DE1038671B

DE1038671B - Adjustable device for heating rotating rollers made of ferromagnetic material

Info

Publication number: DE1038671B
Application number: DEA17670A
Authority: DE
Inventors: Georges Ardichvili
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-06-04
Filing date: 1953-03-23
Publication date: 1958-09-11

Description

Regelbare Einrichtung zur Erwärmung umlaufender Walzen aus ferromagnetischem Werkstoff Die Erfindung bezieht sich auf regelbare Einrichtungen um Walzen aus ferromagnetischem Werkstoff, insbesondere zylindrische Walzen zur Bearbeitung von plastischen Stoffen, mittels eines magnetischen Wechselfeldes zu erwärmen. Sie ist gekennzeichnet durch Induktoren, die radial zur Walze zustellbar und entlang der Mantellinie der Walze bewegbar sind. Adjustable device for heating rotating rollers made of ferromagnetic Material The invention relates to controllable devices around ferromagnetic rollers Material, in particular cylindrical rollers for processing plastic materials, to be heated by means of an alternating magnetic field. It is characterized by Inductors, which can be delivered radially to the roller and along the surface line of the roller are movable.

Durch diese räumliche Bewegbarkeit der Induktoren ist eine Regelungsmöglichkeit für die Erwärmung unabhängig von der jeweils den Induktoren zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes zugeleiteten elektrischen Energie und ihrer etwaigen Regelung verwirklicht; die Verstellbarkeit der Induktoren radial zur Walze ermöglicht, hei gleichbleibender elektrischer Erregung das magnetische Wechselfeld, das die Erwärmung bewirkt, durch Änderung des Spaltes zwischen Zylinderwandung und Induktor zu regeln. während die Verstellung der Induktoren in axialer Richtung ermöglicht, durch entsprechende Verteilung der vorhandenen Induktoren über die Zylinderlänge hin zu einer beliehig gewollten Temperaturverteilung zu gelangen, beispielsweise zu einer gleichmäßigen Erwärmung der Walzen über ihre Länge hin. Letzteres, indem bei auftretenden Ungleichmäßigkeiten Induktoren an die Längenteile der augenblicklich geringeren Erwärmung des Zylinders gerückt werden.This spatial mobility of the inductors is a control option for heating independently of each of the inductors for generating the magnetic Realized alternating field supplied electrical energy and its possible regulation; the adjustability of the inductors allows radial to the roller, he is more constant electrical excitation through the alternating magnetic field that causes the heating Change the gap between the cylinder wall and the inductor to regulate. while the Adjustment of the inductors in the axial direction made possible by appropriate distribution of the existing inductors over the length of the cylinder to any desired one To achieve temperature distribution, for example, to a uniform heating of the rollers along their length. The latter, by when irregularities occur Inductors to the length parts of the instantaneous lower heating of the cylinder be moved.

An solcher Gleichmäßigkeitsregelung ist bei den Walzen zur Bearbeitung von temperaturabhängigem Fabrikationsgut, z. B. von plastischen Stoffen. wie Gummi, und auch von Kunststoffen, in besonderem Älaße praktisch gelegen. weil bei diesen die Beschaffenheit des Bearbeitungsergebnisses besonders entscheidend von der gleichmäßigen Erwärmung abhängt, während die vielfach innen durch ein fließendes Heizmittel, wie Dampf, warmes Wasser, Ö1, oder durch eingebaute elektrische Widerstände beheizten Walzen manchmal über ihre axiale Länge hin verschiedenen Wärmeabstrablungsbedingungen unterworfen sind, z. B. stärkerer Abstrahlung an ihren Enden bei den Lagerungen, was unter Umständen der brauchbaren Zylinderlänge Grenzen setzte. Auch in anderen Industrien, z. B. beim Trocknen von Faserstoffen, wie etwa Gewebe oder Papier, ist eine gleichmäßige Trocknung des Fabrikationsgutes unabhängig von dessen Beschaffenheit für einen glatten Ablauf der Fabrikation wesentlich. Die durch die Erfindung erreichte Einregelungsmöglichkeit für die Induktoren, jederzeit dem jeweiligen Bedarf entsprechend, ermöglicht es. diesen Anforderungen zufriedenstellend zu entsprechen und jeder örtlich gesteigerten Wärmeabstrahlung in entsprechend örtlicher Abgrenzung ausgleichend entgegenzuwirken. Dahei ist in der Richtung des Zylinderumfangs die Gleichmäßigkeit der durch die Induktoren bewirkten Temperaturregelung durch das Umlaufen des Zylinders gewährleistet. Zum Betrieb der Induktoren bedarf es ohne Einschränkung auf diesen nur Wechselstromes industrieüblicher Frequenzen.Such uniformity control is important for the rolls for machining of temperature-dependent manufactured goods, e.g. B. of plastic materials. like rubber, and also of plastics, in a particularly practical location. because with these the quality of the machining result depends on the uniform one Warming depends, while often inside, by a flowing heating medium, such as Steam, warm water, oil, or heated by built-in electrical resistors Rollers sometimes have different heat dissipation conditions along their axial length are subject, e.g. B. stronger radiation at their ends in the bearings, which under certain circumstances set limits to the usable cylinder length. In others too Industries, e.g. B. when drying fibrous materials such as fabric or paper Uniform drying of the manufactured goods regardless of their nature essential for a smooth production process. The one achieved by the invention Adjustment option for the inductors, at any time according to the respective needs, allows. to meet these requirements satisfactorily and each locally Compensating for increased heat radiation in the corresponding local delimitation to counteract. Dahei is the evenness in the direction of the cylinder circumference the temperature control caused by the inductors by the Orbiting the cylinder guaranteed. To operate the inductors, there is no restriction on these only alternating current of industrial frequencies.

