DE1904046U

DE1904046U - TEMPERATURE CONTROLLED DEVICE FOR THERMAL TREATMENT OF RAILS.

Info

Publication number: DE1904046U
Application number: DE1964P0023589
Authority: DE
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1964-08-21
Filing date: 1964-06-09
Publication date: 1964-11-12

Description

Ik,409478-9. Uh ^f') Ik, 409478-9. Uh ^f ')

PATENTANWÄLTE jt-, β PATENT Attorneys jt-, β

DR.-ING. VON KREISLER DR.-1 N G. SC Ho NWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DR. EGGERT Dl PL.-PHYS. GRAVEDR.-ING. BY KREISLER DR.-1 N G. SC Ho NWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DR. EGGERT Dl PL.-PHYS. GRAVE

KÖLN 1, D El CHMAN N HAU SCOLOGNE 1, D El CHMAN N HAU S

Köln, den 8.6.1964Cologne, June 8th, 1964

Mr/AxMr / Ax

E.I, du Pont de Hemours & Company, Wilmington 98, DelawareE.I, du Pont de Hemours & Company, 98 Wilmington, Delaware

(V.St.A.).(V.St.A.).

Temperaturgeregelte Vorrichtung zur thermisehen BehandlungTemperature-controlled device for thermal treatment

von Bahnenof tracks

Die Erfindung "betrifft eine temperaturgeregelte Vorrichtung zur thermischen Behandlung "bewegter Bahnen.The invention "relates to a temperature controlled device for the thermal treatment of "moving webs.

Bei einer Reihe von verschiedenen Maschinen zur Verarbeitung von Bahnen werden weitgehend erhitzte Rollen und Y/alzen angewendet. Beispielsweise erfolgen viele Kalandrier- und Beschichtungsverfahren, Behandlungen von Textilien und das Trocknen von Papierbahnen unter Verwendung erhitzter Walzen. Im allgemeinen weisen diese Walzen eine erhebliche Masse auf. Sie sind so ausgebildet, daß sie eine bestimmte erhöhte Temperatur lange Zeit halten und eine gleichmäßige Behandlung von Bahnen großer länge ermöglichen« Diese Walzen sind gewöhnlich innen mit Wasserdampf oder Strom beheizt. Bei Anwendungen, wo wiederholte kurze, periodische thermische Behandlungen von Bahnen erforderlich sind, bewähren sich solche Walzen nicht gut» Sie erfordern verhältnismäßig lange Aufheizzeiten und bleiben aufgrund ihrer Masse und Wärmekapazität noch eine erhebliche Zeit nach dem Abschalten der Heizvorrichtung bei der erhöhten Temperatur,In a number of different machines for processing webs, heated rollers and rollers are used to a large extent applied. For example, there are many calendering and Coating processes, textile treatments and drying of paper webs using heated rollers. In general, these rollers have a considerable mass. They are designed so that they have a certain increased Maintain the temperature for a long time and enable the uniform treatment of long webs «These rollers are usually heated inside with steam or electricity. In applications where repetitive short, periodic thermal If web treatments are required, such rollers do not perform well »They take a relatively long time Heating-up times and, due to their mass and heat capacity, remain for a considerable time after the Heating device at the elevated temperature,

Die temperaturgeregelte Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält in Kombination:The temperature controlled device according to the invention contains in combination:

a) Einen mehrschichtigen Kern von hoher magnetischer leitfähigkeit mit zylindrischem Querschnitt;a) A multi-layer core with high magnetic conductivity with a cylindrical cross-section;

b) einen¹ Rahmen als Auflage für den Kern;b) a ¹ frame as a support for the core;

c) eine elektrisch leitende Spule, die mit einer Wechselstromquelle verbunden ist und einen Teil des Kerns umgibt;c) an electrically conductive coil connected to a source of alternating current is connected and surrounds part of the core;

d) eine röhrenförmige Metallwalze, die einen hohen Ausdehnungskoeffizienten, gute Wärmeleitfähigkeit, niedrige spezifische Wärme und niedrigen spezifischen Widerstand um den zylindrischen Teil hat, sich auf Lagerböcken dreht, die mit Abstand zueinander am Kern befestigt sind, und an einem Ende gegen axiale Bewegung gesichert ist, während das andere Ende sich ungehindert axial bewegen kann, undd) a tubular metal roller, which has a high coefficient of expansion, good thermal conductivity, low specific heat and low specific resistance has around the cylindrical part, rotates on bearing blocks which are fixed to the core at a distance from one another, and is secured against axial movement at one end, while the other end can move axially unhindered, and

e) einen Schalter im elektrischen Stromkreis zum Erregen und Stromlosmachen oder Modulieren der Spule als Folge der axialen Bewegung des freien Endes der Walze.e) a switch in the electrical circuit for energizing and de-energizing or modulating the coil as a result of the axial movement of the free end of the roller.

