DE3816618A1 - Vorrichtung zur direkten widerstandsheizung von gegenstaenden grosser laenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heizen oder Erwärmen von Gegenständen großer Länge in Form von Bändern, Drähten, Stäben und ähnlichem aus Stahl, Nichteisenmaterialien oder anderen leitenden Materialien auf eine vorgegebene Temperatur entsprechend einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungszwecken durch eine direkte Widerstandsheizung, während die Gegenstände ununterbrochen laufen gelassen werden.

Es gibt zwei Arten von herkömmlichen direkten Widerstandsheizvorrichtungen, die Gegenstände mit großer Länge erwärmen, während diese ununterbrochen laufen gelassen werden. Eine derartige Vorrichtung, die dazu dient, Stahldraht, Stabstahl oder ähnliches zur Erhöhung der Festigkeit mittels einer Wärmebehandlung einschließlich einer Härtungs- und Temperbehandlung zu erwärmen, ist in der US-PS 39 29 524 beschrieben, während eine Vorrichtung, die dazu dient, für verschiedene Zwecke Gegenstände mit großer Länge in Form von Bändern, Drähten oder Stangen und Stäben aus Eisen oder Nichteisenmetallen zu erwärmen, einen Grundaufbau hat, der in Fig. 5a bis 5c der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist.

Dieser Aufbau zeichnet sich durch die Verwendung von Rollenelektroden und eine sogenannte externe Energieversorgung aus.

Im folgenden wird anhand von Fig. 5a die Erwärmung von Drahtmaterial beschrieben. Entgegengesetzte Rollenelektroden RO 1 und RO 2, von denen jede aus Rollen a und b mit einander gegenüberliegenden Umfangsflächen und einem Drahtzuführungsweg L 1 dazwischen bestehen, sind in einem bestimmten Abstand angeordnet. Eine oder beide (b in Fig. 5a) der entgegengesetzten Elektroden RO 1 und RO 2 ist oder sind über einen Schleifer S mit der Energiequelle E verbunden. Der laufende Draht W 1 geht durch die gegenüberliegenden Rollen a und b in Kontakt mit deren Umfangsflächen hindurch, wobei die Widerstandsheizung zwischen den entgegengesetzten Elektroden RO 1 und RO 2 erfolgt. In einigen Fällen kommt die Energieversorgung von zwei Quellen E, wobei drei Gruppen von gegenüberliegenden Rollenelektroden RO 1 und RO 3 so angeordnet sind, wie es in Fig. 5b dargestellt ist, während in anderen Fällen aufgrund von verschiedenen Stromwerten zwischen den Rollenelektroden RO 1, RO 2 und zwischen den Rollenelektroden RO 2 und RO 3 eine Stromleitung zum Draht W 1 möglich ist. Bei beiden Vorrichtungen, die in den Fig. 5a und 5b dargestellt sind, tritt eine Heizspannung an den gegenüberliegenden Enden des Drahtes W 1 in der Heizzone auf, was zu einem Ableiten des Stromes von der Heizzone nach außen über den laufenden Draht W 1 führen kann, so daß die Gefahr besteht, daß andere Ausrüstungsgegenstände und Einrichtungen beschädigt werden und der Draht W 1 überhitzt wird oder die Bedienungspersonen in der Nähe einer unerwarteten Gefahr ausgesetzt werden. Um das zu verhindern, müssen ringförmige Strombegrenzungsdrosseln CH, durch deren Ring der Draht W 1 hindurchlaufen kann, auf einer oder beiden Seiten des Weges L 1 außerhalb der Heizzone angeordnet werden. Diese Art einer Vorrichtung macht somit Strombegrenzungsdrosseln CH erforderlich, was zu einer größeren Länge der Straße, einer aufwendigeren Ausrüstung sowie zu höheren Kosten führt.

