| (19) |
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(11) |
EP 0 485 363 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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17.11.1994 Patentblatt 1994/46 |
| (22) |
Anmeldetag: 09.12.1986 |
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| (54) |
Vorrichtung zum Erwärmen eines Strangs aus elektrisch leitfähigem Material
Device for heating a long product of electrical conductive material
Installation de chauffage d'un produit long en matériau électriquement conducteur
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE FR GB LI |
| (30) |
Priorität: |
10.12.1985 DE 3543569
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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13.05.1992 Patentblatt 1992/20 |
| (62) |
Anmeldenummer der früheren Anmeldung nach Art. 76 EPÜ: |
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86117107.2 / 0228615 |
| (73) |
Patentinhaber: SICOWA Verfahrenstechnik für
Baustoffe GmbH & Co. KG |
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D-52072 Aachen (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- Schulz, Eckhard
4512 Wallenhorst (DE)
- Zimmermann, Georg
5100 Aachen (DE)
- Wosnitza, Franz
5100 Aachen (DE)
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| (74) |
Vertreter: Sparing Röhl Henseler
Patentanwälte |
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Postfach 14 04 43 40074 Düsseldorf 40074 Düsseldorf (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-B- 0 085 318 US-A- 2 288 269
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DE-C- 858 868 US-A- 2 712 586
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwärmen eines in einem Kanal geführten
Strangs aus einem elektrisch leitfähigen Material, wobei eine Kondensatorplattenanordnung,
die an einen Hochfrequenzgenerator angeschlossen ist, elektrisch isoliert gegenüber
dem Strang angeordnet ist und wobei die Kondensatorplattenanordnung zwei in Stranglängsrichtung
benachbarte Paare von einander gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatten aufweist,
zu deren beiden äußeren Seiten in Stranglängsrichtung zwei weitere Paare von zweiten
Kondensatorplatten angeordnet sind, die mit einem auf Nullpotential liegenden Anschluß
des Hochfrequenzgenerators verbunden sind.
[0002] Eine derartige Vorrichtung ist aus der EP-A-0 085 318 bekannt, bei der auf zwei gegenüberliegenden
Seiten des Kanals um etwa ihre Länge zueinander versetzt zwei Kondensatorplatten angeordnet
sind, die mit einem nicht potentialfreien Anschluß des Hochfrequenzgenerators verbunden
sind, während beidseitig benachbart zu den beiden Kondensatorplatten jeweils zwei
weitere Kondensatorplatten angeordnet sind, die mit dem potentialfreien Anschluß des
Hochfrequenzgenerators verbunden sind und sich soweit entlang des Kanals erstrecken,
daß der Strang außerhalb des Erwärmungsbereichs nicht mehr auf Potential liegt. Wie
sich jedoch gezeigt hat, ist die Erwärmung des Strangs nicht genügend gleichmäßig
und kann infolgedessen zu einer Schalenbildung innerhalb des Strangs führen, wodurch
die Homogenität des Endprodukts und damit dessen Festigkeit, wenn es sich beispielsweise
um durch Erwärmung zu erhärtende Baustoffe handelt, beeinträchtigt wird. Dies dürfte
darauf zurückzuführen sein, daß sich die Felder in der Mitte des Strangs in etwa kompensieren
können, während zwischen nebeneinander befindlichen Kondensatorplatten unterschiedlicher
Polarität im Randbereich des Antrags sehr starke Felder auftreten, so daß die Feldverteilung
zur Symmetrieachse in Längsrichtung des Strangs stark unsymmetrisch ist. Wegen der
relativ ungleichmäßigen Erwärmung ist außerdem eine sehr große Erwärmungsstrecke erforderlich.
[0003] Aus der US-A-2 288 269 ist ein Erwärmen eines bewegten Strangs bekannt. Dabei liegt
eine Anzahl relativ schmaler, beabstandeter Kondensatorplatten auf einer Seite des
Strangs einer ebenso großen Anzahl gleichartiger Kondensatorplatten auf der anderen
Seite des Strangs parallel gegenüber, wobei die einander gegenüberliegenden sowie
nebeneinander benachbarten Kondensatorplatten mit Spannungen unterschiedlichen Vorzeichens
aus einem Hochfrequenzgenerator alternierend beaufschlagt werden. Der Abstand benachbarter
Kondensatorplatten ist kleiner als der Abstand gegenüberliegender Kondensatorplatten.
Der zu erwärmende Strang wird in Längsrichtung der Anordnung bewegt. Auf die Bereitstellung
eines möglichst homogenen Feldes und damit auf eine gleichmäßige Erwärmung eines Strangs
kommt es nicht an. Diese Art der Erwärmung würde eine Schalenbildung in einem Strang
begünstigen.
[0004] Aus der DE-C-858 868 ist ein Erwärmen eines bewegten, relativ kleinen stückigen Gutes
(z.B. Preßtabletten) mittels eines Hochfrequenzfeldes bekannt, wobei ein hochfrequentes
Wechselfeld längs der Transportrichtung des Gutes bewegt wird. Die Bewegung des Feldes
erfolgt aufgrund der Umschaltung der Hochfrequenzspannung auf gleichartige, benachbarte
Kondensatorplattenpaare längs der Transportrichtung. Der Abstand benachbarter Kondensatorplatten
ist weniger als halb so groß wie der Abstand gegenüberliegender Kondensatorplatten.
