DE1615095A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Induktionsbeheizung von Koerpern - Google Patents

Description

. SU8ABETH JUNQ UND DR. VOLKER VO88IU8 _

PATfMTANWXLTf » O I «J U Ό Ο

i . ·Π0Β·1 ΤΑΑββΙ St . TILtrOMMMOr . TElCQRAMM-ADREetEi INVENT/MONCHEN

R-557-MI (Dr.3p./kü.) München, den 28, April 1967

Anm.-irr, 66 058 77-

AI&EMENE KUNST2IJm ÜKIB N,V. Arnhera / Niederlande

"Verfahren und Torrichtung zurInduktionsbeheieung von

Körpern"

Priorität: 30. April 1966 /Niederlande Aniaelde-lir. t 66 058 77

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung gur ^ Induktionebeheizusg eines Körper« durch Schaffung eines HagDetfeldea, dessen Kraftlinien ©in Material von elektriaeher Leitfähigkeit «»geben, welches sich in Wäreeberührung mit ^e» Körper befindet, uadDrehung d#e Haterialageg«ßüb«i de» Magnetfeld, wo fee i elektrisch* S trotte in öen Materi»! indUBi»rt werden. '"_ · ■ . ". ^x ■". . - - ' "i■"-.,~\ _;

Bin« Vorrichtung sur Durchführung dieses \^Terfaiirene iat in den DBÖÄ T 692 716 beschrieben und auch in einea nicht snas Stande

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der Technik gehörigen Vorschlag nach der deutschen

<■ *

Patentanmeldung N 22 618 enthalten.

Im Falle der in der Vorverfiffentlichung beschriebenen Vorrichtung wird das Magnetfeld durch Permanentmagnete erzeugt. Eine Drehung des induzierten Gliedes gegenüber dem Permanentmagneten bewirkt in diesem Glied die Erzeugung von Wirbelströmen, welche eine Aufheizung bewirken und der Mantelfläche einer b Streckrolle die gewünschte Temperatur verleihen.

Bei dem Verfahren nach dem nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag wird das Magnetfeld durch Elektromagnete erzeugt, welche mit Dreiphasenstrom derart beaufschlagt werden, dass ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird«

In beiden Fällen wird die Beheizung durch Erzeugung von Wirbelströmen in dem induzierten Glied bewirkt. Die entstehende Wärme wird unter anderem durch die Drehzahl dee induzierten Gliedes gegenüber dem Magnetfeld bestimmt. Nichtsdestoweniger ist die Wirkung dieser Drehzahl als Parameter, welcher das Mass der entwickelten Wärme beeinflusst, beschränkt. Dies ergibt sich in der Hauptsache aus der Tatsache, dasö die Umfangsgeschwindigkeit der Streckrolle keinen Freiheitsgrad für deren / Dimensionierung ergibt, sondern durch die erforderliche örtliche Transportgeschwindigkeit des Garnes bestimmt ist. Um eine hohe Drehzahl des induzierten Gliedes gegenüber dem Magnetfeld und damit eine hohe Freisetzung an Wärme zu erzielen,

könnte versucht werden, eine Streckrolle mit entsprechend geringem Aussendurchmeseer anzuwenden, Hierbei wird indes~ sen bei gleichem Berührungswinkel des Garnes die Zelt, während der sich das Garn in BerUhruüg mit der beheizten Hollenoberfläche befindet, proportional vermindert, und es steht ferner weniger Raum für das induzierende Teil zur Verfügung.

Die vorangehend erwähnte bekannte Vorrichtung zeigt weiter praktische Sachtelle im Hinblick auf die Messung und/oder Regulierung der Temperatur. Daher ist es notwendig, in dem Rollenmantel ein auf die Temperatur ansprechendes elektri-βehe8 Element vorzusehen, welchesüber Schleifringe und Bürsten aneuschilessen ist. Insbesondere in einer Atmosphäre, welche zu Störungen Infolge von Staub- u&d Faeerteilchen Anlass gibt, kann ein derartiger Anschluss su Fehlern fuhren.