Die unten heschriebene Anordnung der Induktoren außen an den Zylindern gibt weitestgehend freie Hand in der Bemessung des Regelungsbereiches, während sie bei innenbeheizten Walzen zugleich die Temperaturregelung auch unabhängig von jeglicher Regelung des Heizmittels erleichtert. The arrangement of the inductors on the outside of the cylinders as described below largely gives free hand in the dimensioning of the regulatory area while it in the case of internally heated rollers, the temperature control is also independent of any Control of the heating medium facilitated.

Die Regelung der gewollten Erwärmung durch radiales Verstellen der Induktoren wird besonders wirkungsvoll, wenn in weiterer Entwicklung der Erfindung die Induktoren selbst Elektromagnetvorrichtungen mit eigenem Kern sind und bereits ein magnetischer Kraftfluß als solcher auf den zu erwärmenden Teil der Zylinderoberfläche übertragen wird, der sich über die Wandung des Zylinders schließt, statt das Wechselfeld mittels ortsfester bloßer Induktionsspulen erst dort zu erzeugen, wie bei Härtungen oder bei spanabhebender Bearbeitung unter Erwärmen bereits bekannt. Bestehen dabei die Magnetkerne an den Induktoren aus aufeinandergelegten Blechlamellen von hoher magnetischer Permeabilität wie Transformatorkerne, dann werden Wärmeeffekte in dem Kern wirksam vermieden, und die aufgewandte elektrische Energie bleibt praktisch ungeschmälert für die Auswirkung an der zu erwärmenden Oberfläche unter den für den wärmeerzeugenden Energieumsatz dort vorhandenen Gegebenheiten. U-förmige Gestaltung der Magnetkerne und Anordnung in einer Lage, in der ihre U-Schenkel, die die Magnetpole bilden, dem Zylindermantel zugekehrt sind, ergibt dazu einen zügig glatten magnetischen Kraftfluß. The regulation of the desired heating by radial adjustment of the Inductors will be particularly effective when in further development of the invention the inductors themselves are and already have their own core electromagnet devices a magnetic flux as such on the part of the cylinder surface to be heated is transmitted, which closes over the wall of the cylinder, instead of the alternating field only to be generated there by means of stationary induction coils, as is the case with hardening or already known for machining with heating. Insist the magnetic cores on the inductors are made from stacked sheet metal lamellas of high magnetic permeability like transformer cores, then there will be thermal effects in the Core effectively avoided, and the electrical energy used remains practical undiminished for the effect on the surface to be heated under the for the heat-generating energy turnover there existing conditions. U-shaped design of the magnetic cores and arrangement in a position in which their U-legs, which form the magnetic poles, facing the cylinder jacket, results in one smooth magnetic flux of force.

Die Zeichnungen zeigen an einem dreizylinderigen Kalander für plastisches Gut als Beispiel eine der Erfindung entsprechende Einrichtung zur Erwärmung. The drawings show a three-cylinder calender for plastic A good example of a device for heating corresponding to the invention.