Die Vorrichtung ist besonders vorteilhaft in Bürovervielfaltigungsmaschinen vom photothermographischen Typ, bei denen ein Bild eines Originals durch thermische Übertragung von einer selektiv photopolymerisierten Matritze auf einem aufnehmenden Blatt erzeugt wird. In diesen Maschinen ist die thermische Kopierwalze so montiert, daß sie sich nur dreht, wenn sie mit der sich bewegenden Matritze und einer rotierenden Andruckwalze in Berührung ist. Geeignete photopolymerisierbare Matritzenmaterialien für diese Maschinen sind beispielsweise in der U.S.-Patentschrift 3 Θ60 023 beschrieben.The device is particularly advantageous in office duplication machines of the photothermographic type in which an image of an original is obtained by thermal transfer of a selectively photopolymerized die on a receiving sheet is generated. In these machines, the thermal copy roller is mounted so that it only rotates when when it is in contact with the moving die and a rotating pressure roller. Suitable photopolymerizable Die materials for these machines are described, for example, in U.S. Patent 3,060,023.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Abbildungen erläutert.The invention is explained below with reference to the figures.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer temperaturgeregelten Vorrichtung gemäß der Erfindung in Kombination mit einer Druckwalze.Fig. 1 is a front view of a temperature controlled device according to the invention in combination with a Pressure roller.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht der Kopierwalze mit den Primärwicklungen, wobei Teile der Enden im Schnitt dargestellt sind.Fig. 2 is a front view of the copy roller with the primary windings; parts of the ends are shown in section.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von links. Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von rechts.Figure 3 is a left side view of the device. Figure 4 is a right side view of the device.

Pig. 5 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines O-förmigen Kerns ohne Tragrahmen.Pig. Fig. 5 is a plan view of another embodiment of the invention using an O-shaped core without Support frame.

Fig. 6 ist ein Schaltschema für einen geeigneten Temperaturregelkreis. Fig. 6 is a circuit diagram for a suitable temperature control circuit.

Die temperaturgeregelte Vorrichtung (Figg. 1 und 2) enthält eine röhrenförmige Metallwalze 11 von niedriger Wärmekapazität, z.B. aus Kupfer, mit angeformten Endflanschen 12. Diese Walze umgibt und rotiert um einen feststehenden, mehrschichtigen Eisenkern 15 mit feststehender Primärspule l4, die um den Kern gewickelt ist, und einer Zwischenschicht 15 aus dielektrischem Material, z.B. Papier, Glimmer oder Polyethylenterephthalat. Die röhrenförmige Kupferwalze dient als kurzgeschlossene Sekundärwicklung eines Transformators und gleichzeitig als Heizwalze. Der mehrschichtige Eisenkern dient sowohl als Auflage für die Walze als auch als Leiter für den Kraftlinienfluß. Der Kern ist auf einem Außenrahmen l6 montiert, der mit Beinen 17 und Mittelarmen 18 versehen ist, auf denen die Enden des Kerns ruhen. Der Rahmen besteht aus einem Metall oder einer Metallegierung von hoher magnetischer Induktivität, um einen guten Kraftlinienweg zwischen den Polen des Eisenkerns sicherzustellen.The temperature controlled device (Figs. 1 and 2) includes a tubular metal roller 11 of low heat capacity, e.g. made of copper, with molded end flanges 12. This roller surrounds and rotates around a fixed, multi-layered roller Iron core 15 with fixed primary coil l4, wrapped around the core and an intermediate layer 15 of dielectric material such as paper, mica or Polyethylene terephthalate. The tubular copper roller is used as a short-circuited secondary winding of a transformer and at the same time as a heating roller. The multilayer iron core serves both as a support for the roller and as a conductor for the flow of lines of force. The core is on an outer frame l6 mounted, which is provided with legs 17 and central arms 18 is upon which the ends of the core rest. The frame is made of a metal or a metal alloy of high magnetic strength Inductance to ensure a good line of force path between the poles of the iron core.