Zweck der Erfindung ist die Vermeidung der vorangehend erwähnten Nachteile. Erreicht wird dies im wesentlichen dadurch, dass die induzierten Ströme zumindest in wesentlichem Ausmass eum Pliessen auf ordnungsgeiaäse ausgerichteten Stromwegen gezwungen werden. :

Unter ordnungsgemäss ausgerichteten Stromwegen 1st in diese» Zusammenhang su verstehen, dass die Ströme in einer oder mehreren Richtungen fitessen. Beispielsweise flieset in einem elektrischen Leiter, dessen Querschnittsabmessungen gering zur Länge sind, der elektrische Strom im wesentlichen parallel

zur Längsachse. Zufällig verteilte Stronwege treten jedoch dort auf, wo elektrische Ströme vielen, oftmals schwierig festsulegenden Richtungen flieesen, wie dies bei Wirbelströmen der Pell ist.

Durch das erflndungsgemäeae Verfahren wird ein susätslloher Prelheitegrad der Beeinflussung der Wärmeenergie geschaffen. Der elektrische Widerstand der Stroawege kann in weiten Grensen auf die erforderliche Helzenergie eingestellt werden. Das erflndungsgemässe Verfahren eraögllcht weiter eine Messung der Temperatur des hehelsten KHrpers und der Heizenergie sualndeat angenähert und In verh&ltnleaäselg einfacher Weise. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass wegen des Pllessen« der Xndulctionsströne auf bekannten Stroawegen die Stromstärke dieser Strttae gemessen werden kann, die dann eis Hass für die vorangehend erwähnten Grossen dient.

Die Erfindung betrifft ferner eine Heiaeinrichtung eur induktiven Beheizung eines alt eine« indusierenden und eines indusierten Glied versehenen Körpers, wobei das indusierende Glied ein Magnetfeld eraeugt, welches dieses Glied alt dea indusierten Glied koppelt, und das Indusierte Glied einen Teil alt elektrischer Leitfähigkeit aufweist, der sich In ■it dea Körper befindet, sowie ferner ein Mittel sur Bewirkung einer Drehung dee Teils relativ au dea Magnetfeld, line der« artige Vorrichtung dient but Durchführung des erfindungsges&ssen Verfahrens und ist dadurch gekennselohnet, dass 4er leitende

Teil öiitf ieiterri^eteiB alt einem oder mehreren besonderen

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Stroekreieen bildet.

Unter WäraeberÜhrung tat bier der Zustand zu verstellen, unter dem die entwickelte Wärme in des induzierten Glied leicht auf den au beheizenden Körper übertragen werden kann. Zu diesem Zweck kann das Leitersystem sich in unmittelbarer Wärnebertihrung mit dem Körper befinden, beispieleweise durch Anordnung desselben in Einschnitten des Körpers. Wahlwelse kann die Warne des Leitersysteas auf den Körper über ein wärmeleitendes Material Übertragen werden, in welches dös System eingebettet ist*

Bine Vorrichtung der erwähnten Art kann auf verschiedenen Gebieten angewendet werden. Lediglich beispielsweise seien hier Strangpressvorrichtungen, Reaktionsbehälter und Öfen genannt.

Die Erfindung betrifft auch beheizte Rollen, insbesondere eine Transportrolle, zur Beheizung und sum Vorschub von Fäden oder bandartigem Material mit einem Rollenträger und einem dadurch gelagerten Rollenmantel,-'mit dem sich das Material in Berührung befindet, wobei die Rolle mit einem induzierenden Glled und einem inäuelerten Glied versehen let· Eine derartige Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger mit dem indusierendsn und der Rollenmantel mit dem induzierten Sued vereinigt sind und der Rollenmantel magnetisch leitendes Material enthält, welches

zumindRst teilweise das L«ii ersy&tein de·? induz¹ erisn Gliedes umgibt.

Be let vorzuziehen, dasa dna magnetisch leitende Material in Form eines Paketes ringförmiger lamellen gestaltet let, welche voneinander isoliert sind.

Auf diese Weise können sov;ohl Hysteresis- »ils auch die Wirbelstromverluste in dem magnetisch leitenden Material sehr gering gehalten werden. Dies trägt dasu bei, daß mit der StKrke der in den Leitern induzierten Ströme ein praktlachec Mass für die Menge der erzeugten Wärme gewonnen wird. Ferner ist der elektrische Widerstand des lamellierten Kernes in Richtung der Stroaswege gross, da die Lamellen voneinander isoliert sind.