Wegen der relativ kleinen Abmessungen der zu behandelnden Güter bzw. der Kondensatorplattenpaare
sind die Felder praktisch homogen. Für die gleichmäßige Erwärmung eines Strangs ist
dies jedoch nicht geeignet.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, die eine gleichmäßigere Erwärmung des Strangs ermöglicht und eine Schalenbildung
innerhalb des Strangs verhindert.
[0006] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen in Stranglängsrichtung benachbarten
Kondensatorplatten ein Abstand etwa mindestens gleich dem Abstand der bezüglich des
Strangs gegenüberliegenden Kondensatorplatten vorgesehen ist.
[0007] Die Aufgabe wird außerdem dadurch gelöst, daß ein weiterer mit dem ersten nicht korrelierter
Hochfrequenzgenerator vorgesehen ist und jeweils ein Paar von gegenüberliegenden ersten
Kondensatorplatten mit den Ausgängen einer der beiden Hochfrequenzgeneratoren verbunden
ist, wobei die schräg gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatten jeweils auf Nullpotential
liegen und zwischen in Strangslängsrichtung benachbarten, mit voneinander unterschiedlichem
Potential beaufschlagten Kondensatorplatten der ersten und der zwei weiteren Paare
ein Abstand etwa mindestens gleich dem Abstand der bezüglich des Strangs gegenüberliegenden
Kondensatorplatten vorgesehen ist.
[0008] Zwar ist der Skin-Effekt bei Erwärmungsvorrichtungen mittels hochfrequenter elektrischer
Energie normalerweise eine Störung 2. Ordnung, jedoch kann er in Abhängigkeit von
der Kondensatorplattengröße zu einem dominanten Effekt werden. Um seine Auswirkung
möglichst gering zu halten, ist es daher zweckmäßig, die Kondensatorplatten jeweils
aus mehreren, vorzugsweise zwei Teilplatten aufzubauen, die auf gleichem Potential
liegen und deren benachbarte Kanten durch einen Schlitz getrennt sind, der vorzugsweise
so klein wie möglich gehalten ist.
[0009] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den
Ansprüchen zu entnehmen.
[0010] Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den beigefügten Abbildungen dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
[0011] Fig. 1 zeigt im wesentlichen schematisch und perspektivisch eine Bandstranganlage
mit einer Vorrichtung zum Erwärmen des Strangs.
[0012] Fig. 2 bis 10 zeigen im wesentlichen schematisch Ausführungsformen von Kondensatoranordnungen.
[0013] Die in Fig. 1 dargestellte Bandstranganlage umfaßt vier Bänder 10, 11, 12 und 13,
die derart angeordnet sind, daß sie zwischen sich einen rechteckigen Kanal 14 bilden.
Die Bänder 10 bis 13 sind um Rollen 15 geführt und mittels eines nicht darstellten
Antriebs synchron angetrieben. Die Bänder 10 bis 13 werden, soweit erforderlich, ferner
benachbart zum Kanal 14 durch nicht dargestellte Tragroste abgestützt, während die
vertikalen Bänder 12 und 13 zusätzlich über Gleitschienen an ihren Kanten geführt
sein können. Das untere horizontale Band 10 ist über das Austrittsende des Kanals
14 hinaus verlängert und über eine Tänzerwalze 16 zur Bandlaufregelung geführt.
[0014] Zwischen den Bändern 10 bis 13 mündet im Eintrittsbereich des Kanals 14 eine Befüllungseinrichtung,
z.B. ein Fülltrichter 17, der zweckmäßigerweise etwa mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit
zwecks Reinigung aus dem Eintrittsbereich des Kanals 14 herausfahrbar angeordnet ist.
Die Austrittsöffnung des Fülltrichters 17 befindet sich im Eintrittsbereich des Kanals
14.
[0015] Am Austrittsende des Kanals 14 ist eine Schneideeinrichtung 18 vorgesehen, die in
Vorschubrichtung des Bandes 10 aus einer Ausgangsstellung synchron mit der Vorschubgeschwindigkeit
des Bandes 10 verfahrbar und nach Durchführung des Schneidvorgangs in die Ausgangsstellung
zurückfahrbar ist. Die Schneideeinrichtung 18 besitzt in der dargestellten Ausführungsform
einen Bügel 19, der einen Schneidedraht 19a hin- und herbeweglich sowie in vertikaler
Richtung entsprechend dem Schneidfortgang verstellbar aufnimmt und mit einem Schlitten
20 verfahrbar ist.
[0016] Nachfolgend zur Schneideeinrichtung 18 kann eine Bandwiegestrecke vorgesehen sein.
[0017] Die Bänder 10 bis 13 bestehen aus einem elektrisch nichtleitenden Kunststoff, während
benachbart zu den Bändern 12 und 13, und zwar auf Außenseiten der Bandteile, die den
Eingangsbereich des Kanals 14 bilden, eine schematisch dargestellte Kondensatorplattenanordnung
21 vorgesehen ist, die über entsprechende Leitungen 22 mit einem Hochfrequenzgenerator
23 verbunden sind.