Die Primärspule l4 wird aus einer geeigneten Stromleitung erregt. Da die Wicklungen nicht rotieren, können die Strom-Zuführungen durch geeignete Löcher (nicht dargestellt), die durch die isolierenden Lagerböcke 19 gebohrt sind, die in die Enden der Walze 11 eingesetzt sind, eingeführt werden. Die Lagerböcke sind am Kern befestigt, d.h. sie haben leichten Preßsitz, und die Walze rotiert auf der äußeren Lagerfläche der Lagerböcke. Ferner ruht die Walze radial auf diesen Lagerböcken. Die Walze kann sich ferner in Längsrichtung relativ zum Kern bewegen, um Unterschiede in der Ausdehnung zwischen Walze und Kern auszugleichen. Die Lagerböcke 19 sind von Druckringen 20 umgeben, deren senkrechte Wände als druckaufnehmende Flächen wirken, gegen die die Flansche der Walze drücken. Die Lagerböcke und Druckringe bestehenThe primary coil 14 is excited from a suitable power line. Since the windings do not rotate, the power supplies through suitable holes (not shown) drilled through the insulative bearing blocks 19 shown in FIG the ends of the roller 11 are inserted, are inserted. The bearing blocks are attached to the core, i.e. they have light Press fit, and the roller rotates on the outer bearing surface of the bearing blocks. Furthermore, the roller rests radially these pedestals. The roller can also move longitudinally relative to the core to accommodate differences in expansion balance between roller and core. The bearing blocks 19 are surrounded by pressure rings 20, the vertical walls of which act as pressure-absorbing surfaces against which the flanges of the roller press. The bearing blocks and pressure rings exist

vorzugsweise aus dielektrischem Material, z.B. Harzen oder Superpolymeren, wie Tetrafluoräthylen, Polystyrol oder Polymethylmethacrylat.preferably of dielectric material such as resins or Superpolymers such as tetrafluoroethylene, polystyrene or polymethyl methacrylate.

Ein Ende des Kerns ist mit den Stiften 21 am Arm l8 verankert. Der rechte Druckring drückt gegen die Innenfläche dieses Arms als Grundrichtungspunkt zur Bestimmung der Ausdehnung der Metallwalze als Folge der Temperaturerhöhung. Das andere Ende der Walze 11 kann sichbei Wärmeausdehnung frei seitlich bewegen bzw. ausdehnen. Das frei bewegliche Ende der Walze drückt gegen den Druckring am linken Ende der Vorrichtung. Ein Bügel 22 umgibt den letztgenannten Druckring und ist mit Kopfschrauben 2j5 daran befestigt, die durch geeignete Löcher (nicht numeriert) in der Nähe der Außenenden der Bügelarme geführt sind. Der Schenkel 24 des Bügels ist an der Welle 25 angelenkt, die durch einen (nicht dargestellten) Schlitz im Rahmenteil geführt ist. Das untere Ende des Bügelschenkels ist mit einem Stift 26 versehen, der seinerseits drehbar mit einem Schalter 27 verbunden ist. Das andere Ende dieses Schalters ist mit einer Stellschraube 28 verbunden, die durch eine GewindeÖffnung (nicht numeriert) in der Nähe des unteren Endes des nach unten ragenden mittleren Arms 29 des Hauptrahmens l6 geführt ist.One end of the core is anchored to the arm 18 with pins 21. The right pressure ring presses against the inner surface this arm as the basic direction point for determining the expansion of the metal roller as a result of the increase in temperature. The other end of the roller 11 is free to move or expand laterally upon thermal expansion. The freely movable The end of the roller presses against the pressure ring at the left end of the device. A bracket 22 surrounds the last-mentioned pressure ring and is attached to it with cap screws 2j5 passing through suitable holes (not numbered) are made near the outer ends of the bracket arms. The leg 24 of the bracket is hinged to the shaft 25 which is guided through a slot (not shown) in the frame part. The lower end of the bracket leg is provided with a pin 26, which in turn is rotatably connected to a switch 27. The the other end of this switch is connected to a set screw 28 which is threaded through a hole (not numbered) is guided in the vicinity of the lower end of the downwardly extending middle arm 29 of the main frame l6.

