DE3939017A1 - Induktiv erhitzte vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft induktiv erhitzte Vorrichtungen, insbesondere für Kunststoffextruder, durch die Kunststoff­ teilchen gefördert und erhitzt werden, z. B. um sie in unterschiedlicher Weise zu neuen Gemischen aufzubereiten.

Solche induktiv erhitzbare Vorrichtungen sind bekannt. Sie besitzen ein Gehäuse aus Stahl, damit das Magnetfeld in diesem Wirbelströme hervorrufen kann, die es aufheizen. Das Magnetfeld wird dabei von einem oder mehreren lamellierten Eisenkernen, die eine Erregerwicklung tragen, erzeugt. Die Schenkel der Eisenkerne sind an das zu erhitzende Gehäuse magnetisch angekoppelt, das heißt, sie liegen am Gehäuse an. Das Gehäuse bildet den magnetischen Rückschluß. Die Magnet­ kerne sind entweder als U-Kern oder als E-Kern ausgebildet.

Um die Erregerspulen vor zu großer Wärme zu schützen, sind diese aus einem elektrischen Hohlleiter für einen Kühlmittel­ durchfluß gewickelt.

Alle diese bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie entweder nur für geringe Gehäusetemperaturen - annähernd 200°C - geeignet sind, oder als Niederspannungswicklung mit einem zusätzlichen Transformator betrieben werden müssen.

Neuzeitliche Kunststoffe verlangen beim Verarbeiten bzw. beim Vermischen höhere Temperaturen - bis 500°C und mehr. Die bekannten Erregerwicklungen, sofern sie aus Kupfer, als idealem Leiter, bestehen, sind dann gefährdet, weil die von dem Gehäuse über den Magnetkern zurückfließende Wärme solche Wicklungen zerstört.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die im massiven Gehäuse gewünschten hohen Temperaturen erzielbar sind. Insbesondere soll bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine thermische Isolierung bzw. Kühlung der magnetfeldaufbauenden Erregerspule vorhanden sein. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Vorrichtung in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sein und darüberhinaus einen verbesserten Wirkungsgrad aufweisen.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zwischen Erregerwicklung und Magnetkern eine, die Wicklung tragende, kühlmitteldurchflossene, aus gut wärmeleitendem Material bestehende Vorrichtung angeordnet ist, die als Wärmebarriere dient.

Auf diese Weise wird die vom zu erhitzenden Gehäuse zurück­ fließende Wärme durch das Kühlmittel abgeleitet, bevor sie die Erregerwicklung erreicht.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.

Anhand der Fig. 1 und 2, welche zwei mögliche Ausfüh­ rungsformen der Erfindung darstellen, sei die Erfindung näher erläutert.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt ein Extruder­ gehäuse 1 mit Durchflußöffnungen 1 a für die Extruder­ schnecken. Das Extrudergehäuse 1 trägt den lamellierten Eisen- bzw. Magnetkern 2, der als U-Kern ausgebildet ist, wobei zwischen den Schenkeln 3 des Magnetkerns 2 und dem zu erhitzenden Extrudergehäuse 1 eine hitzebeständige Zwischen­ lage 4 angeordnet ist. Auf dem die Schenkel 3 verbindenden Joch des Magnetkerns 2 ist eine ebenfalls hitzebeständige Ummantelung 5 angebracht. Um die Ummantelung 5 ist eine Lage eines im Querschnitt rechteckigen Rohres 6 gewickelt, welches von einem Kühlmedium durchflossen werden kann. Um die durch die einzelnen Wicklungen des Rohres 6 gebildete Zwischenlage ist die Erregerwicklung 7 angeordnet, welche das zur Erhitzung des Gehäuses 1 erforderliche magnetische Feld aufbaut. Um die Erregerwicklung 7 ist eine weitere Lage von rechteckigem Rohr 8 gewickelt, das ebenfalls von einem Kühlmedium durchflossen werden kann. Die beiden Lagen von Rohren 6 und 8 haben zweckmäßigerweise eine gleiche Win­ dungszahl und sind gegensinnig gewickelt, um keine transfor­ matorische Spannung - von der Erregerwicklung 7 herrührend - zu führen.

Um einen einwandfreien Zusammenhalt der aus Magnetkern 2, Erregerwicklung 7 und Rohrwicklungen 6, 8 bestehenden Anordnung zu gewährleisten, kann diese Anordnung von einem, mit einer hitzebeständigen Masse ausgegossenen Gehäuse derart umgeben werden, daß lediglich Endbereiche der Schenkel 3 aus diesem Gehäuse herausragen.

In Fig. 2 ist eine andere Art der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt.

Das runde Extrudergehäuse 10 trägt den lamellierten Kern 12, der in diesem Fall als E-Kern ausgebildet ist. Der topfför­ mige Träger 13 der Erregerspule 19 ist aus gut wärmeleitendem Material hergestellt und besitzt eine Öffnung 14, die den Mittelschenkel 15 des Kerns umschließt. Der topfförmige Träger 13 der Erregerspule 19 ist an einer Seite mit einem durchgehenden Spalt 16 versehen, damit er keine Kurzschluß­ windung bildet. Zur Vermeidung hoher Wirbelströme durch Streufelder ist er mit Schlitzen und Durchbrüchen 17 versehen. Das Viereckrohr 18 für die Wasserkühlung ist mit dem Wicklungsträger gut wärmeleitend verbunden. Im topfförmi­ gen Träger ist die Erregerwicklung 19 vergossen angeordnet. Der lamellierte Kern 12 ist mittels hitzebeständiger Unter­ lagen 20 zum Extrudergehäuse 10 auf Abstand gehalten. In Fig. 2 ist nur ein Teil des Kerns gezeigt, welcher die Öffnung 14 ausfüllt.

Claims (7)

1. Induktiv erhitzte Vorrichtung, insbesondere für Kunst­ stoffextruder, mit einem, eine Durchführöffnung für den zu erwärmenden Stoff aufweisenden Gehäuse und wenigstens einem, eine Erregerwicklung tragenden, lamellierten Magnetkern zur Erzeugung eines Magnetfeldes sowie einer Flüssigkeitskühlung, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Erregerspule tragender, aus gut wärmeleitendem Material bestehender, flüssigkeitsgekühlter Körper zwischen Magnetkern und Erregerwicklung angeordnet ist.

2. Induktiv erhitzte Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spule tragende Körper als eine die Kühlflüssigkeit führende, vorzugsweise aus Rechteckrohr bestehende Wicklung ausgebildet ist.

3. Induktiv erhitzte Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung zwischen zwei Kühlflüssigkeit führenden Rohrwicklungen angeordnet ist.

4. Induktiv erhitzte Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Erregerwicklung tragende Körper als Topf ausgebildet ist, der mit einem die Kühlflüssigkeit führendem Rohr verbunden ist.

5. Induktiv erhitzte Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Erregerwicklung aufnehmende Topf zur Vermeidung von Wirbelströmen mit Schlitzen und/oder Unterbrechungen versehen ist.

6. Induktiv erhitzte Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetkern, Erreger­ wicklung und Kühlvorrichtung mit einem Isolierverguß so versehen sind, daß nur die Schenkelenden des Magnetkerns herausragen.

7. Induktiv erhitzte Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Extruder­ gehäuse und Magnetkern eine schlecht wärmeleitende, einen Abstand bildende Zwischenlage angeordnet ist.