EP1688538A1

EP1688538A1 - Heating roll

Info

Publication number: EP1688538A1
Application number: EP05111363A
Authority: EP
Inventors: Joachim Hinz; Josef Schneid; Peter Wiemer; Ulrich Rothfuss; Hans-Rolf Conrad; Frank Levi; Thomas Hermsen
Original assignee: Voith Patent GmbH; Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2006-08-09
Also published as: DE102005005104A1

Abstract

A heating roll with a circumferential surface acted upon by an inductive heater with at least one axial inductor system comprising conductor(s) and a pole shoe system, in which the pole shoe system is a row of pole shoe elements (11; 11a-11l) side-by-side in the axial direction, at least some of which have an adjusting device (21, 23) for changing the distance of the element (11; 11a-11l) from the roller surface (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizwalze mit einer Umfangsfläche und einer auf die Umfangsfläche wirkenden induktiven Heizeinrichtung, die mindestens eine axial verlaufende Induktoranordnung mit mindestens einem Leiter und einer Polschuhanordnung aufweist.The invention relates to a heating roller having a peripheral surface and an inductive heating device acting on the circumferential surface, which has at least one axially extending inductor arrangement with at least one conductor and a pole shoe arrangement.

Eine derartige Heizwalze ist insbesondere zum Einsatz in einem Kalander vorgesehen. In einem Kalander wird eine Materialbahn, die durch einen Nip zwischen der Heizwalze und einer weiteren Walze geführt ist, mit Druck und mit einer erhöhten Temperatur beaufschlagt, wobei die erhöhte Temperatur durch die Heizwalze bereitgestellt wird.Such a heating roller is provided in particular for use in a calender. In a calender, a web passed through a nip between the heat roll and another roll is pressurized and at an elevated temperature, the elevated temperature being provided by the heat roll.

Eine bekannte Möglichkeit, einer Heizwalze die benötigte Wärmemenge zuzuführen, besteht darin, ein Wärmeträgermedium durch die Heizwalze zu leiten. Hierzu sind in der Regel peripher verlaufende Heizkanäle vorgesehen, die vom Wärmeträgermedium durchströmt werden. Grenzen der Wärmezufuhr sind dabei durch das Wärmeträgermedium gesetzt. Wasser kann beispielsweise nur so weit erhitzt werden, bis es verdampft. Wenn höhere Temperaturen erforderlich sind, muß man eine andere Flüssigkeit, beispielsweise Öl, verwenden. Auch hier gibt es aber Grenzen der Wärmezufuhr, die einerseits durch die maximale Betriebstemperatur des Öls und andererseits durch die maximale Strömungsgeschwindigkeit des Öls bestimmt sind.A known way to supply the required amount of heat to a heating roller is to pass a heat transfer medium through the heating roller. For this purpose, peripherally extending heating channels are usually provided, which are flowed through by the heat transfer medium. Limits of heat supply are set by the heat transfer medium. For example, water can only be heated until it evaporates. If higher temperatures are required, another liquid, such as oil, must be used. Here, too, there are limits to the heat supply, which are determined on the one hand by the maximum operating temperature of the oil and on the other hand by the maximum flow velocity of the oil.

Man hat daher auch induktive Außenheizungen verwendet, bei denen man mit Hilfe eines zeitlich veränderbaren Magnetfeldes in der Oberfläche der Heizwalze Wirbelströme induziert. Derartige induktive Außenheizungen weisen in der Regel eine Vielzahl von in Axialrichtung der Walze nebeneinander angeordneten Spulen auf, die jeweils einen radial zur Walze gerichteten Anker umgeben. Mit diesen Spulen ist es zusätzlich möglich, die Verteilung der Wärmezufuhr in Axialrichtung zu steuern. Derartige Außenheizungen werden daher vielfach zur Profilierung verwendet. Allerdings ist eine derartige induktive Heizung relativ aufwendig.It has therefore also used inductive outdoor heaters in which one induces eddy currents in the surface of the heating roller with the aid of a time-varying magnetic field. Such inductive outdoor heaters generally have a plurality of coils arranged side by side in the axial direction of the roller, each of which surrounds an armature directed radially to the roller. With these coils, it is additionally possible to control the distribution of the heat supply in the axial direction. Such outdoor heaters are therefore often used for profiling. However, such inductive heating is relatively expensive.

