grenzen variiert werden.

Die induktive Kopplung zwischen dem Induktor 4 und dem Walzen­ mantel 2, d. h. die mit einem bestimmten Induktorstrom auf den Walzenmantel 2 übertragbare Heizleistung, kann von ihrem maxi­ malen Wert auf praktisch Null reduziert werden, wenn das Quer­ joch 20 aus der Durchflutungsachse 19 um 90° gedreht wird. Das magnetische Feld in dieser Grenzstellung ist in Fig. 5 dar­ gestellt. Die Durchflutungen der Phasengruppen 13 und 14 heben sich im Bezug auf das Querjoch 20 auf, so daß sich nur noch ein Streufluß ausbilden kann. Aufgrund seines im Vergleich zum Luftspalt 24 bedeutend größeren Wegs durch den nichtmagneti­ schen Raum im Inneren des Walzenmantels 2 ist der Streufluß be­ deutend niedriger als der Fluß in Brückenstellung des Querjochs 20. Dies trifft wegen der quadratischen Abhängigkeit der Wärme­ quellen von der Flußdichte in noch höherem Maße für die induk­ tiv übertragene Heizleistung zu. Bei konstantem Induktorstrom kann so die Heizleistung allein durch Drehung des Querjochs 20 in weiten Grenzen variiert werden.

Dies ergibt eine im Vergleich zu bekannten Anordnungen wesent­ lich vereinfachte Steuerung des Induktorstroms bei der Einstel­ lung und Aufrechterhaltung der Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Thermowalze 1. Es genügt, den Strom auf einem bestimmten Wert konstant zu halten. Die Oberflächentemperatur der Thermowalze 1 kann dann einfach mit dem Drehwinkel des Querjochs 20 geregelt werden.

Um dabei ein bestimmtes Temperaturprofil über der Ballenbreite der Thermowalze 1, insbesondere Heizzonen unterschiedlicher Breite, einstellen zu können, ist das Querjoch 20 axial in meh­ rere, gegeneinander verdrehbare Abschnitte 20', 20", 20''' aufgeteilt, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist.

Die beiden äußeren Querjoche 20' und 20''' befinden sich in der Grenzstellung minimaler induktiver Kopplung zwischen Induktor 4 und Walzenmantel 2. Das mittlere Querjoch 20" nimmt die Brüc­ kenstellung ein, stellt also die maximale induktive Kopplung her.

Aufgrund dieser Konstellation werden Wirbelströme nur in dem mittleren axialen Abschnitt des Walzenmantels 2 erzeugt. Die Wirbelstrombahnen und die Richtung der Wirbelströme sind durch die Pfeile dargestellt. Da der Strom in den Stromleitern 13' und 14' der Phasengruppen 13, 14' sich in der durch Pfeile ge­ kennzeichneten Strömungsrichtung nicht ändern kann, ist die ma­ gnetische Flußdichte und damit auch die Wärmequellendichte in axialer Richtung zwangsläufig konstant, solange die induktive Kopplung zwischen Induktor 4 und Walzenmantel 2 konstant ist. Dies gilt über der axialen Länge des Querjochs 20, wie in Fig. 3 dargestellt ist.

Im Randbereich des mittleren Abschnittes 20" des Querjochs 20 nimmt die Kopplung jedoch stark ab, so daß der in axialer Rich­ tung fließende Strom auf Null abnimmt, indem er sich in radia­ ler Richtung auffächert. Dadurch gehen die oberflächennahen Schichten der am inneren und äußeren Umfang des Walzenmantels 2 liegenden Wirbelstrompfade über den Enden des Querjochs 20 in­ einander über. Das sich dabei ausbildende elektromagnetische und thermische Randfeld kann abhängig von der Dicke des Walzen­ mantels 2 erheblich über die axialen Enden des Querjochs 20 hinausgehen und sich insbesondere dann, wenn sich auch die äu­ ßeren Abschnitte 20', 20''' in Brückenstellung befinden, bis in den Bereich des Achsflansches 3 der Walze 1 erstrecken.

