JPH081829B2

JPH081829B2 - 偏平金属材料を誘導加熱する装置

Info

Publication number: JPH081829B2
Application number: JP2511701A
Authority: JP
Inventors: ディーターシュルッケビーア
Original assignee: オットーユンカーゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツング
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: US5336868A; EP0489772A1; DE3928629C2; JPH04507324A; DE59006721D1; ES2060194T3; DE3928629A1; DK0489772T3; WO1991003916A1; EP0489772B1; ATE109609T1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、少なくとも一つの誘導コイル対が偏平金属
材料を通過させるための中間空間を形成し、その誘導コ
イルがトランス鉄板によって形成された鉄心を有し、こ
の鉄心が溝を備え、この溝の中に部分的に独自に切換可
能な電流導体が配置されている、偏平金属材料、例えば
帯や板を誘導加熱するための装置に関する。

この場合、各誘導コイルは一列の溝を有する鉄心から
なっている。この溝には誘導コイルの電流導体が埋込ま
れている。この電流導体は材料の搬送方向に対して横方
向または搬送方向に延びている。この誘導加熱装置の場
合、材料の幅方向の加熱の均一性には常に問題がある。
特に、異なる幅の材料を装置によって加熱するときに問
題がある。

異なる幅の偏平金属材料を均一に加熱するために、ヨ
ーロッパ特許第0150793号明細書では、誘導コイルを、
並べて配置された複数の誘導コイル区間に分割すること
が提案された。この誘導コイル区間は縦方向に延び、そ
れぞれ固有の誘導コイル巻線と固有の磁気回路を有す
る。誘導コイル区間の相互の間隔は、材料のその都度の
幅に対応して変更可能であるかまたは合わせることがで
きる。更に、誘導コイル巻線の電気的な電流強さを制御
するために、電気的な手段が設けられている。その際、
材料幅への適合は外側の誘導コイル区間を開閉すること
によって達成可能である。この公知の装置により、異な
る材料幅への加熱エネルギーの適合が可能である。勿
論、装置の構造は、互いに別々に設けられた多数の誘導
コイル区間に基づいて非常に複雑である。加えて、ほぼ
長方形のコイルに基づいて磁極幅が大きくなり、これは
温度分布にとって不利である。

この公知装置の他の欠点は、溝の充填が不良であること
にある。搬送方向に対して垂直な導体区間は更に、材料
端縁部の過熱を生じる。材料幅に対する微調節ができな
い。更に、鉄心区間の比較的に強い加熱を甘受しなけれ
ばならない。なぜなら、導体区間が鉄心層に対して平行
であるからである。

偏平金属材料を均一に加熱するために、ドイツ連邦共
和国特許第884811号明細書には、送り方向に相前後して
設けられた蛇行状に湾曲した２個以上の誘導加熱導体を
備えた誘導加熱装置が開示されている。この誘導加熱導
体は１回または複数回互いにずらして設けられている。
この公知装置の重要な欠点は、加熱すべき材料が所定の
幅の場合には均一に加熱されるがしかし、材料の幅が異
なる場合には充分に均一に加熱することがもはやできな
いことにある。

本発明の課題は、公知の当該装置の欠点が除去され、
材料の幅が異なる場合にもその都度の幅全体にわたって
均一に加熱することができ、しかも誘導コイルの構造が
簡単になるように、冒頭に述べた種類の装置を形成する
ことにある。

この課題は冒頭に述べた種類の装置において、本発明
に従い、少なくとも１個の誘導コイルの鉄心が、材料の
搬送方向にジグザグ状または波状に延びる溝を備え、搬
送方向に対するこの溝の最大傾斜角度が60度であり、電
流導体が溝の延長に追随して溝に挿入され、少なくとも
一つの誘導コイル対の誘導コイルが、並べて設けられか
つ同じ方向に電流が流れる多数の電流導体を備えている
ことによって解決される。

