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Heizanlage mit Werkzeugen zum Trocknen, Pressen oder Walzen ,temperaturempfindlicher
Stoffe Bei der Verarbeitung von Kunststoffen werden zum Trocknen, Pressen oder Walzen
in den weitaus meisten Fällen Werkzeuge benötigt, die eine möglichst gleichmäßige
Temperatur aufweisen müssen. Durch eine einheitliche Temperatur wird nämlich der
Arbeitsvorgang an jeder Stelle des Werkzeugs in derselben Weise beeinflußt und durchgeführt,
so daß das Werkstück in völlig gleichmäßiger Beschaffenheit anfällt. Ferner verhütet
eine gleichmäßige Temperatur des Werkzeugs eine Güteminderung des Erzeugnisses,
da Kunststoffe in sehr vielen Fällen recht temperaturempfindlich sind. Die Höhe
der Werkzeugtemperatur richtet sich natürlich nach dem jeweiligen Arbeitsgut und
der Art des durchzuführenden Arbeitsvorgangs. Im allgemeinen betragen die Werkzeugtemperaturen
aber ioo bis zoo°. Andererseits gibt es auch Fälle, wo die Werkzeuge gekühlt werden
müssen. Hierbei ist ebenfälls eine möglichst einheitliche Werkzeugtemperatur erforderlich.
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Die Beheizung der Werkzeuge - kann auf verschiedene Weise erfolgen.
Bei kleineren Werkzeugen verwendet man recht häufig die elektrische Heizung, die
in technischer Hinsicht zweifellos den Anforderungen des praktischen Betriebes weitgehend
entspricht. Die elektrische Heizung verursacht aber ziemlich erhebliche Kosten,
da die Wärmeeinheit natür-@lich um so teurer bezahlt werden muß, je hochwertiger
die Energieform ist. Aus diesem Grunde sucht man die elktrische Heizung bei größeren
Werkzeugen mit entsprechendem Wärmebedarf.- zu vermeiden und geht hier zur Heizung
mit Heißwasser öder gesättigtem Wasserdampf über. Diese beiden Heizmittel sind zwar
verhältnismäßig wohlfeil, besitzen aber den großen Nachteil, daß ihr Siede- bzw.
Dampfdruck oberhalb ioo° rasch ansteigt.
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--Soll z. B. eine Walze auf a50° erhitzt werden, dann müssen zur Erreichung
dieser Temperatur Heißwasser bzw. Sattdampf auf einen Druck von q i ata gebracht
werden. Bei der Heißwasser- und Dampfheizung besteht also die Heizanlage im wesentlichen
aus einem verhältnismäßig teuren Hochdruckofen oder -kesse, und starkwandigen Zu-
und Ableitungen
für das Heizmittel, an die im allgemeinen mehrere
Werkzeuge in Parallelschaltung angeschlossen sind. Unter Umständen wird bei der
Dampfheizung der Dampf vor,: Eintritt in die Zuleitung überhitzt, er b' dann an
der Heizstelle einen Teil seiner f baren Wärme ab und verwandelt sich da in Sattdampf
bzw. Kondensat. Durch eine Rückleitung fließt das Kondensat aus den Heizstellen
nach dem Wasserraum des Kessels zurück. Zur Verbesserung des Wärmeüberganges wird
das Heizmittel in manchen Fällen durch eine Umwälzpumpe mit verhältnismäßig geringer
Geschwindigkeit in dem Heizsystem in Umlauf gehalten.
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Da bei der Heißwasser- oder Sattdampfheizung die Heiztemperatur sehr
stark vom Dampfdruck abhängt, müssen hier besondere Vorkehrungen getroffen werden,
um verschiedene Heizstellen einzeln unabhängig voneinander, betreiben und regeln
zu können. So wird beispielsweise die Differenz zwischen dem Dampfdruck vor den
Heizstellen und dem Dampfdruck hinter denselben selbsttätig durch ein Überstromventil
unveränderlich gehalten. Ferner sind innerhalb des geschlossenen Hochdrucksystems
besondere Regler und Wärmeaufnahtnestellen zum Ausgleich von Druckschwankungen vorgeschlagen
worden.