Die Querjoche 20 mit ihren Abschnitten 20', 20", 20''' sitzen auf konzentrisch angeordneten, aufeinander drehbar gelagerten Hohlwellen 25, 25', 25", wobei auf der einen Seite der Thermo­ walze 1 die innerste Hohlwelle 25' und auf der anderen Seite der Thermowalze 1 die äußerste Hohlwelle 25" im Achsflansch 7 des Induktors 4 drehbar gelagert ist. Die Enden der Hohlwellen sind auf einer Seite der Thermowalze 1 durch die axiale Bohrung des Achsflansches 7 des Induktors 4 von außen zugänglich her­ ausgeführt. Sie können dort mit einer Stelleinrichtung verbun­ den werden, die Bestandteil eines Temperaturreglers ist.

Die Querjoche 20 sind zur Entlastung der Hohlwellen 25 und zur Minimierung des Luftspalts direkt auf der inneren Mantelfläche des Induktors 4d. h. an den Innenflächen der Stromleiter 13', 14' gelagert.

Hierzu ist die Oberfläche der Polschuhe 21 mit einer Isolier­ kappe 26 aus elektrisch isolierendem und temperaturbeständigem Material mit selbstschmierenden Eigenschaften, z. B. Teflon, überzogen.

In Fig. 6 und Fig. 7 ist gezeigt, wie die Thermowalze 1 erfin­ dungsgemäß auch für periphere Zonenheizung ausgelegt werden kann.

Zur Konzentration der Heizleistung auf die periphere Heizzone 27 erstrecken sich die Phasengruppen 13 und 14 über unter­ schiedlich große Bereiche des Walzenumfangs, führen aber den gleichen Strom. Die Durchflutungen beider Phasengruppen 13, 14 sind somit gleich. Ihre Durchflutungsachsen 19 bilden die Kan­ ten eines Kreisscheibensegments, das die periphere Heizzone 27 mit der Phasengruppe 13 einschließt.

In der Durchflutungsachse 19 ist das Querjoch 20.1 angeordnet. Durch entsprechende Gestaltung der Polschuhe 21, 21' und des Luftspalts 24 kann erreicht werden, daß der magnetische Wider­ stand des Magnetkreises der Phasengruppe 13 bedeutend niedriger als der magnetische Widerstand des Magnetkreises der Phasen­ gruppe 14 ist, welcher schon auf Grund der größeren Weglänge einen größeren magnetischen Widerstand besitzt.

Dem Beispiel der Fig. 6 liegt die Annahme zugrunde, daß der ma­ gnetische Widerstand des Magnetkreises der Phasengruppe 13 mit den Stromleitern 13' ein Drittel des magnetischen Widerstands des Magnetkreises der Phasengruppe 14 mit den Stromleitern 14' beträgt. Infolgedessen ist der im Magnetkreis der Phasengruppe 13 durch die Durchflutung der Stromleiter 13' hervorgerufene Fluß dreimal größer als der im Magnetkreis der Phasengruppe 14 durch die gleichgroße Durchflutung der Stromleiter 14' hervor­ gerufene Fluß, was durch die Anzahl der Pfeile in Fig. 6 darge­ stellt ist. Da die Wärmequellendichte quadratisch von der Fluß­ dichte abhängt, ist sie demnach in der Heizzone 27 neunmal hö­ her als am übrigen Walzenumfang. Infolgedessen werden in der Heizzone 75% der Heizleistung umgesetzt.

Fig. 7 zeigt das Magnetfeld, welches sich bei unveränderter Durchflutung ausbildet, wenn das Querjoch 20.1 um 180° aus der Heizzone gedreht ist. Bezogen auf das Querjoch 20.1 heben sich die Phasendurchflutungen teilweise auf, wobei die Durchflu­ tungsachsen und die entsprechenden Magnetkreise in.diesem Fall durch das Querjoch 20.1 eingeprägt werden. Im vorliegendem Bei­ spiel der Fig. 7 beträgt die resultierende Durchflutung der beiden Mägnetkteise ein Viertel der Phasendurchflutung.

Geht man von den gleichen Annahmen bezüglich des magnetischen Widerstands der Magnetkreise aus, so beträgt der Fluß in dem durch die Schenkel des Querjochs 20.1 eingeschlossenen, inneren Magnetkreis 28 wiederum das Dreifache des Flusses in dem äuße­ ren Magnetkreis 29. Das ist, bezogen auf die maximale Flußdich­ te in der Heizzone 27 nach Fig. 6, aufgrund der geringeren Durchflutung aber nur ein Viertel.