Eine andere Art der induktiven Beheizung einer Heizwalze besteht darin, daß eine Induktoranordnung, die in der Regel durch eine Leiterschleife mit einem Hin- und einem Rückleiter gebildet ist, parallel zur Achse der Heizwalze in der Nachbarschaft der Umfangsfläche angeordnet ist. Wenn man diese Induktoranordnung mit einer Wechselspannung beaufschlagt, dann entsteht etwa in der Mitte zwischen den beiden Leitern der Induktoranordnung eine sich entsprechend ändernde maximale magnetische Induktion, die ihrerseits wiederum Wirbelströme induziert. Eine Polschuhanordnung ist vorgesehen, um den magnetischen Fluß in die Walzenoberfläche zu bündeln und dadurch den Wirkungsgrad der Heizeinrichtung möglichst groß zu machen.Another type of inductive heating of a heating roller is that an inductor arrangement, which is usually formed by a conductor loop with a forward and a return conductor, is arranged parallel to the axis of the heating roller in the vicinity of the peripheral surface. If an alternating voltage is applied to this inductor arrangement, a correspondingly varying maximum magnetic induction arises approximately in the middle between the two conductors of the inductor arrangement, which in turn induces eddy currents. A pole piece arrangement is provided to concentrate the magnetic flux in the roll surface and thereby make the efficiency of the heater as large as possible.

Diese Art der Induktivheizung, deren Aufbau an sich einfach und kostengünstig ist, hat jedoch den Nachteil, daß die Beheizung über die axiale Länge der Heizwalze nur einheitlich gesteuert werden kann.However, this type of inductive heating, the structure of which is simple and inexpensive in itself, has the disadvantage that the heating over the axial length of the heating roller can only be controlled uniformly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand induktiv eine hohe Heizleistung auf die Umfangsfläche zu übertragen und diese in Axialrichtung zu steuern.The invention is based on the object with little effort to inductively transmit a high heat output to the peripheral surface and to control them in the axial direction.

Diese Aufgabe wird bei einer Heizwalze der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Polschuhanordnung durch einen Stapel von Polschuhelementen gebildet ist, die in Axialrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei mindestens einem Teil der Polschuhelemente jeweils eine Stelleinrichtung zugeordnet ist, mit der der Abstand des jeweiligen Polschuhelements von der Umfangsfläche veränderbar ist.This object is achieved with a heat roller of the type mentioned above in that the Polschuhanordnung is formed by a stack of Polschuhelementen, which are arranged side by side in the axial direction, wherein at least a portion of the Polschuhelemente is associated with an adjusting device, with the distance of the respective Polschuhelements is changeable from the peripheral surface.

Mit dieser Ausgestaltung läßt sich die an die Umfangsfläche übertragbare Heizleistung in Axialrichtung lokal in gewissen Grenzen verändern. Die an die Umfangsfläche übertragene Heizleistung hängt u.a. von der Stärke des magnetischen Flusses oder der magnetischen Induktion ab, die an die Umfangsfläche gelangt. Dementsprechend ist diese Induktion um so stärker, je dichter sich das Polschuhelement an der Umfangsfläche befindet, d.h. je kleiner der Luftspalt ist. Durch eine stärkere Annäherung des Polschuhelements läßt sich also die Heizleistung erhöhen. Durch eine stärkere Entfernung des Polschuhelements von der Umfangsfläche läßt sich die Heizleistung vermindern. Da man nun einzelne oder sogar alle Polschuhelemente verstellen kann, ist man nicht mehr darauf beschränkt, über die axiale Länge der Heizwalze immer die gleiche Wärmemenge zu übertragen, also die entsprechende Heizleistung zu erbringen, sondern man kann diese Heizleistung in Axialrichtung verändern und zwar einfach dadurch, daß man den Abstand der einzelnen Polschuhelemente auf einen entsprechenden Wert einstellt.With this configuration, the transferable to the peripheral surface heating power in the axial direction can be changed locally within certain limits. The heat output transferred to the peripheral surface depends, among other things, on the strength of the magnetic flux or the magnetic induction which reaches the peripheral surface. Accordingly, the closer the pole piece is to the peripheral surface, the smaller the air gap. By a closer approximation of the pole piece, therefore, the heating power can be increased. By a greater distance of the pole piece from the peripheral surface, the heating power can be reduced. Since you can now adjust individual or even all pole pieces, you are no longer limited to always transfer the same amount of heat over the axial length of the heating roller, so to provide the appropriate heat output, but you can change this heating power in the axial direction and that simply by adjusting the distance between the individual Polschuhelemente to a corresponding value.