Der Schalter 27 ist ein Schiebeschalter. Durch die Bewegung des Bügels und dessen Schenkel wird die Bewegung des Schalters mechanisch verstärkt. Der Schalter ist mit Kontakten JO versehen, die sich als Folge der Bewegung des Schenkels des Bügels berühren und trennen. Diese Bewegung wird ihrerseits durch die Wärmeausdehnung der röhrenförmigen Walze 11 verursacht. Die Kontakte sind über Leitungen mit dem SteuerkreisThe switch 27 is a slide switch. By moving of the bracket and its legs, the movement of the switch is mechanically reinforced. The switch is with contacts JO provided that touch and separate as a result of the movement of the leg of the bracket. This movement is your turn caused by the thermal expansion of the tubular roller 11. The contacts are via lines with the control circuit

J>0 verbunden. J> 0 connected.

Bei der in Figg. 1, 3 und 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird die beheizte Walze normalerweise durch Kontakt mit der rotierenden Andruckwalze j5l gedreht, die mit Wellenstümpfen J>2 versehen ist, die sich in Lagern in den Armen des Rahmens drehen. Der Wellenstumpf am rechtenIn the case of the in Fig. In the embodiment of the invention shown in Figures 1, 3 and 4, the heated roller is normally rotated by contact with the rotating pressure roller j5l which is provided with stub shafts J> 2 which rotate in bearings in the arms of the frame. The stub shaft on the right

Ende der Druckwalze kann sich direkt im Rahmen drehen, wie in Fig. 4 dargestellt. Wie in Fig. 3 dargestellt, dreht sich der Wellenstumpf am linken Ende der Druckwalze vorzugsweise in einem gesonderten Arm 33.» der mit Schrauben 3^-, die durch (nicht numerierte) Löcher in Seitenflanschen am Arm geführt sind, befestigt ist. Diese Schrauben sind durch Gewinde zum Hauptarm des Rahmens verstellbar. Es ist auchThe end of the platen can rotate directly in the frame, as shown in FIG. As shown in Fig. 3, rotates the stub shaft at the left end of the pressure roller is preferably in a separate arm 33. » the one with screws 3 ^ -, through holes (not numbered) in side flanges on the arm. These screws are through Thread adjustable to the main arm of the frame. It is also

oderor

möglich, ein Zahnrad./eine Riemenscheibe an der Walze anzubringen und sie durch ein Getriebe oder mit Riemen anzutreiben. Ferner könnten der Kern, die Primärspule und die Walze drehbar sein, wobei der Kern als Achse dient, mit der ein Antriebsmechanismus verbunden werden könnte.possible to attach a gear / pulley to the roller and drive it through a gearbox or belt. Furthermore, the core, the primary coil and the roller could be rotatable, with the core serving as an axis which could be connected to a drive mechanism.

In Fig. 5 ist eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei sind die Einzelheiten des Tragrahmens der Einfachheit halber nicht dargestellt. Der mehrschichtige Eisenkern 13 ist 0-förmig und als geschlossener Kern ausgebildet. Die Primärwicklungen liegen nicht in der röhrenförmigen Walze, sondern sind auf eine Seite des Kerns gewickelt. Die Metallwalze 11 stellt jedoch einen kurzgeschlossenen Sekundärteil der Vorrichtung dar. Diese röhrenförmige Walze rotiert um den anderen Teil des 0-förmigen Kerns, wie in Fig. 5 dargestellt. Zwischen dem Lagerbock 19a und dem Bauteil 20 befindet sich ein Drucklager 20a.In Fig. 5 a modified embodiment of the invention is shown. Here are the details of the support frame not shown for the sake of simplicity. The multilayer iron core 13 is 0-shaped and as a closed one Core formed. The primary windings are not in the tubular roller, but are on one side of the Core wrapped. The metal roller 11, however, represents a short-circuited secondary part of the device tubular roller rotates around the other part of the O-shaped core as shown in FIG. Between the bearing block 19a and the component 20 is a thrust bearing 20a.

