DE102005034059A1

DE102005034059A1 - Inductively-heated roller for decorative paper calender, includes axi-parallel conductors of variable effective length

Info

Publication number: DE102005034059A1
Application number: DE200510034059
Authority: DE
Inventors: Joachim Hinz; Josef Schneid; Peter Dr. Wiemer; Thomas Hermsen; Ulrich Rothfuss; Frank Levi; Hans-Rolf Conrad
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-07-21
Filing date: 2005-07-21
Publication date: 2007-01-25

Abstract

The inductor assembly (6, 7) has a variable effective length. It has one or more conductor loops, each with two conductors (6, 7). These have opposite sliding sections (6a, 6b) of telescopic construction. All sections (6a, 6b) are constructed as hollow conductors. The conductors include provisions clamping them together. At one end, they have a connecting conductor (17) or shorting bar, which can be displaced along them. At the other end, the supply fitting (19) can be moved along them.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizwalze, insbesondere für einen Dekorpapier-Kalander, mit einer Umfangsfläche und einer auf die Umfangsfläche wirkenden Heizeinrichtung, die eine Induktoranordnung aufweist.The The invention relates to a heating roller, in particular for a Decorative paper calender, having a circumferential surface and acting on the peripheral surface Heating device having an inductor assembly.

Eine Papierbahn muß im Laufe ihrer Herstellung in der Regel durch mindestens einen Nip eines Kalanders geführt werden. Dort wird die Papierbahn mit einem erhöhten Druck und mit einer erhöhten Temperatur beaufschlagt. Die Behandlung im Kalander, die auch als "Satinieren" bezeichnet wird, dient zum einen zur Verfestigung der Faserstruktur der Papierbahn. Zum anderen dient sie aber auch der Oberflächenbehandlung.A Paper web must in During their production usually by at least one nip led a calender become. There, the paper web is at an elevated pressure and at an elevated temperature applied. The treatment in calender, which is also called "satining", serves for a solidification of the fiber structure of the paper web. On the other hand, it also serves as a surface treatment.

Zur Bereitstellung der erhöhten Temperatur dient die obengenannte Heizwalze. Die Heizwalze gibt an ihrer Umfangsfläche Wärme ab, die in die Papierbahn eingetragen wird. Für die Ausbildung der Heizwalze gibt es verschiedene Möglichkeiten.to Providing the elevated Temperature serves the above-mentioned heating roller. The heating roller gives on its peripheral surface Heat off, which is registered in the paper web. For the formation of the heating roller There are different possibilities.

Eine weit verbreitete Möglichkeit besteht darin, der Heizwalze einen flüssigen oder gasförmigen Wärmeträger zuzuführen, der dann durch Heizmittelkanäle, in der Regel periphere Bohrungen, der Heizwalze geführt wird. Die mit dieser Vorgehensweise in die Heizwalze eintragbare Wärmeleistung ist jedoch begrenzt. Sie hängt bei Wasser insbesondere von der Verdampfungstemperatur und der maximal zulässigen Strömungsgeschwindigkeit ab. Bei Wärmeträgeröl bildet die Zersetzungstemperatur eine Grenze, bei der die langen Kohlenstoffmoleküle aufgebrochen werden. Die kurzen Kohlenstoffmoleküle haben eine geringere Verdampfungstemperatur und entweichen dann aus dem Öl. Bei gasförmigen Wärmeträgermedien ist darüber hinaus die Druckfestigkeit der Heizwalze zu beachten.A widespread possibility is to supply the heating roller a liquid or gaseous heat carrier, the then through heating medium channels, usually peripheral bores, the heating roller is guided. The achievable with this procedure in the heating roller heat output is limited. She hangs in the case of water, in particular, of the evaporation temperature and the maximum permissible flow velocity from. At heat transfer oil forms the decomposition temperature is a limit at which the long carbon molecules break up become. The short carbon molecules have a lower evaporation temperature and then escape from the oil. For gaseous Heat transfer media is about it In addition, note the pressure resistance of the heating roller.

Man verwendet daher zusätzlich oder alternativ auch sogenannte induktive Heizeinrichtungen, die mit Hilfe von Wirbelströmen, die sich in der Umfangsfläche der Heizwalze ausbilden, die entsprechende Wärme erzeugen. Eine vielfach genutzte Form einer derartigen induktiven Heizeinrichtung weist eine Vielzahl von elektrischen Spulen auf, deren Wickelachse etwa radial zur Heizwalze verläuft. Mit einer derartigen Heizeinrichtung ist zusätzlich eine Verteilung der Heizleistung in Axialrichtung der Walze steuerbar. Allerdings ist der Aufwand für eine derartige induktive Heizeinrichtung relativ hoch. Darüber hinaus ist auch hier die übertragbare Heizleistung begrenzt.you therefore used in addition or alternatively also so-called inductive heating devices, the with the help of eddy currents, located in the peripheral area form the heat roller, generate the corresponding heat. A multiple used form of such inductive heating device has a plurality of electric coils, the winding axis about extends radially to the heating roller. With Such a heater is additionally a distribution of Heating power in the axial direction of the roller controllable. However, that is the effort for such inductive heating relatively high. Furthermore is also the transferable one here Heating power limited.