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Ein weiterer Nachteil der Heißwasser- und Dampfheizungen besteht darin,
daß sie für die Abdichtung des Heizmittelsystems sowie für die zahlreichen Hochdruckarmaturen
besondere Aufwendungen erfordern. Die wirtschaftlichen Vorteile der bekannten Heizverfahren
verringern sich also mit zunehmenden Werkzeugtemperaturen durch die infolge der
steigenden Drücke wachsenden Anlagekosten immer mehr. Außerdem erfordern die hohen
Heizmitteldrücke nicht nur besondere Sicherheitsmaßnahmen im Betriebe, sondern verursachen
auch konstruktive Schwierigkeiten bei der Gestaltung insbesondere der größeren Werkzeuge.
Der Heizung mit Heißwasser oder Wasserdampf sind also verhältnismäßig enge Grenzen
gesetzt.
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Außer den vorstehend erwähnten Heizungsarten hat man vereinzelt auch
versucht, die Gasbeheizung bei den hier in Betracht kommenden Werkzeugen anzuwenden.
Man ließ zu diesem Zwecke eine oder mehrere Gasflammen an das Werkzeug oder in Kanäle
desselben schlagen. Dabei wurde jedoch das Werkzeug ganz ungleichmäßig erwärmt,
so daß die Verarbeitung insbesondere der temperaturempfindlichen Kunstharze auf
große Schwierigkeiten stieß. Man ging daher von dieser Art der Gasbeheizung recht
bald wieder ab.
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Schließlich ist bereits vorgeschlagen worden, Vorrichtungen zurWärmebehandlung
von Brennstoffen durch Heizgase zu erhitzen, die dauernd im Kreislaufe bewegt und
auf einer Temperatur oberhalb ihres Taupunktes gehalten werden. Dabei werden die
Heizgase zwiä@,Achen dem Austritt aus der Vorrichtung und °4d@in Wiedereintritt
in dieselbe durch das -Zumischen heißer Frischgase wieder auf ihre ursprüngliche
Arbeitstemperatur gebracht. Ein den Frischgasen entsprechendes Abgasvolumen wird
von dem Kreislauf nach Austritt aus der Vorrichtung abgezweigt. Innerhalb dieser
bekannten Vorrichtung werden die Heizgase in verschiedene Parallelströme unterteilt,
die eine entsprechende Anzahl parallel geschalteter Heizflächen erhitzen. Für jede
Vorrichtung ist also nur ein einziger Heizgaskreislauf vorgesehen. Ebenso erfolgt
das Wiederaufheizen der umlaufenden Rauchgase durch eine Zentralfeuerung nur an
einer einzigen Stelle.
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Es hat sich bei der Verarbeitung tetnperaturempfindlicher Kunststoffe
gezeigt, daß die Umlaufgasheizung in der bekannten Form keineswegs ausreicht, um
eine ausreichend gleichmäßige Erhitzung der Werkzeuge zu erzielen und diese auf
genau und unabhängig voneinander einstellbaren Arbeitstemperaturen zu halten. Die
Erfindung ermöglicht es jedoch, die an sich sehr wirtschaftliche Umlaufheizung mit
einem gasförmigen Heizmittel von geringer spezifischer Wärme und geringem Überdruck
bei Werkzeugen anzuwenden, die wegen der Eigenschaften des Arbeitsgutes völlig gleichmäßig
erhitzt werden müssen. Die Erfindung besteht darin, daß bei einer Heizanlage mit
mehreren parallel geschalteten Werkzeugen und einem in eine entsprechende Anzahl
Parallelströme unterteilten Heizmittelkreislauf jeder Heizmittelparallelstrom vor
Eintritt in das zugehörige Werkzeug unabhängig von den anderen Heizmittelparallelströmen
durch Zumischen heißer Frischgase aufgeheizt wird. Auf diese Weise ist eine einfache,
zuverlässige und wirtschaftliche Regelung jeder einzelnen Werzeugtemperatur ermöglicht.