Eine geeignete Konstruktion der beheizten Rolle besteht darin, dass das Leitersystem durch zumindest im wesentlichen axial verlaufende stabartige Leiter gebildet wird, welche an der Innenseite des Rollenmantels angeordnet und an ihren entsprechenden Enden gegenseitig leitend verbunden sind.

Dieses Leitersystem kann in einfacher Welse vorgesehen werden, indem ein Eingiessen in entsprechende Einschnitte des magnetisch leitenden Materials des Rollenmantels erfolgt.

Die letzterwähnte Konstruktion der beheizten Rolle ist

vorzugsweise derart, dass an der Aussenseite des Rollenman-

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tele eine elelrtriseh leitende Schicht vorgesehen ist, welche an ihren Enden mit den entepreohenden Enden der βtabartigen leiter leitend verbunden ist, und dass der elektrische Widerstand der Schicht grosser ale derjenige' des Teils des Iieitereystena ist, das durch die stabartigen Leiter gebildet wird.

Diese Konstruktion ermöglicht eine Wäraeentwicklung ia wesentlichen an de« Punkt, wo eine Abnahme erfolgt, nämlich en der Aussenselte des Rollenmantels*

In den Fällen, wo die Anbringung der leitenden Stäbe Schwierigkeiten in Verbindung mit den erforderlichen Wideratand desleitersysiem· ergibt, kann eit Vorteil eine beheiete Rolle verwendet werden, deren Leitersyste* durch zuaindeet eine geschlossene Brahtwioklung gebildet ist* die in Buaiindest i« wesentiichec axial verlaufenden Hüten in den a&gnetisch leitenden Teil des Bollenmantels untergebracht ist.

Wenn für den indusierenden Teil fest angebrachte Permanentaagnete oder ElektroMagnete verwendet werden, die ait Gleichstrom gespeist sind, wird die Drehung des indueierten Gliedes gegenüber dem indusierenden Glied lediglich dann bewirkt, wenn eich, der Rollenmantel dreht. Allgemein ist es jedoch nicht aöglich, dass die Brehsahl des Hollenmantele frei gewählt wird, da diese mit der erforderlichenUmfangsgeschwindigkeit der Rolle gekoppelt ist»

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Aus dem angegebenen Grund 1st vorzuziehen, dass der induzierende Teil durch eine Dreiphasenwicklung gebildet ist.

Wenn eine derartige Wicklung in einem verhältnismässig kleinen Raum untergebracht ist, kann noch ein starkes Drehfeld erzeugt werden, dessen Winkelgeschwindigkeit, falls notwendig, durch die Frequenz des Mehrphasensystems eingestellt werden kann.

Wenn in dem Falle der Heizeinrichtung bestehend aus einer beheizten Rolle ein Nachteil darin gesehen wird, dass der induzierende Teil ein Drehmoment auf denR°^1J-^enman*^el Ausübt» teann eine abgewandelte Ausführungaform verwendet werden, bei der die Dreiphasenwicklung und das induzierte Glied jeweils aus zwei unabhängig benachbart und axial zueinander verlaufenden Teilen bestehen, in welchen die durch die Dreiphasenwicklungen erzeugten Drehfelder einen gegenläufigen Drehsinn aufweisen.

Eine andere Ausführungsform der Heizeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass nahe dem Leitersystem ein fest angeordneter Stromabnehmer zur Zuleitung eines die Stromstärke in dem Leitersystem darstellenden Signals vorgesehen ist. Dae / isgangssignal dieses Stromabnehmers kann nun als Mass der Rollenmanteltemperatur und der darin entwickelten Wärme dienen.

Als Stromabnehmer kann vorteilhaft e'Jne Mesnpule verwendet

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werden, welche einen Teil des magnetischen Leckflusses
umgibt, der durch den Strom in den Leltereystem erzeugt
wird. '.., - :..: - "...' \ ■■■■ ;■:■ - . ■'.._■. ^:- ^; ■'..'.-

Die Erfindung betrifft auch eine Heizeinrichtunggeroäsa
•Inar der beiden letit«rwÄhnt*n i

... .welche mitmeinem automatischenRegelkreis

zur Regelung der Temperatur des. zu beheizenden Körpers versehen 1st. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das AttfiHhMOmii des automatischen Regelkreises durch den Stromabnehmer gebildet ist un4 dass die 8t*12,gr6de· des Regelkreis^! durch die magnetische rFeldetKirke und/oder die Drejh- |ö.8 Leitersysteme gegenüber dem Magnetfeld dargestellt

Dieser Regelkreis stellt sicher, dass bei dem Leitersystem Stri5mj^^:yon solcher Stärke auftreten, dass die Rollenmanteltemperatur soweit wie möglich auf dem gewünschtenWert
gehalten wird.

