DE1039671B - Vorrichtung zum fortschreitenden elektrischen Erwaermen von Blechbaendern im unmittelbaren Stromdurchgang - Google Patents

Description

Es ist an sich bekannt, Blechbänder beispielsweise zu dem Zweck, eine zuvor galvanisch aufgebrachte Zinnschicht niederzuschmelzen, fortschreitend elektrisch zu erwärmen, indem der Strom unmittelbar durch das Blechband hindurchgeleitet wird. Die Zuleitung des Stromes erfolgt hierbei über Umlenkwalzen. Die Anordnung wird bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art so getroffen, daß zwei Walzen in gewissem Abstand voneinander in einer Ebene angeordnet sind, während eine dritte Walze in einer höher gelegenen Ebene vorgesehen ist. Diese drei Walzen sind mit der Sekundärseite des Transformators derart verbunden, daß die obere Walze an einen Pol, die beiden unteren an den anderen Pol gelegt sind. Hierdurch ergibt sich eine nur einphasige Belastung des einspeisenden Netzes.

Um den vor allem bei einem verhältnismäßig langen Bandweg zwischen den einzelnen Speisepunkten auftretenden, verhältnismäßig großen induktiven Widerstand herabzusetzen und dadurch die zusätzliche Blindleistung zu vermindern, ist schon eine ähnliche Vorrichtung bekanntgeworden, bei welcher ein Wechselstrom von großer Stärke durch zwei parallele und benachbarte Bleche geschickt wird, derart, daß die Ströme in den Blechen in Gegenrichtung fließen und sich ihre magnetischen Felder aufheben, so daß der Strom nicht verdrängt wird, die Bleche über ihre ganze Breite gleichmäßig erwärmt werden. Aber auch bei der bekannten Vorrichtung wird das einspeisende Netz nur einphasig belastet. Außerdem ergeben sich vielfach Kontaktschwierigkeiten an den Walzen, die zu Beschädigungen des Bandes führen, was besonders dann von Bedeutung ist, wenn es sich darum handelt, auf dem Band eine glatte und saubere Zinnoberfläche zu erzielen.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum Glühen von Drähten oder Bändern bekanntgeworden, bei welcher ebenfalls die Werkstücke selbst als elektrische Heizwiderstände dienen und diesen über Stromkontaktrollen die elektrische Energie zugeführt wird. Dabei soll die Zahl der parallel angeordneten Werkstücke ein Vielfaches von Drei sein und zu ihrer Erhitzung ein Drehstrom verwendet werden, der über isoliert angeordnete Kontaktstellen den einzelnen im Stern oder Dreieck zusammengeschalteten Werkstücken zugeführt wird. Eine derartige Anordnung setzt aber eine kompliziert aufgebaute Anlage voraus, da immer mindestens drei Werkstücke gleichzeitig erhitzt werden müssen.

Durch die Erfindung sollen die oben beschriebenen Nachteile vermieden und trotzdem soll eine gleichmäßige Verteilung der Leistung auf die drei Phasen des Netzes erzielt werden, wobei gleichzeitig die induktiven Widerstände vermindert werden sollen. Ge-Vorrictitung zum fortschreitenden

elektrischen Erwärmen von Blechbändern

im unmittelbaren Stromdurchgang

Anmelder:
Deutsche Edelstahlwerke

Aktiengesellschaft,

Krefeld, Oberschlesienstr. 16,

und Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft, Berlin-Grunewald, Hohenzollerndamm· 150

DipL-Ing. Fritz AIf, Remscheid-Hasten,
ist als Erfinder genannt worden

löst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zwei einander gegenüberstehende Gruppen von Umlenkwalzen vorgesehen werden, zwischen denen das Band hin- und hergeführt wird. Die eine Gruppe besteht hierbei aus vier in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordneten Walzen, von welchen drei an je eine Phase der Sekundärseite eines Hochstromtransformators angeschlossen sind, die beiden äußeren Walzen sind elektrisch miteinander verbunden. Die beiden innenliegenden Walzen werden zweckmäßig an je eine Phase, die beiden äußeren an die dritte Phase angeschlossen. Die Zuleitungen zu den äußeren Walzen werden dabei so geführt, daß sie die Zuleitungen zu den inneren Walzen umschließen.

Durch diese Maßnahmen wird eine gleichmäßige Belastung der drei Phasen erreicht, die auch dann noch wirksam bleibt, wenn mit großen Bandgeschwindigkeiten gearbeitet wird und große Leistungen erforderlich sind. Die Scheinleistung des Transformators wird erheblich verringert, weil kurze und symmetrisch zueinander angeordnete Zuleitungen zu den Speisewalzen vorgesehen werden können. Diese Scheinleistung wird weiterhin dadurch verringert, daß durch geeignete Bemessung der Walzen die Trümmer des laufenden Bandes parallel zueinander liegen und so eng wie möglich benachbart sind. In jeder Phase des speisenden Stromes sind diese Trümmer gegensinnig stromdurch-

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flössen, so daß ihr induktiver Widerstand stark vermindert wird. Die in Verbindung hiermit zweckmäßigerweise vorzusehenden zusätzlichen Rollen sorgen außerdem für eine enge Umschlingung der stromgespeisten Walzen, so daß die Kontaktschwierigkeitem auf ein Mindestmaß verringert werden.