Man kann also jedes Werkzeug mit einer anderen Temperatur in Betrieb halten, obwohl
nur ein einziges Umlaufheizsystem vorhanden ist. Andererseits kann durch entsprechende
Aufheizung jedes Heizmittelparallelstromes erreicht werden, daß sämtliche an das
System angeschlossenen Werkzeuge genau die gleichen Temperaturen aufweisen. Dieser
Fall ist besonders dann wichtig, wenn das Arbeitsgut nacheinander in mehrere Werkzeuge
gelangt und dabei stets auf derselben Temperatur gehalten werden muß. Bei der neuen
Heizanlage kann also nicht nur die außerordentlich wirtschaftliche Gasheizung angewandt
werden, sondern gleichzeitig auch die Temperatur der einzelnen
Werkzeuge
in weiten Grenzen eingestellt-werden. Statt der Heizung mit Rauchgasen kann bei
der Erfindung auch eine solche mit überhitztem Wasserdampf vorgesehen werden: In
diesem Falle wird die Wiederaufheizung der einzelnen Heizmittelparallelströme mittelbärdurch
den Einbau von geeigneten Wärmeaustausch ern bewirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. i der Zeichnung-
schematisch dargestellt. Hier sind mehrere parallel geschaltete Werkzeuge i, beispielsweise
Preßwerkzeuge zur Verarbeitung von Kunstharzen, an Sammelleitungen 2 und 3, für
die Zu- und Ableitung des umlaufenden und oberhalb seines Taupunktes gehaltenen
Heizmittels angeschlossen. Der Umlauf der heißen Rauchgase wird durch das Gebläse
4 bewirkt. In die-Verbindungsleitungen der Werkzeuge i mit 'der Rückleitung 3 sind
Regelorgane 5 eingebaut, so daß die Beaufschlagung jedes -Werkzeuges mit deni-Heizmittel
in weiten Grenzen geregelt werden kann. Neben den Verbindungsleitungen zwischen
der Zuleitung 2' und den Werkzeugen i sind Gasbrenner 6 angeordnet, deren heiße
Frischgase den Heizmittelparallelströmen zugemischt werden. Auf diese Weise kann
die Temperatur des Heizmittels bei Eintritt in das Werkzeug in beliebiger Weise
eingestellt werden. Falls die Werkzeugtemperaturen längere Zeit unveränderlich bleiben
sollen, kann durch den Einbau- von Thermostaten die Leistung .der Gasbrenner selbsttätig
geregelt werden.
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Da dein Heizgaskreisläuf heiße Frischgase zugeführt werden, muß ein
entsprechendes Volumen Abgase aus dem Kreislauf entfernt werden. Zu diesem Zwecke
erhält die Druckleitung 2 hinter dem Gebläse 4 eine Ableitung 7 für die überschüssigen
Rauchgase. Durch ein Regelorgan 6 in der Leitung 7 kann die Druckhöhe in dem gesamten
Heizsystem in bestimmten Grenzen eingestellt werden. Falls die Abgase noch eine
höhere Temperatur besitzen, wird ihre fühlbare Wärme zweckmäßig zur Vorwärmung der
Verbrennungsluft für die Brenner 6 ausgenutzt.
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Bei einer Heizanlage mit einer größeren Anzahl Werkzeuge würde die
Anordnung von Gasbrennern oder Wärmeaustauschern für jeden Heizmittelparallelstrom
unter Umständen schwierig sein. In diesem Falle soll gemäß der Erfindung zur unmittelbaren
Aufheizung des Heizmittels neben der nach den Werkzeugen führenden Zuleitung des
Kreislaufes eine Frischgasleitung mit einem oder mehreren Brennern angeordnet sein,
vön der aus heißes Frischgas in jede der an die Werkzeuge angeschlossenen Zweigleitungen
geführt wird. Diese Anordnung ist in Abb.2 der Zeichnung schematisch dargestellt.