搬送方向にジグザグ状または波状に延びる電流導体を、
鉄心の対応して配置した溝に設けることにより、電流導
体によって覆われる加熱すべき材料の区間に対する電流
導体の作用時間が均一となり、それによってこの区間で
均一な加熱が生じる。ジグザグ状または波状の延設は特
に、隣接する電流導体を均一に分配配置することを可能
にする。その際、このようにして形成されたジグザグ状
または波状の電流導体は隣接する導体の対応する自由空
間に入れることが可能であり、従ってずらすことができ
る。このような均一な配置は特に、互いにほぼ長方形に
延びる導体区間からなる公知の電流導体の場合には、不
可能であった。

電流導体が独自に切換可能であることにより、材料の
縁領域における過剰の加熱が回避され、従ってこの材料
の全幅にわたって均一に加熱することができる。

本発明による装置は更に、電流が同じ方向に流れる電
流導体がそれぞれ、材料の搬送方向に延びる導体部分
と、この搬送方向と反対方向に延びる導体部分を備える
ように形成可能である。

本発明による装置は更に、並べて配置されかつ電流が
同じ方向に流れる電流導体が誘導コイル縦中心線に対し
て対称に配置されるように形成可能である。それによっ
て特に、異なる材料幅に対する適合が容易になる。

本発明による装置は更に、鉄心の各溝内にそれぞれ少
なくとも１個の電流導体が設けられるように形成可能で
ある。

本発明による装置は更に、各誘導コイルが前後に設け
られ機械的に分離された２個の誘導コイル部分を備え、
この誘導コイル部分が電流導体を収容するための溝を備
えるように形成可能である。このような分割された誘導
コイルにより、誘導コイル部分をずらすことができ、そ
れによって加熱が一層均一になる。その際の必要なコス
トは別個の二つの誘導コイルを使用する場合よりも少な
い。

本発明による装置は更に、両誘導コイル部分が互いに
搬送方向に対して横方向に摺動可能であるように形成可
能である。それによって、電流導体の作用、ひいては材
料の加熱が均一になる。

本発明による装置は更に、誘導コイルの磁極幅が変更
可能であるように形成可能である。

本発明による装置は更に、材料縁部に設けられた１個
の電流導体または複数の電流導体が、搬送方向に対して
横方向の次の電流導体と電気的に短絡するように形成可
能である。それによって、均一を促進する制動巻線が形
成される。

本発明による装置は更に、複数の誘導コイル対の使用
時に、各誘導コイル対が、それぞれ異なる周波数の別個
の電源に接続されるように形成可能である。適合する異
なる周波数の使用も、材料の全幅にわたる均一な加熱を
促進する。

本発明による装置は更に、材料縁部にある電流導体
が、中央の材料領域にある電流導体と異なる周波数の電
源に接続されるように形成可能である。これにより、均
一化が一層促進される。

本発明による装置は更に、誘導コイルの縦中心線が搬
送方向に対して３〜６度傾斜するように形成可能であ
る。

本発明による装置は更に、一つの誘導コイル対の誘導
コイルの鉄心と電流導体が、他方の誘導コイルの鉄心と
電流導体に対して180度揺動して配置されるように形成
可能である。

最後に本発明による装置は、誘導コイル対の鉄心が互
いにずらして配置されるように形成可能である。

明細書の次の部分では、本発明による装置の若干の実
施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による誘導コイルの、加熱すべき材料
の側を見た概略図、第２図は第１図の装置の側面図、第３図は本発明による誘導コイルの回路図、第４図は本発明による誘導コイルの他の回路図であ
る。

第１図と第２図に示した、本発明による誘導加熱装置
の実施例は、４個の誘導コイル1,2,3,4を備えている。
その際、誘導コイル1,2は誘導コイル対を形成し、誘導
コイル3,4は他の誘導コイル対を形成する。誘導コイル
対の誘導コイルは帯状材料４′の両側に位置している。
この帯状材料は誘導コイル対内の隙間５を通って案内さ
れる。第１図と第２図の実施例では、誘導コイル1,2,3,
4がそれぞれ二つの誘導コイル部分6,7;8,9;10,11;12,13
に分割されている。

