CN102421590A - 带有行星齿轮变速器的连续压机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其是用于制造木材板或类似物的连续压机，包括带有上压板(2)的压机上部(1)和带有下压板(4)的压机下部(3)以及在压机上部(1)中和在压机下部(3)中循环环绕的且通过转向辊(5、6)引导的压制带(7)，这些压制带在中间设置滚动体总成(8)的情况下支撑在相应的压板(2、4)上，转向辊(5、6)中的至少一个构成驱动辊(6)并且设有至少一个驱动装置(13)，该驱动装置在中间设置变速器(14)的情况下作用到驱动辊(6)上。驱动装置(13)构成为带有至少一个旋转的盘形转子(15)的盘式结构方式的电动机，旋转的盘形转子(15)仅通过一个行星齿轮变速器(14)作用到驱动辊(6)上。

Description

带有行星齿轮变速器的连续压机
技术领域
本发明涉及一种连续压机，尤其是用于制造木材板或类似物，包括带有上压板的压机上部和带有下压板的压机下部以及在压机上部中和在压机下部中循环环绕的且通过转向辊引导的压制带，各压制带在中间设置滚动体总成的情况下支撑在相应的压板上，其中至少一个转向辊构成为驱动辊并且从而构成被驱动的转向辊并且设有至少一个驱动装置，驱动装置在中间设置(至少)一个变速器的情况下作用到驱动辊的轴或连接到该轴上。木材板在本发明的范围内尤其是指纤维板(例如MDF板)或刨花板或OSB板。但是也包括用于制造塑料板或塑料垫或者例如矿物纤维板的压机。上压板和/或下压板可以借助于缸-活塞装置加载，所述缸-活塞装置支撑在压机机架上。转向辊尤其指前面的或者说入口侧的入口辊和后面的或者说出口侧的出口辊。入口辊和出口辊可旋转地支承在压机机架中，入口辊和/或出口辊在此可以构成为驱动辊并从而构成为被驱动的辊。
背景技术
在由实践已知的连续压机中，出口辊构成为驱动辊并且相应设有多个电驱动装置。在此例如使用两个异步电动机，它们通过多级变速器作用到驱动辊上。在实践中，两个异步电动机分别通过一个锥齿轮级与一个圆柱齿轮级连接，该圆柱齿轮级又通过一个大的和一个小的行星齿轮级作用到驱动辊上。这种多级变速器用于使借助于两个异步电动机在驱动辊区域内可以产生高转矩。已知的实施方式已经在实践中证明是可靠的。然而存在进一步简化结构的需求。
因此也建议，在连续压机中，作为用于驱动辊的驱动装置，设有直接驱动装置。在此放弃在驱动装置与辊之间的变速器(参见DE102005045406A1)。在考虑必需的高转矩情况下，这种没有中间设置变速器的直接驱动装置的尺寸必须是相当大的。
此外人们意识到用于成型机的驱动器、尤其是压机的驱动装置包括驱动马达和变速器，其中驱动器没有飞轮，驱动马达是电动机，并且变速器是行星齿轮变速器。驱动器应该通过曲轴作用到压机上。在此应该有利的是，使用带有作为输出轴的空心轴的转矩电动机(参见EP 1 800 850 A2)。这些建议对连续压机的开发没有影响。
发明内容
本发明的目的是，实现一种连续压机，该连续压机在驱动辊区域中的特点是紧凑的且满足功能的结构。