Dabei ist bevorzugt, daß die Induktoranordnung in bezug auf die Umfangsfläche radial ortsfest angeordnet ist. Da über die Induktoranordnung teilweise erhebliche Ströme übertragen werden müssen, um die entsprechende Heizleistung zu erbringen, ist die ortsfeste Anordnung des Induktors günstig, weil keine beweglichen elektrischen Leitungen vorgesehen sein müssen.It is preferred that the inductor is arranged radially stationary with respect to the peripheral surface. Since some significant currents must be transmitted via the inductor arrangement in order to provide the corresponding heating power, the stationary arrangement of the inductor is favorable, because no moving electrical lines must be provided.

Vorzugsweise sind die Polschuhelemente an einem Querträger angeordnet. Der Querträger erstreckt sich also über die axiale Länge der Heizwalze oder sogar noch darüber hinaus. Er erlaubt es, die einzelnen Polschuhelemente in bezug auf die Umfangsfläche der Walze entsprechend zu positionieren.Preferably, the pole piece elements are arranged on a cross member. The cross member thus extends over the axial length of the heating roller or even beyond. It makes it possible to position the individual pole pieces with respect to the peripheral surface of the roller accordingly.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Polschuhelemente gegenüber dem Querträger verschwenkbar sind. Das Verschwenken ist eine relativ einfache Möglichkeit, den Abstand der Polschuhelemente von der Umfangsfläche zu verändern. Bei der Veränderung dieses Abstands kommt es nicht nur auf die Veränderung des absoluten Abstandes an. Entscheidend ist vielmehr die Höhe des magnetischen Widerstandes, mit anderen Worten die Länge der Luftspalte, die durch das Polschuhelement einerseits und die Umfangsfläche der Walze andererseits definiert werden. Bei einer Schwenkbewegung der Polschuhelemente werden diese Luftspalte zwar nicht gleichmäßig vergrößert. Der gewünschte Effekt, nämlich die Verstärkung oder Abschwächung des magnetischen Feldes in der Oberfläche der Heizwalze, tritt jedoch ein.In a preferred embodiment, it is provided that the pole piece elements are pivotable relative to the cross member. The pivoting is a relatively easy way to change the distance between the pole piece elements of the peripheral surface. When changing this distance, it is not just about changing the absolute distance. The decisive factor is rather the magnitude of the magnetic resistance, with others Words the length of the air gaps, which are defined by the pole piece on the one hand and the peripheral surface of the roller on the other hand. In a pivoting movement of the pole piece elements, these air gaps are not evenly increased. However, the desired effect, namely the amplification or weakening of the magnetic field in the surface of the heating roller, occurs.

Bevorzugterweise sind die Polschuhelemente um eine Achse verschwenkbar, die parallel zur Achse der Heizwalze verläuft. Dies ist eine besonders einfache Ausgestaltung, die zudem relativ wenig Bauraum benötigt.Preferably, the pole piece elements are pivotable about an axis which is parallel to the axis of the heating roller. This is a particularly simple embodiment, which also requires relatively little space.

In einer alternativen Ausgestaltung sind die Polschuhelemente auf einer radial zur Umfangsfläche verlaufenden Längsführung gelagert. In diesem Fall werden die Polschuhelemente linear verlagert, wenn der Abstand zur Umfangsfläche verändert werden soll. Der Begriff "radial" ist hier nicht im mathematisch strengen Sinn zu verstehen. Die Polschuhelemente werden einfach durch eine Linearbewegung von der Umfangsfläche der Heizwalze entfernt oder an sie angenähert.In an alternative embodiment, the pole piece elements are mounted on a longitudinal guide extending radially to the peripheral surface. In this case, the pole piece elements are displaced linearly when the distance to the peripheral surface is to be changed. The term "radial" is not to be understood here in the mathematically strict sense. The pole pieces are simply removed or approximated by a linear movement from the peripheral surface of the heating roller.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Querträger relativ zur Umfangsfläche verlagerbar ist. Mit dieser Bewegung läßt sich in gewissen Grenzen die Heizleistung insgesamt verändern, die an die Umfangsfläche der Heizwalze übertragen wird. Darüber hinaus läßt sich mit dieser Ausgestaltung die Wartung eines Kalanders vereinfachen, in den die Heizwalze eingebaut wird. Wenn beispielsweise ein Walzenwechsel erforderlich ist, dann kann der Querträger in ausreichendem Maße von der Umfangsfläche der Heizwalze entfernt werden.In a preferred embodiment, it is provided that the cross member is displaceable relative to the peripheral surface. With this movement can be changed within certain limits, the total heating power, which is transmitted to the peripheral surface of the heating roller. In addition, can be simplified with this configuration, the maintenance of a calender, in which the heating roller installed becomes. For example, if a roll change is required, then the cross member can be sufficiently removed from the peripheral surface of the heat roller.