第１図と第２図の実施例においてすべての誘導コイル
1,2,3,4が同じように形成されているので、次に、すべ
ての誘導コイルの代表として誘導コイル２について説明
する。

各誘導コイル部分8,9は鉄心14,15を備えている。この
鉄心14,15は矢印16によって示した材料４′の搬送方向
に伸びる一列の溝17〜23,25〜31を備えている。この溝
の中にはその延長形状に対応して、電流導体32〜38と40
〜46が設けられている。この電流導体32〜38と40〜46の
形成と、溝17〜23と25〜31内でのその配置は普通のよう
に行われる。その際、電流導体は通常、冷却媒体を流通
させるための図示していない内部の冷却通路を備えてい
る。溝内で電流導体を良好に保持し、電流導体と鉄心の
間の熱伝達を良好にし、それによって鉄心の強力な冷却
を保証するために、溝と電流導体の間の中間空間には適
当な注入材料が充填されている。

第１図と第２図の実施例では、誘導コイル部分8,9が
搬送方向16に対して横方向に互いにずれており、このず
れを変更するために、公知の機械的手段を介してこの方
向に相対的に摺動可能である。電流導体は誘導コイル部
分8,9の間の範囲が可撓性に形成されている。

図示の実施例の場合、搬送方向16に対する溝17〜23と
25〜31の傾斜角度と電流導体32〜38と40〜46の傾斜角度
は、約15度である。

第１図では、材料４の均一で最適な温度分布を得るた
めに、誘導コイル４の誘導コイル部分12,13が誘導コイ
ル２の誘導コイル部分8,9に対して側方へずれている。

図示実施例と異なり、誘導コイル４は搬送方向16に対
して横方向に延びる溝と導体ループを備えていてもよ
い。

第３図は電流導体47〜60を備えた誘導コイルを示して
いる。各電流導体または各導体ループは鉄心の溝にそれ
ぞれ挿入された二つの導体部分からなっている。この導
体部分は誘導コイルの一端において横方向接続部材を介
して互いに接続され、誘導コイルの他端においてそれぞ
れ開閉手段を介して電源網RSの所定の相に接続可能であ
る。

図示実施例では、中央の３本の電流導体51と52,53と5
4,55と56が、一緒に操作されるスイッチ61,62を介し
て、電源網に接続可能である。残りの電流導体47と60,4
8と59,49と58,50と57は互いに独立して、スイッチ63〜6
6を介して電源網RSに接続可能である。

投入状態では、外側の電流導体47と60,48と59,49と5
8,50と57を同じ方向に電流が流れる。それによって、材
料４′の縁領域における過熱が実質的に回避される。

第３図の電流導体の回路が特に比較的に大きな磁極ピ
ッチに適しているのに対し、第４図に基づいて説明する
実施例は特に、溝ひいては電流導体64〜78が鉄心内で比
較的に密接して並んでいる場合に適している。この実施
例の場合には、誘導コイルは能動的な電流導体64と78,6
6と76,69と73,70と72を備えている。この電流導体はス
イッチ79,79′;80,80′;81,81′;82,82′;83,83′を介
してそれぞれ対をなしてかつ他の導体に対して互いに独
立して電源網RSに接続可能である。この場合、電流導体
65,68,71,74,77は使用されず、他の種類の回路のための
予備品として蓄えられる。