Man erkennt, wie hier neben der Zuleitung 2 eine Frischgasleitung 9 verlegt ist,
die von dem Gasbrenner io mit heißen Frischgasen gespeist wird. Von -der Leitung
9 führt nach jeder Werkzeugzweigleitung eine -Leitung ii, so daß jeder Heizmittelparällelstrom
heiße Frischgase erhält. Durch Regelorgane 12 kann die Frischgasmenge für jedes
Werkzeug eingestellt werden.
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Die in Abb.3 gezeigte Heizanlage unterscheidet sich von der nach Abb.
2 nur dadurch, daß die Frischgasleitung 9 nicht von einem, sondern von zwei Gasbrennern
io aus mit heißen Frischgasen gespeist wird. Diese Anordnung kommt vor allem für-
größere Anlagen in Frage. Natürlich kann im Bedarfsfalle die Zahl der Gasbrenner
io noch weiter vermehrt werden. Ebenso ist es möglich, die Heizmittelparallelströme
mittelbar aufzuheizen. In diesem Falle ist die Abgasleitung 7 nicht nötig.
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Bei den Heizanlagen nach Abb. 2 -und 3 strömen die heißen Frischgase
in der Leitung 9 in derselben Richtung wie das Heizmittel in der Zuleitung 2. Infolgedessen
tritt auch das durch unvermeidliche 'Wärmeverluste bedingte Temperaturgefälle in
beiden Leitungen in derselben Richtung auf. Dieses in manchen Fällen nicht erwünschte
Temperaturgefälle kann beseitigt werden, wenn erfindungsgemäß an der Zu- und Frischgasleitung
je ein Brenner angeordnet ist und das umlaufende Heizmittel und die heißen Frischgase
in diesen Leitungen gegenläufig-strömen: Eine derartige Heizanlage ist in Abb. 4
schematisch wiedergegeben; sie unterscheidet sich von der Heizanlage nach Abb. 2
nur dadurch, 'daß die Strömung in der Frischgasleitung 9 derjenigen in der Zuleitung
2 entgegengesetzt ist und daß diese mit einem besonderen Gasbrenner 13 versehen
ist. Jedenfalls kann durch die Anordnung nach Abb. 4 eine weitgehende Angleichung
der Werkzeugtemperaturen untereinander erreicht werden.
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Da bei den gas- oder dampfförmigen Heizmitteln der Wärmeübergang an
die Heizflächen im allgemeinen wesentlich geringer ist als bei den flüssigen Heizmitteln,
ist eine gleichmäßige Erhitzung der Werkzeuge mit den erstgenannten Heizmitteln
um so schwieriger zu erreichen, je größer die Wärmeabgabe der Werkzeuge ist. Es
wurde nun gefunden, daß selbst große Werkzeuge mit hoher Wärmeleistung völlig gleichmäßig
erhitzt werden können, wenn gemäß der Erfindung das Umlaufsystem für das Heizmittel
zwei Zuleitungen mit gegenläufiger Heiz-, mittelströmung sowie eine gemeinsame Ableitung
aufweist, von der aus Gebläse o. dgl. das Heizmittel wieder in die beiden Zuleitungen
fördern. jedes Werkzeug wird an beide
Zuleitungen angeschlossen.