Eine andere Ausführungsform einer induktiven Heizeinrichtung weist eine Leiterschleife mit zwei in der Nähe der Umfangsfläche parallel zur Achse der Heizwalze geführten Leitern auf. Ein Strom, in der Regel ein Wechselstrom, der durch diese Leiterschleife fließt, induziert in der Umfangsfläche der Heizwalze ebenfalls Wirbelströme. Mit einer derartigen Ausgestaltung lassen sich relativ hohe magnetische Induktionen und damit starke Wirbelströme erzeugen. Dementsprechend ist die übertragbare Heizleistung relativ hoch. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß die Heizwalze immer über ihre komplette axiale Länge beheizt wird.A other embodiment an inductive heating device has a conductor loop with two in nearby the peripheral surface parallel to the axis of the heating roller guided ladders. A stream, usually an alternating current flowing through this conductor loop induced in the peripheral area the heating roller also eddy currents. With such a configuration can be relatively high magnetic induction and thus strong eddy currents produce. Accordingly, the transferable heating power is relative high. The disadvantage, however, is that the heating roller always over their complete axial length is heated.

In Anwendungen, in denen die Papierbreiten relativ häufig wechseln, beispielsweise bei der Erzeugung von sogenannten Dekorpapieren, ist eine derartige Heizwalze nicht einsetzbar. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Heizwalze mit einer Gegenwalze zusammenwirkt, die an ihrer Oberfläche einen Kunststoffbelag trägt, oder wenn die Heizwalze mit einer Schuhwalze zusammenwirkt, die einen umlaufenden Mantel aufweist. Die Kunststoffe des Walzenbelags der elastischen Walze oder des Mantels der Schuhwalze weisen in der Regel nur eine begrenzte Temperaturbeständigkeit auf. Wenn diese Kunststoffe nicht durch die Papierbahn von der Heizwalze getrennt sind, dann nimmt die elastische Gegenwalze oder der Mantel der Schuhwalze Schaden.In Applications where the paper widths change relatively frequently, for example, in the production of so-called decorative papers, is such a heat roller can not be used. This is especially true when the heat roller cooperates with a counter roll, the on their surface wearing a plastic coating, or when the heat roller cooperates with a shoe roll, the has a circumferential jacket. The plastics of the roll covering the elastic roller or the shell of the shoe roll point in usually only a limited temperature resistance. If these plastics not separated by the paper web from the heating roller, then takes the elastic counter roll or the shell of the shoe roll damage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizwalze der eingangs genannten Art auch bei wechselnden Bahnbreiten nutzen zu können.Of the Invention is based on the object, a heat roller of the beginning mentioned type to be able to use even with changing web widths.

Diese Aufgabe wird bei einer Heizwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Induktoranordnung eine veränderbare wirksame Länge aufweist.These Task is characterized by a heat roller of the type mentioned solved, that the Inductor arrangement a variable effective length.

Die wirksame Länge der Induktoranordnung ist im Grunde nur die Länge, in der die von der Leiterschleife gebildete magnetische Induktion auf der Umfangsfläche der Heizwalze wirksam werden kann. Diese wirksame Länge läßt sich auf einfache Art dadurch verändern, daß man den Stromfluß durch die Induktoranordnung variabel gestaltet. Nur dort, wo Strom fließt, insbesondere nur dort, wo Strom durch einen Leiter hin und durch den anderen Leiter zurückfließt, kann eine entsprechend hohe magnetische Feldstärke auftreten, die letztendlich die Wirbelströme erzeugt, die zur Temperaturerhöhung an der Umfangsfläche der Heizwalze beitragen.The effective length The inductor arrangement is basically just the length in which the conductor loop formed magnetic induction on the peripheral surface of the Heating roller can be effective. This effective length can be characterized in a simple way change, that he the current flow through the inductor arrangement made variable. Only where current flows, in particular only where current flows through one conductor and through the other Head back, can a correspondingly high magnetic field strength occur, which ultimately the eddy currents generated, which increase the temperature on the peripheral surface contribute to the heating roller.