Fig. 6 zeigt eine geeignete elektrische Schaltung für die vorstehend beschriebene temperaturgeregelte Vorrichtung. SW ist der Hauptstromschalter. Wenn dieser eingeschaltet wird, fließt der Strom durch TSW. in die Primärwicklungen auf dem Kern 1>, und Lp. Die Wicklungen sind zur Erhöhung des Anfangsstroms parallel geschaltet. Wenn die Walzentemperatür steigt und die Walze sich bis zum Einstellpunkt ausdehnt, öffnet sich der Schiebeschalter TSW₁ (27 in Fig. l). Wenn dies eintritt, zieht das Relais A an und bleibt über die Kontakte A,. und den Kondensator C, eingeschaltet, worauf die Kontakte A2 und A-, die Wicklungen L^ und Lp in Serienschaltung bringen, wodurch die Strommenge in der PrimärseiteFig. 6 shows a suitable electrical circuit for the temperature controlled device described above. SW is the main power switch. When this is switched on, the current flows through TSW. into the primary windings on the core 1>, and Lp. The windings are connected in parallel to increase the initial current. When the roller temperature rises and the roller expands to the set point, the slide switch TSW ₁ opens (27 in Fig. 1). When this occurs, relay A picks up and remains via contacts A ,. and the capacitor C, switched on, whereupon the contacts A2 and A-, bring the windings L ^ and Lp in series, whereby the amount of current in the primary side

während der aufeinanderfolgenden Wärmeregulierzyklen verringert wird. R₁Cp ^unc^ ^p^-z ^siⁿ⁽3· Lichtbogenlöschvorrichtungen, die zum Schutz der Relaiskontakte dienen. Durch den Schiebeschalter wird die Temperatur beim eingestellten Wert gehalten. Wenn der Hauptstromschalter geöffnet wird, fällt das Relais A ab, und der Stromkreis wird wieder so geändert, daß L. und L₂ parallel geschaltet sind. Im Schaltschema sind typische Werte für die verschiedenen Teile eingetragen.is decreased during successive thermoregulation cycles. R ₁ Cp ^unc ^ ^ p ^ -z ^s i ^{n (} 3 · Arc extinguishing devices that serve to protect the relay contacts. The slide switch keeps the temperature at the set value. When the main power switch is opened, relay A drops out, and the The circuit is changed again so that L. and L ₂ are connected in parallel, and typical values for the various parts are entered in the circuit diagram.

Während des normalen Betriebs der temperaturgeregelten Vorrichtung gemäß der Erfindung fließt der Strom bei geschlossenem Schalter SW. durch die parallelen Wicklungen in der Primärseite. Hierdurch fließen magnetische Kraftlinien als Wechselstrom durch den Kern. Dieser Kraftlinienfluß induziert eine EMK in der kurzgeschlossenen Sekundärseite, und Wirbelströme heizen schnell die Walzenoberfläche auf. Die gebildete Wärme verursacht eine Wärmeausdehnung der Walze, wodurch diese länger wird. Nach Erreichen der gewünschten Temperatur hat sich die Walze bis zu einer bestimmten Länge ausgedehnt. Zu diesem Zeitpunkt wird der SchiebeschalterTSW^ geöffnet, und die Wicklungen werden von parallel auf Serie geschaltet. Hierdurch wird die zugeführte Leistung verringert, jedoch die gewünschte Temperatur aufrecht erhalten.During normal operation of the temperature controlled device according to the invention, the current flows when it is closed Switch SW. through the parallel windings in the primary side. This causes magnetic lines of force to flow through the core as alternating currents. This line of force flow induces an emf in the shorted secondary and eddy currents quickly heat the roll surface on. The heat generated causes the roller to expand thermally, making it longer. After reaching the the desired temperature, the roller has expanded to a certain length. At this point, the Slide switch TSW ^ open, and the windings are switched from parallel to series. This reduces the power supplied, but the desired one Maintain temperature.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Eisenkern mehrschichtig. Hierdurch wird die Erhitzung des Kerns durch Wirbelströme verringert. Während der anfänglichen Stromzufuhr kann der Kern sich schnell der Kraftflußsättigung nähern. Daher muß der Kern die größtmögliche Eisenmenge enthalten, die in dem verfügbaren Raum zulässig ist.In a preferred embodiment, the iron core is multilayered. This will cause the core to heat up Eddy currents reduced. During the initial supply of current, the core can quickly become saturated with the flow of force approach. Therefore, the core must contain the greatest possible amount of iron that is permissible in the available space.

Die Primärwicklungen müssen die größtmögliche Zahl von Windungen haben, die in dem verfügbaren Raum untergebracht werden können. Zur Erhöhung der Windungszahl kann die Verwendung von Kupferdraht von quadratischem oder rechteckigem Querschnitt erwogen werden.The primary windings must have the largest possible number of turns that can be accommodated in the available space can be. To increase the number of turns, the use of square or rectangular copper wire can be used Cross-section should be considered.