Der Kreislauf wird hier also in zwei Hälften aufgespalten, wobei die Zuleitungen
im Gegenstrom übereinandergelagert werden. Erfindungsgemäß wird das Heizmittel in
jeder Zuleitung vor der ersten Abzweigung nach einem Werkzeug durch Zumischen heißer
Frischgase aufgeheizt. Erforderlichenfalls kann die Wiederaufheizung auch mittelbar
erfolgen.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorstehend geschilderten Anordnung ist
in Abb. 5 schematisch dargestellt. Wie ersichtlich ist, besitzt die Heizanlage außer
der Zuleitung 2 noch eine weitere Zuleitung 1q., die das Heizmittel wieder durch
Verbindungsleitungen i i den einzelnen Werkzeugen zuführt. Die Heizgase gelangen
nach dem Verlassen der Werkzeuge in die gemeinsame Ableitung 3 und werden durch
zwei Gebläse q.- wieder in die beiden Zuleitungen 2 und 1q. gedrückt. Zum Wiederaufheizen
des Heizmittels sind für die beiden Zuleitungen die Gasbrenner 13 und
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vorgesehen. Erforderlichenfalls können die Zuleitungen aber auch mit mehreren
Gasbrennern oder Wärmeaustauschern ausgerüstet werden.
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Wie sich gezeigt hat, läßt sich mit den Heizanlagen gemäß der Erfindung
selbst eine größere Anzahl Werkzeuge gleichmäßig erhitzen. Andererseits kommt es
bei der Verarbeitung zahlreicher Kunststoffe auch darauf an, jedes Werkzeug für
sich völlig gleichmäßig zu erwärmen. Diese Aufgabe ist bei der Verwendung gas- und
dampfförmiger Heizmittel nicht leicht zu lösen, da nicht nur der Wärmeübergang von
diesen Heizmitteln an die Heizflächen, sondern auch die spezifische Wärme der genannten
Heizmittel verhältnismäßig klein ist. Jede Wärmeabgabe beein$ußt daher die Temperatur
des Heizmittels ziemlich stark. Die Führung des Heizmittels in den Werkzeugen hat
nun so zu erfolgen, daß trotz dieser Umstände eine gleichmäßige Erhitzung der Werkzeuge
gewährleistet ist. Dieses Ziel wird erreicht, wenn entsprechend der Erfindung innerhalb
der Werkzeuge für die Heizmittelverteilung ein oder mehrere Kanalsysteme mit je
einer Zu-und Ableitung und mehreren parallel geschalteten Verbindungsleitungen vorgesehen
sind, wobei das Heizmittel bei mehreren Kanalsystemen in den Verbindungsleitungen
und gegebenenfalls :auch. in den Zu- und Ableitungen gegenläufig strömt.
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Etwa noch vorhandene Temperaturunterschiede können praktisch vollständig
beseitigt werden, wenn gemäß der Erfindung die Abstände der Verbindungsleitungen
untereinander bei gleichbleibendem Querschnitt mit zunehmender Entfernung von dien
Heizmittelanschlüssen abnehmen oder deren Querschnitte bei gleichem Abstande untereinander
mit zunehmender Entfernung von den Anschlüssen anwachsen. Bei der ersten Anordnung
nimmt das aufzuheizende Materialvolumen für jede Verbindungsleitung mit zunehmender
Entfernung von den Heizmittelanschlüssen ab, so daß der Temperaturabfall des Heizmittels
auf seinem Wege durch das Werkzeug völlig ausgeglichen werden kann. Im zweiten Falle
steigt bei den hinteren Verbindungsleitungen die Heizmittelgeschwindigkeit und damit
auch der Wärmeübergang vom Heizmittel an das Werkzeug, wodurch ebehfalls ein Ausgleich
für die niedrigere Heizmitteltemperatur geschaffen wird.
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Ein Werkzeug mit nur einem Kanalsystem ist als Ausführungsbeispiel
in den Abb. 6 und 7 schematisch dargestellt. Dabei gibt Abb. 6 den Aufriß und Abb.
7 den Grundriß des Werkzeugs nach der Schnittlinie A-B wieder. Wie man aus der Abb.