Fig. 1 zeigt in Ansicht, teilweise im Schnitt, die drei Zylinder der Maschine; Fig. 2 ist ein senkrechter Querschnitt durch die Maschine; Fig. 3 zeigt in Ansicht und in größerem Maßstab eine der Heizvorrichtungen; Fig. 4 ist ein waagerechter Schnitt durch die Heizvorrichtung nach der Linie 4-4 der Fig. 3. Fig. 1 shows a view, partly in section, of the three cylinders the machine; Figure 2 is a vertical cross-section through the machine; Fig. 3 Figure 3 shows, in elevation and on a larger scale, one of the heating devices; Fig. 4 is a horizontal section through the heating device along the line 4-4 of FIG. 3.

Die drei Zylinder 11, 12 und 13 drehen sich im Rahmen 14 im Sinne der eingezeichneten Pfeile, das gewalzte Erzeugnis passiert zuerst zwischen den Zylindern 11 und 12 und geht für eine Endbearbeitung zwischen den Zylindern 12 und 13 hindurch. Der Schnitt durch den Zylinder 11 zeigt in Fig. 1 die Ein-und Auslaßkanäle für das strömende Heizmittel und die Temperaturkurve für die Wärmeverteilung in Richtung der Zylinderachse (solange die Heizvorrichtungen nicht tätig sind). Durch die abkühlende Wir kung der Zylinderenden infolge der Lagerzapfen und der daran anliegenden Lagerflächen ändert sich die Temperatur an der Zylinderoberfläche bei dem dargestellten Beispiel zwischen 1650 C in der Mitte und 1550 C an den Enden. Die Temperaturverteilungskurve zeigt einen verhältnismäßig waagerechten Teil auf dem größten Teil ihres Verlaufes über die Zylinderbreite hin und einen ziemlich heftigen Abfall nach den Enden hin. Um diesen letzteren Temperaturahfall zu beheben, sind im Bereich der Zylinderenden die induktiven Heizvorrichtungen 16 - Induktoren -angeordnet. Sie folgen in der Achsrichtung des Zylinders aufeinander, und ihre Heizungsstärke wird nach der Aufrechterhaltung gleichmäßiger Temperaturverteilung geregelt. Für jeden Zylinder sind zwei solcher Heizvorrichtungen vorgesehen. The three cylinders 11, 12 and 13 rotate in the frame 14 in the same direction of the arrows drawn, the rolled product first passes between the Cylinders 11 and 12 and goes for a finish between cylinders 12 and 12 13 through. The section through the cylinder 11 in FIG. 1 shows the inlet and outlet channels for the flowing heating medium and the temperature curve for the heat distribution in Direction of the cylinder axis (as long as the heating devices are not active). By the cooling effect of the cylinder ends as a result of the bearing pin and it adjacent bearing surfaces changes the temperature on the cylinder surface in the example shown between 1650 C in the middle and 1550 C at the ends. The temperature distribution curve shows a relatively horizontal part most of its course across the cylinder width and one fairly violent drop towards the ends. To remedy this latter drop in temperature, are in the area of the cylinder ends the inductive heating devices 16 - inductors -arranged. They follow one another in the axial direction of the cylinder, and theirs Heating strength becomes after maintaining uniform temperature distribution regulated. Two such heaters are provided for each cylinder.

Die benutzte Vorrichtungsausführung enthält in ihrer einfachsten Ausführungsform einen lamellierten Kern 16 von U-Profil, dessen parallele Arme 16" 162 in Zylinderflächen 17l, 172 enden, die mit dem Zylinder gleichachsig sind. Die Arme 161, 162 tragen Spulen 18l und 182, die von einer Stromquelle 19 mit Wechselstrom gespeist werden. Beim Durchgang des Stromes entsteht ein magnetischer Kraftfluß, und dieser schließt sich außerhalb des Kernes über die Spalte zwischen dem Kern und dem Zylinder hinweg und weiter durch die Metallwand des Zylinders und ruft darin die Erwärmung durch die induzierten Ströme hervor. The device design used contains in its simplest Embodiment a laminated core 16 of U-profile, whose parallel arms 16 " 162 end in cylinder surfaces 17l, 172 which are coaxial with the cylinder. the Arms 161, 162 carry coils 18l and 182 from a power source 19 with alternating current be fed. When the current passes through, there is a magnetic flux, and this closes outside the core via the gap between the core and the cylinder and on through the metal wall of the cylinder and calls into it the warming caused by the induced currents.