[0018] Wird eine Rohmischung, beispielsweise bestehend aus Quarzsand, Kalk, Wasser, Zement
mit einem Beschleuniger/Verzögerer-System und Schaum zur Herstellung von Kalksilikatsteinen
in den Fülltrichter 17 eingefüllt, gelangt die Rohmischung in den Kanal 14 und wird
durch die Bänder 10 bis 13 auf dem vorbestimmten Kanalquerschnitt gehalten. Über die
Kondensatorplattenanordnung 21 erfolgt die Erwärmung der Rohmischung im Kanal 14 beispielsweise
auf eine Temperatur von 50°C, so daß sich die Rohmischung aufgrund der dadurch in
Gang gesetzten festigkeitsbildenden Reaktionen des Zements verfestigt.
[0019] Der sich verfestigende Strang aus Rohmischung im Kanal 14 wird durch die Bänder 10
bis 13 zum Austrittsende des Kanals 14 gefördert. Eine Relativbewegung zwischen dem
Strang und den Bändern 10 bis 13 sowie unter den Bändern 10 bis 13 untereinander findet
hierbei nicht statt, so daß auch die Verschleißprobleme minimal sind.
[0020] Um am Austrittsende des Kanals 14 ein leichtes Lösen der Bänder 10 bis 13 von dem
verfestigten Strang zu erreichen, werden die Bänder 10 bis 13, bevor sie zum Kanal
14 umgelenkt werden, durch Sprüheinrichtungen 24 mit einem Trennmittel besprüht. Außerdem
sind Abstreifer 25 vorgesehen, die eventuell anhaftendes Material von den Bändern
10 bis 13 entfernen.
[0021] Nach Austritt des verfestigten Strangs aus dem Kanal 14 wird dieser durch das untere
Band 10 weitertransportiert und mittels der Schneideeinrichtung 18 in einzelne Steinrohlinge
26 zerteilt. Die vereinzelten Steinrohlinge 26 können dann gegebenenfalls auf einer
Bandwiegestrecke gewogen werden, um auf diese Weise die Zusammensetzung der Rohmischung
nachregeln zu können, um eine möglichst gleichmäßige Scherbenrohdichte der Steinrohlinge
26 zu erzielen.
[0022] Ferner läßt sich die Abwärme des Hochfrequenzgenerators 23 nutzen, indem durch die
Generatorkühlung erzeugte Warmluft etwa mittels einer Haube auf die Steinrohlinge
26 geblasen wird, um diese nachzuhärten, so daß diese eine für einen nachfolgenden
Transport zu einem Autoklaven ausreichend hohe Festigkeit besitzen, die jedoch nicht
voll durch die Erwärmung im Bereich der Kondensatorplattenanordnung 21 erzeugt werden
muß. Die Länge des Kanals 14 ist derart bemessen, daß der austretende Strang eine
gewünschte Festigkeit aufweist, die gegebenenfalls durch die Nachwärmung mit Warmluft
von der Generatorkühlung oder auch einer sonstigen Wärmequelle auf den notwendigen
Wert erhöht wird.
[0023] Der Bereich des Kanals 14 wird zweckmäßigerweise in einem nicht dargestellten auf
Erdpotential befindlichen Gehäuse untergebracht, das vom Fülltrichter 17 bis zur Schneideeinrichtung
18 reicht.
[0024] Um andere Formate herstellen zu können, ist es zweckmäßig, wenn die Bänder 10 bis
13 mit ihren Rollen 15 sowie Tragrosten und Gleitführungen in bezug auf ihre Bandebenen
verstellbar sind, um so den Querschnitt des Kanals 14 ändern zu können. Die Länge
der Rohlinge 26 kann durch den Takt der Schneideeinrichtung 18 verändert werden.
[0025] Zweckmäßigerweise ist die Vorschubgeschwindigkeit der Bänder 10 bis 13 regelbar,
und zwar insbesondere stufenlos regelbar, um die Vorschubgeschwindigkeit an die Aufheizgeschwindigkeit
und die Größe der Kondensatorplattenanordnung 21 entsprechend anpassen zu können.
[0026] Die Bandstranganlage eignet sich beispielsweise zur Herstellung von Rohlingen für
Wandbausteine, insbesondere Leichtbausteine, etwa auf Basis von Kalksilikat, Gas-
oder Schaumbeton oder aus grobkeramischem Material, wobei die Rohmischung große Anteile
Schaum und Wasser enthält, so daß Scherbenrohdichten bis herab zu 0,2 g/cm³ erzielt
werden.
[0027] Bei der in Fig. 2 dargestellten Kondensatorplattenanordnung 21 sind an den Bändern
12 bzw. 13 anliegend mit Abstand zueinander zwei Paare von einander gegenüberliegenden
Kondensatorplatten 30 vorgesehen, zwischen denen zwei weitere Paare von einander gegenüberliegenden
Kondensatorplatten 31 angeordnet sind, so daß in Längsrichtung des Kanals 14 auf den
beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Kondensatorplatte 30, zwei Kondensatorplatten
31 und eine Kondensatorplatte 30 aufeinander in Längsrichtung des Kanals 14 folgen.