Dies bedeutet, daß die maximale Wärmequellendichte in der Stel­ lung des Querjochs 20.1 gemäß Fig. 7 nur ein Sechszehntel im Vergleich zu der maximalen Wärmequellendichte in der Stellung des Querjochs 20.1 gemäß Fig. 6 beträgt.

Daraus folgt eine insgesamt übertragene Heizleistung von 9% im Vergleich zur vollen induktiven Kopplung in Fig. 6.

Die Stromanschlußleitungen 17 und 18 zu den Stromleitern 13' und 14' der Induktorspule 4' sind in Nuten des Achsflansches 7 des Induktors 4 angeordnet. Die in den Stromanschlußleitungen 17, 18 fließenden Phasenströme rufen mit ihren Durchflutungen in den Achsflanschen 3 und 7 der Thermowalze 1 und des Induk­ tors 4 Magnetflüsse hervor, die für die Erwärmung der Achsflan­ sche genutzt werden können oder anderenfalls unterdrückt werden müssen.

In Fig. 8 und 9 ist eine Anordnung gezeigt, welche diese Mög­ lichkeit durch Einstellen verschiedener Magnetkreiskonstella­ tionen bietet. Dabei ist in Fig. 8 die Anordnung in der Stel­ lung gezeigt, in welcher der Magnetfluß für die Erwärmung ge­ nutzt wird. In Fig. 9 ist dagegen der Magnetkreis in der Ein­ stellung gezeigt, in welcher der Magnetfluß wirksam unterdrückt wird.

Die zweiphasige Magnetkreisanordnung besteht aus dem Achs­ flansch 3 der Thermowalze 1, dem Achsflansch 7 des Induktors 4 mit den elektromagnetischen Abschirmkappen 30 sowie dem Stell­ ring 35 mit den Polbrücken 31 und den elektromagnetischen Polabschirmkappen 32.

In Fig. 8 überbrücken die aus ferromagnetischem Material beste­ henden Polbrücken 31 den Luftspalt 33 in dem Umfangsbereich zwischen jeweils zwei Abschirmkappen 30 und bilden damit je­ weils einen Magnetkreis für jede der beiden Stromzuleitungen 17 und 18 mit gleich großem magnetischen Widerstand.

In diesen Magnetkreisen werden durch die Durchflutungen der Phasenströme in den Stromzuleitungen 17 und 18 die Magnetflüsse angetrieben, so wie sie in Fig. 8 durch Pfeile dargestellt sind. Dadurch werden in den Achsflanschen 3 und 7 Wirbelströme induziert, welche dort eine Erwärmung hervorrufen.

Ist eine solche Erwärmung unerwünscht, so werden durch Verdrehen des Stellrings 33 um 90° die Polbrücken 31 radial über die Stromzuführungsleitungen 17 und 18 und die elektroma­ gnetischen Polabschirmkappen 32 über die Pole 34 des Magnet­ kreises positioniert. Dadurch ist der Achsflansch 3 der Thermo­ walze 1 elektromagnetisch vollständig von dem Achsflansch 7 des Induktors 4 abgeschirmt. Die Magnetkreise der Stromzuführungs­ leitungen 17 und 18 sind dadurch praktisch unterbrochen, so daß der Magnetfluß wirksam unterdrückt ist.

Zwischen den in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigten Stellungen der vollständigen Schließung und vollständigen Öffnung des Magnet­ kreises bzw. der vollen Ausbildung und vollen Unterdrückung des Magnetflusses sind auch Zwischenstellungen durch entsprechendes Verdrehen des Stellrings 35 möglich.

Die in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellte Magnetkreisanordnung kann sinngemäß auch für die Heizung des Walzenmantels verwendet wer­ den. In diesem Fall bezeichnet Pos. 3 den Walzenmantel 2, Pos. 7 das Querjoch 20.2 und die Pos. 17 und Pos. 18 die Stromleiter 13', 14' der beiden Phasen des Induktors 4. Das Querjoch 20.2 kann hierbei das Querhaupt einer Biegeausgleichswalze sein, über dem konzentrisch ein aus dünnem, isolierten Blech aufge­ wickelter Zylinder als Magnetleiter angeordnet ist.

Die Polbrücken sind dann zweckmäßig als Hydraulikelemente aus­ geführt bzw. in diese integriert.