Dies wird in einer bevorzugten Ausgestaltung dadurch realisiert, daß die Induktoranordnung mindestens eine Leiterschleife mit zwei Leitern aufweist, von denen mindestens einer mindestens zwei gegeneinander verschiebbare Abschnitte aufweist. Wenn die Abschnitte eines Leiters gegeneinander verschoben werden, dann ändert sich die Länge des Leiters. Dementsprechend ändert sich auch die Länge, in der Strom fließen kann und damit die wirksame Länge, in der ein Magnetfeld in der Umfangsfläche der Heizwalze erzeugt wird. Im übrigen ändern sich zwar die elektrischen Eigenschaften des Leiters geringfügig. Diese Änderung ist aber durchaus akzeptabel.This is realized in a preferred embodiment in that the inductor arrangement comprises at least one conductor loop with two conductors, of which at least one has at least two mutually displaceable sections. If the sections of a ladder are moved against each other, then the length of the Conductor. Accordingly, the length in which current can flow and thus the effective length in which a magnetic field is generated in the peripheral surface of the heating roller also changes. Incidentally, although the electrical properties of the conductor change slightly. This change is quite acceptable.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Abschnitte teleskopartig ineinandergesteckt sind. In diesem Fall ändert sich der Ort, an dem die Ströme fließen, praktisch nicht. Der äußere Leiterdurchmesser hat zwar einen geringfügig größeren Durchmesser als der innere Leiterdurchmesser. In Abhängigkeit von der verwendeten Wandstärke handelt es sich hierbei aber um Durchmesserdifferenzen in der Größenordnung von wenigen mm. Diese Differenzen spielen bei den übrigen Abmessungen der Heizwalze, deren Durchmesser in der Regel im Bereich von einigen 10 cm liegt, keine Rolle. Der in einem Leiter fließende Strom bewirkt daher keine nennenswerte räumliche Änderung des Magnetfelds an der Stelle, an der die beiden Abschnitte ineinandergesteckt sind.in this connection it is preferred that the Sections are telescoped into each other. In this case changes the place where the streams flow, practically not. The outer conductor diameter Although has a slight larger diameter as the inner conductor diameter. Depending on the used Wall thickness However, these are differences in diameter on the order of a few mm. These differences play with the other dimensions of the heating roller, whose diameter is usually in the range of a few 10 cm, not matter. Therefore, the current flowing in a conductor does not cause any significant spatial change of the magnetic field at the point where the two sections are nested are.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß alle Abschnitte als Hohlleiter ausgebildet sind. Die Abschnitte sind also nach Art eines Posaunenrohres ineinandergesteckt. Dementsprechend beschränkt sich der Fluß des Stromes in allen Abschnitten auf die Querschnittsfläche des Leiters im Bereich seiner Oberfläche. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausgestaltung möglich, ein Kühlfluid durch die Leiter zu leiten, um eine gewisse Wärme abzuführen. Die Leitfähigkeit der Leiter wird dadurch verbessert, was wiederum positive Auswirkungen auf den Wirkungsgrad hat.in this connection it is particularly preferred that all Sections are formed as a waveguide. The sections are So in the manner of a trumpet tube plugged into each other. Accordingly limited the river of Current in all sections on the cross sectional area of the Ladder in the area of its surface. About that In addition, it is possible in this embodiment, a cooling fluid through the ladder to dissipate some heat. The conductivity of the Ladder is thereby improved, which in turn has positive effects on the efficiency has.

Auch ist von Vorteil, wenn die Leiter Spannmittel aufweisen, die die Abschnitte gegeneinander spannen. In diesem Fall ist es möglich, den elektrischen Widerstand beim Übergang von einem Leiterabschnitt zum anderen möglichst klein zu halten. Auch dies wirkt sich positiv auf den Wirkungsgrad aus.Also is advantageous if the conductors have clamping means which the Clamp sections against each other. In this case it is possible to use the electrical resistance at the transition to keep as small as possible from one ladder section to the other. Also this has a positive effect on the efficiency.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die Induktoranordnung an einem Ende einen parallel zur Achse der Heizwalze verlagerbaren Verbindungsleiter aufweist. Damit wird die von der Schleife aufgespannte Fläche verändert. Der Verbindungsleiter definiert dann sozusagen das Ende des beheizten Bereichs der Umfangsfläche. Elektrischer Strom wird praktisch nicht über den Verbindungsleiter hinausfließen, sondern durch den Verbindungsleiter von einem Leiter zum anderen zurückfließen. Dementsprechend wird sich eine magnetische Induktion nur zwischen der elektrischen Energiezufuhr zu den Leitern und dem Verbindungsleiter ausbilden.alternative or additionally can be provided that the Inductor at one end parallel to the axis of the heating roller having displaceable connecting conductor. This will be the one of the loop stretched surface changed. The connecting conductor then defines, so to speak, the end of the heated Area of the peripheral surface. Electricity will practically not flow beyond the connection conductor, but instead flow back through the connecting conductor from one conductor to another. Accordingly will be a magnetic induction only between the electric Train power supply to the conductors and the connection conductor.

Auch ist von Vorteil, wenn die Induktoranordnung am anderen Ende eine Zuführeinrichtung aufweist, die parallel zur Achse der Heizwalze verlagerbar ist. Die Zuführeinrichtung definiert dann das andere axiale Ende des beheizten Bereichs der Umfangsfläche. Elektrischer Strom wird nur von der Zuführeinrichtung zum Verbindungsleiter fließen, nicht jedoch in das freibleibende Ende eines jeden Leiters.Also is advantageous if the inductor arrangement at the other end a feeding has, which is displaceable parallel to the axis of the heating roller. The feeder then defines the other axial end of the heated area of the Circumferential surface. Electric power is only from the feeder to the connection conductor flow, but not in the free end of each leader.

