DE2204816A1

DE2204816A1 - Regelbare anordnung zum erwaermen umlaufender gutkoerper

Info

Publication number: DE2204816A1
Application number: DE19722204816
Authority: DE
Inventors: Werner Hellpoldt; Wilhelm Dipl Ing Mosch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-02-02
Filing date: 1972-02-02
Publication date: 1973-08-09
Also published as: JPS548434Y2; JPS4884936A; JPS548433Y2; JPS5331350U; JPS5330555U

Description

Regelbare Anordnung zum Erwärmen umlaufender Gutkörper Die Erfindung betrifft eine regelbare Anordnung zum Erwärmen umlaufender Gutkörper aus ferromagnetischem und/oder elektisch leitendem Werkstoff unter Benutzung magnetischer Xechselfelder.
Anoranungen dieser Art sind an sich bekannt. So ist beispielsweise in der DT-PS 434 567 eine Einrichtung zur Erhitzung umlaufenaer Hohlwalzen durch elektrische Induktionsströme offenbart. Ferner wird gemäß der US-PS 2 541 416 eine Trocknerwalze durch innen angeordnete Induktoren sowie durch einen die Wand des Rohrkörpers in der Längsrichtung teilweise umfassenden Induktors erwärmt. Auch die Walzenerwärmung von außen durch zylindrische Induktionsspulen ist durch die US-PS 1 783 764 bekannt geworden. Alle vorgenannten Einrichtungen sind insofern nachteilig, als sie keine über den Zylindermantel gleichmäßige Erwärmung gestatten. letzteres ist jedoch für viele Anwendungsfälle, z.B. beim Herstellen von Feinblechen, Folien, Papier usw., ein unbedingtes ErfordernisO Man hat sich bisher dadurch geholfen, daß man die zellen der Walzen, die die größte Wärmeabstrahlung besaßen, nämlich die Enden des Walzenkörpers, durch zusätzliche Heizvorrichtungen, z.B. durch Warmwasser- oder Ölbeheizung, oder auch durch elektrische Widerstandsbeheizung, aufheizte.
Abgesehen davon, daß diese zusätzlichen Heizvorrichtungen einen nicht vertretbaren Aufwand darstellen, benötigen sie auch viel Platz. Mit den bekannten Anordnungen läßt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe nicht lösen, die vor allem darin besteht, eine im Aufbau einfache, platzsparende, und wartungsvereinfachte Anordnung zu schaffen, mit deren Hilfe eine über den gesamten Umfang der Zylinderwalze völlig gleichmäßige Temperatur gewährleistet werden kann. Gemäß der Erfindung wird dies bei einer eingangs erwähnten Anordnung durch die Verwendung an sich bekannter Wanderfeldmotoren in Sektor- und/oder Linearbauweise erreicht. Ferner ist es von Vorteil, daß der zu erwärmende Gutkörper mit einer von der synchronen Drehzahl abweichenden Drehzahl bewegt wird. Ebenso ist es von Vorteil, daß der zu erwärmende Gutkörper mechanisch antreib- oder abbremsbar ist. Ebenso ist es vorteilhaft, daß dem oder den Wanderfeldmotoren ein oder mehrere regelbare Frequenzwandler vorgeschaltet sind. Zur Vergleichmäßigung der Temperatur im Gutkörper ist es ferner vorteilhaft, daß der luftspalt zwischen dem Ständer des oder der Wanderfeldmotoren und dem zu erwärmenden Gutkörper einstellbar ist. Ebenso ist es aus dem gleichen Grund von Vorteil, daß die zu erwärmenden Abschnitte des Gutkörpers mit Wanderfeldmotoren verschiedener leistung beaufschlagt werden. Ferner ist es vorteilhaft, daß die Ständer der Wanderfeldnwtoren in axialer Richtung des zu erwärmenden Gutkörpers verschiebbar sind. Ebenso ist es von Vorteil, daß die Ständer der Wanderfeldmotoren - quer zur Längsachse - um den zu erwärmenden Gutkörper herum beweglich angeordnet und feststellbar sind. Schließlich ist es von Vorteil, daß die Temperatur des zylindrischen Gutkörpers durch von innen eingeführte Thermoelemente gemessen und der Meßwert über einen auf dem Gutkörper mitlaufenden Verstärker auf eine Einrichtung gegeben wird, die entweder die Frequenz des den Wanderfeldmotor speisenden Stromes und/oder dessen Leistung steuert oder regelt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt in Ansicht den zu erwärmenden zylindrischen Gutkörper im Schnitt mit einem Wanderfeldmotor in Sektorbauweise.