Vorzugsweise ist der Abstand der Polschuhelemente von der Umfangsfläche stufenlos veränderbar. Damit läßt sich auch die übertragene Heizleistung auf die Umfangsfläche in gewissen Grenzen praktisch stufenlos verändern.Preferably, the distance of the pole piece elements from the peripheral surface is continuously variable. Thus, the transmitted heat output on the peripheral surface can be practically infinitely varied within certain limits.

Vorzugsweise weisen die Polschuhelemente einen maximalen Abstand von 10 mm zur Umfangsfläche auf. Damit erhält man einen guten Wirkungsgrad. Da die Beeinflussung der Heizleistung bei der Veränderung des Abstandes der Polschuhelemente im wesentlichen über die Veränderung des Wirkungsgrads erfolgt, wird mit dieser Maßangabe dafür Sorge getragen, daß der Wirkungsgrad nicht unter einen vertretbaren Wert absinkt.The pole shoe elements preferably have a maximum distance of 10 mm from the peripheral surface. This gives a good efficiency. Since the influence of the heating power in the change of the distance of the pole piece elements essentially takes place via the change in the efficiency, this measure is taken to ensure that the efficiency does not fall below a reasonable value.

Bevorzugterweise sind mehrere Polschuhelemente gruppenweise zusammengefaßt, wobei jede Gruppe eine für die Polschuhelemente der Gruppe gemeinsame Stelleinrichtung aufweist. Es ist in vielen Fällen nicht unbedingt erforderlich, jedes Polschuhelement für sich zu steuern. Eine derartige Möglichkeit erlaubt zwar eine sehr feinfühlige Verteilung der Wärmezufuhr in axialer Richtung der Heizwalze. Wenn man einen derartig großen Aufwand aber nicht treiben möchte, dann kann man durchaus mehrere Polschuhelemente zusammenfassen. Die Verwendung von mehreren Polschuhelementen in einer Gruppe hat den Vorteil, daß man die Zuordnung einzelner Polschuhelemente zu den jeweiligen Gruppen leicht ändern kann. Sollte sich also im Betrieb herausstellen, daß eine bestimmte Gruppenanordnung nicht günstig ist, dann läßt sich diese auf einfache Weise umstellen. Darüber hinaus verringert die Verwendung von mehreren Polschuhelementen auch in einer Gruppe die Ausbildung von Wirbelströmen in der Polschuhanordnung.Preferably, a plurality of pole piece elements are combined in groups, wherein each group has a common for the pole piece elements of the group actuating device. In many cases it is not absolutely necessary to control each pole shoe element by itself. Although such a possibility allows a very sensitive distribution of heat in the axial direction of the heating roller. But if you do not want to push such a big effort, then you can quite well summarize several Polschuhelemente. The use of multiple pole pieces in a group has the Advantage that you can easily change the assignment of individual Polschuhelemente to the respective groups. Should it turn out in operation that a particular group arrangement is not favorable, then this can be easily changed. In addition, the use of multiple pole piece elements also in one group reduces the formation of eddy currents in the pole piece arrangement.

Bevorzugterweise weisen die Polschuhelemente eine axiale Erstreckung im Bereich von 50 bis 200 mm auf. Jedes Polschuhelement kann zusätzlich noch durch wesentlich dünnere Trafo-Bleche gebildet sein, die beispielsweise unter Zwischenlage von Isolierpapier aufeinandergestapelt sind. Eine Erstreckung von 50 bis 200 mm läßt aber eine ausreichend feinfühlige Wärmezufuhr-Steuerung in axialer Richtung zu.Preferably, the pole piece elements have an axial extension in the range of 50 to 200 mm. Each Polschuhelement may additionally be formed by much thinner transformer plates, which are stacked, for example, with the interposition of insulating paper. An extension of 50 to 200 mm but allows a sufficiently sensitive heat supply control in the axial direction.