7 erkennt, sind bei dem Werkzeug 16 seitlich die beiden Kanäle 17 und 18 für die
Zu- und Ableitung des Heizmittels angeordnet. Beide Kanäle werden durch fünf parallel
geschaltete Verbindungsleitungen i9 miteinander kurzgeschlossen. Der Abstand dieser
Leitungen ist untereinander gleich, dafür wächst aber ihr Querschnitt mit zunehmender
Entfernung von den Heizmittelanschlüssen. Umgekehrt könnte gemäß der Erfindung auch
der Querschnitt der Leitungen i9 unveränderlich bleiben und dafür ihr Abstand untereinander
mit größerer Entfernung von den Anschlüssen abnehmen.
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Bereits früher wurde erwähnt, daß erfindungsgemäß innerhalb des Werzeugs
auch zwei oder mehrere Kanalsysteme für die Heizmittelverteilung neben- oder übereinander
angeordnet werden können, falls sehr temperaturempfindliche Kunststoffe, wie z.
B. Aminoplaste, eine besonders gleichmäßige Erhitzung des Werkzeugs erfordern. Wie
in solchen Fällen die Kanalsysteme innerhalb der Werkzeuge angeordnet werden können,
geht aus den beiden schematischen Abb.B und 9 hervor. In Abb. 8 sind zwei Kanalsysteme
dargestellt, deren Anschlüsse sich auf einer Seite des Werkzeugs befinden. Bei dem
ersten System tritt das Heizmittel durch die Leitung 2o ein, verteilt sich auf die
Leitungen 22 und gelangt durch die Leitung-- i wieder aus dem Werkzeug. Das
zweite Kanalsystem ist unter dem ersten angeordnet. Hier strömt das Heizmittel durch
die Leitung 24 in das Werkzeug, verteilt sich auf die Leitungen 25 und wird durch
die Leitung 23 zurückgeführt. Bei dieser Anordnung werden etwaige Temperaturunterschiede
völlig ausgeglichen, da das Heizmittel sowohl in den Zu- und Ableitungen als auch
in den Verbindungsleitungen gegenläufig strömt.
Einen senkrechten
Schnitt durch das Werkzeug gemäß Abb. 8 längs der Verbindungsleitungen 22 und 25
zeigt Abb..io. Natürlich könnte hier erforderlichenfalls noch ein drittes oder viertes
Kanalsystem oberhalb der beiden dargestellten Systeme angeordnet werden.
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Falls das Werkzeug von zwei Seiten an die Heizanlage angeschlossen
werden kann, lassen sich die Kanalsysteme in der aus Abb. 9 ersichtlichen Weise
anordnen. Hier sind wieder zwei Kanalsysteme vorgesehen, deren Zu- und Ableitungen
übereinanderliegen, während sich die Verbindungsleitungen nebeneinander befinden.-
Bei dem ersten System tritt das Heizmittel durch die Leitung 26 in das Werkzeug
ein, verteilt sich auf die Leitungen 26. und strömt durch die Ableitung 27 wieder
aus dem Werkzeug. Für das zweite System sind die Zu- und Ableitungen 3o bzw. 29
mit den Verbindungsleitungen 31 vorgesehen. Aus Abb. i i, die einen senkrechten
Schnitt durch das Werkzeug längs der Verbindungsleitungen 28 wiedergibt, ist die
gegenseitige Lage der verschiedenen Heizmittelleitungen ersichtlich.
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Die vorstehend beschriebenen Kanalsysteme lassen sich in derselben
oder in ähnlicher Form und Ausbildung für die verschiedenartigsten Werkzeuge verwenden.
Dabei ist es auch möglich, die Strömung des Heizmittels innerhalb des Werkzeugs
so zu lenken, daß die verschiedenen Verbindungsleitungen sämtlich denselben oder
annähernd denselben Querschnitt erhalten können. Diese Möglichkeit besteht vor allem
bei zylindrischen Werkzeugen; also bei Walzen und Kalandern. Hier kann man auch
mit einem einzigen Kanalsystem im Sinne der vorhergehenden Ausführungen auskommen,
wenn man erfindungsgemäß im Innern des Werkzeugs für die Zu-und Ableitung des Heizmittels
zwei oder mehrere konzentrische Einsätze anordnet, die durch zahlreiche, gegebenenfalls
verschieden große Öffnungen oder Kanäle einerseits mit dem Heizraum des Werkzeugs
und andererseits mit dem Sammelraum für das abziehende Heizmittel verbunden sind.