In der Zeichnung ist rein schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgedankens dargestellt.

Abb. 1 ist eine Ansicht der Gesamteinrichtung; Abb. 2 ist eine Ansicht des Antriebes;

Abb. 3 ist ein Querschnitt einer Kontaktwalze gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung.

Das zu erhitzende Band 1 wird zwischen zwei Gruppen von Walzen hin- und hergeführt. Die obere Gruppe 0 besteht aus drei Walzen 2, während die untere Gruppe u aus vier Walzen besteht. Diese vier unteren Walzen dienen der Stromzuführung zum Band, und zwar sind im gewählten Beispiel die beiden inneren Walzen R und 6" je am eine entsprechende Phase der Hochstromwicklung 8 des Transformators angeschlossen. Die beiden äußeren Walzen T sind an die dritte Phase angeschlossen. Die Zuleitungen 3 zu diesen beiden Walzen T sind so geführt, daß sie die Zuleitungen 4 zu den Walzen R und 5" umschließen. Auf diese Weise ergibt sich eine völlig symmetrische Anordnung der Zuleitungen, die außerdem vergleichsweise kurz gehalten werden können, weil die Walzen nebeneinander in einer Ebene liegen.

Die Durchmesser der Walzen 0, die nicht stromgespeist sind, werden in Anpassung an die Achsabstände der Walzen der Gruppe u so gewählt, daß die Trümmer des Bandes parallel zueinander und, wie bei 5 angedeutet, paarweise so dicht wie möglich benachbart laufen. Es werden vorteilhafterweise auch gummierte Rollen 6 vorgesehen, die den Umschlingungswinkel des Bandes an den Walzen der Gruppe« erhöhen. Infolge der engen Nachbarschaft der Trümmer des Bandes, die in jeder Phase gegensinnig und von Phase zu Phase um 120° verschoben stromdurchflössen sind, wird die Scheinleistung des Transformators verringert.

Infolge des Hin- und Herführens des Bandes zwischen den nicht stromgespeisten Walzen der Gruppe 0 und den stromgespeisten Walzen der Gruppe u ergibt sich eine erhebliche Verlängerung des Bandweges zwischen zwei Stromzuführungsstellen, verglichen mit bekannten Anordnungen. Die Verlängerung des Bandweges bedeutet eine Vergrößerung des Widerstandes. Infolgedessen ist es möglich, bei gleicher Leistung mit geringerer Stromstärke zu arbeiten. Die Folge hiervon ist eine Verminderung der Kontaktschwierigkeiten. Diese Kontaktschwierigkeiten werden auch noch dadurch vermindert, daß mittels der Rollen 6 der Umschlingungswinkel vergrößert und so der Übergangswiderstand verringert wird.

Die Leistung der Anlage kann auch noch dadurch vergrößert werden, daß für die engbenachbart laufenden Trümmer Kästen 7 vorgesehen werden, die die Trümmer umschließen. Diese Kästen werden vorzugsweise aus wärmeisolierendem Werkstoff hergestellt. Es ist ferner vorteilhaft, diese Kästen mit einem metallischen Belag vorzusehen, wobei die Beläge der einzelnen Kästen vorzugsweise untereinander und gegebenenfalls durch eine Leitung 9 auch mit dem Sternpunkt der Sekundärseite des Transformators elektrisch verbunden werden.

Die Walzen 2 der Gruppe 0 werden vorzugsweise mit einem temperaturbeständigen Gummibelag versehen. Der Gummi kann dabei in an sich bekannter Weise durch einen Silikonüberzug gegen die auftretenden Temperaturen geschützt werden. So vorzugehen ist insbesondere dann möglich, wenn das Band auf Temperaturen zwischen 200 und 300° C erwärmt werden muß, wie dies beim Zinnaufschmelzen der Fall ist.

Die mit dem Gummibelag versehenen Walzen der Gruppe 0 eignen sich auch besonders dazu, das Band in Bewegung zu setzen. Die Gefahr, daß infolge von Wärmedehnungen u. dgl. ein Schlupf zwischen dem Band und den angetriebenen Walzen eintritt, ist auch dann nicht groß, wenn alle drei Walzen gemeinsam von einem Motor aus angetrieben werden.