Im JP-Gbm 1 16 064-82 ist eine Vorrichtung mit externer Energiequelle beschrieben, die Strombegrenzungsdrosseln CH überflüssig macht und bei der drei Gruppen von gegenüberliegenden Rollenelektroden RO 1 bis RO 3 so angeordnet sind, wie es in Fig. 5c dargestellt ist, wobei ein Pol (- Pol für den Gleichstrom) der Energiequelle A (Wechselstrom oder Gleichstrom) mit der Rollenelektrode RO 2 verbunden ist, während der andere Pol (+ Pol beim Gleichstrom) mit den Rollenelektroden RO 1 und RO 3 verbunden ist und beide oder eine der Rollenelektroden RO 1 und RO 3 an Masse liegen oder liegt. Bei dieser Anordnung fließen Ströme i 11 und i 12 zwischen den gegenüberliegenden Elektroden, wie es in Fig. 5c dargestellt ist, und beträgt die Strombelastung an den Rollenelektroden RO 1 und RO 3 jeweils nahezu die Hälfte der Belastung auf der gegenüberliegenden Elektrode RO 2, wobei die Elektroden RO 1 und RO 3 an Masse liegen, so daß keine Spannung am Ende der Heizzone auftritt, und somit kein Strom von der Heizzone über den Draht W 1 nach außen fließt. Obwohl diese Ausbildung insofern erfolgreich ist, als sie Strombegrenzungsdrosseln CH überflüssig macht, hat sie zwei Mängel. Der eine Mangel besteht darin, daß leicht Funkenbildungen auftreten, da die Strombelastung an der Elektrode RO 2 größer ist, was zu Funkennarben am Draht W 1 oder zu einem Verschleiß der Rollenelektrode RO 2 führt, der größer als der Verschleiß der anderen Elektroden ist. Ein weiterer Mangel besteht darin, daß eine übermäßige oder unzureichende Temperatur, verglichen mit der gewünschten Temperatur, für eine gewisse Zeit vom Beginn des normalen Arbeitsbetriebes an vorherrscht, da beispielsweise bei einem Draht W 1, der in Richtung des Pfeiles läuft, die Äquivalenz des Eigenwiderstandes R 11 des Drahtes W 1 zwischen den Rollenelektroden RO 1, RO 2 zum Eigenwiderstand R 12 des Drahtes W 1 zwischen den Rollenelektroden RO 2, RO 3 ohne Erwärmung dazu führt, daß am Anfang ein Strom i 12<i 11 und beim normalen Betrieb ein Strom i 12<i 11 fließt, wodurch die Qualität oder die Ausbeute aufgrund einer Instabilität in einem zu starken oder zu geringen Erwärmen bezüglich der gewünschten Temperatur nachteilig beeinflußt wird. In dem JP-Gbm 36 485-71 ist eine Vorrichtung beschrieben, die dazu dient, durch direktes Widerstandsheizen einen beim Ziehen kaltgehärteten Draht anzulassen oder ähnliches, um ein weiteres Ziehen zu einem extra feinen Draht zu erleichtern und diesen als Litzen aus Kupfer, Aluminium oder ähnlichem bei der Kabelherstellung zu verwenden, oder dazu dient, durch Widerstandsheizen Drahtlitzen oder gezogene Drähte beim Verfahren der Oberflächenbeschichtung mit Kunststoff vorzuwärmen oder ähnliches. Der Grundaufbau dieser Vorrichtung ist in Fig. 6a dargestellt. Diese Vorrichtung ist vom sogenannten Seilscheibentyp, der sich dadurch auszeichnet, daß die Gegenstände, die durch leitende Seilscheiben ES 1 und ES 2 zu erwärmen oder zu erhitzen sind, eine Schleife bilden. Die Seilscheibe ES 1 ist so angeordnet, daß der Drahtförderweg L 1 tangential zur Seilscheibe ES 1 verläuft, und die Seilscheibe ES 2 ist in einem gegebenen Abstand von der Seilscheibe ES 1 vom Drahtförderweg L 1 entfernt angeordnet. Der Draht W 1 läuft einmal oder zweimal längs des Wegs, der von beiden parallelen Tangenten ta und tb gebildet wird, die beiden Seilscheiben ES 1 und ES 2 gemeinsam sind, jedoch um den jeweiligen anderen halben Außenumfang herum verlaufen. Ein Ringtransformator T 1, der mit einer nicht dargestellten Energiequelle verbunden ist, ist an einem gegebenen Weg, beispielsweise am Weg ta angeordnet. Der Transformator T 1 induziert dann, wenn er gespeist wird, einen Sekundärstrom im Draht W 1 im Weg ta mit dem Draht W 1 im Weg tb als Rückleiter, so daß der Draht erwärmt wird. Diese Art einer Vorrichtung kann nur auf einen flexiblen Draht W 1 angewandt werden, da breite Bänder selbst dann, wenn sie flexibel sind, bei der in Fig. 6b dargestellten Anordnung, bei der die Seilscheiben ES 1, ES 2 durch breite leitende Rollen ER 1 und ER 2 ersetzt sind, am Band W 2 mit der Umfangsfläche der Rolle ER 1 in einem doppelten Tandem in Berührung stehen, was zu einer Torsion im Band W 2 in verschiedenem Maße in Abhängigkeit von der Breite oder Flexibilität des Bandes W 2 führt, es extrem schwierig macht, das Band W 2 in einem engen Kontakt mit jeder Oberfläche der Rollen ER 1 und ER 2 laufen zu lassen, es nahezu unmöglich macht, das Band in einem engen Kontakt laufen zu lassen, wenn die Rollen ER 1 und ER 2 in einem Abstand bis zu einigen Metern voneinander angeordnet sind, und die Breite eines Bandes W 2 bis zu 500 mm beträgt usw. Die Seilscheibenvorrichtung wurde nicht zum Erwärmen von Bändern W 2 verwandt, da ein unzureichender Kontakt des Bandes W 2 mit jeder Rolle ER zu einer ungleichmäßigen Erwärmung und zu einer Funkenbildung führen kann, die Narben auf den Produkten zurückläßt. Diese Art einer Vorrichtung benötigt Isolationen für die Ausrüstungsgegenstände und Ausrüstungsteile, da die Gefahr, daß ein Strom mit hoher Spannung durch die Geräte fließt, mit denen die nicht geerdete Seilscheibe ES und der Draht W 1 Kontakt haben, es erforderlich macht, entweder die Seilscheibe ES 1 oder ES 2 zu erden, wenn der Transformator T 1 mit einem hohen Strom versorgt wird. Es gibt eine Vorrichtung, die eine Abwandlung der Seilscheibenvorrichtung mit einem Transformator T 1 darstellt und in der GB-PS 7 18 836 zum Erwärmen von Bändern beschrieben ist. Der Grundaufbau dieser Vorrichtung ist in Fig. 7 dargestellt und umfaßt Rollen Rs, Rt, die in einem Behälter V angeordnet sind, der mit geschmolzenem Metall, Salz oder ähnlichem A gefüllt ist, sowie eine Rolle Ru, die über dem Behälter V angeordnet ist, wobei ein Transformator T 1 zwischen den Rollen Rs und Ru liegt, über die das flexible Band W 2 in die durch einen Pfeil dargestellte Richtung laufen gelassen wird. Da das geschmolzene Metall, Salz oder ähnliches A leitend ist, induziert der Transformator T 1 dann, wenn er mit Strom versorgt wird, einen Strom i, der im sekundären Stromkreis fließt, der vom geschmolzenen Metall, Salz oder ähnlichem A gebildet wird, wodurch das Band W 2 erwärmt wird, das zwischen den Rollen Rs und Rt verläuft. Bei einer derartigen Vorrichtung sind die Rolle Ru, die auf einer hohen Spannung liegt, wenn das geschmolzene Metall A geerdet ist, wie es bei der in Fig. 6b dargestellten Vorrichtung der Fall ist, und die Verwendung einer leitenden Flüssigkeit für die menschliche Gesundheit gefährlich und für die Qualität der Produkte ungünstig, da die Bänder mit daran haftender, leitender Flüssigkeit erwärmt werden. Diese Vorrichtung ist natürlich bei starken, unflexiblen Bändern nicht anwendbar.

Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung zum ununterbrochenen direkten Widerstandsheizen geschaffen werden, mit der Gegenstände großer Länge, wie Bänder, Drähte, Stangen oder andere Gegenstände aus Stahl, Nichteisen oder anderen leitenden Materialien erwärmt werden können, wobei wenig Strom nach außen fließt, keine Strombegrenzungsdrosseln vorgesehen werden müssen, und keine zusätzliche stromleitende Rolle benötigt wird, was die Sicherheit erhöht und eine Platzersparnis darstellt.

Durch die Erfindung soll insbesondere eine direkte Widerstandsheizvorrichtung geschaffen werden, die es erlaubt, Gegenstände mit großer Länge fortlaufend wirksam und gleichmäßig zu erwärmen.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1a eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 1b eine seitliche Schnittansicht längs der Linie X-X in Fig. 1a für Bänder großer Länge,

Fig. 1c und 1d seitliche Schnittansichten längs der Linie X-X in Fig. 1a für Drähte oder Stangen großer Länge,

Fig. 1e das elektrische Schaltbild für die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung,

Fig. 2a eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2b eine Seitenansicht längs der Linie Y-Y in Fig. 2a,

Fig. 2c das elektrische Schaltbild der in Fig. 2a dargestellten Vorrichtung,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Beispiels eines Transformators für ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.4a und 4b Schnittansichten weiterer Beispiele von Transformatoren für ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5a und 5c Vorderansichten einer herkömmlichen direkten Widerstandsheizvorrichtung mit äußerer Energieversorgung,

Fig. 6a eine Vorderansicht einer herkömmlichen Seilscheibenheizvorrichtung zum Erwärmen von Drähten,

Fig. 6b eine perspektivische Ansicht der herkömmlichen Seilscheibenvorrichtung in einer Abwandlung zum Erwärmen eines bandförmigen Materials, und

Fig. 7 eine Vorderansicht einer herkömmlichen direkten Widerstandsheizvorrichtung zum Erwärmen eines bandförmigen Materials unter Verwendung eines Transformators.

In den Fig. 1a bis 1d ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erwärmen eines bandförmigen Materials dargestellt. Wie es in Fig. 1a dargestellt ist, sind eine erste und eine zweite Rollenelektrode 1 und 2 jeweils in einem bestimmten Abstand entlang eines Bandförderweges L angeordnet. Jede Rollenelektrode 1, 2 ist so ausgebildet, daß Rollen a und b aus leitenden Materialien mit einer axialen Länge, die größer als die Breite des zu erwärmenden Bandes W ist, einander gegenüber mit einem bestimmten Abstand gegenüberliegenden Umfangsflächen angeordnet sind, wobei dazwischen der Förderweg L verläuft, wobei der Abstand oder Spalt zwischen den Rollen so ausgebildet ist, daß das Band W in Berührung mit den Umfangsflächen der Rollen a und b in Sandwichanordnung dazwischen laufen kann.