Die Erfindung 1st nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein ÄüsfÜhrungsbeiepiel eines mit einer erfindungsgemäaeen Induktionsheizeinrirhtung versehenen
Reaktionskessels im Axialschnitt sowie in schematlecher Darstellung,

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fig. 2 den KeseeX nach Pig. 1 Ib Querschnitt,

. 3 und 4 ewe! verschiedene AusfUhrungsbelaptele ▼on erflndungegeatteo Induktiv beheiiten Bollen Ib Ixialeohnitt,

¥ig. 5 ein «reiter abgewandeltes AusfUhrungebeispiel einer erflndungagemäss induktiv beheiaten Holle in perspektivischer und teilweise aueeinandergesogener

Darstellung.

Gemäes Fig. 1 weit ein Reaktionskessel 101 einen Boden 102 und einen Hantel 103 auf. Un den Hantel let ein Paket 104 aua ringfSrnlgen Dynaaotlech-Laoellen angeordnet. Die Lanellen sind mit axial auegerlohteten Durchtritten 105 In kreisförmiger Anordnung versehen (Pig. 2).

In den Durch tritt en sind eine den Kessel 101 umgehende Dreiphasenwlcklung 106 und eine Reihe von Kupferdrfihten 107 angeordnet. Zuaaamen Bit den Paket bildet die Breiphaeenwieklung 106 ein Induktlpnsglied. Die Kupferstäbe verlaufen von dem Boden 103 sum oberen Band des Reaktionskessels 101. Die Enden der Kupfers täte sind an Stellen 108, 109 Bit dem Reaktionskessel verbunden. Der Hantel und der Boden des Kessels bestehen ssumlndest in Hinblick auf die zwischen den Stel len 108, 109 verlaufenden Teile aus elektrisch leitendes Material. Zusammen Bit dem Reaktionskessel bilden die Kupfer-

stäbe 107 ein, Leitersyetea, welcheβ mit den Paket 104 einen Teil dee indusierten Gliedes bildet.

Wenn die Dreiphasenvicklüng 106 en Dreiphaaenstrom angeschloseen wird, erfolgt die Erzeugung eines magnetischen Dr<5hfeldos. Ia Betrieb eohneldet diesee Drehfeld die Kupferetäbe 107» so daee in diesen eine EHK induziert wird. Da die Kupferstäbe über den Mantel und den Boden des Heaktion»kessele kurzgeschlössen sind, fHessen elektrische Ströme in den so gebildeten Kurssechlueekreisen, wobei Wärme entwickelt wird. Damit dieee Warne hauptsächlich in dem Mantel und dem Boden des Beaktlonekeeeel entwickelt wird, let voreueiehen, däse der Wideretand dee entsprechenden Teile der KursssehlusskTeiBe gegenüber desjenigen der Eupferatäbe hoch ist. Die in den Kupferstäben entwickelte Wärme kann indeeeen dem Heaktionokessel durch üiagebung des Kesselß sowie der Stäbe mit einem Material eugeführt werden_f welcliee thcrmiech, aber nicht elek» triech leitend iet. Ein Material mit diesen Üigonschaften ■let Bornitrid. Die geeamte Konstruktion kann τοπ wärmeiaoüerendem Material umgeben ββta,

Pa die elektrieolien StriSme auf bukännten Vegan flieösen, irt

es abglich, deren Stärke zu ΐβ«βΐ{«ή und--hieraus eine Inform«-

tion betrefflind die Temperatur utiv Stä"bc eovnc disB KJöitlr. nebet der darin entwickelten Wärmeenergie zu.