Eine hesondere Ausführung der Heizvorrichtung nach der Erfindung zeigen die Fig. 3 und 4. A special embodiment of the heating device according to the invention FIGS. 3 and 4 show.

Dort durchsetzen zwei Bolzen 20 (20,, 202) im Eingriff mit vorstehenden Laschen 21, 22 eines auf zwei Führungsstangen 24 (24I, 242) verschiebbaren Käfigs den Kern, und diese Führungsstangen 24 sind an ihren Enden in einem Schlitten 29 befestigt. Die Gleitschuhe sind in den Gleitbahnen einer Stütze 35 geführt, die ihrerseits am Maschinenrahmen angebracht ist. In eine Platte 37 greift frei drehbar eine Schraubenmutter 39 eines fliegend angeordneten Handrades 391 ein. Die Schraubenmutter39 trägt einen Gradbogen 42, dem eine feste Ablesemarke gegenübersteht. Beim Drehen des Handrades verstellen sich die Gewindestange 43, der verschiehbare Schlitten und der Kern 16 und ändert sich die Weite des Spaltes zwischen dem Kern und dem umlaufenden Zylinder und dadurch die Stärke der Heizwirkung am Zylinder, wobei das Maß dieser Änderung an dem Gradbogen 42 ahlesbar ist. Eine einstellbare Endschraube 50 begrenzt den Weg des Schlittens 29 auf den Zylinder zu und bestimmt einen Mindestspalt, so daß der Kern 16 und die Zylinderoberfläche einander nicht ungewollt berühren können. There pass through two bolts 20 (20, 202) in engagement with the protruding Lugs 21, 22 of a cage which can be displaced on two guide rods 24 (24I, 242) the core, and these guide rods 24 are at their ends in a slide 29 attached. The sliding shoes are guided in the slideways of a support 35 which in turn is attached to the machine frame. A plate 37 engages freely rotatably a nut 39 of an overhung handwheel 391. The nut 39 carries a degree curve 42, which faces a fixed reading mark. When turning of the handwheel adjust the threaded rod 43, the sliding carriage and the core 16 and changes the width of the gap between the core and the rotating cylinder and thereby the strength of the heating effect on the cylinder, whereby the The extent of this change on the degree arc 42 is ahlesbar. An adjustable end screw 50 limits the path of the slide 29 towards the cylinder and determines a minimum gap, so that the core 16 and the cylinder surface do not inadvertently touch each other can.

PATENTAXSEI1f\CHE 1. Regelbare Einrichtung zur Erwärmung umlaufender Walzen aus ferromagnetischem Werkstoff, insbesondere von zylindrischen Walzen zur Bearbeitung von plastischen Stoffen mittels eines magnetischen Wechselfeldes, gekennzeichnet durch Induktoren, die radial zur Walze (11) zustellhar und entlang der Mantellinie der Walze bewegbar sind. PATENTAXSEI1f \ CHE 1. Controllable device for heating circulating Rolls made of ferromagnetic material, in particular cylindrical rollers for Processing of plastic materials by means of an alternating magnetic field, marked by inductors that deliver radially to the roller (11) and along the surface line the roller are movable.

Claims

2. Device according to claim 1, characterized in that the inductors Electromagnetic devices with laminated U-shaped magnetic cores (16) that turn their magnetic poles to the cylinder jacket.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the electromagnet devices displaceably on an axis parallel to the cylinder axis Rod are mounted, their holder on the machine frame by means of adjusting thread (43) perpendicular to the cylinder axis except for compliance with a minimum gap between the Magnetic poles (16o, 162) and the cylinder circumference adjustable and with a reading scale (42) is provided for the adjustment path.

Considered publications: German Patent Specifications No. 434 567, 734 298: U.S. Patent No. 2,427,960; the essay: »Creation of particular Forms of heat by electrical means "from" Technische Mitteilungen "(House of Technology), Essen, January 1951, pp. 7 to 10; the essay: »The inductive heat treatment in der Feinwerktechnik ", from" Feinwerktechnik ", 1950, pp. 91 to 96.