DE20217966U1

DE20217966U1 - Induktionsbeheizte Kalanderwalze

Info

Publication number: DE20217966U1
Application number: DE20217966U
Authority: DE
Original assignee: Eduard Kuesters Maschinenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: ANDRITZ KUESTERS GMBH & CO. KG, DE
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2012-11-21

Abstract

Walze, mit einem drehbar gelagerten Walzenmantel (9) und mit einer mit dem Walzenmantel (9) in Wirkverbindung stehenden Anordnung zur induktiven Beheizung des Walzenmantels (9), dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur induktiven Beheizung des Walzenmantels (9) eine Mehrzahl von in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Heizelementen (15) aufweist.

Description

Es ist bekannt, den drehbar gelagerten Walzenmantel von Kalanderwalzen induktiv zu beheizen. Dabei kann das induktiv wirkende Heizelement sowohl außerhalb als auch innerhalb des Walzenmantels angeordnet sein.
Zur Vergleichmäßigung der Temperatur des Walzenmantels in Längsrichtung der Walze ist es des weiteren bekannt, den Walzenmantel mit sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Bohrungen auszustatten, die von einem fluiden Wärmeträgermedium zumindest teilweise ausgefüllt sind.
Zwar ist es bei diesen Walzen möglich, eine zumindest annähernd einheitliche Temperatur über die gesamte Längserstreckung des Walzenmantels zu bewirken, Temperaturprofile lassen sich bei diesen Walzen jedoch nicht erzeugen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine induktiv beheizte Kalanderwalze zu schaffen, bei der über deren Länge vorgebbare Temperaturprofile erzeugbar sind.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.
Die Kalanderwalze weist einen drehbar gelagerten Walzenmantel und eine mit dem Walzenmantel in Wirkverbindung stehende Anordnung zur induktiven Beheizung des Walzenmantels auf. Dadurch, daß die Anordnung zur induktiven Beheizung des Walzenmantels erfindungsgemäß eine Mehrzahl von in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Heizzonen aufweist, kann durch eine unterschiedliche Leistungsbeaufschlagung der einzelnen Heizzonen ein Temperaturprofil über die Länge der Walze eingestellt werden, das – falls gewünscht – von einer gleichmäßigen Temperatur abweicht.
Die Anordnung zur induktiven Beheizung des Walzenmantels kann außerhalb des Walzenmantels angeordnet sein. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der die Anordnung zur induktiven Beheizung innerhalb des Walzenmantels angeordnet ist. Sie kann dann derart ausgestaltet sein, daß sie die innere Umfangsfläche des Walzenmantels zumindest nahezu vollständig überdeckt und der zwischen letzterer und der äußeren Mantelfläche der Anordnung verbleibende Spalt minimiert ist, wodurch eine optimale induktive Ankopplung, d.h. optimale Umsetzung der der Anordnung zugeführten Leistung in Wärme erzielt wird.
Die Anordnung zur induktiven Beheizung ist vorzugsweise an einem den Walzenmantel axial durchsetzendes Träger angeordnet.
Jeder Heizzone kann ein Temperatursensor zur Erfassung des sich über die Walzenlänge einstellende Temperaturintervalls zugeordnet sei. Eine Einstellung eines Temperaturverlaufs über die Länge der Walzen ist hierdurch möglich.
Vorzugsweise ist jeder Temperatursensor derart ausgelegt, daß er die Temperatur des Walzenmantels in dem Bereich erfaßt, der von der zugeordneten Heizzone beheizbar ist.
Konstruktiv wird dies vorzugsweise dadurch bewirkt, daß die Temperatursensoren in Längsrichtung an den entsprechenden Stellen in der Wandung des Walzenmantels angeordnet sind, regelmäßig radial gegenüber der jeweils zugeordneten Heizzone.
Jeder Temperatursensor ist vorzugsweise mit einer Regeleinrichtung verbunden, die die Heizleistung der zugeordneten Heizzone in Abhängigkeit des gemessenen Temperaturwertes zur Erzielung eines vorgegebenen Temperatur-Sollwertes regelt. Über die Länge der Walze benötigte Temperaturprofile lassen sich dann dauerhaft einstellen.
Versuche haben gezeigt, daß eine besonders gute Leistungsankopplung der den Heizelementen zugeführten elektrischen Energie in den Walzenmantel und somit ein besonders hoher Wirkungsgrad erzielt wird, wenn die Heizzonen mit Wechselspannung einer Frequenz > 300 Hz betrieben werden. Vorzugsweise liegt die Frequenz zwischen 500 und 1.500 Hz.
In der Zeichnung ist – schematisch – ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walze im Längsschnitt dargestellt.
Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Walze umfaßt einen Träger 1, der mittels einer Drehmomentstütze 2 umdrehbar angeordnet ist. Mittels an den beiden Endbereichen 3, 4 des Trägers 1 angeordneten Rotationslager 5, 6 ist ein rotationssymmetrisch ausgebildeter Walzenkörper 7 drehbar gelagert, dessen Arbeitsumfang 8 von einem rohrförmig ausgebildeten Walzenmantel 9 gebildet wird. Zur Erhöhung der von der Walze 100 aufnehmbaren Kräfte sind in axialer Richtung der Walze gesehen an den Stellen der Rotationslager 5 und 6 äußere Rotationslager 10, 11 vorgesehen, die mit äußeren Umfangsflächen der sich beidseitig an den Walzenmantel 9 anschließenden Walzenzapfen 12, 13 zusammenwirken und deren und rehbaren Teile in einem in der Zeichnung nur angedeuteten Maschinengestell 14 gelagert sind.
An dem Träger 1 sind innerhalb des Walzenmantels 9 nebeneinander eine Mehrzahl (n) von wechselspannungsbetriebenen Heizelementen 15 angeordnet, die durch Induktionswirkung in dem Walzenmantel 9 eine Temperaturerhöhung erzeugen. Die Heizelemente 15 werden mit einer Wechselspannung einer Frequenz > 300 Hz betrieben, um eine möglichst gute Ankopplung an den Walzenmantel zu erzeugen.
In einem dem jeweiligen Heizelement 15 radial gegenüberliegenden Bereich des Walzenmantels 9 ist jeweils zumindest ein Temperatursensor 16 im Material des Walzenmantels vorgesehen, der die Temperatur desselben in dem von dem jeweiligen Heizelement 15 beeinflußten Bereich erfaßt. Die mittels der Temperatursensoren 16 erfaßten Temperaturen werden einer Regeleinrichtung zugeleitet, die aktuelle Temperaturen mit dem Temperatur-Sollwert dieses Walzenmantelbereichs vergleicht und in Abhängigkeit der erfaßten Differenz Ist– zu Sollwert die dem zugehörigen Heizelement 15 zugeführte Leistung regelt.