Bevorzugterweise weist die Induktoranordnung eine Polschuhanordnung auf, deren wirksame Länge veränderbar ist. Man kann den Wirkungsgrad der Induktoranordnung steigern, indem man das magnetische Feld durch Polschuhe bündelt. Ein derartiger Polschuh ist beispielsweise im Querschnitt E-förmig ausgebildet. Zwischen jeweils einem äußeren Schenkel und dem mittleren Schenkel befindet sich jeweils eine Ausnehmung, in der der Leiter angeordnet ist. Damit ist es möglich, das magnetische Feld dort maximal werden zu lassen, wo der mittlere Schenkel seine größte Annäherung an die Umfangsfläche der Heizwalze hat. Wenn man nun die wirksame axiale Länge der Polschuhanordnung verändert, dann kann man die Polschuhanordnung an die Länge der Leiterschleife anpassen und nur dort das magnetische Feld an der Umfangsfläche der Heizwalze konzentrieren, wo eine Wärmeerzeugung erwünscht ist.preferably, The inductor arrangement has a pole shoe arrangement whose effective length can be changed is. One can increase the efficiency of the inductor arrangement by one bundles the magnetic field by pole shoes. Such a pole piece For example, is formed in cross-section E-shaped. Between one outer leg each and the middle leg is in each case a recess, in which the conductor is arranged. This makes it possible for the magnetic field to be there maximizing where the middle thigh reaches its greatest approximation the peripheral surface of Heated roller has. Now, if the effective axial length of the Pole arrangement changed, then one can adapt the pole piece arrangement to the length of the conductor loop and only there is the magnetic field on the peripheral surface of the Concentrate heating roller where heat generation is desired.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Polschuhanordnung eine Mehrzahl von Polschuhelementen aufweist, die parallel zur Achse der Heizwalze gestapelt sind, wobei mindestens einige der Polschuhelemente einzeln oder gruppenweise entfernbar sind. Die Unterteilung der Polschuhanordnung in einzelne Schichten ist an sich bekannt. Diese Unterteilung, also ein geblechter Aufbau der Polschuhanordnung, wird vielfach verwendet, um die Ausbildung von Wirbelströmen in der Polschuhanordnung zu unterbinden oder klein zu halten. Wenn man nun die Polschuhe entfernen kann, dann läßt sich auf einfache Weise eine Polschuhanordnung bereitstellen, deren wirksame Länge an die wirksame Länge der Leiterschleife der Induktoranordnung angepaßt ist.in this connection it is preferred that the Polschuhanordnung has a plurality of Polschuhelementen, which are stacked parallel to the axis of the heating roller, wherein at least some of the pole pieces can be removed individually or in groups are. The subdivision of the pole piece arrangement into individual layers is known per se. This subdivision, so a bleached structure the pole piece assembly, is widely used to training of eddy currents in the Polschuhanordnung to prevent or keep small. If Now you can remove the pole pieces, then can be a simple way Polschuhanordnung provide their effective length to the effective length the conductor loop of the inductor is adapted.

Vorzugsweise weist die Polschuhanordnung für jeden Leiter einen eigenen Polschuh auf. In diesem Fall kann man das Magnetfeld noch besser in der Oberfläche der Heizwalze konzentrieren.Preferably has the pole piece arrangement for Each conductor has its own pole piece. In this case you can focus the magnetic field even better in the surface of the heating roller.

Vorzugsweise ist die Induktoranordnung mit einer Energieversorgungseinrichtung verbunden, deren Leistung in Abhängigkeit von der wirksamen Länge der Induktoranordnung einstellbar ist. Die Energieversorgungseinrichtung erzeugt eine Spannung mit einer in Abhängigkeit von der gewünschten Beheizung vorgegebenen Frequenz und Stärke.Preferably is the inductor arrangement with a power supply device connected, whose performance is dependent of the effective length the inductor arrangement is adjustable. The power supply device generates a voltage with one depending on the desired one Heating given frequency and strength.

Diese Spannung wiederum treibt den Strom durch die Leiter und erzeugt damit das zeitlich variierende Magnetfeld, das wiederum die Wirbelströme erzeugt. Wenn man nun die Länge der Leiterschleife verkürzt, dann sinkt auch der ohmsche und induktive Widerstand der Leiterschleife. Dies würde zu einem erhöhten Stromfluß und damit zu einem verstärkten Magnetfeld führen. Diese Wirkung kann man durch die Steuerung der Energieversorgungseinrichtung klein halten.This voltage in turn drives the current through the conductors and thus generates the time-varying magnetic field, which in turn generates the eddy currents. If you now shorten the length of the conductor loop, then the ohmic and inductive sinks Resistance of the conductor loop. This would lead to an increased current flow and thus to an amplified magnetic field. This effect can be kept small by the control of the power supply device.

Bevorzugterweise weisen die Leiter jeweils einen von einem Kühlfluid durchströmbaren Hohlraum auf. Die Leiter werden teilweise von erheblichen Stromstärken durchflossen, was eine entsprechend hohe elektrische Verlustleistung zur Folge hat. Durch den Hohlraum wird nun die Möglichkeit zur Verfügung gestellt, ein Kühlfluid durch den Leiter fließen zu lassen, mit dessen Hilfe die entstandene Wärme wieder abgeführt werden kann.preferably, The conductors each have a cavity through which a cooling fluid can flow on. The conductors are sometimes traversed by considerable currents, which results in a correspondingly high electrical power loss Has. Through the cavity now the possibility is provided, a cooling fluid flow through the ladder to let, with the help of the resulting heat are dissipated again can.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to preferred embodiments described in conjunction with the drawing. Herein show:

1 eine schematische Darstellung einer Heizwalze, 1 a schematic representation of a heating roller,

2 eine schematische Darstellung der Heizwalze mit Induktoranordnung, 2 a schematic representation of the heating roller with inductor arrangement,

3 einen Ausschnitt aus einem Leiter, 3 a section of a ladder,

4 eine Ansicht der Heizwalze mit Polschuhanordnung und 4 a view of the heating roller with Polschuhanordnung and

5 eine abgewandelte Ausführung einer Induktoranordnung in schematischer Darstellung. 5 a modified embodiment of an inductor in a schematic representation.