为了达到所述目的，本发明在开头所述的同类的连续压机中教导：驱动装置构成为带有至少一个旋转的盘形转子的盘式结构方式的电动机，旋转的盘形转子通过仅一个行星齿轮变速器作用到驱动辊上。这样的盘式结构方式的电动机也称为高转矩电动机或盘形转子电动机。这样的可以产生高转矩的电动机具有至少一个旋转的盘形转子，该盘形转子在定子中或在定子上旋转。这样的电动机优选构成为盘式结构方式的无刷电动机，该电动机具有多个固定的且设置在圆环上的线圈作为初级部件，并且具有多个固定在盘形转子上的且设置在圆环上的永久磁铁作为次级部件。这样的盘式结构方式的电动机在此依据直线电动机的功能原理。在功能上它可以与“绕成”圆环的直线电动机相比。设置在圆环上的磁铁和线圈优选设置在相对大的半径上，并且从而设置在盘形转子的外区域内，以便由于有利的杠杆比在相当紧凑的结构的同时产生相对大的转矩。因此在本发明的范围内可以放弃昂贵的多级变速器。本发明特点是盘式结构方式的电动机与仅一个行星齿轮变速器的组合，其中，行星齿轮变速器优选构成为单级的。然而本发明原则上也包括带有多级行星齿轮变速器的实施方式，因此该行星齿轮变速器具有多个行星齿轮级。行星齿轮变速器在高功能可靠性的同时具有特别紧凑的结构型式。按本发明的实施方式的特点尤其是同轴的结构型式，因为优选一方面驱动装置和另一方面驱动辊以及优选中间设置的变速器同轴地设置。本发明在此以下述认识为出发点：这样的结构具有许多需要以高精度进行工作的旋转部件。这在同轴结构型式中用相对小的制造费用实现。
盘式结构方式的电动机优选构成为同步电动机。特别优选电动机按双腔结构在盘形转子的两侧上分别具有多个设置在圆环上的永久磁铁，每一个由永久磁铁构成的永久磁铁环分别与一个由线圈构成的线圈环相配。
本发明在此首先包括带有仅一个盘形转子的实施方式，并且从而包括带有单盘式电动机的实施方式。这样的单盘式电动机在本发明范围内优选设计成产生100 000Nm以下、例如70 000Nm的转矩。
但是作为选项，本发明也包括下述实施方式，其中，电动机作为多盘式电动机具有至少两个互相平行设置的并且作用到同一个转子轴上的盘形转子。每一个盘形转子可以按双腔结构在两侧分别被永久磁铁占据。在双盘式电动机的实施方式中，电动机设计成产生200 000Nm以下、例如140 000Nm的转矩。
所述的盘式结构方式的电动机与使用的行星齿轮变速器的相互关系中具有特别的意义。行星齿轮变速器构成为单级或多级的机械的齿轮变速器。它以本身已知的方式具有至少一个太阳轮、多个设置在行星齿轮架上的行星齿轮和一个内齿圈。优选行星齿轮变速器具有至少三个行星齿轮、特别优选具有至少四个行星齿轮。行星齿轮变速器在此构成为带有减速比例如i＝2至i＝15、优选i＝4至i＝10的减速器。这意味着，在输出侧即在驱动辊侧，转矩以2至10倍、优选4至10倍大于驱动侧即电动机侧。这种减速比一般可以用单级行星齿轮变速器以所述的方式实现，以便例如用带有70 000Nm转矩的盘式电动机和带有减速比i＝5的行星齿轮变速器向辊传递350 000Nm转矩。
存在下述可能性，即辊两侧分别设有一个带有所述类型的变速器的驱动装置，以便总共例如700 000Nm转矩可以施加到驱动辊上。
例如当用带有两个所述类型的圆盘的多盘式电动机工作时，该电动机已经产生例如140 000Nm转矩，用仅一个这样的驱动装置在考虑带有减速比i＝5的变速器的情况下在驱动辊区域内产生700 000Nm转矩。
存在不同可能性来将行星齿轮变速器设计成获得希望的减速比。本发明优选建议，与盘形转子不可相对旋转地连接的转子轴作为驱动轴连接到太阳轮上，并且行星齿轮架连接到输出轴上，该输出轴与驱动辊不可相对旋转地连接。于是优选内齿圈构成为固定的，它例如可以固定连接到支承端板或转矩支座上。但本发明也包括其他增速方式或减速方式。