Auch ist von Vorteil, wenn benachbarte Polschuhelemente durch eine Kunststoffschicht voneinander getrennt sind. Die Kunststoffschicht ermöglicht ein reibungsarmes Gleiten benachbarter Polschuhelemente aneinander. Darüber hinaus isoliert die Kunststoffschicht benachbarte Polschuhelemente elektrisch voneinander, um die Ausbildung von Wirbelströmen in der Polschuhanordnung zu verhindern oder zumindest zu vermindern. Die Herabsetzung der Reibung hat den Vorteil, daß die Einstellung der radialen Position der einzelnen Polschuhelemente genauer erfolgen kann.It is also advantageous if adjacent pole piece elements are separated from one another by a plastic layer. The plastic layer allows low-friction sliding of adjacent pole piece elements together. In addition, the plastic layer electrically insulates adjacent pole pieces from one another to prevent or at least reduce the formation of eddy currents in the pole piece assembly. The reduction of the friction has the advantage that the adjustment of the radial position of the individual pole piece elements can be made more accurate.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Heizwalze von oben,
Fig. 2: eine erste Ausführungsform einer Heizwalze von der Seite und
Fig. 3: eine zweite Ausführungsform einer Heizwalze von der Seite.

The invention will be described below with reference to preferred embodiments in conjunction with the drawings. Herein show:

Fig. 1: a schematic representation of a heating roller from above,
Fig. 2: a first embodiment of a heating roller from the side and
Fig. 3: a second embodiment of a heating roller from the side.

Eine Heizwalze 1 weist eine Umfangsfläche 2 auf, die im Betrieb, wenn sich die Walze um eine Achse 3 dreht, umläuft. Die Heizwalze 1 bildet zusammen mit einer in Fig. 2 nur schematisch dargestellten Gegenwalze 4 einen Nip 5, durch den eine nicht näher dargestellte Materialbahn, beispielsweise eine Papierbahn, geführt werden kann. Die Materialbahn wird dann im Nip 5 mit erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur beaufschlagt.A heat roller 1 has a peripheral surface 2, which in operation, when the roller rotates about an axis 3, rotates. The heating roller 1, together with a counter roller 4, shown only schematically in FIG. 2, forms a nip 5, through which a material web, not shown in detail, for example a paper web, can be guided. The web is then applied in Nip 5 with increased pressure and elevated temperature.

Um die Umfangsfläche 2 der Heizwalze 1 beheizen zu können, weist die Heizwalze 1 eine Heizeinrichtung 6 auf. Die Heizeinrichtung 6 weist eine Induktoranordnung mit zwei elektrischen Leitern 7, 8 auf. Jeder Leiter 7, 8 ist über die gesamte axiale Länge der Heizwalze 1 geführt. Die beiden Leiter 7, 8 sind durch eine Verbindung 9 an einer Stirnseite der Heizwalze 1 miteinander verbunden. An der anderen Stirnseite der Heizwalze 1 ist eine Versorgungseinrichtung 10 angeordnet, die mit den beiden elektrischen Leitern 7, 8 verbunden ist. Die Versorgungseinrichtung 10 stellt die elektrische Energie, die zum Beheizen der Umfangsfläche 2 der Heizwalze 1 benötigt wird, in Form von Strom und Spannung einer vorbestimmten Frequenz zur Verfügung.In order to heat the peripheral surface 2 of the heating roller 1, the heating roller 1 has a heating device 6. The heating device 6 has an inductor arrangement with two electrical conductors 7, 8. Each conductor 7, 8 is guided over the entire axial length of the heating roller 1. The two conductors 7, 8 are interconnected by a connection 9 at one end face of the heating roller 1. At the other end of the heating roller 1, a supply device 10 is arranged, which with the two electrical conductors 7, 8 is connected. The supply device 10 provides the electrical energy needed to heat the peripheral surface 2 of the heating roller 1 in the form of current and voltage of a predetermined frequency.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrades weist die Induktoranordnung darüber hinaus eine Polschuhanordnung mit einer Vielzahl von in Axialrichtung der Heizwalze nebeneinander angeordneten Polschuhelementen 11 auf. Um die Polschuhelemente 11 in Fig. 1 unterscheidbar zu machen, sind sie zusätzlich mit kleinen Buchstaben 11a-111 gekennzeichnet.To improve the efficiency, the inductor arrangement moreover has a pole shoe arrangement with a multiplicity of pole shoe elements 11 arranged next to one another in the axial direction of the heating roller. In order to make the pole piece elements 11 distinguishable in FIG. 1, they are additionally identified with small letters 11a-111.

Wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist jedes Polschuhelement 11 im Schnitt E-förmig ausgebildet, d.h. ein Korpus 12 weist drei Arme 13, 14, 15 auf. Der äußere Arm 13 und der mittlere Arm 14 umschließen eine Ausnehmung 16, in der der Leiter 7 angeordnet ist. Der andere äußere Arm 15 und der mittlere Arm 14 umschließen eine Ausnehmung 17, in der der Leiter 8 angeordnet ist. Da die beiden Leiter 7, 8, wie durch Punkt und Kreuz angedeutet, jeweils von entgegengesetzt gerichteten Strömen durchflossen sind, ergibt sich im Bereich des Armes 14 das stärkste magnetische Feld und damit entsprechend die stärkste Wirbelstrombildung in der Umfangsfläche 2 der Heizwalze 1. Dies setzt lediglich eine elektrisch leitfähige Oberfläche der Heizwalze 1 voraus.As is apparent from Fig. 2 and 3, each pole piece 11 is formed in section E-shaped, i. a body 12 has three arms 13, 14, 15. The outer arm 13 and the central arm 14 enclose a recess 16 in which the conductor 7 is arranged. The other outer arm 15 and the central arm 14 enclose a recess 17 in which the conductor 8 is arranged. Since the two conductors 7, 8, as indicated by the dot and cross, are respectively flowed through by oppositely directed currents, results in the region of the arm 14, the strongest magnetic field and thus the strongest eddy current formation in the peripheral surface 2 of the heating roller 1. This sets only an electrically conductive surface of the heating roller 1 ahead.

Die Polschuhelemente 11 sind jeweils an einem Querträger 18 angeordnet. Der Querträger 18 ist im Bereich eines Doppelpfeils 19 relativ zur Heizwalze 1 verlagerbar. Zusätzlich ist entweder jedes Polschuhelement 11 oder eine Gruppe von Polschuhelementen 11 gegenüber dem Querträger 18 verlagerbar in Richtung eines Doppelpfeiles 20. Hierzu ist eine Stelleinrichtung 21 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 beispielsweise als pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Die Stelleinrichtung 21 ist mit dem Querträger 18 und dem Polschuhelement 11 verbunden. Wenn die Stelleinrichtung 21 betätigt wird, dann wird das Polschuhelement 11 um eine Achse 22, die parallel zur Achse 3 der Heizwalze 1 verläuft, verschwenkt, so daß sich hauptsächlich der Abstand des Armes 15 zur Umfangsfläche 2 der Heizwalze verändert. In etwas geringerem Maße verändert sich auch der Abstand des Armes 14 zur Umfangsfläche 2 der Heizwalze 1 und in noch geringerem Maße der Abstand des Armes 13 zur Umfangsfläche 2 der Heizwalze 1. Insgesamt verändert sich aber bei einer Schwenkbewegung des Polschuhelements 11 gegenüber der Umfangsfläche 2 der magnetische Widerstand, weil der Luftspalt, mit anderen Worten der Abstand zwischen den drei Armen 13-15 und der Umfangsfläche 2 der Heizwalze 1, verändert wird. Je größer der Luftspalt ist, desto geringer ist die an die Heizwalze 1 übertragbare Heizleistung. Je geringer der Abstand ist, desto größer ist die übertragbare Heizleistung.The pole pieces 11 are each arranged on a cross member 18. The cross member 18 is in the range of Double arrow 19 relative to the heating roller 1 displaced. In addition, either each pole piece element 11 or a group of pole piece elements 11 relative to the cross member 18 is displaceable in the direction of a double arrow 20. For this purpose, an adjusting device 21 is provided, which is formed in the embodiment of FIG. 2, for example, as a pneumatic piston-cylinder unit. The adjusting device 21 is connected to the cross member 18 and the pole piece 11. When the actuator 21 is actuated, the pole piece member 11 is pivoted about an axis 22 parallel to the axis 3 of the heat roller 1, so that mainly the distance of the arm 15 to the peripheral surface 2 of the heat roller changes. To a lesser extent, the distance of the arm 14 to the peripheral surface 2 of the heating roller 1 and to a lesser extent the distance of the arm 13 to the circumferential surface 2 of the heating roller 1 changes overall but in a pivotal movement of the pole piece 11 relative to the peripheral surface of the 2 magnetic resistance, because the air gap, in other words, the distance between the three arms 13-15 and the peripheral surface 2 of the heating roller 1, is changed. The larger the air gap, the lower the heat transferable to the heat roller 1. The smaller the distance, the greater the transferable heat output.