Eine Heizwalze 1, wie sie in den 1 und 2 dargestellt ist, wirkt in der Regel mit einer Gegenwalze 2 zusammen und bildet mit ihr einen Nip 3, durch den eine nicht näher dargestellte Papierbahn geführt wird. Die Papierbahn wird im Nip 3 mit erhöhtem Druck und mit erhöhter Temperatur beaufschlagt, um die Oberflächeneigenschaften in einem gewünschten Maß günstig zu beeinflussen.A heating roller 1 as they are in the 1 and 2 is shown, usually acts with a counter-roller 2 together and forms a nip with her 3 through which a paper web, not shown, is guided. The paper web is in the nip 3 subjected to elevated pressure and elevated temperature in order to favorably influence the surface properties to a desired extent.

Um die erhöhte Temperatur an die Papierbahn übertragen zu können, muß eine gewisse Wärmemenge in der Heizwalze 1 erzeugt werden. Hierzu weist die Heizwalze 1 eine induktive Heizeinrichtung 4 auf, die auf eine Umfangsfläche 5 der Heizwalze 1 wirkt. Diese Heizeinrichtung 4 ist in 2 schematisch dargestellt.In order to transfer the elevated temperature to the paper web, a certain amount of heat must be in the heating roller 1 be generated. For this purpose, the heating roller 1 an inductive heating device 4 on that on a circumferential surface 5 the heating roller 1 acts. This heater 4 is in 2 shown schematically.

Die Heizeinrichtung 4 weist eine Induktoranordnung mit zwei elektrischen Leitern 6, 7 auf, die, wie dies aus 1 zu erkennen ist, parallel zur Achse 8 der Heizwalze 1 angeordnet sind. Die beiden Leiter 6, 7 weisen einen relativ geringen Abstand von weniger als 100 mm zur Umfangsfläche 5 der Heizwalze 1 auf. Wie durch ein Kreuz im Leiter 6 und einen Punkt im Leiter 7 angedeutet, sind die beiden Leiter 6, 7 jeweils in entgegengesetzter Richtung von einem Strom durchflossen. Dies gilt auch dann, wenn es sich um einen Wechselstrom handelt.The heater 4 has an inductor arrangement with two electrical conductors 6 . 7 on that, like this 1 can be seen, parallel to the axis 8th the heating roller 1 are arranged. The two leaders 6 . 7 have a relatively small distance of less than 100 mm to the peripheral surface 5 the heating roller 1 on. Like a cross in the ladder 6 and a point in the ladder 7 implied, are the two leaders 6 . 7 flows through in each case in the opposite direction of a stream. This also applies if it is an alternating current.

Die beiden Leiter 6, 7 sind von einer Polschuhanordnung 9 umschlossen. Die Polschuhanordnung 9 weist eine Vielzahl von Polschuhelementen 10a–10o auf. Ein derartiges Polschuhelement 10 ist in 2 schematisch dargestellt. Es weist im Querschnitt die Form eines E mit drei Schenkeln 11–13 auf. Zwischen dem oberen Schenkel 11 und dem mittleren Schenkel 12 befindet sich eine Ausnehmung 14, in der der Leiter 6 angeordnet ist. Zwischen dem mittleren Schenkel 12 und dem unteren Schenkel 13 befindet sich eine Ausnehmung 15, in der der Leiter 7 angeordnet ist. Das Polschuhelement 10 führt nun ein durch die Leiter 6, 7 erzeugtes magnetisches Feld so, daß dieses magnetische Feld in dem Bereich, in dem der mittlere Schenkel 12 der Umfangsfläche 5 gegenübersteht, seinen maximalen Wert hat. Wenn sich das magnetische Feld über der Zeit ändert, dann induziert dieses magnetische Feld in der Umfangsfläche 5 Wirbelströme, die zu einer entsprechenden Temperaturerhöhung der Umfangsfläche 5 führen. Erforderlich hierzu ist lediglich, daß die Umfangsfläche 5 elektrisch leitend ausgebildet ist.The two leaders 6 . 7 are of a pole piece arrangement 9 enclosed. The pole piece arrangement 9 has a plurality of pole pieces 10a - 10o on. Such a pole piece element 10 is in 2 shown schematically. It has in cross section the shape of an E with three legs 11 - 13 on. Between the upper thigh 11 and the middle leg 12 there is a recess 14 in which the leader 6 is arranged. Between the middle leg 12 and the lower leg 13 there is a recess 15 in which the leader 7 is arranged. The pole shoe element 10 Now enter through the ladder 6 . 7 generated magnetic field such that this magnetic field in the region in which the middle leg 12 the peripheral surface 5 is facing, has its maximum value. As the magnetic field changes over time, this magnetic field induces in the peripheral surface 5 Eddy currents, resulting in a corresponding increase in temperature of the peripheral surface 5 to lead. Required for this is only that the peripheral surface 5 is electrically conductive.