优选规定，驱动装置的直径大约等于或小于驱动辊的直径。在结构设计余地内，驱动装置的直径也可以略大于驱动辊的直径。驱动装置的直径大约等于驱动辊的直径(或略小)的结构的特点在于紧凑的结构方式。这在设有压机的上驱动辊和下驱动辊时尤其具有意义，使得在直接重叠设置的驱动装置不会相撞的情况下可以容易地设有各一个驱动装置。驱动装置的直径尤其是指定子或其线圈架的直径或者可能设有的驱动装置外壳的直径。
电动机的盘形转子优选具有1500～3000mm、例如1800～2500mm、优选2000～2500mm的外径。永久磁铁作为次级部件一般设置在盘形转子的一侧或优选两侧上，而且特别优选设置在外区域内，以便产生有利的杠杆比。永久磁铁在此优选处在外圆周或者近似处在外圆周上。在考虑永久磁铁通常的伸展尺寸或宽度的情况下，永久磁铁所设在的圆环具有例如1500～2500mm、优选1700～2300mm、特别优选1800～2000mm的(中间)直径即有效直径。在此优选分别具有圆环段形状的许多永久磁铁彼此紧密地固定在盘形转子上，构成圆环。例如10～20个永久磁铁可以拼成一个“整圆”。与此相应地，许多线圈也可以彼此紧密地固定在定子上。
如前面所述，作为初级部件设有多个设置在圆环上的线圈，这些线圈例如固定在线圈架上。作为次级部件设有多个固定在盘形转子上的且设置在圆环上的永久磁铁。圆环在此在本发明的范围内也指圆环段，该圆环段仅在仅小于360°的一定角度上延伸。如已经说明过的，在此在本发明范围内存在可能性，不仅设有带有线圈的一个“完整的”圆环，而且设有带有永久磁铁的一个“完整的”圆环。但是本发明也允许模块化的结构，该结构可以补装或者可以按客户要求适配。因此存在下述可能性，即仅仅若干个线圈设置在一个部分圆环或多个部分圆环上，它们产生确定的希望的转矩。因此可以设有线圈架，该线圈架原则上可以在整个圆环区域内装有线圈，然而该圆环区域在出厂状态时仅仅部分装有线圈。只要应当扩展结构，例如应当产生更高的转矩，可以用简单的方式对线圈架补装，此时装配附加的线圈。在此原则上适当的是，盘形转子始终完整装备时，即适当的是，在这样的情况中永久磁铁设置在盘形转子的整个圆周或者说360°角度内。然而本发明也包括这样的实施方式，其中，仅仅在盘形转子的一个部分圆或多个部分圆环上设置永久磁铁。但是此时适当的是，线圈架完全在整个圆周或者说360°角度上装有线圈时。在本发明范围内特别有利的是，在实践中可以动用直线电动机的商业上常见的部件。本发明的驱动装置总体上非常简单地构成。
按另一种实施方式规定，电动机装有制动装置、例如盘式制动器。
在这样的带有盘式结构方式的电动机的驱动装置中，可以适当的是，构成带有“内支承”的盘形转子，此时例如盘形转子在转子轴区域内通过滚动轴承支承。
然而取而代之且特别优选，结构具有外支承，也就是说盘形转子通过外圆周侧的滚动轴承结构可旋转地支承在定子或线圈架或驱动装置外壳内或可旋转地支承在定子或线圈架或驱动装置外壳上。这样的外圆周侧的滚动轴承结构优选不仅承受径向力而且承受在两个方向上的轴向力。具体细节在后续说明中解释。
此外适当的是，轴承润滑装置、例如油润滑装置，该润滑装置同时用于足够均匀地调节转子或者说盘形转子的温度。
附图说明
下面借助于仅示出一个实施例的附图详细解释本发明。其中：
图1用于制造木材板或类似板的连续压机的示意的侧视图，
图2按图1的压机在驱动辊区域内的简化的剖面图，
图3按图2的对象的变化的实施方式，
图4按图2的对象的另一种实施方式，
图5按图2的对象的局部的放大图，
图6按图5的盘式电动机的视图，
图7按图5的对象的变化的实施方式。
具体实施方式
