DE3939017C2 - Induktiv beheizbare Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine induktiv beheizbare Vorrichtung, insbesondere für Kunststoffextruder, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Durch derartige Kunststoffextruder werden Kunststoffteilchen gefördert und erhitzt, z. B. um sie in unterschiedlicher Weise zu neuen Gemischen aufzubereiten.

Induktiv beheizbare Vorrichtungen dieser Art sind z. B. aus der DE 37 17 742 A1 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 meh­ reren lamellierten Eisenkernen, die eine Erregerwicklung tra­ gen, erzeugt. Die Schenkel der Eisenkerne sind an das zu erhit­ zende Gehäuse magnetisch angekoppelt, das heißt, sie liegen am Gehäuse an. Das Gehäuse bildet den magnetischen Rückschluß. Die Magnetkerne sind entweder als U-Kern oder als E-Kern ausgebil­ det.

Um die Erregerspulen vor zu großer Wärme zu schützen, sind die­ se aus einem elektrischen Hohlleiter für einen Kühlmitteldurch­ fluß 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 zu­ sätzlichen Transformator betrieben werden müssen.

Neuzeitliche Kunststoffe verlangen beim Verarbeiten bzw. beim Vermischen höhere Temperaturen - bis 500°C und mehr. Die be­ kannten 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 daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die im massiven Gehäuse gewünschten hohen Temperaturen erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zwi­ schen Erregerwicklung und Magnetkern eine, die Wicklung tragen­ de, kühlmitteldurchflossene, aus gut wärmeleitendem Material bestehende Vorrichtung angeordnet ist, die als Wärmebarriere dient. Die vom zu erhitzenden Gehäuse zurückfließende Wärme wird durch das Kühlmittel abgeleitet, bevor sie die Erreger­ wicklung erreicht, weil bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhafterweise eine thermische Isolierung bzw. Kühlung der magnetfeldaufbauenden Erregerwicklung vorhanden ist. Die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung ist in besonders einfacher und wirt­ schaftlicher Weise herstellbar und weist darüberhinaus einen verbesserten Wirkungsgrad auf.

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

Anhand der Fig. 1 und 2, welche zwei mögliche Ausführungs­ formen der Erfindung darstellen, sei die Erfindung näher erläu­ tert.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt ein Extrudergehäuse 1 mit Durchflußöffnungen 1a für die Extruderschnecken. Das Ex­ trudergehäuse 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 Zwischenlage 4 angeordnet ist. Auf dem die Schenkel 3 verbindenden Joch des Magnetkerns 2 ist eine eben­ falls hitzebeständige Ummantelung 5 angebracht. Um die Ummante­ lung 5 ist eine Lage einer im Querschnitt rechteckigen Rohr­ wicklung 6 gewickelt, welche von einem Kühlmedium durchflossen werden kann. Um die durch die einzelnen Wicklungen der Rohr­ wicklung 6 gebildete Zwischenlage ist die Erregerwicklung 7 an­ geordnet, welche das zur Erhitzung des Extrudergehäuses 1 er­ forderliche magnetische Feld aufbaut. Um die Erregerwicklung 7 ist eine weitere Lage einer aus rechteckigem Rohr bestehenden Rohrwicklung 8 gewickelt, die ebenfalls von einem Kühlmedium durchflossen werden kann. Die beiden Lagen von Rohrwicklungen 6 und 8 haben zweckmäßigerweise eine gleiche Windungszahl und sind gegensinnig gewickelt, um keine transformatorische Span­ nung - von der Erregerwicklung 7 herrührend - zu führen.

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

In Fig. 2 ist eine andere Art der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung gezeigt.

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

Claims (10)

1. Induktiv beheizbare Vorrichtung, insbesondere für Kunststoffextruder, mit einem, eine Durchführungsöffnung (1a) für den zu erwärmenden Stoff aufweisenden Extruderge­ häuse (1) und wenigstens einem, eine Erregerwicklung (7) tragenden, lamellierten Magnetkern (2) zur Erzeugung eines Magnetfeldes sowie einer Flüssigkeitskühlung, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein die Erregerwicklung (7) tragender, aus gut wärmeleitendem Material bestehender, flüssigkeits­ gekühlter Körper zwischen Magnetkern (2) und Erregerwick­ lung (7) angeordnet ist.

2. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach Ansnruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Erregerwicklung (7) tragende Körper als eine die Kühlflüssigkeit führende, vor­ zugsweise aus Rechteckrohr bestehende Rohrwicklung (6) aus­ gebildet ist.

3. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger­ wicklung (7) zwischen zwei Kühlflüssigkeit führenden Rohr­ wicklungen (6, 8) angeordnet ist.

4. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Erregerwicklung (19) tragende Körper als topfförmiger Träger (13) ausgebildet ist, der mit einem die Kühlflüssigkeit führendem Rohr ver­ bunden ist.

5. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Erregerwicklung (19) aufnehmende topfförmige Träger (13) zur Vermeidung von Wir­ belströmen mit Schlitzen (16) und/oder Unterbrechungen (17) versehen ist.

6. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern (2), die Erregerwicklung (7) und der flüssigkeitsgekühlte Körper mit einem Isolierverguß so versehen sind, daß nur die Schenkelenden des Magnetkerns (2) herausragen.

7. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Extrudergehäuse (1, 10) und dem Magnetkern (2, 12) eine schlecht wärmeleitende, einen Abstand bildende Zwischenlage (4, 20) angeordnet ist.

8. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem die Schenkel (3) des Magnetkerns (2) verbindenden Joch und der Rohrwicklung (6) eine hitzebeständige Ummantelung (5) angeordnet ist.

9. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Rohrwicklungen (6, 8) die gleichen Windungszahlen besitzen und gegensinnig gewic­ kelt sind.

10. Induktiv beheizbare Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelschenkel (15) eines als E-Kern ausgebildeten Magnetkerns (12) eine Öff­ nung (14) des topfförmigen Trägers (13) durchsetzt.