Ein Ringtransformator 3 ist zwischen der ersten Rollenelektrode 1 und der zweiten Rollenelektrode 2 angeordnet. Der Transformator 3 besteht aus einem Eisenkern 31 aus Siliziumstahlblechen oder ähnlichen Materialien mit guten magnetischen Eigenschaften, die auf eine bestimmte Stärke aufeinandergeschichtet sind, so daß sie beispielsweise eine rechteckige Ringform bilden, wie es in Fig. 1b dargestellt ist, die eine Querschnittsansicht längs der Linie X-X zeigt, und aus einer Primärwicklung 32, die von außen nach innen und umgekehrt um den Eisenkern 31 gewickelt ist.

Im Inneren des Ringtransformators 3 ist ein Bandförderweg L vorgesehen. Es ist optimal, wenn die Primärwicklung 32 so gewickelt ist, daß das über den Weg L laufende Band nicht durch die elektromagnetische Maschinenkraft in Schwingung versetzt wird, oder mit anderen Worten, daß die Symmetrie bezüglich des Bandförderweges L beibehalten wird, um die elektromagnetische Maschinenkraft auszugleichen.

Die beiden Anschlüsse der Primärwicklung 32 sind mit einer nicht dargestellten Energiequelle verbunden. An der gegenüberliegenden Stelle nahe an der Primärwicklung 32 am Außenumfang des Transformators 3 sind leitende Elemente 4 mit einer bestimmten Breite und Stärke aus gut leitenden Materialien, wie beispielsweise Kupfer und ähnlichem, 41 und 42 vorgesehen.

Die leitende Elemente 41 und 42 sind symmetrisch bezüglich des Bandförderweges L und parallel dazu vorgesehen. Die leitenden Elemente 41 und 42 sind entlang der Stirnfläche des Transformators 3 gebogen und mit den Rollen a und b in jeder Rollenelektrode 1 und 2 über Schleifer S jeweils verbunden. Der obige Anschluß ist lediglich ein Beispiel. Beide Enden der leitenden Elemente 41 und 42 können vereinigt sein, um mit einer der Rollen jeder Rollenelektrode verbunden zu sein, wobei der durch die leitende Elemente 41, 42 fließende Strom gleichmäßig nebengeschlossen ist.

Die Stelle, an der der Schleifer S läuft und Kontakt hat, kann irgendwo unbegrenzt rund um die Drehachse liegen, wie es in der Zeichung dargestellt ist, wenn die elektrische Verbindung in angemessener Weise beibehalten werden kann. Da sich die Heiztemperaturen des Bandes W entsprechend den Anwendungszwecken ändern, wird eine wassergekühlte Leitung als Primärwicklung 32 für höhere Heiztemperaturen verwandt, um ein Durchbrennen durch die Strahlung vom erhitzten Band W zu verhindern. Beim Erwärmen von Drähten, Stangen oder Stäben hat der Transformator 3 einen Eisenkern mit einem achteckigen (Fig. 1c), einem quadratischen (Fig.1d) oder einem nicht dargestellten kreisförmigen Querschnitt, der so gleichmäßig wie möglich mit der Primärwicklung 32 in Umfangsrichtung umwickelt ist, um seine Symmetrie bezüglich des Draht-, Stangen- oder sonstigen Förderweges L beibehalten, wobei gleichfalls leitenden Elemente 4, die aus Teilen 41 bis 48 bestehen, der Primärwicklung 32 gegenüber angeordnet sind.

Je stärker der Querschnitt des Transformators kreisförmig ist, um so stärker wird die elektromagnetische Maschinenkraft ausgeglichen, um für einen stabilen Lauf des Bandes W über den Förderweg L durch den Ringkern zu sorgen. Beim Erwärmen von Drähten oder Stangen müssen die Rollenelektroden 1, 2, einen Kanal in ihrer Umfangsfläche haben, der zur Oberfläche des Drahtes oder der Stangen paßt. Das elektrische Schaltbild dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in Fig. 1e dargestellt. Der Transformator 3 ist mit einer nicht dargestellten Energiequelle über die Anschlüsse 3 m, 3 n auf der Primärseite verbunden. Es ist ein sekundärer geschlossener Schaltkreis gebildet, der aus der ersten und der zweiten Rollenelektrode 1, 2 auf der sekundären Seite des Transformators 3, aus dem zu erwärmenden Band W zwischen den beiden Rollenelektroden 1, 2 zwischen der ersten und der zweiten Rollenelektrode mit einem Widerstand R 1, aus den Schleifern S, von denen jeder in Kontakt mit einer Rollenelektrode jeweils gleitet, und aus dem leitenden Element 4 zwischen zwei Schleifern S mit einem Widerstand R 2 besteht. Im geschlossenen Schaltkreis auf der Sekundärseite ist R 1 der äquivalente Widerstand des zu erwärmenden Bandes W und R 2 der äquivalente Widerstand des leitenden Elementes 4 jeweils. Der zu erwärmende Gegenstand W hat einen relativ höheren elektrischen Widerstand, und das leitende Element 4 hat irgendeine Abmessung einschließlich einer Querschnittsfläche derart, daß die Beziehung zwischen dem Widerstand R 1 des Bandes W und dem Widerstand R 2 des leitenden Elementes 4 ohne weiteres so gewählt werden kann, daß sich ergibt R 1 » R 2. Bei der obigen Vorrichtung ist ein geschlossener Schaltkreis mit dem leitenden Element 4 mit ausreichend niedrigem elektrischem Widerstand als Rückleiter des Stromes gebildet, der parallel und symmetrisch bezüglich des Bandförderweges L am Außenumfang des Transformators 3 verläuft, so daß der durch das Band W als Stromkreis mit wesentlich höherem Widerstand als dem des leitenden Elementes 4 fließenden Strom das Band W sehr wirksam aufheizt oder erwärmt. Die Anordnung des leitenden Elementes 4, das ein Rückleiter ist, nahe an der Primärwicklung 32 und parallel und symmetrisch bezüglich des Förderweges L erlaubt eine niedrigere Sekundärimpedanz als Primärimpedanz, wodurch Spannungsänderungen verringert werden.