在附图中示出用于制造板、优选木材板的连续工作的压机。压机在其按图1的基本结构中包括带有上压板2的压机上部1和带有下压板4的压机下部3以及包括在压机上部1和压机下部3内循环环绕的且通过转向辊5、6引导的压制带7。各压制带7构成为钢带，并且在中间设置滚动体总成8(例如滚动杆)的情况下支承在相应的压板2、4上。压板2、4此外构成为可加热的压板，并且从而构成热板。在本实施例中压机构成为上活塞式压机，其中，上压板2用缸-活塞装置9加载，各缸-活塞装置支承在压机机架10上。这样的压机可以附加地装有在入口侧突出的(弯曲弹性的)入口板。这一点在实施例中未示出。压机机架的在附图中示出的出口侧的区域也称为出口辊座11。因为通过转向辊以希望的方式张紧钢带，出口辊6一般沿着压机纵向方向可移动地支承，而且支承在图1中仅简略示出的支承端板12内。
当也称为入口辊的入口侧转向辊5构成为无驱动的时，也称为出口辊的出口侧转向辊6构成为驱动辊，并且从而构成为被驱动的辊。它们分别设有至少一个驱动装置13，所述驱动装置在中间设置变速器14的情况下作用到驱动辊上。
按本发明，驱动装置13构成为以带有至少一个旋转的盘形转子15的盘式结构方式的高转矩电动机。这样的盘式结构方式的电动机在图2的第一实施方式中示意地示出并且在图5中详细示出，该电动机也称为盘形转子电动机或分段电动机。在此涉及无刷的盘式电动机，该盘式电动机具有许多固定的且设置在圆环上的线圈16作为初级部件，所述线圈固定在线圈架27上，并且与该线圈架一起构成定子17。作为次级部件，设有许多永久磁铁18，所述永久磁铁固定在盘形转子15上，并且同样设置在圆环上。
图6在此示出这样的盘式电动机的视图，其中在圆盘的下面部分内可见固定在圆盘上的永久磁铁18，并且在上部区域内示出(设置在圆盘前面和后面的)线圈16。在按图2、5、6的实施例中仅仅设有一个盘形转子15，从而电动机构成为单盘式电动机，而且是按照双腔结构。这意味着，如在图5中可见，在盘形转子15的两侧上分别设置一个由多个永久磁铁18构成的圆环，这些永久磁铁环中的每一个相配于一个由线圈16构成的线圈环。
图2和5在此示出第一实施例，其中，仅一个电动机13在中间设置变速器14的情况下作用到驱动辊上。该电动机13按图2和5仅仅装有一个盘形转子15。
在按图3的变化的实施方式中，此时设有两个电动机13，它们分别设置在驱动辊6的一侧上并且分别在中间设置一个变速器14的情况下作用到同一个驱动辊6上。在相同设计电动机和变速器时，与按图2的结构相比，用按图3的结构可以施加双倍的转矩到驱动辊上。
在图4中示出另一种方案，其中，在辊6的一侧上仅设置一个电动机13，然而该电动机13此时构成为双盘式电动机。通过这种结构，在相同设计变速器时，可以施加与在按图3的结构中相同的转矩到辊6上。
在本发明的范围内特别具有意义的是，由于盘形转子电动机13的高转矩，可以用非常紧凑地构造的行星齿轮变速器工作，该行星齿轮变速器优选构成为单级的行星齿轮变速器。在此涉及带有至少一个太阳轮19、多个设置在行星齿轮架20上的行星齿轮21和一个内齿圈22的机械式齿轮变速器。在实施例中，行星齿轮变速器14具有四个行星齿轮21，然而其中仅有两个在图5中可见。行星齿轮变速器14设计成带有减速比例如i＝2～15、优选i＝4～10的减速器。这意味着，转矩在输出侧以2～15倍、优选4～10倍大于驱动侧。