1: Träger
2: Drehmomentstütze
3: Endbereich
4: Endbereich
5: Rotationslager
6: Rotationslager
7: Walzenkörper
8: Arbeitsumfang
9: Walzenmantel
10: Rotationslager
11: Rotationslager
12: Walzenzapfen
13: Walzenzapfen
14: Maschinengestell
15: Heizelement
16: Temperatursensor
100: Walze

Claims

Walze, mit einem drehbar gelagerten Walzenmantel (9) und mit einer mit dem Walzenmantel (9) in Wirkverbindung stehenden Anordnung zur induktiven Beheizung des Walzenmantels (9), dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur induktiven Beheizung des Walzenmantels (9) eine Mehrzahl von in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Heizelementen (15) aufweist.
Walze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Anordnung zur induktiven Beheizung innerhalb des Walzenmantels (9) angeordnet ist.
Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur induktiven Beheizung an einem dem Walzenmantel (9) axial durchsetzenden Träger (1) angeordnet ist.
Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Heizelement (15) ein Temperatursensor (16) zur Erfassung der Temperatur des Walzenmantels (9) zugeordnet ist.
Walze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (16) derart ausgelegt ist, daß er die Temperatur des Walzenmantels (9) in dem Bereich erfaßt, der von dem zugeordneten Heizelement (15) beheizbar ist.
Walze nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren (16) in der Wandung des Walzenmantels (9) angeordnet sind.
Walze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren (16) radial gegenüber dem jeweils zugeordneten Heizelement (15) angeordnet sind.
Walze nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Temperatursensor (16) mit einer Regeleinrichtung verbunden ist, die die Heizleistung des zugeordneten Heizelements (15) in Abhängigkeit des gemessenen Temperaturwertes zur Erzielung eines vorgegebenen Temperatur-Sollwertes regelt.
Walze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (15) mit Wechselspannung einer Frequenz > 300 Hz betrieben werden.
Walze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz zwischen 500 und 1.500 Hz beträgt.