Fig. 2 stellt in verkleinertem Maßstab die entsprechende Seitenansicht dar mit der stufenweisen Anordnung der Wanderfeldmotoren.
Fig. 3 zeigt die sich möglicherweise im Betrieb ergebende Temperaturkurve To über die Länge des zu erwärmenden Gutkörpers ohne Zusatzheizung und die ideale Temperaturkurve T Fig. 4 zeigt die Temperaturkurve mit den seitlichen Maximalwerten (n1) die bei der variablen Drehzahl erreicht werden und dem Tiefstwert (nu), der bei der synchronen Drehzahl erreicht wird.
Fig. 5 zeigt die Anordnung der Wanderfeldmotoren in dem von dem durchlaufenden Erwärmungsgut nicht benötigten Raum.
Fig. 6 zeigt den Antrieb des zylindrischen Gutkörpers und die mögliche Anordnung der Wanderfeldmotoren in Sektor-und Linearbauweise Fig. 7 zeigt die Steuer- oder Regelvorrichtung sowie die Anordnung der Temperaturmeßvorrichtung und der Anordnung des Verstärkers.
Der zu erwärmende Gutkörper 1 stellt gleichzeitig den Rotor für einen oder mehrere Wanderfeldmotoren dar, deren Statoren 2 in Sektor- oder Linearbauweise ausgebildet sein können. Der Gutkörper 1 kann eine Walze zum Herstellen von Feinblechen, Folien, Papier sein; er kann jedoch auch ein zu erwärmendes Gut, wie z.B. ein Rohr sein, welches beispielsweise eine überall gleichmäßige Verzinnungsschicht oder eine Ummantelung erhalten soll, Die Spulen im Stator 2 sind drehstromerregt und untereinander elektrisch so verbunden, daß das erzeugte Magnetfeld entlang der Rotormantelfläche wandert, wodurch in dem Rotor 1 Ströme induziert werden, die im vorliegenden Falle zar Erwärmung des Rotors ausgenutzt werden. Die Erwärmung wird umso größer je mehr oder weniger der Rotor von der synchronen Drehzahl des durch die Polzahl bedingten Drehfeldes abweicht.
In Fig. 2 ist die Länge des zu erwärmenden Gutkörpers 1 mit L bezeichnet. Bei den bisherigen Erwärmungsanordnungen bleiben die Teile nach den Wellenstümpfen 3 und 4 hin kälter als in der Mitte des Gutkörpers. Dieser Temperaturverlauf ist in Fig. 3 durch die Kurve T0 angedeutet. Durch den über- bzw.
untersynchronen Antrieb des Gutkörpers 1 und durch die Anordnung der Wanderfeldstatoren 2, beispielsweise mit nach der Mitte hin größerem luftspalt 5, läßt sich eine zusätzliche Erwärmungskurve erreichen, die etwa einen Verlauf der in Fig. 4 dargestellten Kurve hat. Durch gleichzeitige Maßnahmen bzw. Addition der Kurven T0 und der Kurve nach Fig. 4 läßt sich dabei eine weitgehende gerade Temperaturlinie TIN (Fig. 3) erreichen.
In Fig. 5 ist eine Anordnung dargestellt, die aus einer Kombination von Wanderfeldmotoren in Sektorbauweise 6 und in Linearbauweise 7 besteht, wobei der zu erwärmende Gutkörper 1 als gemeinsamer Rotor dient. Im vorliegenden Falle wird die Wärme nur auf einem Teil des Gutkörperumfanges auf das durchlaufende Gut 8, z.B. Folie, übertragen. Durch den Doppelpfeil 9 ist angedeutet, in welcher Richtung die Statoren des betreffenden Wanderfeldmotors verstellt werden können. Aus dieser Darstellung ist ferner zu entnehmen, daß man die Statoren der Wanderfeldmotoren 6 und 7 in einem für das zu behandelnde Gut 8 unbenutzten Raum unterbringen kann.