在实施例中，与盘形转子15不可相对旋转地连接的转子轴23作为驱动轴连接到太阳轮19上。行星齿轮架20连接到输出轴24上，该输出轴与驱动辊6(或者说与驱动辊6的轴)不可相对旋转地连接。行星齿轮变速器14的内齿圈22构成为固定的，并且在一侧连接到支承端板12或转矩支座12′上，以及在另一侧连接到定子17的线圈架27上。
如开头解释过的，驱动辊6必须沿着压机纵向可移动地设置在出口辊座中，以便能调节钢带希望的张紧。为此，驱动辊6以其轴或驱动轴24可旋转地支承在可纵向移动的支承端板12内，该支承端板设有转矩支座12′或形成转矩支座。因此在出口辊座内部移动出口辊6时，出口辊以及变速器14和驱动装置13被一起移动。具体细节未画出。
此外可见，驱动装置13装有制动装置25，在本实施方式中作为盘式制动器装有制动盘26。
驱动装置12的直径例如定子17(或线圈架27)的和/或驱动装置外壳的外径在本实施例中大约等于驱动辊7的直径。
在按图5所示的实施例中，定子17或线圈架27仿佛构成驱动装置外壳。在此在按图5的实施例中实现所谓的“内支承”。这意味着，盘形转子15在转子轴23的区域内通过滚动轴承28可旋转地支承在驱动装置外壳中或驱动装置外壳上。
与此相比，图7示出一种带有所谓的“外支承”的变化的实施方式。按图7的实施方式的原则上的结构除了轴承方案之外与按图5的结构相应。“外支承”意味着，盘形转子15通过外圆周侧的滚动轴承结构29可旋转地支承在驱动装置外壳内，所述驱动装置外壳在本实施例中由线圈架27构成。外圆周侧的滚动轴承结构29不仅承受径向力而且承受在两个方向上的轴向力。滚动轴承结构29在此关于盘形转子15的半径设置在初级部件16和次级部件18之外。在本实施例中，滚动轴承结构29由既用于径向力又用于轴向力的组合滚动轴承29构成，该组合滚动轴承在本实施例中设置在盘形转子的端面区域内。组合滚动轴承构成为径向推力球轴承，即在本实施例中构成为四点轴承。
本发明在按图7的实施例中出发于下述认识：当在转子轴区域内的支承被在盘形转子15的外圆周区域内的外支承或者说周边支承代替时，可以进一步改进这样的以盘式结构方式的驱动装置的结构和功能。外支承29保证，即使高的力或高的转矩也不会导致初级部件(线圈16)与次级部件(永久磁铁18)之间的气隙的明显变化。因此外支承保证，初级部件16与次级部件18之间的气隙高精度地保持恒定。
此外在图7中示出，轴承结构29是密封的，并且设有轴承润滑装置，例如油润滑装置。轴承润滑装置30、31同时构成轴承调温装置或轴承冷却装置，以便保证转子足够均匀的调温。在本实施例中油供给通过上方的输入管20实现。在下部区域内示出一个或多个出口31。
作为补充，可以适当的是，设有定子17或其线圈16的冷却装置。用于线圈16的冷却装置32同样在图7中示出。
此外在图7中可见旋转传感器33。旋转传感器33的外壳被仅仅简略示出的转矩支座固定。使用这样的旋转传感器33一般是适宜的，因为驱动装置作为同步电机装有调频器。然而也可以使用用于探测电动机转速的其它传感器。

Claims (16)

1.连续压机，尤其是用于制造木材板或类似物，所述连续压机包括带有上压板(2)的压机上部(1)和带有下压板(4)的压机下部(3)以及在压机上部(1)中和在压机下部(3)中循环环绕的且通过转向辊(5、6)引导的压制带(7)，这些压制带在中间设置滚动体总成(8)的情况下支撑在相应的压板(2、4)上，各转向辊(5、6)中的至少一个转向辊构成驱动辊(6)并且设有至少一个驱动装置(13)，所述驱动装置在中间设置变速器(14)的情况下作用到驱动辊(6)上，其特征在于：驱动装置(13)构成为带有至少一个旋转的盘形转子(15)的盘式结构方式的电动机，旋转的盘形转子(15)仅通过一个行星齿轮变速器(14)作用到驱动辊(6)上。