上記の装置は、個々の導体ループの別個の開閉可能性
と関連して電流導体のジグザグ状または波状の延長によ
り、いろいろな幅の偏平金属材料をその幅全体にわたっ
て均一に加熱することを、装置のいろいろな実施形態で
可能にする。その際、要求に応じて、加熱材料内の最大
温度均一性を得るために、外側の電流導体をスイッチ投
入または遮断することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの誘導コイル対が偏平金属
材料を通過させるための中間空間を形成し、その誘導コ
イルがトランス鉄板によって形成された鉄心を有し、こ
の鉄心が溝を備え、この溝の中に部分的に独自に切換可
能な電流導体が配置されている、偏平金属材料、例えば
帯や板を誘導加熱するための装置において、少なくとも
１個の誘導コイル（1,2,3,4）の鉄心（14,15）が、材料
の搬送方向（16）にジグザグ状または波状に延びる溝
（17〜23,25〜31）を備え、搬送方向（16）に対するこ
の溝の最大傾斜角度が60度であり、電流導体（32〜38,4
0〜46;47〜60;64〜78）が溝の延長に追随して溝に挿入
され、少なくとも一つの誘導コイル対の誘導コイル（1
2,3,4）が、並べて設けられかつ同じ方向に電流が流れ
る多数の電流導体（32〜38,40〜46;47〜60;64,66,67,6
9,70,72,73,75,76,78）を備えていることを特徴とする
装置。
【請求項２】同じ方向に電流が流れる電流導体（32〜3
8,40〜46;47〜60;64,66,67,69,70,72,73,75,76,78）
が、材料（４′）の搬送方向（16）に延びる導体部分
と、この搬送方向（16）と反対方向に延びる導体部分を
それぞれ１個ずつ備えていることを特徴とする請求の範
囲第１項記載の装置。
【請求項３】並べて配置されかつ電流が同じ方向に流れ
る電流導体（32〜38′,40〜46;47〜60;64,66,67,69,70,
72,73,75,76,78）が誘導コイル縦中心線に対して対称に
配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項また
は第２項記載の装置。
【請求項４】鉄心の各溝（17〜31）内にそれぞれ少なく
とも１個の電流導体（32〜38,40〜46;47〜60;64〜78）
が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項か
ら第３項までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】各誘導コイル（1,2,3,4）が前後に設けら
れ機械的に分離された２個の誘導コイル部分（６〜13）
を備え、この誘導コイル部分が電流導体（32〜38,40〜4
6;47〜60;64〜78）を収容するための溝（17〜23;25〜3
1）を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項か
ら第４項までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】両誘導コイル部分（６〜13）が互いに搬送
方向（16）に対して横方向に摺動可能であることを特徴
とする請求の範囲第５項記載の装置。
【請求項７】誘導コイル（1,2,3,4）の磁極幅が変更可
能であることを特徴とする請求の範囲第１項から第６項
までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】材料縁部に設けられた電流導体（32〜38,4
0〜46;47〜60;64,66,67,69,70,72,73,75,76,78）または
材料縁部に設けられた複数の電流導体（32〜38,40〜46;
47〜60;64,66,67,69,70,72,73,75,76,78）が、搬送方向
（16）に対して横方向の次の電流導体（32〜38,40〜46;
47〜60;64,66,67,69,70,72,73,75,76,78）と電気的に短
絡していることを特徴とする請求の範囲第１項から第７
項までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】複数の誘導コイル対の使用時に、各誘導コ
イル対が、それぞれ異なる周波数の別個の電源に接続さ
れていることを特徴とする請求の範囲第１項から第８項
までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】材料縁部にある電流導体（32〜38,40〜4
6;47〜60;64,66,67,69,70,72,73,75,76,78）が、中央の
材料領域にある電流導体（32〜38,40〜46;47〜60;64,6
6,67,69,70,72,73,75,76,78）と異なる周波数の電源に
接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項から
第９項までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】少なくとも１個の誘導コイル（1,2,3,
4）の縦中心線が搬送方向（16）に対して３〜６度傾斜
していることを特徴とする請求の範囲第１項から第10項
までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】一つの誘導コイル対の誘導コイル（1,2,
3,4）の鉄心と電流導体（32〜38,40〜46;47〜60;64〜7
8）が、他方の誘導コイル（1,2,3,4）の鉄心と電流導体
（32〜38,40〜46;47〜60）に対して180度揺動して配置
されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第11
項までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１３】誘導コイル対の鉄心（14,15）が互いに
ずらして配置されていることを特徴とする請求の範囲第
１項から第12項までのいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】誘導コイル（1,2,3,4）の少なくとも１
個の鉄心が振動可能であることを特徴とする請求の範囲
第１項から第13項までのいずれか一つに記載の装置。