Claims (21)

1. Induktionsheizung für Thermowalzen mit einem an seinen En­ den mit Achsflanschen versehenen, drehbar gelagerten hohlzylin­ drischen Walzenmantel, mit einem innerhalb eines von diesem um­ schlossenen Raumes angeordneten und mit dem Walzenmantel induk­ tiv gekoppelten Induktor, der aus einer Induktorspule, welche von einem ein - oder mehrphasigen Strom durchflossen wird, und einem Magnetkern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Wal­ zenmantel selbst den Magnetkern bildet und die Induktorspule aus einem oder mehreren, in Nähe der Innenfläche des Walzenman­ tels in achsparallet Anordnung peripher verteilten, sich axial mindestens über die größte Ballenbreite der Walze erstreckenden und in ihrer induktiven Ankopplung an den Walzenmantel ab­ schnitts- bzw. zonenweise einstellbaren, stab- oder schalenför­ migen Stromleitern besteht.

2. Induktionsheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktorspule (4) eigene Achsflansche (7, 7') besitzt, welche in den Achsflanschen (3, 3') der Thermowalze (1) fest oder drehbar gelagert sind.

3. Induktionsheizung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die äußeren Stromleiter (6) der Induktorspule (4') nur in den Abschnitten, in denen eine induktive Ankopplung an den Walzenmantel (2) erfolgen soll, vom Strom durchflossen sind.

4. Induktionsheizung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die äußeren Stromleiter (6) über ihre gesamte Länge oder abschnittsweise mit einer oder mehreren an der In­ nenfläche der Induktorspule(4') axial parallelen Kontaktbahn/­ -bahnen elektrisch verbunden sind, und an Schleifkontaktträgern (8, 8') befestigte innere Schleifkontakte (8.1, 8.1') auf einer in Achsnähe der Thermowalze angeordneten inneren Stromleiter (5) und äußere Schleifkontakte (8.2, 8.2') auf der/den Kontakt­ bahn/-bahnen geführt sind.

5. Induktionsheizung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Stromleiter (5) in der axialen Mitte der Ballen­ breite der Thermowalze (1) in zwei gegeneinander elektrisch isolierte Teilstücke (5.1, 5.2) geteilt ist und durch Achsflan­ sche (3, 3') zu beiden Seiten der Thermowalze (1) herausgeführt und mit einer Wechselstromquelle verbunden ist, und die Schleifkontaktträger (8, 8') symmetrisch zur axialen Mitte des Walzenballens der Thermowalze (1) angeordnet und auf je einer Spindelmutter (9) befestigt sind, welche eine jeweils zur Spin­ delmutter der gegenüberliegenden Walzenseite entgegengesetzte Steigung (9.1, 9.2) gleicher Höhe besitzen.

6. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Stromleiter (5) durch­ gängig oder zumindest teilweise eine magnetische Abschirmung (11) besitzt.

7. Induktionsheizung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (11) aus einem ferromagnetischen Mantel mit einem achsial verlaufenden Luftspalt besteht und in vorteilhaf­ ter Weise an ihrem Umfang eine als elektromagnetischen Schirm (12) wirkende Schicht aus einem elektrisch gut leitendem Mate­ rial besitzt.

8. Induktionsheizung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abschirmung (11) aus Halbschalen (11.1, 11.2) gebildet ist, die sich bis in die Randbereiche der Thermowalze (1) und/oder in den Bereichen der Achsflansche (3, 3') erstrecken und mindestens in den Randbereichen und den Berei­ chen der Achsflansche (3, 3') ineinander verdrehbar sind.

9. Induktionsheizung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stromleiter (13', 14') der Induktorspule (4') bei Anschluß an einen mehrphasigen Wechselstrom in gegeneinan­ der elektrisch isolierten Phasengruppen (13 und 14) an beiden Enden elektrisch verbunden sind, wobei die Phasengruppen (13 und 14) an einem Ende elektrisch zusammengeschaltet sind, und innerhalb des Walzenmantels mindestens über die größte Ballen­ breite ein Querjoch (20) drehbar angeordnet ist, das sich in seiner Grundstellung zwischen den peripheren Phasengrenzen er­ streckt und in einzelne, um die Walzenachse gegeneinander ver­ drehbare axiale Abschnitte (20', 20", 20''') unterteilt ist, die zum Walzenmantel (2) unterschiedlich große Luftspalte haben können.