Dabei ist in Längsrichtung des Kanals der Abstand zwischen einem Kondensatorplattenpaar
30 und einem Kondensatorplattenpaar 31 mindestens so groß wie der Abstand zwischen
den gegenüberliegenden Kondensatorplatten 30 bzw. 31. Die äußeren Kondensatorplatten
30 sind an den potentialfreien Anschluß (0) des Hochfrequenzgenerators 23 angeschlossen
und erstrecken sich dabei soweit entlang des Kanals 14, daß die von den inneren Kondensatorplatten
31 ausgehenden Streufelder von den Kondensatorplatten 30 auf beiden Seiten aufgenommen
werden, so daß der Strang innerhalb des Kanals 14 außerhalb des Erwärmungsbereichs
berührungsspannungsfrei ist. Die Kondensatorplatten 31 sind kürzer als die Kondensatorplatten
30 und jeweils an den anderen nicht potentialfreien Anschluß (+) des Hochfrequenzgenerators
23 angeschlossen. Außerdem sind hierbei zwei Hilfskondensatorplatten 32, die an den
nicht potentialfreien Anschluß (+) des Hochfrequenzgenerators 23 angeschlossen sind,
benachbart zu den Bändern 10 und 11 einander gegenüberliegend etwa in der Mitte zwischen
den vier mittleren Kondensatorplatten 31 vorgesehen. Die Hilfskondensatorplatten 32
können etwa so lang wie die Kondensatorplatten 31 sein, sind jedoch im Verhältnis
zum Abstand d zwischen den Kondensatorplatten 30 bzw. 31 schmal und mit ihrer Längsachse
in Richtung der Längsachse des Kanals 14 gerichtet. Die Hilfskondensatorplatten 32
führen zusammen mit den gleichgepolten Kondensatorplatten 31 zwischen den äußeren
anders gepolten Kondensatorplatten 30 zu einer Feldlinienverteilung, die neben der
gesamten Erwärmung des Strangs besonders die Oberflächenerwärmung unterstützt, was
zu einer Verkürzung der Erwärmungsstrecke beiträgt, wobei die Hilfskondensatorplatten
32 eine zusätzliche Erwärmung im Bereich des hierzu benachbarten Strangs bewirken.
Dies führt bei den vorstehend erwähnten Anwendungsfällen zu einer zusätzlichen Verfestigung
in diesem Bereich und damit auch zu einem besseren Lösen des verfestigten Strangs
von den Bändern 10, 11.
[0028] Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind zwei Hochfrequenzgeneratoren
23 der halben Gesamtleistung vorgesehen, die unkorreliert sind. Jeweils ein Paar von
einander gegenüberliegenden mittleren Kondensatorplatten 31 ist an den potentialfreien
und an den nicht potentialfreien Anschluß eines der beiden Hochfrequenzgeneratoren
23 angeschlossen (potentialfreie Zuführung zu den Kondensatorplatten), wobei in Längsrichtung
des Strangs die benachbarten Kondensatorplatten 31 von entgegengesetzter Polarität,
jedoch an jeweils einen anderen Hochfrequenzgenerator 23 angeschlossen sind. Hierdurch
wird ein insgesamt bezüglich des Strangquerschnitts recht homogenes Feld erzeugt,
so daß auch das Stranginnere gut erwärmt und Schalenbildung vermieden wird.
[0029] Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist wiederum zur Erzeugung eines
homogeneren Feldes vorgesehen, daß zwischen den Kondensatorplatten 30, 31 in Längsrichtung
des Strangs jeweils ein Abstand mindestens etwa gleich dem Abstand d zwischen einander
gegenüberliegenden Kondensatorplatten 30 oder 31 ist. Die Polung der Kondensatorplatten
30, 31 ist wie bei Fig. 3, jedoch wird nur ein Hochfrequenzgenerator 23 verwendet.
[0030] In der Mitte zwischen den vier mittleren Kondensatorplatten 31 können wie bei Fig.
2 Hilfskondensatorplatten 32 vorgesehen sein, jedoch derart, daß sie sich ebenfalls
etwa im Abstand
d von den benachbarten Kondensatorplatten 31 befinden. Die Hilfkondensatorplatten 32
können auch rund oder oval sein.
[0031] Wenn man bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform zwei Hochfrequenzgeneratoren
23 verwendet, die unkorreliert sind, genügt es, wenn nur der Abstand zwischen den
auf unterschiedlichem Potential befindlichen Kondensatorplatten 30 und 31 mindestens
etwa gleich
d ist, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Kondensatorplatten 30 sind hierbei jeweils mit
dem potentialfreien Ausgangs des Hochfrequenzgenerators 23 verbunden, der auch mit
der benachbarten potentialfreien Kondensatorplatte 31 verbunden ist.
[0032] Werden zwei Hochfrequenzgeneratoren 23 verwendet, deren Ausgänge symmetrisch zum
Nullpotential sind, sind die dem an ein Paar von Kondensatorplatten 31 benachbarten
Kondensatorplatten 30 auf das Nullpotential des jeweiligen Hochfrequenzgenerators
23 zu legen, damit Berührungsspannungsfreiheit gewährleistet ist.
[0033] Zwischen benachbarten auf Nullpotential liegenden Kondensatorplatten 30, 31 kann
der Abstand kleiner als
d gewählt werden, wie in Fig. 5 dargestellt ist.