Die? Strometörlcc lcanD uJiariti el hat· durch einen SirovaQc ra«s —

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beetiiBBt werden, durob welchen S tr on dee Iiäitersys teiae flieset. Ea 1st indessen euch möglich, die Stromstärke In-. duktiv auf indirekten Weg au messen. Zu diesem Zweck kann nahe einem der Kupferstäbe eine Messpule angeordnet werden, velche einen feil der magnetischen Kraftlinien umgibt, die ale Folge des in dem Stab induzierten Stromes erzeugt werden. Dieser Strom besieht eich auf die Temperatur des Stabes und die darin entwickelte Wärmeenergie. Zu diesora Zveok 1st es nötig, dass die in den Stäben induzierte EMK (die sekundäre EMK) bekannt oder zumindest konstant ist. Diese Bedingung schließet ein, dass die magnetische Induktion des die Stäbe umgebenden Keranaterials bekannt oder zumindest konstant 1st. Wenn diese Bedingung erfüllt 1st, kann durch Kalibrierung die Feldstärke in der Meeapule eine Relation zu der Temperatur des entsprechenden Stabes oder der darin entwickelten Wärmeenergie hergestellt werden. Dies bedeutet nicht, dass bei nicht vollständiger Erfüllung der oben erwähnten Bedingung die Messung wertlos 1st. Im Falle leichter Abweichungen von der genannten Bedinung ist es allgemein nooh möglich, ein© brauchbare Anzeige dieser GrHasen zu erhalten.

Andereroeite beeinflussen Änderungen der sekundären EMK nicht oder nur in geringem Mass die Bestimmung der Temperatur, wenn die Grosse dieser EMIv in Rechnung gestellt wird. Zu dieeem Zweck kann eine zweite Meespule in dem Stator vorgesehen sein, und die darin induzierte Spannung wird als Maas der sekundären EME verwendet. Die *<e.ßtimraun& dar Temperatur beruht aorait

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nicht nur auf der Spannung der ersten Messpule sondern auf dein Quotient der Spannungen beider Messpulen. Dieser Quotient bestimmt die Temperatur der Stäbe.

Wenn die Temperatur des Reaktionskessels automatisch geregelt werden soll, kann von der obigen Messung bzw. den obigen Messungen Gebrauch gemacht werden. Die entwickelte Wärme kann alsdann durch Veränderung der Stärke des magnetischen ..Drehfeldes und/oder der Frequenz justiert werden.

Die in Fig. 3 gezeigte beheizte Transportrolle dient zur Verwendung beim Warmstrecken eines Fadens oder bandförmigen Materials und kann beispielsweise zum Warmstrecken in Streckzwirnvorrichtungen oder Streckvorrichtungen für synthetische Erzeugnisse, beispielsweise Polyamid oder Polyester, verwendet werden, nachfolgend sei angenommen, dass die Transportroll· sun Verstrecken synthetischer Fäden verwendet wird* Der-'Faden ve läuft durch eine Streckzone, in welcher er um ein Vielfaches seiner Ursprungslänge gestreckt wird. Die Streckzone ist durch eine oder mehrere Vorschubrollen und eine Streckrolle begrenzt. Die Vorschubrollen befördern den Faden in die Streckzone, welche über die Streekrolle verlassen wird. Das Streckverhältnis wird durch das Verhältnis zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Vorschubrollen und der Umfangsgeschwindigkeit der Streekrolle bestimmt. Der Faden wird einige Male rund um einen Rollenmantel 1 von guter thermischer und magnetischer Leitfähigkeit gewickelt, wobei der Mantel aus einem Rohr

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aus festem Stahl bestehen kann. Wahlweise kann der Rollenmantel aus Dynamoblech-Lamellen gebildet sein, welche voneinander Isoliert sind und ein zylindrisches Paket bilden.

An seinen Enden ist der Rollenmantel 1 durch Scheiben 2, 3 gehalten. Die Scheibe 2 sitzt auf einer Antriebswelle 4, an der ein Zahnrad 5 angebracht 1st, durch welches der Rollenmantel 1 gedreht werden kann. Die Antriebswelle 4 1st durch zwei Kugellager 6, 7 drehbar gelagert, welche In einer Büchse 8 aufgenommen sind. Die Büchse 8 ist der Habe 9 eines Flansches 10 zugeordnet, durch den die Transportrolle an einem (nicht gezeigten) Vorrichtungsgestell befestigbar let. An der Nabe 9 1st ein Kugellager 11 vorgesehen, welches das rechte Ende des Rollenmantels mit der Scheibe 3 frei drehbar treibt. In.der Innenfläche des Rollenmantels sind mehrere axial verlaufende Hüten mit stabförmigen elektrischen Leitern vorgesehen. Diese Leiter können aus Kupfer, Aluminium oder anderem Material, beispielsweise Widerstandsmaterial, bestehen, aus welchem ein Leiter von geeignetem Widerstand hergestellt werden kann. Diese Leiter sind zumindest über einen Teil ihrer Oberfläche von dem magnetisch permeablen Material des Rollenmantels 1 umgeben. In Fig. 3 sind lediglich zwei Leiter 12, 13 sichtbar. An ihren Enden sind die Leiter durch elektrisch leitende Kurzschlussringe 14, 15 verbunden. Isoliermaterial 16", 17 verhindert einen Wärmeverlust von der Rollenfläche Über die Scheiben 2, 3 innerhalb des Rollenmantels Rund um die Büchse 8 ist ein Stator 18 vorgesehen, welcher