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Eine weitere Verbesserung der Temperaturverteilung, ergibt sich, -wenn
entsprechend der Erfindung der Heizraum entweder in der Quer- oder in der Längsrichtung
des Werkzeugs in mehrere Teilräume unterteilt ist, die von einem oder mehreren Heizmittelparallelströmen
durchflossen werden, wobei-gegebenenfalls das Heizmittel von Teilraum zu Teilraum
in entgegengesetzter Richtung strömt.
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Ein Ausführungsbeispiel nach den vorstehenden neuen Richtlinien ist
in den Abb. 12 und 13 der anliegenden Zeichnung-dargestellt, und zwar zeigt Abb.
12 den Längsschnitt durch eine Heizwalze nach der Linie C-D und Abb. 13 den Querschnitt
nach der Linie E-F. Die Walze weist an den Enden je einen hohlen Lagerzapfen 32
auf, durch den das Heizmittel ein- bzw. austritt. Die Lagerzapfen 32 .bestehen
mit dem zugehörigen Lagerschild aus einem Stück, das innen mit einer Wärmeisolierung
33 ausgekleidet ist. Unter Zwischenschaltung dieser- Isolierung sind die Lagerschilder
gasdicht an dem Walzenkörper 34 befestigt, der durch das Heizmittel erwärmt werden
soll. Innerhalb des Walzenkörpers sind erfindungsgemäß konzentrisch zwei zylindrische
Einsätze 35 und 36 angeordnet, die der Verteilung des Heizmittels dienen und durch
zahlreiche radiale Verbindungsleitungen 37 miteinander verbunden sind. Bei dem Ausführungsbeispiel
besitzen die Verbindungsleitungen gleichen Querschnitt und gleiclien Abstand voneinander,
es ist aber auch möglich, nötigenfalls die Querschnitte und Abstände zu ändern.
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Der Einsatz 35 weist entsprechend der Änzahl der Verbindungsleitungen
37 in einer Radialebene an seinem äußeren Umfange erfindungsgemäß Längsrippen 38
auf, die den Heizraum des Walzenkörpers in die gleiche Anzahl parallel geschalteter
Teilräume 39 unterteilen. Das Heizmittel strömt nun in den ringförmigen Raum zwischen
den Einsätzen 35 und 36 und gelangt durch zahlreiche Bohrungen 4o des* Einsatzes
35 in die Heizräume 39. Hier gibt das Heizmittel einen Teil seiner fühlbaren Wärme
an den äußeren Mantel des Walzenkörpers ab und strömt dann durch die Verbindungsleitungen
37 in den Einsatz 36 und von diesem durch den hohlen Lagerzapfen 32 zurück in das
Heizmittelumlaufsystem.
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Bei der vorliegenden Heizwalze sind in -einer Radialebene jeweils
acht Verbindungsleitungen 37 zu einem Stern vereinigt. Da andererseits in der Längsachse
der Walze elf derartige Leistungssterne hintereinander angeordnet sind, wird der
Heizmittelstrom innerhalb der Walze in insgesamt 88 Parallelströme unterteilt, so
daß die Walze völlig gleichmäßig erhitzt wird. Je nach der Art des Heizmittels und
den sonstigen Umständen kann nötigenfalls der Heizmittelstrom noch weiter unterteilt
werden.