Der Transformator 3 ist zwischen der ersten und der zweiten Rollenelektrode 1, 2 angeordnet, wobei das Band W einen ausreichenden Widerstand als Sekundärwiderstand hat, so daß die Versorgungsspannung als Laststrom zum Erwärmen des Bandes W zwischen den Rollenelektroden 1 und 2 nahezu verbraucht wird und die Spannung ohne Last verschwindet, was zu einem geringen Stromfluß nach außen führt. Wenn U′ die Spannung ist, die außen auftritt, und U die Spannung ohne Last ist, dann ergibt sich

und führt

R 1 » R 2. zu der obigen Funktion. Im folgenden wird der Unterschied der erfindungsgemäßen Ausbildung gegenüber der herkömmlichen Seilscheibenanordnung gemäß Fig. 6a oder der herkömmlichen Banderwärmungsvorrichtung mit einem Transformator gemäß Fig. 7 beschrieben. Bei einer herkömmlichen Seilscheibenvorrichtung oder einer ähnlichen Vorrichtung läuft der Draht W 1 entlang der Wege ta und tb jeweils, so daß die Widerstände der Strecken ta und tb identisch sind und die Versorgungsspannung nicht vollständig zum Erwärmen des Drahtes W 1 verbraucht wird, so daß die an der Seilscheibe ES 2 liegende Spannung gleich der Hälfte oder gleich einem Drittel der Spannung der Seilscheibe ES 1 ist, wenn der Strom i in Fig. 6 in Pfeilrichtung fließt, wobei die gleiche Beziehung zwischen der Rolle Ru und dem geschmolzenen Metall oder Salz A in Fig. 7 besteht.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird andererseits die Versorgungsspannung in der oben beschriebenen Weise nahezu vollständig in Form des Laststromes zum Erwärmen des Bandes zwischen den Rollenelektroden 1, 2 verbraucht, so daß die Spannung ohne Last verschwindet, was die erfindungsgemäße Ausbildung stark von der Seilscheibenausbildung unterscheidet.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in vergrößerten Ansichten in den Fig. 2a bis 2c dargestellt.

Die genannten Vorrichtungen sind beispielsweise zum Erwärmen von flexiblen Bändern anwendbar.

Fig. 2a zeigt eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer ersten, einer zweiten und einer dritten Elektrode 1, 2 und 5 jeweils, Hilfsrollen 6 a, 6 b jeweils, einem ersten und einem zweiten Ringtransformator 3 a und 3 b, leitenden Elementen 4 a und 4 b, die nahe am Außenumfang jedes der obigen Transformatoren 3 a und 3 b angeordnet sind, einem Abwickler 7, um den das Band W gewickelt wird, Richtrollen und Mitlauf- oder Führungsrollen 9 a, 9 b. Jede Rollenelektrode 1, 2 und 5 ist an der in der Zeichnung dargestellten Stelle in einem bestimmten Abstand entlang des Bandförderweges L angeordnet, der U-förmig ausgebildet ist, so daß eine Behandlungsstraße gebildet ist.