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■It einer Dreipliaeemwloklung entsprechend dem Aufbau eines inneren Stators eines Mehrphasen-Induktionsmotors zu versehen ist. Der Stator weist sohenatisch dargestellte Spulen* köpfe 19, 20 an der Dreiphasenwioklung auf.

Der Stator 18, welcher von der Büchse durch ein© thermisch nloat leitende Zwischenschicht 21 getrennt 1st, weist eine Angahl axial verlaufender Kühlkanale auf, von denen lediglich swsl Kaalle 22, 23 sichtbar βind.

Wenn die Ihrelnaaeeiiwlcklung des Stators 18> welche den Induzierenden Teil darstellt, alt einer Dreiphagenapannung von bestlBBter Frequenz verbunden wird, erfolgt der Aufbau eines magnetischenSrehfsides, welches elektrische Ströme in den etabfömlgen Leitern desRollenmantelβ induziert, der den lndUBierten feil darstellt. Da die Leiter Kuresohlueetromkreiee darstellen, werden Ströae indusiert_t welche die Erzeugung von VKrBe bewirken. Die Menge der eraeugten Wärse wird unter andere« durch die Stärke des aktiven magnetischen Statordrehfeldes und die algebraische Dlfferene zwischen der Winkelgeschwindigkeit -des Statordrehfeldee und des Rollenaantels beetliaat. Sie Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Statorfeldes httngt von der Aneahl von Polen und der Frequenz des Droiphanenstroa» ab. Me Vinkelgeechwindjgkeit des Rollenroantels lot durch die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 4 beptimmi. Die in, denüeitem entwickelte Wärme strömt über den thermisch leitenden und nagneiiech permeable 11 feil' des. Rollenmantel?" 7u

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dessen Äusüenfläche un·! wird auf den Faden übertragen. Wegen der guten thermischen Leitfähigkeit des Rolienmantela entstehen keine unerwünschten Temperaturgradienten an dessen Aussenflache. Die Wirbelstromverluste, welche in dem magnetisch leitenden Teil der Holle erzeugt werden, können sehr niedrig gehalten werden, indem der Rollenmantel aus einem " Paket dünner Ringe aus Dynamoblech hergestellt wird. Die Wärmeentwicklung ergibt sich dann in der Hauptsache als Resultat der In den Leitern induzierten elektrischen Ströme. Da diese Ströme im Gegensatz eu Wirbelströmen längs ordnungegemaae ausgerichteter Wege f Hessen, ist es möglich, deren Stärke zu messen und einen Anhalt für die Menge der entwickelten Wärme zu erhalten. Die im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 gemachten Ausführungen gelten entsprechend euch für die vorliegende Rolle. Beispielsweise kann die Stromstärke induktiv durch eine fest angebrachte Messpule 24 gemessen werden, welche einen Teil des Magnetfeldes rund um die Leiter oder rund um einen der Kurzschlussringe umgibt. Da die Spule fest angebracht ist, sind keine Schleifringe erforderlich, um das Messignal

so wie

zu einem gewünschten Punkt weiterzuleiten. Gerade/in dem Pail der Heizeinrichtung nach Pig. 1 und 2 kann für die oben erwähnte Heierolie ein automatischer Regelkreis verwendet werden, um die gewünschte Rollenmanteltemperatur aufrecht zu erhalten.

Die drehbaren Teile der Transportrolle können auch in Lagern gemäss-Pig. 4 aufgenommen sein. Die Bezugaziffern in Pig. 4 entsprechen bezüglich gleicher Teile denjenigen nach Pig.