Mit einer derartigen Induktoranordnung läßt sich dementsprechend relativ viel Energie auf die Umfangsfläche 5 der Heizwalze 1 übertragen. Damit läßt sich auch eine relativ hohe Temperatur erzeugen. Nachteilig war bislang jedoch, daß diese Energieübertragung immer über die gesamte axiale Länge der Heizwalze 1 erfolgte.Accordingly, relatively large amounts of energy can be applied to the peripheral surface with such an inductor arrangement 5 the heating roller 1 transfer. This can also produce a relatively high temperature. However, the disadvantage has hitherto been that this energy transfer always takes place over the entire axial length of the heating roller 1 took place.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist die Induktoranordnung nun mit einer variablen axialen Länge ausgestattet. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten.Around To remedy this disadvantage, the inductor is now with a variable axial length fitted. There are various possibilities for this.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Leiters 6, der aus zwei Abschnitten 6a, 6b besteht, die teleskopartig ineinandergesteckt sind. Wenn man nun den Abschnitt 6b weiter in den Abschnitt 6a einführt, dann vermindert sich die Länge, in der ein Strom fließen kann und damit auch die Länge, in der ein Magnetfeld in der Umfangsfläche 5 der Heizwalze 1 erzeugt werden kann. Die beiden Abschnitte 6a, 6b sind als Hohlleiter ausgebildet. Sie können also von einem Kühlfluid durchflossen werden, um die Temperatur der Leiter herabzusetzen. Ihre Wandstärke kann relativ klein sein. Sie liegt im Bereich von wenigen mm. Dementsprechend ergibt sich im Bereich des Zusammensteckens der beiden Abschnitte 6a, 6b nur eine kleine und damit tolerierbare Änderung des geometrischen Verlaufs des Magnetfeldes. 3 shows an embodiment of the conductor 6 that consists of two sections 6a . 6b exists, which are telescoped into each other. Now if you look at the section 6b continue in the section 6a introduces, then reduces the length in which a current can flow and thus the length in which a magnetic field in the peripheral surface 5 the heating roller 1 can be generated. The two sections 6a . 6b are designed as waveguides. So you can be traversed by a cooling fluid to reduce the temperature of the conductors. Their wall thickness can be relatively small. It lies in the range of a few mm. Accordingly, results in the region of the mating of the two sections 6a . 6b only a small and thus tolerable change in the geometric course of the magnetic field.

Um ohmsche Leitungsverluste beim Übergang des Stromes zwischen den beiden Abschnitten 6a, 6b klein zu halten, können Spannmittel 16 vorgesehen sein. Ein derartiges Spannmittel 16 kann beispielsweise eine den Abschnitt 6a umgreifende Schelle sein, die das axiale Ende des Abschnitts 6a auf den Umfang des Abschnitts 6b spannt. In Abhängigkeit von Fertigungstoleranzen ist ein derartiges Spannmittel aber unter Umständen entbehrlich. Dies gilt insbesondere dann, wenn in jedem Verschiebungszustand eine ausreichende Übergangslänge zwischen den Abschnitten 6a, 6b gebildet ist, der Abschnitt 6b also immer weit genug in den Abschnitt 6a hineingesteckt worden ist.To ohmic line losses when over passage of the current between the two sections 6a . 6b can hold small, clamping means 16 be provided. Such a clamping device 16 For example, the section 6a encompassing clamp, which is the axial end of the section 6a on the scope of the section 6b stressed. Depending on manufacturing tolerances such a clamping device but may be unnecessary. This is especially true if in each shift state, a sufficient transition length between the sections 6a . 6b is formed, the section 6b So far enough in the section 6a has been inserted into it.

Eine entsprechende Ausbildung, die nicht näher dargestellt ist, ist auch für den Leiter 7 vorgesehen, so daß die wirksame Länge einer mit Hilfe der beiden Lei ter 6, 7 aufgebauten Leiterschleife vermindert werden kann.A corresponding training, which is not shown in detail, is also for the leader 7 provided so that the effective length of a ter using the two Lei 6 . 7 constructed conductor loop can be reduced.

Man wird dementsprechend die wirksame Länge der Leiterschleife an die gewünschte axiale Länge des an der Umfangsfläche 5 beheizten Bereichs der Heizwalze 1 anpassen. Außerhalb der Leiterschleife liegende Bereiche werden dann nicht mit einem Magnetfeld beaufschlagt und dementsprechend nicht durch Wirbelströme direkt beheizt. Es ist allenfalls eine Wärmeleitung von beheizten Bereichen zu den nicht beaufschlagten Bereichen möglich. Diese Wärmeleitung führt in der Regel aber nicht zu einer kritischen Temperaturerhöhung.Accordingly, the effective length of the conductor loop becomes the desired axial length at the peripheral surface 5 heated area of the heating roller 1 to adjust. Outside the conductor loop lying areas are then not acted upon by a magnetic field and accordingly not directly heated by eddy currents. It is possible at most a heat conduction from heated areas to the non-impacted areas. This heat conduction does not usually lead to a critical increase in temperature.