Es kann aber unter Umständen aus anderen Gründen unzweckmäßig sein, die obenliegenden Walzen der Gruppe 0 anzutreiben. Der Antrieb erfolgt in diesem Fall von den stromgespeisten Walzen der Gruppe u aus. Um zu verhindern, daß in diesem Falle zwischen Band und Walze ein Schlupf eintritt, der zur Beschädigung der Bandoberfläche führen könnte, wird für jede Walze ein Einzelantrieb vorgesehen und zwischen der Walze und dem Motor eine elastische Kupplung angeordnet. Diese Anordnung ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Bei T ist eine der Walzen der Gruppe u dargestellt, über die das Band 1 hinwegläuft. Die Welle 11 der Walze ist bei 12 gelagert und trägt bei 10 Schleifringe für die Zuführung des Stromes über Bürsten 17. Der Antrieb erfolgt vom Motor 13 aus über die elastische Kupplung 14. An dem antreibenden Kupplungsteil ist ein Arm 15 befestigt, an dem angetriebenen Teil ein Arm 16. Der Arm 16 ist mit einem Schleifer versehen, der auf einer Widerstandsbahn schleifen kann, die am Arm 15 befestigt ist. Durch die elastische Kupplung 14 wird bewirkt, daß die Winkelstellung des Armes 15 gegenüber 16 umgesetzt wird in einen elektrischen Widerstandswert, dessen Größe dazu benutzt werden kann, in bekannter Weise den Antriebsmotor 13 auf konstantes Drehmoment oder konstante Leistung auszuregeln. Statt des Widerstandsgebers können auch die an sich bekannten kapazitiven oder induktiven Geber Verwendung finden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann statt der flexiblen Kupplung auf der Welle als flexibles Zwischenglied die Kontaktwalze so aufgebaut werden, daß auf die Welle 11 zunächst ein elastischer Gummikörper 19 aufgebracht wird und auf diesen die eigentliche Kontaktwalze 18. Die äußere Kontaktwalze 18 wird dann über flexible Stromführungsbänder mit den Schleifringen 10 verbunden. Diese Anordnung ist in Abb. 3 dargestellt. Die Regelarme, entsprechend den Armen 15 und 16, werden in diesem Fäll einerseits an der Welle 11 und andererseits an der Kontaktwalze angebracht. Auch bei dieser Anordnung ist die Winkelstellung dieser beiden Hebelarme für die übertragene Leistung bzw. das übertragene Drehmoment maßgebend. Diese letztere Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, daß der Gummibelag zwischen der äußeren Kontaktwalze 18 und der Welle 11 wärmeisolierend wirkt und daher vom Band selbst keine Wärmeabführung auftritt. Darüber hinaus kann der Querschnitt der Kontaktwalze 18 so gewählt werden, daß dieser bei der vorhandenen Strombelastung sich selbst erwärmt und seinerseits Wärme an das Band abgibt, d. h. daß also keine Wärmeableitung, sondern eine Wärmezuleitung zum Band hin erfolgt. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Achse 11 hohl auszuführen, damit diese von innen gegebenenfalls gekühlt werden kann. Diese Kühlung bewirkt, daß ein Temperaturanstieg in den Lagern 12 mit Sicherheit vermieden wird.

Sowohl die Anordnung nach Abb. 2 als auch die Anordnung nach Abb. 3 verhindern mit Sicherheit, daß ein Schlupf zwischen Band und Walze eintritt, so daß auf diese Weise Beschädigungen der Bandoberfläche vermieden werden können.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum fortschreitenden elektrischen Erwärmen von Blechband im unmittelbaren Stromdurchgang unter Zuleitung des Stromes über Umlenkwalzen, gekennzeichnet durch zwei einander gegenüberstehende Gruppen von Umlenkwalzen, zwischen denen das Band hin- und hergeführt ist, deren eine aus vier in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander angeordneten Walzen besteht, von welchen drei an je eine Phase der Sekundärseite eines Hochstromtransformators angeschlossen und von welchen die beiden äußeren Walzen unmittelbar elektrisch miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Stromanschlußwalzen die Zuleitungen zu den äußeren Walzen die Zuleitungen zu den inneren Walzen umschließen.

3'. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch zusätzliche, den Umschlingungswinkel des Bandes an den Stromzuführungswalzen erhöhende Rollen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Walzen der nicht stromgespeisten Gruppe in Anpassung an die Achsabstände der Walzen der stromgespeisten Gruppe so gewählt sind, daß die Trümmer des Bandes parallel zueinander und paarweise so dicht wie möglich benachbart laufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die eng benachbarten Trümmer ein beide umschließender Kasten, insbesondere aus wärmeisolierendem Werkstoff und einem metallischen Belag, vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Beläge der einzelnen Kästen untereinander und gegebenenfalls mit dem Sternpunkt der Sekundärseite des Transformators elektrisch verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht stromgespeisten, vorzugsweise mit temperaturbeständigem Gummibelag versehenen Walzen angetrieben sind.

•7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungswalzen angetrieben sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Einzelantrieb jeder Walze unter Einschaltung einer elastischen Kupplung und auf den Kupplungsteilen aufgesetzte Arme, deren Winkelstellung zueinander auf elektrischem Wege durch an sich bekannte Widerstands-, induktive oder kapazitive Geber umgesetzt wird in eine Regelung des Motors auf konstante Leistung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalze (18) auf die vorzugsweise hohle angetriebene Welle (11) aufgesetzt ist unter Zwischenschaltung eines als elastische Kupplung· wirkenden Gummikörpers (19).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 896 694;
deutsche Patentanmeldung S 13938 VIII d7 21h (bekanntgemacht am 10. 12. 1953).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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