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Das Lager-6, welches bsi der Konstruktion nach Fig. 3 in der Buchst? 8 sitzt, ist bei der Konstruktion nsch ?ig. 4 .durch ein Lager 25 ersetzt» Die Büchse 8 ist ^Inatückig raitdem Plansch 10 ausgeführt.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4 wird auf den Rollenmantel 1 nicht nut durch die Antriebswelle 4sondern auch durch den Stator 8 ein Dpehnsoiaeftfc ausgeübt. Wenn die Drehrichtung des Rollenmantel3 und des Drehfei de» gleich und darüber hinaus die Winkelgeschwindigkeit des Drehfeldes gröa- M ser als diejenige des Rollenmantels sind, erfolgt eine Übertragung lediglich sines fells der- gegasten für den Rollenma»-

tel erforderliehen Antrxe"bssi®sj©ssfe' Über die Welle 4.

Wenn die beiden Drehricbtungen gleich Bind, jedoch die Winkelgeschwindigkeit des Drehfeldes geringer ala diejenige des Rollenmantels iat, besteht di© Fotwendigkeit, dass über die Welle 4 sowohl das erforderliche AntriebsmoEent für den Transport des Materials als auch das notwendige Antriebanioment sur über- « windung des WiderstandsdrehmoiBentes, welches auf den Rollenmantel 1 dureh den Stator 18 wirkt„ sugeführt werden. Biss trifft such für ien Fall gu₉ wo die, beiden Drebrictstoagsii ies Rollenmantels und des Drehfeldesi gegenläufig sind. In bdiä'sn letzterv/ähnten Fällen wird ein Teil des gesamten über die Welle 4 übertragenen Antriebsmomentes, welches zur Überwindung des Widerstandsdrehmomentes dient, in (zuaätsliche)Wärme umgewandelt.

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Bei der Rolle nach Pig. 5 sind die elektrisch leitenden Stäbe 7 mit abgewinkelten Enden 10, 11 versehen, welche mit einem elektrisch leitenden Mantel 12 versehweieet sind. Dieser Mantels 12 bildet die Berührungsfläche der beheizten Rolle mit dem faden- oder bandförmigen Material_a Es erfolgt eine direkte Beheizung durch die induzierten Ströme, so dass ein zufriedenstellender Wärmeübergang bewirkt wird* Wenn darauf geachtet wird_s dass die meiste Wärme in dem Mantel entwickelt wird, kann ein günstiger thermischer Wirkungsgrad erhalten werden. Die an verschiedenen Punkten der Manteloberfläche vorliegende Temperatur kann durch die Dicke des den Mantel bildenden Materials beeinflusst werden. Un einer Wärmeabstr&hlung von dem Mantel nach innen vorzubeugen* ist es empfesl@aswert, den Mastel von dem inneren Teil der Rolle durch eine wärmeieolierenie Schicht zu trennen. Anstelle von sechs Stäben, wie in Pig. 5 veranschaulicht, kann auch eine andere Ansah! von Stäben verwendet werden. Diese Anzahl kann durch Anpassung &n die Ansah! von Wi cklungsschlitzen in dem Stator optimal gewählt werden.

Wenn es nicht erwünscht ist, dass das induzierende Glied ein Drehmoment auf den Rollenmantel aueübt, ist es möglich, die Dreiphaseövicklung und das Leitersystea jeweils in zwei ) unabhängige gleiche Teil© aufzuspalten» Die beiden -Breipha» senwlcklungen und auch die beiden Beitersysteme sind in Axialrichtung der Transp3rtrolle nebeneinander angeordnet, wobei sichergestellt wird, das® die erzeugten Drehmelder

entgegengesetzte Umlaufrichtungen aufweisen. In diesem Fall sind die auf den Eollenmantel als Ergebnis der Drehfelder wirkenden Drehmomente entgegengerichtet und können im wesentlichen gleich gemacht werden. _

Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, dass das Leitersyetem zumindest teilweise aus Stäben besteht« In Fällen, wo das Leitersystem einen verhältnismäseig hohen Widerstand erfordert, kann es vorteilhaft sein» das System ait einer oder mehreren geschlossenen Drahtwicklungen aufzubauen, welche in Hüten des atfignetiech leitenden Teils des Hollenmantels angeordnet sind» .