Wenn man die Abschnitte 6a, 6b mehr oder weniger zusammensteckt, dann ist es günstig, auch die axiale Länge der Polschuhanordnung 9 zu ändern. Wie aus 4 zu erkennen ist, besteht die Polschuhanordnung aus einer Vielzahl von Polschuhelementen 10a–10o. Man kann nun an den axialen Enden der Polschuhanordnung ein oder mehrere Polschuhelemente entnehmen, beispielsweise die Polschuhelemente 10a–10c, so daß man bei einer entsprechenden Verkürzung der Leiter 6, 7 durch Ineinanderschieben der Abschnitte 6a, 6b einen beheizten Bereich erhält, der sich nur noch unter den Polschuhelementen 10d–10o befindet.If you look at the sections 6a . 6b more or less zusammensteckt, then it is convenient, and the axial length of the pole piece 9 to change. How out 4 can be seen, the Polschuhanordnung consists of a plurality of Polschuhelementen 10a - 10o , One can now remove one or more pole shoe elements at the axial ends of the pole shoe arrangement, for example the pole shoe elements 10a - 10c , so that with a corresponding shortening of the ladder 6 . 7 by telescoping the sections 6a . 6b receives a heated area, which is only under the pole pieces 10d - 10o located.

1 zeigt eine Ausgestaltung zur Veränderung der wirksamen axialen Länge, die zusätzlich oder alternativ zu der Ausgestaltung nach 3 verwendet werden kann. 1 shows an embodiment for changing the effective axial length, which additionally or alternatively to the embodiment according to 3 can be used.

Die beiden Leiter 6, 7 sind durch einen Verbindungsleiter 17 elektrisch miteinander verbunden. Der Verbin dungsleiter 17 ist beispielsweise durch Schrauben oder Klemmen an den Leitern 6, 7 lösbar befestigt. Durch Verschieben des Verbindungsleiters 17 in Richtung des Doppelpfeiles 18, also parallel zur Achse 8 der Heizwalze 1, läßt sich die wirksame Länge einer durch die beiden Leiter 6, 7 und den Verbindungsleiter 17 gebildeten Leiterschleife verändern. In Bereichen der Leiter 6, 7, die zwischen dem Verbindungsleiter 17 und dem in 1 linken Ende der Heizwalze 1 liegen, wird kein Strom mehr fließen und dementsprechend auch kein Magnetfeld mehr in der Umfangsfläche 5 der Heizwalze 1 induziert werden. Dementsprechend läßt sich durch eine Verschiebung des Verbindungsleiter 17 die wirksame Länge der Induktoranordnung und damit die wirksame axiale Länge der Heizeinrichtung 4 verändern.The two leaders 6 . 7 are through a connection conductor 17 electrically connected to each other. The head of the association 17 is for example by screws or clamps on the ladders 6 . 7 releasably secured. By moving the connection conductor 17 in the direction of the double arrow 18 , ie parallel to the axis 8th the heating roller 1 , can the effective length of a through the two conductors 6 . 7 and the connection conductor 17 change the formed conductor loop. In areas of the ladder 6 . 7 between the connecting conductor 17 and in 1 left end of the heating roller 1 no more current will flow and consequently no magnetic field in the peripheral surface 5 the heating roller 1 be induced. Accordingly, it can be by a displacement of the connecting conductor 17 the effective length of the inductor assembly and thus the effective axial length of the heater 4 change.

Die Leiter 6, 7 sind über eine Zuführeinrichtung 19 mit einer elektrischen Energieversorgungseinrichtung 20 verbunden. Die Versorgungseinrichtung 20 ist dabei über ein erstes Kabel 21 mit dem Leiter 6 und über ein zweites Kabel 22 mit dem Leiter 7 lösbar verbunden. Wenn man nun die Kontaktstelle zwischen den Kabeln 21, 22 und den Leitern 6, 7 verändert und in Richtung eines Doppelpfeils 23 verschiebt, dann läßt sich ebenfalls die wirksame Länge der Leiter 6, 7 und damit die axiale Erstreckung des die Wirbelströme induzierenden Magnetfeldes verändern. In den Bereichen der Leiter 6, 7, die zwischen der Zuführeinrichtung 19 und dem in 1 rechten Ende der Heizwalze 1 liegen, wird kein Strom fließen, der ein Magnetfeld induzieren kann.The ladder 6 . 7 are via a feeder 19 with an electrical power supply device 20 connected. The supply device 20 is via a first cable 21 with the conductor 6 and a second cable 22 with the conductor 7 releasably connected. If you now have the contact point between the cables 21 . 22 and the ladders 6 . 7 changed and in the direction of a double arrow 23 shifts, then can also be the effective length of the ladder 6 . 7 and thus alter the axial extent of the magnetic field inducing the eddy currents. In the areas of the ladder 6 . 7 between the feeder 19 and in 1 right end of the heating roller 1 no current will flow that can induce a magnetic field.