Wenn man nun diesbezüglich die Fig. 1 betrachtet, stellt man fest, daß im Bereich der Polschuhelemente 11a-11d ein größeres Maß an elektrischer Leistung zum Beheizen an die Heizwalze 1 übertragen wird, als im Bereich der Polschuhelemente 11e-11g. Dort wird eine verminderte Heizleistung übertragen. Im Bereich der Polschuhelemente 11h-11j wird hingegen wieder eine stärkere Heizleistung übertragen als im Bereich der Polschuhelemente 11a-11d. Im Bereich des Polschuhelements 11k wird wiederum weniger Heizleistung übertragen und im Bereich des Polschuhelements 111 wird wieder die maximale elektrische Heizleistung an die Umfangsfläche 2 der Heizwalze 1 übertragen.Looking now at Fig. 1, it will be noted that in the region of the pole pieces 11a-11d a greater amount of electrical power is transmitted to the heating roller 1 for heating than in the area the pole piece elements 11e-11g. There, a reduced heat output is transmitted. In contrast, in the region of the pole shoe elements 11h-11j, a greater heating power is again transmitted than in the area of the pole shoe elements 11a-11d. In the area of the pole shoe element 11k, in turn, less heating power is transmitted, and in the region of the pole shoe element 111, the maximum electrical heating power is again transmitted to the peripheral surface 2 of the heating roller 1.

Die axiale Erstreckung der Polschuhelemente liegt im Bereich von 50 bis 200 mm. Dementsprechend läßt sich, wenn jedes der Polschuhelemente 11a-111 getrennt verstellbar ist, auch eine entsprechend feine axiale Auflösung der Heizleistung einstellen.The axial extent of the pole piece elements is in the range of 50 to 200 mm. Accordingly, if each of the pole piece elements 11a-111 is separately adjustable, it is also possible to set a correspondingly fine axial resolution of the heating power.

Man kann aber auch vorsehen, daß zwei oder mehrere Polschuhelemente 11 miteinander verbunden werden und gemeinsam durch eine einzige Stelleinrichtung verlagert werden. In diesem Fall kann es zweckmäßig sein, über die axiale Länge der Heizwalze eine vorbestimmte Anzahl von Stelleinrichtungen 21 vorzusehen und jede von diesen dann über eine gemeinsame Betätigungseinrichtung auf eine Gruppe von Polschuhelementen wirken zu lassen. Eine derartige Betätigungseinrichtung kann beispielsweise durch eine Stange gebildet sein, die durch entsprechende Ösen an der Außenseite der Polschuhelemente geführt ist. Auf diese Weise läßt sich die Zuordnung von einer Stelleinrichtung zu einer Gruppe von Polschuhelementen 11 bzw. die Zuordnung von Polschuhelementen zu einer Gruppe leicht ändern.But one can also provide that two or more pole pieces 11 are connected together and are displaced together by a single actuator. In this case, it may be appropriate to provide over the axial length of the heat roller a predetermined number of actuators 21 and then to let each of them act on a group of pole pieces via a common actuator. Such an actuating device may for example be formed by a rod which is guided by corresponding eyelets on the outside of the pole piece elements. In this way, the assignment of an adjusting device to a group of pole shoe elements 11 or the assignment of pole shoe elements to a group can be easily changed.

Zweckmäßigerweise sind die einzelnen Polschuhelemente 11a-111 jeweils durch eine dünne Kunststoffschicht voneinander getrennt. Diese Kunststoffschicht unterbindet zum einen die Ausbildung von Wirbelströmen in der Polschuhanordnung, d.h. es können keine Wirbelströme von einem Polschuhelement zum anderen fließen. Zum anderen läßt sich durch eine Kunststoffschicht die Reibung zwischen benachbarten Polschuhelementen 11a-111 vermindern, so daß die Reibung das Stellverhalten oder die Positionierung der einzelnen Polschuhelemente 11a-111 nicht nennenswert beeinträchtigt.Expediently, the individual pole shoe elements 11a-111 are each separated from one another by a thin plastic layer. This plastic layer prevents on the one hand the formation of eddy currents in the pole piece arrangement, i. no eddy currents can flow from one pole piece element to the other. On the other hand, the friction between adjacent pole piece elements 11a-111 can be reduced by a plastic layer, so that the friction does not appreciably affect the setting behavior or the positioning of the individual pole piece elements 11a-111.