10. Induktionsheizung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (20', 20", 20''') des Querjochs (20) aus ferromagnetischem Material, vorzugsweise aus aufeinander ge­ schichteten dünnen, in Flußrichtung angeordneten, gegeneinander isolierten Blechen bestehen und an den Enden mit Polschuhen (20, 21') ausgebildet sind dergestalt, daß der Luftspalt zwi­ schen dem Querjoch (20) und dem Walzenmantel (2) peripher vari­ ierbar ist.

11. Induktionsheizung nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Phasengruppen (13 und 14) über un­ terschiedlich große Bereiche des Walzenumfangs erstrecken und das den magnetischen Fluß führende Querjoch (20) als ein um die Walzenachse drehbares Kreisscheibensegment (20.1) ausgebildet ist.

12. Induktionsheizung nach Ansprüchen 9 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder der Abschnitte (20', 20", 20''') eine eigene Drehachse (25, 25', 25") besitzt, die zur Betätigung vorzugsweise durch einen der Achsflansche (3) herausgeführt ist.

13. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Querjoche (20) an den Innenflächen der Stromleiter (13', 14') gleitfähig gelagert sind, wobei die Stromleiter (13', 14') mit einem dünnen, elek­ trisch isolierenden Belag (36) und/oder das Querjoch (20) mit einer Isolierkappe (26) versehen sind.

14. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktorspule (4') feststehend ist und der Abstand der stab- oder schalenförmigen Stromleiter (6 und 13', 14') zum Walzenmantel (2) mindestens gleich dessen maximaler Durchbiegung im Betrieb der Thermowalze (1) ist.

15. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktorspule (4') mit dem Walzenmantel (2) starr verbunden ist und zur Herstel­ lung einer ortsfesten Durchflutungsachse die Stromleiter (6 und 13', 14') an einen Kollektor geführt sind, über den die elek­ trische Verbindung zur Stromquelle hergestellt ist.

16. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle Strom­ leiter (13', 14') aus einer Vielzahl gegeneinander isolierten Teilleitern bestehen, die zu achsialen Windungen in Reihe ge­ schaltet sind.

17. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleiter (13', 14') der einzelnen Phasengruppen (13, 14) sich über unter­ schiedlich große Bereiche am inneren Umfang des Walzenmantels (2) erstrecken.

18. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem ein- oder mehrphasigen Wechsel­ strom ein Gleichstrom überlagert ist.

19. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar angrenzend an die In­ nenfläche des Walzenmantels (2) eine Schicht aus einem Material mit einem im Vergleich zum Material des Walzenmantels wesent­ lich geringeren spezifischen elektrischen Widerstand angebracht ist, wobei die Dicke dieser Schicht der Eindringtiefe des elek­ trischen Feldes entspricht.

20. Induktionsheizung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Walzenmantel (2) und den Stromleitern (13', 14') der Induktorspule (4') phasenweise jeweils diese überdec­ kende Polbrücken (31, 31') und elektromagnetische Polabschirm­ kappen (32, 32') drehbar angeordnet sind, welche wahlweise durch Verdrehung eine magnetisch leitende Verbindung oder Un­ terbrechung zwischen dem Walzenmantel (2) und einem Querjoch (20.2) herstellen, wobei das Querjoch (20.2) durch einen am In­ nendurchmesser der Induktorspule (4') koaxial angeordneten, zweckmäßig geblechten Hohlzylinder gebildet ist.

21. Induktionsheizung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromleiter (13, 14) mit Stromzuleitungen (17, 18) verbunden sind, die durch den Achsflansch der Walze (3) hindurchgeführt sind, und koaxial zwischen den Stromzuleitungen (17, 18) und dem Achsflansch (3) phasenweise jeweils die Stromzuleitungen (17, 18) überdeckende Polbrücken (31, 31') und elektromagnetische Polabschirmkappen (32, 32') drehbeweglich angeordnet sind, welche wahlweise durch Verdrehung eine magnetisch leitende Verbindung oder eine ma­ gnetische Abschirmung zwischen dem Achsflansch (3) der Walze (1) und dem Achsflansch (7) der Induktorspule (4') herstellen und zweckmäßig als Gleitlagerung zwischen dem Achsflansch der Walze (3) und dem Achsflansch (7) der Induktorspule (4') die­ nen.