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Claims (12)

1. to

   Patentana prüche

   !. Verfahren zur induktiven Beheizung eines Körpers durch Erzeugung eines Magnetfeldes, dessen Kraftlinien ein elek- . trisch leitendes Material umgeben, welches sich in V&rneberührung mit de» Körper befindet, und durch Bewirkung einer Drehung des Materials gegenüber dem Magnetfeld, wordurch in dem Material elektrische Ströme induziert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die induzierten Ströme zumindest la wesentlichen zum Fliessen in ordnungsgenttes ausgerichteten Stromwegen gezwungen werden.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit eines induzierenden Glied und einen induzierten Glied, wobei das induzierende Glied ein Magnetfeld erzeugt, das dieses Glied mit des induzierten Glied koppelt, und wobei das Induzierte Glied einen Teil mit elektrischer Leitfähigkeit aufweist« der sich in WärmeberÜhrung Bit dem Körper befindet, und Mitteln zur Bewirkung einer Drehung des Teile gegenüber des , Magnetfeld« dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Teil ein Lsiterayete» (107) zur Bildung eines oder mehrerer besonderer Stromkreise (105, 102, 108, 107, 109) umfasst.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2 in Fora einer Rolle, insbesondere einer Transportrolle, zur Beheizung und zum Vorschub von Fäden oder bandförmigem Material alt einem Bollenträger und

   einem von diesem gelagerten "-Rollenmantel, mit dem sich das Material in Berührung befindet, wobei die Rolle mir, einem induzierenden Glied und einem induzierten Glied -versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenträger (8, 9) mit dem induzierenden Glied und der Ronenmantel (1) mit dem induzierten Glied vereinigt sind und der Rollenmantel magnetisch permeables Material enthält, welches sumindest teilweise das Leitersystem (12, 15) des induzierten Gliedes umgibt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch permeable Material in Form eines Paketes ringförmiger Lamellen vorliegt, welche voneinander isoliert sind.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitersystem aus zumindest im wesentlichen axial verlaufenden stabartigen leitern (12, 13) gebildet ist, welche an der Innenseite des Rollenmantels (τ) angeordnet und an ihren entsprechenden Enden leitend miteinander verbunden sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aussenseite des Rollenmantels eine elektrisch leitende Schicht vorgeeehen ist, welche an ihren Enden mit den entsprechenden Enden der stabartigen Leiter (12, 1?) leitend verbunden ist und der elektrische Widerstand der Schicht grosser als derjenige des Teils des durch die stabförmigen Leiter (12, 13) gebildeten/Leitersystems ist.

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7. 7. Einrichtung nach eines der Ansprüche 3, 4» dadurch gekennzeichnet, dass das Leiteraystem (12, 15) durch zumindest eine geschlossene Drahtwicklung (12, 14, 13. 15) gebildet ist, welche in zumindest im wesentlichen axial verlaufenden Hüten des nagnetlechen teils des Rollenmantels vorgesehen ist.
8. 8. Einrichtung nach eines der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, dass der induzierende Seil (18) aus einer Drelphaaenwicklung besteht.
9. 9* Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreiphaeemtfteklung und das induzierte Glied jeweils aus zwei ^abhängigen benachbarten und axial verlaufenden Teilen bestehen, in w@lehen die durch die Breiphasenwloklungen erzeugten BrehfeMsr g#genl3£tifige Brehriahtung aufweisen.
10. 10. Einrichtungen nach «Sbsk der Anspiriloae 2-9, dadurch gekennzeichnet, Gms® nahe de» äeltersystes ein fest angebrachter Stromabnehmer aur Ixseogung eines Signale entsprechend der StrOBstHrlce im ü®m Leiter»y»tee (12, 13) vorgesehen ist·
11. 11. Einrichtung aach Änsprucb 10« dadurch gekennzeichnet, dass als Strtmabnehaer ©ia« ffaaspule (24) vorgesehen ist,

    welche einen feil des äurcb den Strom inj dem Leitereyeten (32, 13)

    erzeugten lfognefflusses usgibt« j
12. 12. Einrichtung aaeh eiaea 4mv Anspruch« 10_s It alt einem

    automatischen Regelkreis zur Regelung der Temperatur des zu beheizenden Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnftnmeorßan des Regelkreises durch den Strömabnehmer und die Stellgrösse durch die magnetische Feldstärke und/oder die Drehzahl des Leitersysteins ("12,-" 13) gegenüber dem Magnetfeld gebildet sind. ·

    00 9 8 2 67 0 B 8 β