Eine röhrenförmige Kupferwalze hat Vorteile, wenn sie mit einem Ein-Aus-Schiebeschalter verwendet wird, da sie einen hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten hat und dieser für einen engeren Temperaturschwankungsbereich günstig ist. Kupfer hat außerdem gute Wärmeleitfähigkeit, geringe spezifische Wärme und niedrigen spezifischen Widerstand. Jedoch können auch Walzen aus Silberlegierungen oder Aluminium wegen ihrer physikalischen Eigenschaften verwendet werden. Die Außenseite der Walze kann mit einem geeigneten Metall, wie Chrom, plattiert werden, um die Oberfläche härter und reflektierend zu machen. Die Innenseite kann wärmeisoliert oder chromplattiert werden, um den Wärmeverlust an die Primärwicklungen und den Eisenkern zu verringern. Der Innendurchmesser der Kupferröhre muß so gewählt werden, daß der freie Raum 56 zwischen der Primärwicklung und der Walze nur gering ist. Der Raum darf nur so groß sein, daß die Walze sich um die Wicklungen drehen kann. Er soll als Isolator zwischen der in der Walze gebildeten Wärme und den Wicklungen und dem Kern wirken. Je dichter die röhrenförmige Walze sich bei den Wicklungen befindet, umso besser ist der Koppelungskoeffizient, wodurch Blindstromverluste des Transformators minimal gehalten werden.A tubular copper roller has advantages when used with an on-off slide switch as it provides a has a high coefficient of linear expansion and this is favorable for a narrower temperature fluctuation range. Copper also has good thermal conductivity, low specific heat and low specific resistance. However, rollers made of silver alloys or Aluminum can be used because of its physical properties. The outside of the roller can be covered with a suitable Metal, such as chrome, can be plated to make the surface harder and more reflective. The inside can heat insulated or chrome plated to reduce heat loss to the primary windings and iron core. The inner diameter of the copper tube must be chosen so that the free space 56 between the primary winding and the Roller is only small. The space may only be large enough for the roller to turn around the windings. He is supposed to be Act as an insulator between the heat generated in the roller and the windings and the core. The denser the tubular The roller is located near the windings, the better the coupling coefficient, which leads to reactive current losses of the transformer can be kept to a minimum.

Bei der bevorzugten Ausführungsform wurden zwei Lagersysteme verwendet: Das eine ermöglicht die Drehung der Walze und das andere die Bewegung der Walze in Längsrichtung zum Transformatorkern. Diese massiven Lagerböcke bestehen aus dielektrischem Lagermetall der beschriebenen Art. Natürlich sind auch andere Lagerkombinationen möglich, die die notwendigen Bewegungen gestatten. Beispielsweise können der Eisenkern, die Primärwicklungen und die Kupferwalze drehbar gemacht werden, wobei Schleifringe zur Zuführung des Stroms zu den Wicklungen verwendet werden können.In the preferred embodiment, there were two storage systems used: one allows the roller to rotate and the other allows the roller to move lengthways to Transformer core. These massive bearing blocks are made of dielectric bearing metal of the type described. Of course Other bearing combinations that allow the necessary movements are also possible. For example, the Iron core, the primary windings and the copper roller are made rotatable, with slip rings for feeding the Current can be used to the windings.

Die bevorzugte Temperaturregelvorrichtung basiert auf der Ausdehnung der Walze aufgrund der in ihr erzeugten Wärme. Die Dehnung der Walze wird durch das Gestänge auf denThe preferred temperature control device is based on the expansion of the roller due to the heat generated in it. The expansion of the roller is caused by the linkage on the

Schiebeschalter übertragen. Dieser Schalter verstärkt mechanisch die Dehnung, und wenn diese die eingestellte Grenze erreicht, wird der Schalter betätigt. Durch die Betätigung des Schalters wird der Stromfluß zu den Primärwicklungen geregelt. Es gibt mehrere Arten von Schiebe- oder Verdrängungsschaltern, die verwendet werden können, z.B. den "Thermoswitch", der durch Fenwal Co., Ashland, Mass., U.S.A., hergestellt wird, oder den Stemco Nr. H-7F, der von Stevens Manufacturing Co., Mansfield, ©hio, U.S.A., hergestellt wird.Transfer slide switch. This switch mechanically increases the stretch, and if this is the set one Limit reached, the switch is operated. Pressing the switch causes the current to flow to the primary windings regulated. There are several types of slide or displacement switches that can be used, e.g. the "Thermoswitch" sold by Fenwal Co., Ashland, Mass., U.S.A., or the Stemco No. H-7F available from Stevens Manufacturing Co., Mansfield, © hio, U.S.A., will be produced.