[0034] Man kann auch die Hilfkondensatorplatten 32 der Ausführungsform von Fig. 4 an einen
weiteren nichtkorrelierten Hochfrequenzgenerator 23 anschließen, wobei dann der Abstand
zwischen den Kondensatorplatten 31 und 32 entsprechend gering gewählt werden kann.
[0035] Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform ist die Kondensatorplattenanordnung
wie in Fig. 5, jedoch wird nur ein Hochfrequenzgenerator 23 verwendet. Dafür werden
aber die einander gegenüberliegenden Paare von Kondensatorplatten 31 symmetrisch zum
Nullpotential spannungsbeaufschlagt, indem eine Kondensatorplatte 31 mit einem Ausgangsanschluß
des Hochfrequenzgenerators 23 verbunden und die gegenüberliegende Kondensatorplatte
31 mit letzterer über eine phasenverschiebende lambda/2-Umwegleitung 34 oder ein Phasenschiebernetzwerk
verbunden ist, das eine Phasenverschiebung um eine halbe Periode bewirkt.
[0036] Stattdessen kann aber auch ein Hochfrequenzgenerator 23 mit symmetrischem Ausgang
verwendet werden. Die einander gegenüberliegenden Paare von Kondensatorplatten 31
werden dabei symmetrisch zum Nullpotential spannüngsbeaufschlagt, indem eine Kondensatorplatte
31 mit einem Ausgangsanschluß des Hochfrequenzgenerators 23 und die bezüglich des
Strangs gegenüberliegende Kondensatorplatte 31 mit dem anderen Ausgangsanschluß des
Hochfrequenzgenerators 23 verbunden wird, was eine gegenphasige Ansteuerung der gegenüberliegenden
Elektroden bewirkt. Die Kondensatorplatten 30 sind dann mit dem Nullpotential des
Hochfrequenzgenerators 23 verbunden.
[0037] Gemäß Fig. 7 kann vorgesehen sein, daß die an den nicht geerdeten Anschluß des Hochfrequenzgenerators
angeschlossene Kondensatorplatte 31 an beiden Enden quer zur Längsrichtung des Strangs
eine kleines Stück über die Bänder 10, 11 übergreift, entweder durch eine Abwinkelung
35 oder durch eine eigene schmale Hilfskondensatorplatte 36 realisiert, wodurch das
Feld im Ober- und Unterbereich des Strangs zur lokalen Oberflächenerwärmung leicht
komprimiert wird. Wenn sich daran ein weiteres Kondensatorplattenpaar 31 umgekehrter
Polung anschließt, befindet sich dort das inhomogenere Feld auf der anderen Seite
des Strangs, so daß sich insgesamt eine gute homogene Oberflächenerwärmung ergibt.
Hierbei kann man mit einem oder mit zwei unkorrelierten Hochfrequenzgeneratoren 23
oder mit symmetrischen oder unsymmetrischen Potential (bezüglich des Nullpotentials)
arbeiten.
[0038] Gemäß Fig. 8 können die Kondensatorplatten 31 (und eventuell auch 30) aus mehreren,
benachbart zueinander angeordneten Teilplatten 31a, 31b bestehen, um den Skin-Effekt
im Strangmaterial so gering wie möglich zu halten. Die Teilplatten 31a, 31b liegen
auf gleichen Potential und ihre benachbarten Kanten sind durch einen Schlitz 37 getrennt,
der infolge gleichen Potentials so eng wie möglich sein kann.
[0039] Wie in Fig. 9 dargestellt, ist es zweckmäßig, in Bezug auf den Strang etwas konkav
ausgebildete Kondensatorplatten 30, 31 zu verwenden, wodurch ebenfalls ein Beitrag
zur Homogenisierung des Feldes erhalten wird. Außerdem kann die Konkavität der Kondensatorplatte
30, 31 mit einem Material 38 mit möglichst hoher Dielektrizitätskonstante ausgefüllt
sein, so daß ihre dem entsprechenden Band 10, 11, 12 oder 13 zugewandte Fläche plan
ist und an diesem anliegt. Während Kunststoffe eine Dielektrizitätskonstante in der
Größenordnung von etwa 2 bis 4 aufweisen (bei einem Verlustfaktor tg δ, der extrem
niedrig ist, so daß sich der Kunststoff praktisch auch nicht erwärmt), sind hier Materialien
wie Calciumtitanat vorgesehen, deren Dielektrizitätskonstante sehr viel größer als
1 ist. Außerdem zeigen diese Materialien hohe Formstabilität und einen geringen Temperaturausdehnungskoeffizienten.
Fig. 10 zeigt den normierten Potentialverlauf zwischen zwei gegenüberliegenden Kondensatorplatten
für eine Kunststoffschicht zwischen Strang und Kondensatorplatte (gestrichelt) und
für ein Material 38 mit hoher Dielektrizitätskonstante zwischen Strang und Kondensatorplatte
(durchgezogen). Ersichtlich ergibt sich im letzteren Falle ein sehr viel kleinerer
Spannungsabfall über den Kondensatorplatten, was die Betriebssicherheit deutlich erhöht.