Jede Elektrode 1, 2 und 5 wird in Pfeilrichtung mit einer gegebenen Drehgeschwindigkeit über eine Antriebsquelle MO gedreht, wie es in Fig. 2b dargestellt ist. Die gegebene Drehgeschwindigkeit ist eine Geschwindigkeit, bei der die Umfangsgeschwindigkeiten aller Rollenelektroden 1, 2 und 5 vollständig synchronisiert sind. Leistungsempfänger sind auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebsquelle MO an der Antriebswelle vorgesehen und haben einen Kontakt mit einem Schleifer S, der mit dem leitenden Element 4 verbunden ist. Die oben genannten Hilfsrollen 6 a, 6 ba, die frei drehbar sind, sind jeweils entgegengesetzt in einem gegebenen Abstand von jeder Rollenelektrode 1, 5 angeordnet, wobei beispielsweise die Hilfsrolle 6 a Hartgummi oder ein ähnliches Material für ihre Rollfläche verwendet, da die Bänder noch eine niedrigere Temperatur haben, während die Hilfsrolle 6 b keramikbeschichtet ist, da die Bänder erwärmt sind. Der oben genannte Abstand oder Rollenspalt ist so gewählt, daß die Bänder W entlang der Umfangsfläche jeder Elektrode in einem dichten Kontakt damit laufen. Die Richtungsrollen 8 richten die Bänder W gerade, die um den Abwickler 7 gewickelt werden. Die Führungs- oder Mitlaufrollen 9 a und 9 b bewirken eine Straffung der Bänder W, damit sie mit einem gegebenen Bogen über den Umfang der zweiten Rollenelektrode 2 in einem engen Kontakt damit laufen. Aufbau und Anordnung jeder Elektrode 1, 2 und 5 und jeden leitenden Elementes 4 a, 4 b sind die gleichen wie beim obigen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der einzige Unterschied besteht lediglich darin, daß jedes leitende Element 4 a, 4 b über den Schleifer S jeweils mit der zweiten Rollenelektrode 2 verbunden ist. Bei der obigen Anordnung läuft das vom Abwickler 7 abgewickelte Band W in einem engen Kontakt mit der ersten Elektrode 1 über die Richtungsrollen 8 durch den ersten Ringtransformator 3 a weiter zum zweiten Transformator 3 b nach Umlaufen der Umfangsfläche der zweiten Rollenelektrode 2 über einen gegebenen Bereich und in engem Kontakt damit und weiter in einem engen Kontakt mit der dritten Rollenelektrode 5 nach dem Durchgang durch den zweiten Ringtransformator 3 b.

Der elektrische Schaltungsaufbau dieser Vorrichtung ist in Fig. 2c dargestellt. Einphasen-Transformatoren M und T sind mit ihrer Primärseite jeweils mit einer Dreiphasen-Energiequelle in Scott-Schaltung verbunden, wobei die Sekundärseite des Transformators M mit dem ersten Transformator 3 a und die Sekundärseite des Transformators T mit dem zweiten Transformator 3 b über den Energieversorgungssteuerschalter Su verbunden sind.

Die Sekundärseite des obigen ersten Transformators 3 a bildet einen geschlossenen Schaltkreis, der von einem laufenden Band Wa zwischen der ersten und der zweiten Rollenelektrode 1, 2 und vom leitenden Element 4 a gebildet wird, das zwischen den Schleifern S angeordnet ist, die jeweils mit der ersten und der zweiten Rollenelektrode 1, 2 verbunden sind, wobei R 1a der äquivalente Widerstand des Bandes Wa und R 2a der des leitenden Elementes 4 a jeweils sind. Die Sekundärseite des zweiten Transformators 3 b ist ein geschlossener Schaltkreis, der vom laufenden Band Wb zwischen der zweiten und dritten Rollenelektrode 2, 5 und einem leitenden Element 4 b gebildet wird, das zwischen den Schleifern S angeordnet ist, die jeweils mit der zweiten und der dritten Rollenelektrode 2, 5 verbunden sind, wobei R 1b der äquivalente Widerstand des Bandes Wb und R 2b der des leitenden Elementes 4 b jeweils sind.

Die Vorrichtung hat zusätzlich zu den Funktionen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung den weiteren Vorteil, daß sich kein Ungleichgewicht in der Dreiphasenspannung infolge einer Anordnung ergibt, bei der die Dreiphasen-Energiequelle von den beiden Einphasen-Transformatoren in Scott-Schaltung versorgt wird, so daß keine Ausgleichsvorrichtung benötigt wird, die schwierig einzusetzen ist, während die Anordnung einer Dreiphasenlast sehr einfach ist.

Bei dem Transformator 3 gemäß der Erfindung kann die Primärwicklung 32 den Eisenkern 31 auf und ab und auf der rechten und der linken Seite des Ringes gewickelt sein, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall sind die leitenden Elemente 4 auf und ab und rechts und links der Kernes, beispielsweise in Form der Elemente 41 und 44 angeordnet und so ausgebildet, daß die Symmetrie bezüglich des Förderweges L beibehalten wird. In einigen Fällen haben die Transformatoren 3 einen Aufbau, wie er in Fig. 4a und 4b dargestellt ist. Ein zylindrischer Körper 10 hat einen derartigen Querschnitt, daß er das laufende Band W entlang des Förderweges L durch den Ring einschließt, der durch die leitenden Elemente 4 über Isolatoren r gehalten ist.