2.根据权利要求1所述的压机，其特征在于：盘式结构方式的(无刷的)电动机(13)具有多个固定的并且设置在圆环上的线圈(16)作为初级部件，并且具有多个固定在盘形转子(15)上的并且设置在圆环上的永久磁铁(18)作为次级部件。
3.根据权利要求1或2所述的压机，其特征在于：电动机(13)构成为同步电动机。
4.根据权利要求2或3所述的压机，其特征在于：电动机(13)按双腔结构在盘形转子(15)的两侧上具有多个设置在圆环上的永久磁铁(18)，每一个由永久磁铁构成的永久磁铁环分别与一个由线圈构成的线圈环相配。
5.根据权利要求1至4之一所述的压机，其特征在于：电动机(13)在仅有一个旋转的盘形转子(15)的单盘式电动机的实施方式中产生100000Nm以下、例如70000Nm的转矩。
6.根据权利要求1至4之一所述的压机，其特征在于：电动机(13)作为多盘式电动机构成有至少两个互相平行设置的并且作用到同一个转子轴上的盘形转子(15)。
7.根据权利要求6所述的压机，其特征在于：电动机(13)在双盘式电动机的实施方式中产生200 000Nm以下、例如140 000Nm转矩。
8.根据权利要求1至7之一所述的压机，其特征在于：行星齿轮变速器(14)构成为单级或多级的机械的齿轮变速器，其包括至少一个太阳轮(19)、多个设置在行星齿轮架(20)上的行星齿轮(21)和一个内齿圈(22)。
9.根据权利要求8所述的压机，其特征在于：行星齿轮变速器(14)具有至少三个行星齿轮(21)、优选至少四个行星齿轮(21)。
10.根据权利要求8或9所述的压机，其特征在于：行星齿轮变速器(14)构成为带有减速比例如i＝2至i＝15、优选i＝4至i＝10的减速器。
11.根据权利要求8至10之一所述的压机，其特征在于：与盘形转子(15)不可相对旋转地连接的转子轴(23)作为驱动轴连接到太阳轮(19)上，行星齿轮架(20)连接在输出轴(24)上，该输出轴与驱动辊(6)不可相对旋转地连接，并且优选内齿圈(22)构成为固定的，例如固定连接到支承端板(12)和/或转矩支座(12′)上。
12.根据权利要求1至11之一所述的压机，其特征在于：电动机(13)装有制动装置、例如盘式制动器(26)。
13.根据权利要求1至12之一所述的压机，其特征在于：盘形转子(15)或与盘形转子(15)连接的转子轴(23)以及驱动辊(6)或驱动辊的轴(24)以及作为可选项的变速器(14)同轴地设置。
14.根据权利要求1至13之一所述的压机，其特征在于：驱动装置(13)的直径、例如定子(17)的外径或线圈架(27)的外径大约等于或小于驱动辊(6)的直径。
15.根据权利要求1至14之一所述的压机，其特征在于：盘形转子(15)通过外圆周侧的滚动轴承结构(29)可旋转地支承在定子(17)或线圈架(27)或驱动装置外壳中或可旋转地支承在定子或线圈架或驱动装置外壳上，外圆周侧的滚动轴承结构(29)不仅承受径向力而且也承受在两个方向上的轴向力，例如通过使用组合滚动轴承，该组合滚动轴承优选构成为径向推力球轴承，例如构成为四点轴承。
16.根据权利要求1至15之一所述的压机，其特征在于：盘形转子(15)的轴承结构设有轴承润滑装置和/或轴承冷却装置(30、31)，和/或初级部件的线圈(16)设有冷却装置(32)。
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