Diese Schalter arbeiten nach dem gleichen Grundprinzip. Eine geringe Bewegung, wie sie beispielsweise durch Wärmeausdehnung verursacht wird, wird auf den Schalter übertragen, der die Bewegung mechanisch verstärkt. Bei dem Schalter der Fenwal Co. geschieht dies mit Hilfe eines Doppelbügels. Wenn eine eingestellte Verschiebung erreicht ist, öffnet sich der Schalter. Eine Feinstellschraube verbindet das eine Ende mit dem Rahmen und dient zur Einstellung des Schalters auf die gewünschte Verschiebung. Dieser Schalter öffnet und schließt Kontakte mit einem Verschiebungsunterschied von etwa 5© x 10" cm. Bei einer Walzentemperatur von 125°C als Einstellpunkt hält dieser Schalter die Temperatur mit einer Schwankung von + 1°C (125⁰C Walzentemperatur) beim eingestellten Wert bei einer Schwankung der Eingansspannung von 50 bis l4ö V. Es können auch andere Temperaturregelvorrichtungen verwendet werden, jedoch sind die meisten Abtastvorrichtungen, wie Thermoelemente und Thermistoren, nicht in der Lage, der hohen Geschwindigkeit des Walzentemperaturanstiegs genau ohne zu weiten Ausschlag zu folgen. Bei Verwendung eines O-förmigen Kerns könnte die Temperaturregelung mit einem Luftspalt (55) erfolgen. Die Form des Luftspalts wird den magnetischen und thermischen Parametern der verwendeten Vorrichtung so angepasst, daß der in der Sekundärwicklung induzierte Kraftlinienfluß gerade so stark ist, daß er der Wärmebelastung in der Walze entspricht, wodurch thermisches Gleichgewicht eingestellt wird. Einige der betei-These switches work on the same basic principle. A slight movement, such as that caused by thermal expansion, is transmitted to the switch, which mechanically amplifies the movement. With the switch from Fenwal Co., this is done with the help of a double bracket. When a set shift is reached, the switch opens. A fine adjustment screw connects one end to the frame and is used to set the switch to the desired displacement. This switch opens and closes contacts with a displacement difference of about 5 x 10 "cm. With a roller temperature of 125 ° C as the set point, this switch maintains the temperature with a fluctuation of + 1 ° C (125 ⁰ C roller temperature) at the set value an input voltage variation of 50 to 14V. Other temperature control devices can be used, but most sensing devices, such as thermocouples and thermistors, are unable to accurately track the high rate of roll temperature rise without swinging too far O-shaped core, the temperature could be controlled with an air gap 55. The shape of the air gap is adapted to the magnetic and thermal parameters of the device used so that the flux of force lines induced in the secondary winding is just strong enough to withstand the heat load in the roller corresponds, whereby thermal equilibrium is set . Some of the

ligten Parameter sind die Induktivität des Kernmaterials, die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs in der Walze, der Wärmeausdehnungskoeffizient der Kupferwalze und die einzustellende Temperatur.The main parameters are the inductance of the core material, the rate of temperature rise in the roller, the coefficient of thermal expansion of the copper roller and the temperature to be set.

Der Spalt kann federbelastet sein und ist normalerweise geschlossen, wenn die Walze kalt ist. Wenn er geschlossen ist, findet maximale Übertragung des Kraftlinienflusses vom Kern statt. Wenn die Walze sich erhitzt, wird der Spalt durch die lineare Ausdehnung geöffnet, und der Kraftlinienfluß vom Kern und die Kopplung werden geringer. Bei dieser Art der Temperaturregelung muß die Primärseite des Transformators "pendeln", d.h. ihre Impedanz muß bei hoher Belastung niedrig und bei geringer Belastung hoch sein. Wenn man zur richtigen Beziehung zwischen Walzenausdehnung und Spaltweite gelangt ist, bleibt die Walze bei der gewünschten Temperatur, wenn der Temperaturregelpunkt und die zugeführte Energiemenge sich ergänzen. Auf diese Weise kann eine Selbstregelung der Apparatur erreicht werden. Diese Art von Vorrichtung hat den offensichtlichen Vorteil, daß sie eine stetige zugeführte Leistung hat, die durch den Wärmebedarf moduliert wird.The nip can be spring loaded and is normally closed when the roll is cold. When he's closed is, maximum transmission of the flux of lines of force takes place from the core. When the roller heats up, the gap becomes opened by the linear expansion, and the flux of force lines from the core and the coupling become less. At this The type of temperature control must be the primary side of the transformer "swing", i.e. its impedance must be at a high Load low and with low load high. When one comes to the correct relationship between roll expansion and gap width is reached, the roller remains at the desired temperature if the temperature control point and the amount of energy supplied complement each other. In this way, self-regulation of the apparatus can be achieved. This type of device has the obvious advantage that it has a steady supply of power that can be achieved by the Heat demand is modulated.