Die elektrische Energieversorgungseinrichtung 20 ist in Abhängigkeit von der wirksamen Länge der Leiter 6, 7 steuerbar. Wenn diese Länge kurz ist, dann sinkt der ohmsche und induktive Widerstand. Dementsprechend ist auch nur eine geringere Spannung erforderlich, um an der Umfangsfläche 5 der Heizwalze 1 die gleiche Temperatur zu erzeugen, wie bei einer in Axialrichtung größeren wirksamen Länge der Leiter 6, 7.The electrical power supply device 20 is dependent on the effective length of the ladder 6 . 7 controllable. If this length is short, then the ohmic and inductive resistance decreases. Accordingly, only a lower voltage is required to the peripheral surface 5 the heating roller 1 to produce the same temperature as an axially longer effective length of the conductors 6 . 7 ,

5 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung einer Induktoranordnung im Querschnitt, bei der gleiche und entsprechende Teile wie in den 1 bis 4 mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden sind. 5 shows a modified embodiment of an inductor arrangement in cross section, in the same and corresponding parts as in the 1 to 4 have been provided with the same reference numerals.

Die Polschuhanordnung 9 weist nun für jeden Leiter 6, 7 einen eigenen Polschuh 9a, 9b auf. Jeder Polschuh 9a, 9b kann, wie dies im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben worden ist, aus einer Vielzahl von Abschnitten in Axialrichtung gebildet worden sein.The pole piece arrangement 9 now points for each leader 6 . 7 a separate pole piece 9a . 9b on. Every pole shoe 9a . 9b can, as related to the 1 to 4 has been described, formed from a plurality of sections in the axial direction.

Dementsprechend weist der Polschuh 9a für den Leiter 6 einen äußeren Schenkel 11 und einen "mittleren" Schenkel 12a auf. Der Polschuh 9b für den Leiter 7 weist einen "mittleren" Schenkel 12b und einen unteren Schenkel 13 auf. Zwischen den beiden mittleren Schenkeln 12a, 12b befindet sich eine Lücke 26, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Luftspalt ausgebildet ist. Es ist jedoch auch möglich, hier ein Kunststoffelement vorzusehen, das die beiden Polschuhe 9a, 9b miteinander verbindet, sofern dieser Kunststoff eine annähernd gleiche relative Permeabilität wie Luft aufweist.Accordingly, the pole piece 9a for the leader 6 an outer thigh 11 and a "middle" thigh 12a on. The pole piece 9b for the leader 7 has a "middle" leg 12b and a lower leg 13 on. Between the two middle thighs 12a . 12b there is a gap 26 , which is formed in the present embodiment as an air gap. However, it is also possible to provide a plastic element here, the two pole pieces 9a . 9b connects together, provided that plastic is an approximately equal relative Permeability such as air.

Wenn die beiden Polschuhe 9a, 9b für die beiden Leiter 6, 7 magnetisch voneinander getrennt sind, dann ist eine bessere Bündelung des von dem in den Leitern 6, 7 fließenden Stromes in der Oberfläche 5 der Walze 1 möglich. Das Maximum des induzierten Magnetfeldes entsteht etwa im Bereich der Lücke 26.If the two pole shoes 9a . 9b for the two leaders 6 . 7 are magnetically separated from each other, then a better bundling of that in the ladders 6 . 7 flowing stream in the surface 5 the roller 1 possible. The maximum of the induced magnetic field arises approximately in the region of the gap 26 ,

Claims

A heating roller, in particular for a decorative paper calender, having a peripheral surface and a heater acting on the circumferential surface, which has an inductor arrangement, characterized in that the inductor arrangement ( 6 . 7 ) has a variable effective length.

A heating roller according to claim 1, characterized in that the inductor arrangement comprises at least one conductor loop with two conductors ( 6 . 7 ), of which at least one at least two mutually displaceable sections ( 6a . 6b ) having.

Heat roller according to claim 2, characterized in that the sections ( 6a . 6b ) are telescoped into each other.

Heat roller according to claim 3, characterized in that all sections ( 6a . 6b ) are formed as waveguides.

Heat roller according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the conductors have clamping means ( 16 ) containing the sections ( 6a . 6b ) against each other.

Heat roller according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inductor arrangement at one end is parallel to the axis ( 8th ) the heating roller ( 1 ) movable connection conductors ( 17 ) having.

Heat roller according to claim 6, characterized in that the inductor arrangement at the other end a feed device ( 19 ) parallel to the axis ( 8th ) the heating roller ( 1 ) is displaceable.

Heat roller according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the inductor arrangement has a pole shoe arrangement ( 9 ), whose effective length is variable.

Heating roller according to claim 8, characterized in that the pole shoe arrangement ( 9 ) a plurality of pole pieces ( 10 . 10a - 10o ) parallel to the axis ( 8th ) the heating roller ( 1 ) are stacked, wherein at least some of the pole pieces ( 10 . 10a - 10o ) are removable individually or in groups.

Heat roller according to claim 8 or 9, characterized in that the pole shoe arrangement ( 9 ) for each conductor ( 6 . 7 ) own pole piece ( 9a . 9b ) having.

Heat roller according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the inductor arrangement is provided with a power supply device ( 20 ), the power of which is adjustable as a function of the effective length of the inductor arrangement.

Heat roller according to one of claims 1 to 11, characterized in that the conductors ( 6 . 7 ) each one of a cooling fluid permeable cavity ( 24 . 25 ) exhibit.