Die Leiter 7, 8 sind gegenüber der Heizwalze 1 ortsfest angeordnet. Genauer gesagt sind sie gegenüber dem Querträger 18 ortsfest angeordnet. Wenn also die Heizwalze 1 beispielsweise ausgebaut werden soll, dann lassen sich die Leiter 7, 8 gemeinsam mit den Polschuhelementen 11 und dem Träger 18 von der Walze 1 entfernen.The conductors 7, 8 are arranged stationary relative to the heating roller 1. More specifically, they are arranged stationary relative to the cross member 18. If, for example, the heating roller 1 is to be removed, for example, then the conductors 7, 8 can be removed from the roller 1 together with the pole shoe elements 11 and the carrier 18.

Fig. 3 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden die Polschuhelemente 11 hier nicht verschwenkt, sondern linear in Richtung des Doppelpfeiles 20 bewegt. Hierzu ist ein Linearantrieb vorgesehen, der beispielsweise einen Rotationsmotor 23 umfaßt, der auf eine Gewindespindel 24 wirkt. Der Rotationsmotor 23 kann als Schrittmotor ausgebildet sein. Die Gewindespindel steht mit einem Gewindestück 25 in Eingriff, das wiederum mit dem Korpus 12 des Polschuhelements 11 verbunden ist. Eine Linearführung 26 führt das Polschuhelement 11 gegenüber dem Querträger 18.Fig. 3 shows a modified embodiment in which the same elements are provided with the same reference numerals. In contrast to the embodiment of FIG. 2, the pole pieces 11 are not pivoted here, but moved linearly in the direction of the double arrow 20. For this purpose, a linear drive is provided which, for example, comprises a rotary motor 23 which acts on a threaded spindle 24. The rotary motor 23 may be formed as a stepping motor. The threaded spindle is in engagement with a threaded piece 25, which in turn with the body 12 of the pole piece 11th connected is. A linear guide 26 guides the pole piece 11 relative to the cross member 18th

Claims

A heating roller having a circumferential surface and an inductive heating device acting on the peripheral surface and having at least one axially extending inductor arrangement with at least one conductor and a pole piece arrangement, characterized in that the pole piece arrangement is formed by a stack of pole piece elements (11; 11a-111) are arranged side by side in the axial direction, wherein at least a part of the pole piece elements (11; 11a-111) is assigned in each case an adjusting device (21, 23) with which the distance of the respective pole piece element (11; 11a-111) from the peripheral surface (2). is changeable.

A heating roller according to claim 1, characterized in that the inductor arrangement (7, 8) is arranged radially stationary relative to the circumferential surface (2).

A heating roller according to claim 1 or 2, characterized in that the pole piece elements (11; 11a-111) are arranged on a cross member (18).

A heating roller according to claim 3, characterized in that the pole shoe elements (11; 11a-111) are pivotable relative to the cross member (18).

A heating roller according to claim 4, characterized in that the pole shoe elements (11; 11a-111) are pivotable about an axis (22) which runs parallel to the axis (3) of the heating roller (1).

A heating roller according to claim 3, characterized in that the pole shoe elements (11; 11a-111) are mounted on a longitudinal guide (26) running radially to the circumferential surface (2).

Heating roller according to one of claims 3 to 6, characterized in that the transverse support (18) is displaceable relative to the peripheral surface (2).

Heating roller according to one of claims 1 to 7, characterized in that the distance of the pole piece elements (11; 11a-111) from the peripheral surface (2) is continuously variable.

Heating roller according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pole shoe elements (11; 11a-111) have a maximum distance of 10 mm from the circumferential surface (2).

A heating roller according to any one of claims 1 to 9, characterized in that a plurality of pole piece elements (11; 11a-111) are combined in groups, each group having an actuating device (21, 23) common to the pole piece elements (11; 11a-111) of the group ,

Heating roller according to one of claims 1 to 10, characterized in that the pole shoe elements (11; 11a-111) have an axial extension in the range of 50 to 200 mm.

A heating roller according to any one of claims 1 to 11, characterized in that adjacent pole piece elements (11; 11a-111) are separated from each other by a plastic layer.