Bei der oben beschriebenen Ausbildung verhindert der Sauerstoffmangel im Zylinder 10 eine Oxidation des erwärmten Bandes W. Wenn der Zylinder 10 mit einem Inertgas gefüllt ist, um die Oxidation stärker zu verhindern, wird weiterhin eine Funkenbildung zwischen dem Band W und der Elektrode aufgrund einer Oberflächenoxidation des Bandes W verhindert, was zu einer hohen Qualität der behandelten Produkte und zu einer längeren Lebensdauer der Elektrode beiträgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt, bei denen das Band W in einem engen Kontakt mit jeder Elektrode laufen gelassen wurde, wie es anhand von Fig. 1a beschrieben wurde, und gegenüberliegende Rollenelektroden 1, 2 aus Rollen a und b jeweils vorgesehen waren, und Hilfsrollen 6 a, 6 b vorgesehen sind, wie es in Fig. 2a dargestellt ist, oder bei denen das Band W mit Hilfe von Führungs- oder Mitlaufrollen 9 a, 9 b gespannt oder gestreckt wurde, um das Band W gleichmäßig um einen bestimmten Bogen in einem engen Kontakt um die Außenfläche der zweiten Rollenelektrode 2 herum zu legen.

Natürlich können die gegenüberliegenden Elektroden 1 und 2 in Fig. 1a als Rollenelektrode in Fig. 2a verwandt werden oder können umgekehrt Hilfsrollen 6 in Fig. 2a durch gegenüberliegende Rollenelektroden 1, 2 in Fig. 1 ersetzt werden.

Das obige Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung bezog sich auf flexible Bänder W und einen Förderweg L, der U-förmig war. Es können natürlich auch lineare Anordnungen verwandt werden, wenn sich die Vorrichtung auf nicht flexible Bänder oder auf flexible Bänder bei genügendem Installationsplatz beziehen.

Die obige Beschreibung bezog sich hauptsächlich auf die Erwärmung von bandförmigen Materialien, die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch auf die Erwärmung von Gegenständen großer Länge, wie beispielsweise Drähte, Stangen, Stäbe oder fortlaufende Rohr, Profile und ähnliches anwendbar, wobei der Transformator eine Ringform hat, um den ungehinderten Durchgang der zu erwärmenden Gegenstände zu ermöglichen, und die Umfangsflächenform der Rollenelektrode so ist, daß eine Energieversorgung des zu erwärmenden Gegenstandes in engem Kontakt damit möglich ist, während leitende Elemente nach Maßgabe der obigen Erfordernisse vorgesehen sind, um dadurch ähnliche Arbeitsvorgänge und Wirkungen, wie bei den obigen Ausführungsbeispielen zu erreichen.

Die erfindungsgemäße direkte Widerstandsheizvorrichtung liefert eine gleichmäßige Erwärmung von Gegenständen großer Länge, wie beispielsweise Bändern, Drähten, Stäben, Stangen und ähnlichem, die fortlaufend zugeführt werden, was zu einer Erhöhung der Qualität der Produkte mit gleichzeitig extrem hohem Heizwirkungsgrad führt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den zusätzlichen Vorteil einer höheren Sicherheit, da ein geringer Stromverlust nach außen infolge der extrem niedrigen Spannung auf der Sekundärseite auftritt, wohingegen die herkömmlichen Seilscheibenvorrichtungen größere Gefahren mit sich bringen, da die isolierte Konstruktion der Seilscheibe eine höhere Spannung erforderlich macht.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen darin, daß Strombegrenzungsdrosseln überflüssig sind, die bei herkömmlichen Vorrichtungen mit äußerer Energiequelle unabdingbar sind, was eine geringere Größe der Vorrichtung erlaubt, wodurch eine kürzere Behandlungsstraße möglich wird, die Anlage leicht zwischen Vorrichtungen in der Produktionsstraße angeordnet und eingebaut werden kann, ohne daß die anderen Einrichtungen in der Straße sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung isoliert werden müssen.

Die Verwendung der Vorrichtung des obigen Ausführungsbeispiels 2 hat darüber hinaus den Vorteil, daß ein Ungleichgewicht der Dreiphasenspannung leicht vermieden wird, eine Ausgleichsvorrichtung überflüssig wird, eine noch geringere Größe der Vorrichtung erreichbar ist und die Kosten herabgesetzt werden können. Wie es oben beschrieben wurde, hat die erfindungsgemäße Vorrichtung erhebliche Vorteile und einen weiten Anwendungsbereich.