Das Stranggut hat zumindestens bei den vorstehend angesprochenen Anwendungsfällen
eine Dielektrizitätskonstante von ca. 40 bis 80 und einen nennenswerten Verlustfaktor
tg δ, d.h. das Stranggut ist mittels eines Hochfrequenzfeldes besonders gut erwärmbar.
[0040] Außerdem ist es zweckmäßig, die Kondensatorplatten an der den Bändern zugewandten
Seiten mit einer Kunststoffschicht zu versehen bzw. die Kondensatorplatten in Kunststoff
einzubetten, um den Verschleiß der sich an den Kondensatorplatten entlang bewegenden
Bänder gering zu halten. Diese Kunststoffbeschichtung sollte jedoch so dünn wie möglich
sein, um das Spannungsprofil nicht zu stark zu beeinflussen. Zum selben Zweck kann
das Material 41 an der dem Band zugekehrten Seite geschliffen und poliert sein.
1. Vorrichtung zum Erwärmen eines in einem Kanal (14) geführten Strangs aus einem elektrisch
leitfähigen Material, wobei eine Kondensatorplattenanordnung (21), die an einen Hochfrequenzgenerator
(23) angeschlossen ist, elektrisch isoliert gegenüber dem Strang angeordnet ist, und
wobei die Kondensatorplattenanordnung (21) zwei in Stranglängsrichtung benachbarte
Paare von einander gegenüberliegenden, ersten Kondensatorplatten (31) aufweist, zu
deren beiden äußeren Seiten in Stranglängsrichtung zwei weitere Paare von zweiten
Kondensatorplatten (30) angeordnet sind, die mit einem auf Nullpotential liegenden
Anschluß des Hochfrequenzgenerators (23) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen in Stranglängsrichtung benachbarten Kondensatorplatten (30, 31) ein
Abstand etwa mindestens gleich dem Abstand (d) der bezüglich des Strangs gegenüberliegenden
Kondensatorplatten (30 bzw. 31) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden gegenüberliegenden
Seiten des Strangs, an denen keine ersten Kondensatorplatten (31) anliegen, im mittleren
Bereich des Strangs und der Erstreckung der ersten Kondensatorplatten (31) jeweils
eine Hilfskondensatorplatte (32) vorgesehen ist, die ebenfalls an den nicht auf Nullpotential
liegenden Anschluß des Hochfrequenzgenerators (23) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kondensatorplatten
(31) sämtlich an den nicht auf Nullpotential liegenden Anschluß des Hochfrequenzgenerators
(23) angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskondensatorplatten
(32) in Längsrichtung des Strangs im Vergleich zum Abstand (d) zwischen den gegenüberliegenden
ersten Kondensatorplatten (31) schmal sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskondensatorplatten
(32) etwa gleiche Länge wie die ersten Kondensatorplatten (31) haben.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer,
mit dem ersten Hochfrequenzgenerator (23) nicht korrelierter Hochfrequenzgenerator
(23) vorgesehen und jeweils ein Paar von gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatten
(31) mit den Ausgängen einer der beiden Hochfrequenzgeneratoren (23) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der einander schräg
gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatten (31) an die auf Nullpotential liegenden
Anschlüsse der Hochfrequenzgeneratoren (23) angeschlossen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
Kondensatorplatten (31), die bezüglich des Strangs auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet
sind, symmetrisch zum Nullpotential beaufschlagt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Kondensatorplatte
(31) mit der hierzu bezüglich des Strangs gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatte
(31) über eine Lambda/2-Umwegleitung (34) oder ein Phasenschiebernetzwerk verbunden
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzgenerator
(23) symmetrische Ausgangsanschlüsse bezüglich des Nullpotentials aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
und gegebenenfalls zweiten Kondensatorplatten (31, 30) jeweils aus mindestens zwei
Teilplatten (31a, 31b) bestehen, die durch einen Spalt (37) getrennt sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
und gegebenenfalls zweiten Kondensatorplatten (31, 30) in Richtung auf den Strang
konkav ausgebildet sind, wobei die Konkavität mit einem elektrisch isolierenden Material
(41) ausgefüllt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende
Material (41) eine Dielektrizitätskonstante von sehr viel größer als 1, vorzugsweise
von größer als 100, aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem
Längskanten aufweisenden Strang die ersten Kondensatorplatten (31) an den beiden benachbarten
Kanten den Strang auf seinen einander gegenüberliegenden Seiten, an denen die ersten
Kondensatorplatten (31) nicht anliegen, mittels einer Abwinkelung (35) oder einer
getrennten Hilfskondensatorplatte (36) ein kleines Stück im Vergleich zur Strangbreite
übergreifen.