In Fig. 6 wird der zu erwärmende Gutkörper 1 von einem Motor M angetrieben. Wenn die Drehzahl des von den Wanderfeldmotoren 10 und 11 erzeugten Drehfeldes größer ist als die des Motors M, hat letzterer die Aufgabe der Abbremsung. Die Wanderfeldmotoren 10 und 11 sind wiederum in Sektorbauweise ausgebildet und können in Richtung des Doppfelpfeiles 12 bewegt und eingestellt werden, wobei die gegenseitigen magnetischen Anziehungskräfte zwischen dem Primär- und Sekundärteil zu beachten sind. Der Linearmotor 13, von dem mehrere über den Umfang verteilt angeordnet werden können, ist in Richtung des Doppelpfeiles 14 verschieb- und feststellbar.
In manchen Fällen kann es zur-Vergleichmäßigung der Wärmeverteilung auch noch zweckmäßig sein, statt der Beweglichkeit der Wanderfeldmotoren - gegebenenfalls zusätzlich -auch noch den zu erwärmenden Gutkörper in Richtung des Doppelpfeiles 15 hin und hergehen zu lassen. Ferner ist es bei nichtmagnetischen Gutkörpern empfehlenswert, in diese einen - beispielsweise feststehenden - magnetischen Rückschlußteil einzubauen.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung, wie die Vergleichmäßigung der Erwärmung des Gutkörpers 1 auf schnelle Weise verwinklicht werden kann. Mit Hilfe von Thermoelementen 16 - von denen der Deutlichkeit wegen in der Zeichnung nur eines dargestellt ist - wird die Temperatur des äußeren Walzenmantels 17 ständig überwacht und der Meßstrom einem mitumlaufenden Verstärker 18 zugeführt, der den verstärkten MeBstrom einer Einrichtung 19 zuführt, die einen Frequenzwandler 20 betätigt und/oder die leistung des oder den Wanderfeldmotoren 21 zugeführten Stromes steuert oder regelt; wobei die Leistung der einzelnen Wanderfeldmotoren unterschiedlich sein kan. Auf diese Weise können einzelne Abschnitte des Gutkörpers individuell erwärmt werden.
7 Figuren 9 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Regelbare Anordnung zum Erwärmen umlaufender Gutkörper aus ferromagnetischem und/oder effl'ektrisch leitendem Werkstoff unter Benutzung magnetischer Drehfelder, gekennzeichnet durch die Verwendung an sich bekannter Wanderfeldmotoren (2, 6, 7, 11, 12, 13, 2') i Sektor-und/oder Linearbauweise.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, daß der zu erwärmende Gutkörper (1) mit einer von der synchronen Drehzahl abweichenden Drehzahl bewegt wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu erwärmende Gutkörper (1) mechanisch antrelb-oder abbremsbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem oder den Wanderfeldmotoren (21j en oder mehrere regelbare Frequenzwandler (20) vorgeschaltet sind.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (5) zwischen dem Ständer des oder der Wanderfeldmotoren (2) und dem zu erwärmenden Gutkörper (1) einstellbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Jie zu erwärmenden Abschnitte des dutkö.rpers (1) mit Wanderfeldmotoren verschiedener Leistung Neaufschlagt werden.+
7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer (13) der Wanderfeldmotoren in ialer Richtung des zu erwärmenden Gutkope-r (1) versch'ebbar sind.
8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer (10, li) der Wanderfeldmotoren - quer zur Längsachse - um den zu erwärmenden Gutkörper (1 herum beweglich angeordnet und feststellbar sind.
9. Anordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des zylindrischen Gutkörpers (1) durch von innen eingeführte Thermoelemente (16) gemessen und der Meßwert über einen auf dem Gutkörper mitlauSenden Verstärker (18) auf eine Einrichtung (19) gegeben wird, die entweder die Frequenz des den Wanderfeldmotor (21) speisenden Stromes und/oder dessen Leistung steuert oder regelt.