Vorrichtung zum fortlaufenden direkten Widerstandsheizen von Gegenständen großer Länge, wobei die Gegenstände großer Länge in Berührung mit Rollenelektroden 1, 2 laufen, die in einem bestimmten Abstand angeordnet sind und dann durch einen Ringtransformator 3 hindurchgehen, der zwischen den Rollenelektroden 1, 2 angeordnet ist. Leitende Elemente 4 mit einem elektrischen Widerstand, der ausreichend kleiner als der der Gegenstände mit großer Länge ist, sind zwischen beiden Elektroden 1, 2 vorgesehen und am Außenumfang des Transformators 3 angeordnet, wobei ihre beiden Enden mit den Rollenelektroden 1, 2 über einen Schleifer S verbunden sind, so daß ein Strom in den Gegenständen großer Länge mit den leitenden Elementen 4 als Rückleiter induziert wird, der die Gegenstände großer Länge mit einem höheren Widerstand sehr wirksam aufheizt, ohne daß eine äußere Spannung auftritt noch die Produktionsstraße, in der die Vorrichtung angeordnet ist, in irgendeiner Weise elektrisch behindert wird. Die Vorrichtung kann drei Rollenelektroden, zwei Transformatoren und leitende Elemente umfassen, die am Außenumfang des Transformators angeordnet sind, der mit der benachbarten Rollenelektrode verbunden ist, wobei die Energieversorgung für jeden Transformator von zwei Einphasen-Transformatoren in Scott-Schaltung mit einer Dreiphasen-Energiequelle kommt, wodurch eine Erwärmung erfolgt, ohne daß ein Ungleichgewicht in der Dreiphasenspannung erzeugt wird.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur direkten Widerstandsheizung von Gegenständen großer Länge, die fortlaufend zugeführt werden, gekennzeichnet durch erste und zweite Rollenelektroden, die in einem bestimmten Abstand entlang eines Förderweges angeordnet sind, einem Ringtransformator, der zwischen den ersten und zweiten Rollenelektroden angeordnet ist, und leitende Elemente, die dicht entlang des Außenumfangs in Längsrichtung des Transformators angeordnet sind, wobei jede Rollenelektrode so ausgebildet ist, daß die Gegenstände großer Länge entlang der Umfangsfläche in engem Kontakt damit laufen können, der Transformator in Form eines Ringes ausgebildet ist, durch den der Förderweg hindurchgeht und eine bestimmte Länge hat, wobei die Primärwicklung lung des Transformators symmetrisch zum Förderweg gewickelt ist, die leitenden Elemente parallel und symmetrisch bezüglich des Förderweges und der Primärwicklung gegenüber angeordnet sind, wobei ihre gegenüberliegenden Enden mit jeder Rollenelektrode über einen Schleifer jeweils verbunden sind und die Beziehung zwischen dem Widerstand (R1) der Gegenstände großer Länge und dem Widerstand (R2) der leitenden Elemente bezüglich des fließenden Stromes gegeben ist als R 1 » R 2. 2. Vorrichtung zur direkten Widerstandsheizung von Gegenständen großer Länge, die fortlaufend zugeführt werden, gekennzeichnet durch erste, zweite und dritte Rollenelektroden, die in einem bestimmten Abstand entlang des Förderweges der Gegenstände großer Länge angeordnet sind, einen ersten und einen zweiten Transformator, die zwischen den ersten und zweiten Rollenelektroden und den zweiten und dritten Rollenelektroden jeweils vorgesehen sind, und leitende Elemente, die dicht in Längsrichtung jedes Transformators entlang des Außenumfangs des ersten und zweiten Transformators jeweils angeordnet sind, wobei jede Rollenelektrode so angeordnet und ausgebildet ist, daß die Gegenstände großer Länge in engem Kontakt mit ihrem Außenumfang laufen können, der erste und der zweite Transformator jeweils in Form eines Ringes ausgebildet sind, durch den der Förderweg mit bestimmter Länge für die Gegenstände mit großer Länge führt, die Primärwicklung jedes Transformators symmetrisch bezüglich des Förderweges gewickelt ist, jeder Transformator von zwei Einphasen-Transformatoren in Scott-Schaltung mit einer Dreiphasen-Energiequelle versorgt wird, jedes leitende Element der Primärwicklung gegenüber parallel und symmetrisch zum Förderweg angeordnet ist, wobei die gegenüberliegenden Enden mit der am nächsten liegenden Rollenelektrode über einen Schleifer verbunden sind und die Beziehung zwischen dem Widerstand (R1) der Gegenstände großer Länge und dem Widerstand (R2) jedes leitenden Elementes bezüglich des fließenden Stromes lautet: R 1 » R 2. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände großer Länge Bänder, Drähte, Stäbe, Stangen und ähnliches sind, die fortlaufend zugeführt werden und in einem engen Kontakt mit den Rollenelektroden laufen. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände großer Länge in einem engen Kontakt mit den Rollenelektroden dadurch laufen, daß gegenüberliegende Rollenelektroden die Gegenstände großer Länge zwischen ihren gegenüberliegenden Umfangsflächen halten.5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände großer Länge in einem engen Kontakt mit den Rollenelektroden dadurch laufen, daß eine Hilfsrolle der Rollenelektrode gegenüber angeordnet ist, die die Gegenstände großer Länge gegen die Rollenelektrode drückt.6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände großer Länge in einem engen Kontakt mit einer Rollenelektrode dadurch laufen, daß die Gegenstände großer Länge gestreckt werden, während sie mit einer Seite ihrer Oberfläche in einem Kontakt mit der Umfangsfläche über einen bestimmten Bogenbereich laufen.7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator in seinem Ring einen zylindrischen Körper mit einem derartigen Querschnitt enthält, daß die Gegenstände großer Länge umschlossen sind.8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper, der im Ring des Transformators angeordnet ist, mit einem Inertgas gefüllt ist.