15. Vorrichtung zum Erwärmen eines in einem Kanal (14) geführten Strangs aus einem elektrisch
leitfähigen Material, wobei eine Kondensatorplattenanordnung (21), die an einen Hochfrequenzgenerator
(23) angeschlossen ist, elektrisch isoliert gegenüber dem Strang angeordnet ist und
wobei die Kondensatorplattenanordnung (21) zwei in Stranglängsrichtung benachbarte
erste Paare von einander gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatten (31) aufweist,
zu deren beiden äußeren Seiten in Stranglängsrichtung zwei weitere Paare von zweiten
Kondensatorplatten (30) angeordnet sind, die mit einem auf Nullpotential liegenden
Anschluß des Hochfrequenzgenerators (23) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß
ein weiterer mit dem ersten nicht korrelierter Hochfrequenzgenerator (23) vorgesehen
ist und jeweils ein Paar von gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatten (31) mit
den Ausgängen einer der beiden Hochfrequenzgeneratoren (23) verbunden ist, wobei zwei
der schräg gegenüberliegenden ersten Kondensatorplatten (31) jeweils auf Nullpotential
liegen und zwischen in Strangslängsrichtung benachbarten, mit voneinander unterschiedlichem
Potential beaufschlagten Kondensatorplatten (30, 31) der ersten und der zwei weiteren
Paare ein Abstand etwa mindestens gleich dem Abstand d der bezüglich des Strangs gegenüberliegenden
Kondensatorplatten (30 bzw. 31) vorqesehen ist.
1. An apparatus for heating a continuous electrically conductive body of material, hereinafter
called a strand, guided in a channel (14), a capacitor plate arrangement (21) which
is connected to a high frequency generator (23) being electrically insulated from
the strand, the capacitor plate arrangement (21) having two pairs of opposite first
capacitor plates (31), such pairs being adjacent one another lengthwise of the strand,
two further pairs of second capacitor plates (30) being disposed lengthwise of the
strand in association with the two outer sides of the first capacitor plates (31),
the second capacitor plates (30) being connected to a zero-potential terminal of the
high frequency generator (23), characterised in that between capacitor plates (30,
31) which are adjacent one another lengthwise of the strand there is a gap which is
at least substantially equal to the gap (d) between the capacitor plates (30, 31 respectively) which are opposite one another
in relation to the strand.
2. An apparatus according to claim 1, characterised in that an auxiliary capacitor plate
(32) also connected to the non-zero-potential terminal of the high frequency generator
(23) is provided on the two opposite sides of the strand, where there are no first
capacitor plates (31), centrally of the strand and in extension of the first capacitor
plates (31).
3. An apparatus according to claim 2, characterised in that the first capacitor plates
are all connected to the non-zero-potential terminal of the high frequency generator
(23).
4. An apparatus according to claim 2 or 3, characterised in that the auxiliary capacitor
plates (32) are narrow lengthwise of the strand in comparison with the gap (d) between the opposite first capacitor plates (31).
5. An apparatus according to any of claims 2 to 4, characterised in that the auxiliary
capacitor plates (32) are of substantially the same length as the first capacitor
plates (31).
6. An apparatus according to any of claims 1 to 4, characterised in that a further high
frequency generator (23) uncorrelated with the first high frequency generator (23)
is provided and a pair of opposite first capacitor plates (31) is connected in each
case to the outputs of one of the two high frequency generators (23).
7. An apparatus according to claim 6, characterised in that two of the diagonally opposite
first capacitor plates (31) are connected to the zero-potential terminals of the high
frequency generators (23).
8. An apparatus according to any of claims 1 to 6, characterised in that the first capacitor
plates (31) which are disposed on opposite sides relatively to the strand are energised
symmetrically of the zero potential.
9. An apparatus according to claim 8, characterised in that a first capacitor plate (31)
is connected to the first capacitor plate (31) opposite it relatively to the strand
by way of a half-wave bypass (34) or of a phase shift network.
10. An apparatus according to claim 8, characterised in that the high frequency generator
(23) has symmetrical output terminals in respect of zero potential.
11. An apparatus according to any of claims 1 to 10, characterised in that the first and
possibly second capacitor plates (31, 30) each consist of at least two subplates (31a,
31b) separated by a gap (37).
12. An apparatus according to any of claims 1 to 11, characterised in that the first and
possibly second capacitor plates (31, 30) are concave towards the strand, the concavity
being filled with an electrical insulant (41).
13. An apparatus according to claim 12, characterised in that the electrical insulant
(41) has a dielectric constant which is very much greater than unity, preferably greater
than 100.
14. An apparatus according to any of claims 1 to 13, characterised in that in the case
of a strand having longitudinal edges the first capacitor plates (31) engage the strand
over a short distance in comparison with strand width on the two adjacent edges on
opposite sides of the strand, where the first capacitor plates (31) do not engage,
by means of a bent part (35) or a separate auxiliary capacitor plate (36).
15. An apparatus for heating a continuous electrically conductive body of material, hereinafter
called a strand, guided in a channel (14), a capacitor plate arrangement (21) which
is connected to a high frequency generator (23) being electrically insulated from
the strand, the capacitor plate arrangement (21) having two pairs of opposite first
capacitor plates (31), such pairs being adjacent one another lengthwise of the strand,
two further pairs of second capacitor plates (30) being disposed lengthwise of the
strand in association with the two outer sides of the first capacitor plates (31),
the second capacitor plates (30) being connected to a zero-potential terminal of the
high frequency generator (23), characterised in that a further high frequency generator
(23) uncorrelated with the first such generator is provided and a pair of opposite
first capacitor plates (31) are in each case connected to the outputs of one of the
two high frequency generators (23), two of the diagonally opposite first capacitor
plates (31) being at zero potential, a gap which is at least approximately equal to
the gap d between the capacitor plates (30, 31) on opposite sides of the strand being present
between those capacitor plates (30, 31) of the first and two further pairs which are
at different potentials from one another and which are adjacent lengthwise of the
strand.