Eine typische Walze des in Figg. 1 und 2 dargestellten Typs mit einer Walzenlänge von 25,4 cm, bestehend aus einer Kupferröhre von 2,5^ cm Innendurchmesser mit einer Wandstärke von 0,63 mm erreichte vom Kaltstart (25°C) in sieben Sekunden eine Temperatur von 125°, wozu eine zugeführte Leistung von 110 V bei 8 A erforderlich war.A typical roller of the type shown in Fig. 1 and 2 shown type with a roller length of 25.4 cm, consisting of a copper tube of 2.5 ^ cm inside diameter with a wall thickness of 0.63 mm reached from a cold start (25 ° C) in seven seconds a temperature of 125 °, for which an input power of 110 V at 8 A was required.

Die Kopierwalze gemäß der Erfindung kann in ihrer Größe verändert werden, aber zur Erzielung hoher Leistung muß die Wechselbeziehung zwischen wenigstens vier voneinander abhängigen Parametern optimal sein, nämlich zwischen den Abmessungen der erhitzten Walze, den physikalischen Eigenschaften der beheizten Walze, der Charakteristik des Transformators und den Eigenschaften des Temperaturreglers.The copy roller according to the invention can be changed in size but for high performance the interrelationship between at least four must be interdependent Parameters, namely between the dimensions of the heated roller, the physical properties the heated roller, the characteristics of the transformer and the properties of the temperature controller.

- ίο - / i - ίο - / i

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat viele Vorteile gegenüber bekannten Vorrichtungen. Die Walzen heizen sich schnell auf und regeln ihre Temperatur automatisch. Sie sind verhältnismäßig billig, aber äußerst wirksam. Die Regelschaltungen sind einfach, klein, leicht und lassen sich leicht an kleine Apparate anpassen. Die Apparatur kann Bahnen beliebiger Länge, und zwar Einzelblätter oder Rollen, verarbeiten. Die Temperatur wird nach Bedarf geregelt, so daß Heizzyklen von wenigen Sekunden oder von beliebiger längerer Zeit aufrecht erhalten werden können.The device according to the invention has many advantages over known devices. The rollers heat up quickly and regulate their temperature automatically. They are relatively cheap, but extremely effective. the Control circuits are simple, small, light and can be easily adapted to small apparatus. The apparatus can Process webs of any length, namely single sheets or rolls. The temperature is regulated as required, like this that heating cycles of a few seconds or any longer time can be maintained.

Claims

* v4 8th SV security claims

1.) Temperature-controlled device for the thermal treatment of moving webs, characterized by a Combination of the following elements a to e:

a) A multi-layer core (13) "of high magne-

table conductivity with cylindrical cross-section;

b) a frame (16) as a support for the core;

c) an electrically conductive coil (14) »which is connected to an alternating current source and a part, surrounding the core;

d) a tubular metal roller (11), which has a high coefficient of expansion, good V / thermal conductivity, low specific heat and low specific Y / ider got up around the cylindrical part insulating bearing block (19) rotates at a distance

15- are attached to each other on the core and on one

End is secured against axial movement, while the other end can move axially unhindered can;-

e) a switch (27) for the coil in the electrical circuit.

2.) Device according to claim 1, characterized in that that the tubular metal roller surrounds the spool.

3.) Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the Spuj ^ le is arranged on a portion of the core which is not surrounded by the metal roller.

4 ») Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the metal roller is made of copper.

5 ·) Device according to claims 1 "to 4» characterized in that the metal roller consists of copper and at the same time a chrome-plated inner and outer
Surface has «

5- 6.) Device according to claims 1 "to 3» characterized in that the metal roller is made of aluminum ·