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Ein. weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist aus den Abb. 14
und 15 ersichtlich. Dabei gibt Abb. 14 den Längsschnitt nach der Linie G-H durch
eine Heizwalze wieder, während Abb. 15 den Querschnitt nach der Linie I-K
zeigt. Die Walze besitzt wieder an den Enden hohle Lagerzapfen 4i für die Zu- und
Ableitung des Heizmittels, während die Innenisolierung 42 eine unzulässige Erwärmung
der Lagerzapfen und -Schilder verhindert. Innerhalb des Walzenkörpers
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sind wie bei dem vorstehend beschriebenen Werkzeug wieder zwei zylindrische Einsätze
44 und 45 konzentrisch angeordnet, um das Heizmittel innerhalb der Walze zu führen,
Der Einsatz 44 weist an seinem äußeren Umfange gemäß der Erfindung zahlreiche Radialrippen
46 auf, die den Heizraum der Walze in eine entsprechende Anzahl Teilräume 47 unterteilen.
Das Heizmittel gelangt durch Öffnungen 48 des Einsatzes 44 in diese Teilräume und
verläßt sie wieder durch die Verbindungsleitungen 49. Aus dem Einsatz 45 strömt
das Heizmittel durch den hohlen Lagerzapfen 41 in das Leitungssystem zurück. Die
Öffnungen 48 und Verbindungsleitungen 49 sind erfindungsgemäß gegenüber den benachbarten
Heizräumen 47 jeweilig um i8o° versetzt, so daß das Heizmittel in diesen Heizräumen
gegenläufig strömt. Der -Temperaturabfall des Heizmittels innerhalb der Walze wird
auf diese Weise vollständig ausgeglichen.
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Wie aus den Abb. 14 und 15 ersichtlich ist, wird der Heizmittelstrom
in jedem Teilraum in zwei Parallelströme unterteilt. Da der Heizraum der Walze insgesamt
14 Teilräume aufweist, entstehen also innerhalb der Walze 28 Heizmittelparallelströme.
Im Bedarfsfalle kann auch hier eine noch viel weitergehende Unterteilung-des Heizstromes
vorgenommen werden. Falls die Betriebsbedingungen eine besonders gleichmäßige Erwärmung
der Werkzeuge erfordern, kann die Strömungsrichtung des Heizmittels in regelmäßigen
Zeitabständen gewechselt werden. Dabei kann der Wechsel nicht nur innerhalb des
einzelnen Werkzeugs, sondern auch innerhalb der ganzen Heizanlage durchgeführt werden-Die
Erfindung bringt den großen Vorteil mit sich, daß die Werkzeuge nicht nur erwärmt,
sondern erforderlichenfalls auch gekühlt werden können. Zu diesem Zwecke werden
die Werkzeuge erfindungsgemäß nach Beendigung des Arbeitsvorganges von dem Heizmittelkreislauf
getrennt und an die Zuleitung eines gegebenenfalls im Kreislaufe geführten Kühlmittels
angeschlossen. Die Kühlanlage kann nötigenfalls nach denselben Richtlinien errichtet
und bg,trieben werden wie die vorstehend beschriebenen neuen Heizanlagen. Wird als
Kühlmittel Wasser verwendet, dann kann man unter Umständen auf den Kreislauf des
Kühlmittels verzichten. Weiterhin ist es möglich, die Werkzeuge abwechselnd in kürzeren
Zeitabständen zu erwärmen und zu kühlen, so daß man in der Lage ist, sich allen
vorkommenden Betriebs-Bedingungen anzupassen. .
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Während bei der Heißwasser- und Dampfheizung die Arbeitstemperaturen
wegen der auftretenden Drücke verhältnismäßig begrenzt sind, besitzt die Erfindung
den großen Vorteil, daß die Werkzeuge erforderlichenfalls auf über Zoo oder sogar
300° erhitzt werden können; wodurch in solchen Fällen die Arbeitsvorgänge ganz erheblich
beschleunigt werden. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß durch die neue
Heizanlage die Anheizzeit besonders bei großen Werkzeugen gegenüber den bisherigen
Betriebsverhältnissen beträchtlich abgekürzt wird.