1. Dispositif pour le réchauffage d'un boudin constitué d'un matériau électriquement
conducteur se déplaçant à l'intérieur d'un canal (14), comprenant un générateur haute
fréquence (23) relié à un agencement (21) de plaques de condensateur électriquement
isolé par rapport audit boudin, ledit agencement (21) de plaques de condensateur présentant
deux paires placées côté à côte dans le sens longitudinal du boudin de premières plaques
(31) de condensateur se faisant face, sur les deux côtés extérieurs desquelles, longitudinalement
au boudin, sont disposées deux autres paires de secondes plaques de condensateur (30)
lesquelles sont reliées à une borne de potentiel zéro du générateur haute fréquence
(23), caractérisé en ce qu'il est prévu, entre les plaques de condensateur (30, 31)
voisines longitudinalement au boudin, une distance sensiblement au moins égale à la
distance (d) entre les plaques de condensateur (30 ou 31) disposées face à face par
rapport au boudin.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu, sur les deux
cotés opposés du boudin sur lesquels les premières plaques de condensateur (31) ne
sont pas disposées, dans la zone centrale du boudin et dans la zone des premières
plaques de condensateur (31), une plaque de condensateur auxiliaire (32), également
reliée à la borne de potentiel non nul du générateur haute fréquence (23).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premières plaques de
condensateur (31) sont toutes reliées à la borne de potentiel non nul du générateur
haute fréquence (23).
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que, longitudinalement
au boudin, les plaques de condensateur auxiliaires (32) sont étroites par rapport
à la distance (d) entre les premières plaques de condensateur (31) qui leur font face.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que les plaques
auxiliaires (32) ont une longueur approximativement égale à celle des premières plaques
(31).
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un
générateur haute fréquence (23) supplémentaire non corrélé avec le premier générateur
haute fréquence (23) est prévu et en ce que chaque paire de premières plaques de condensateur
(31) se faisant face est respectivement reliée aux sorties de l'un des deux générateurs
haute fréquence (23).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que deux plaques prises suivant
une diagonale des premières plaques de condensateur (31) se faisant face sont connectées
aux bornes de potentiel zéro des générateurs haute fréquence (23).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les premières
plaques de condensateur (31) qui sont disposées sur les côtés opposés par rapport
au boudin, sont chargées de manière symétrique par rapport au potentiel zéro.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'une première plaque
de condensateur (31) est reliée à la première plaque de condensateur (31) qui lui
fait face par rapport au boudin, par un circuit de dérivation lambda/2 (34) ou par
un circuit de déphasage.
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le générateur haute
fréquence (23) présente des bornes de sortie symétriques par rapport au potentiel
zéro.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les
premières et éventuellement les secondes plaques de condensateur (31, 30) sont constituées
respectivement d'au moins deux plaques partielles (31a, 31b) séparées par une fente
(37).
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les
premières et éventuellement les secondes plaques de condensateur (31, 30) présentent
une concavité en direction du boudin, cette concavité étant remplie par un matériau
électriquement isolant (38).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le matériau électriquement
isolant (38) présente une constante diélectrique nettement supérieure à 1, de préférence
supérieure à 100.
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que dans
le cas d'un boudin présentant des arêtes longitudinales, les premières plaques de
condensateur (31) entourent le boudin au moyen d'un bord rabattu (35) ou d'une plaque
auxiliaire distincte (36) sur une petite proportion par rapport à sa largeur, sur
les deux arêtes voisines disposées sur ses côtés se faisant face mutuellement et sur
lesquels ne viennent pas s'appliquer les premières plaques de condensateur (31).
15. Dispositif pour le réchauffage d'un boudin constitué d'un matériau électriquement
conducteur se déplaçant à l'intérieur d'un canal (14), comprenant un générateur haute
fréquence (23) relié à un agencement (21) de plaques de condensateur électriquement
isolé par rapport audit boudin, ledit agencement (21) de plaques de condensateur présentant
deux paires de premières plaques de condensateur (31) se faisant face, placées côté
à côte dans le sens longitudinal du boudin, sur les deux côtés extérieurs desquelles,
longitudinalement au boudin, sont disposées deux autres paires de secondes plaques
de condensateur (30) lesquelles sont reliées à une borne de potentiel zéro du générateur
haute fréquence (23), caractérisé par le fait que l'on prévoit un générateur haute
fréquence (23) supplémentaire non corrélé avec le premier générateur haute fréquence
(23), que chaque paire de premières plaques de condensateur (31) se faisant face est
respectivement reliée aux sorties de l'un des deux générateurs haute fréquence (23),
deux des premières plaques de condensateur (31) se faisant face, prises suivant une
diagonale, étant portées au potentiel zéro et en ce que l'on prévoit, entre les plaques
de condensateur (30, 31) des premières et secondes paires voisines, longitudinalement
au boudin, soumises l'une par rapport à l'autre à des potentiels différents, une distance
sensiblement au moins égale à la distance d entre les plaques de condensateur (30
ou 31) se faisant face par rapport au boudin.