DE10035578A1 - Antriebseinheit - Google Patents

Abstract

Bei einer Antriebseinheit für drehende Bauteile, wie Walzen und Zylinder einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit jeweils eigenen Antriebsmotoren (4) für die drehenden Bauteile, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Kühlmedium für den Antriebsmotor Öl dient und das Öl aus der Zentralschmierung (7) der Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung der Materialbahn über wenigstens eine Leitung (9) bereitstellbar ist, welches gleichfalls zur Schmierung der Lagerstelle (3) des jeweiligen drehenden Bauteiles (1) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartige Antriebseinheit ist in der prioritätsälteren, aber noch unveröffentlichten DE 100 25 316.4 bereits beschrieben.

Das dort beschriebene Gehäuse, welche den jeweiligen elektrischen Antriebsmotor und zugleich die Lagerstelle des drehenden Bauteiles umschließt ist derart gestaltet, dass es gemeinsam mit anderen gleichartig aufgebauten Gehäusen die Stuhlung der Maschine, z. B. Papierherstellungsmaschine bilden kann.

Diese kompakte Bauweise und völlige Umschließung der Motoren erfordert eine effektivere Kühlung der Motoren. Eine herkömmliche Kühlung über vorhandene Luft­ spalte in den Rotoren und/oder Statoren der Motoren reicht hierbei nicht mehr aus und eine Öl-Kühlung, wie in der US 4.079,275 beschrieben, ist für den vorgesehenen Einsatz zu aufwändig.

In Versuchen wurde zur Kühlung Wasser verwendet.

Insbesondere beim Einsatz der Motoren für den Antrieb von Trockenzylindern, die sich innerhalb der Trockenhaube der Trockenpartie einer Papier-Herstellungsmaschine befinden, kam es aufgrund der niedrigen Frischwassertempe­ raturen zu einer verstärkten Kondensatbildung im Inneren des Motors.

Denkbar wäre es, zur Kühlung der Motoren direkt an den Entstehungsort des sich erhitzenden Motors Druckluft heranzuführen. Diese Maßnahme ist jedoch insgesamt gesehen aufwändig.

Die Druckluft führt bei besagtem Einsatz für Trockenzylinder oder ähnlichen Walzen, die sich in der Trockenhaube befinden, dort in der Haube zu Veränderungen der kli­ matischen Verhältnisse und scheidet daher praktisch aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die geeig­ net ist, die Antiebsmotoren zuverlässig zu kühlen und dabei mit nur geringem techni­ schen Aufwand auszukommen.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspru­ ches 1 gelöst.

Der Erfinder hat erkannt, dass eine ausreichende Kühlung gegeben ist, wenn dafür das bereits vorhandene Öl der Zentralschmierung der Herstellungs- oder Verarbei­ tungsmaschine (z. B. der Papiermaschine) verwendet wird.

Eine Zentralschmierung ist fester Bestandteil einer solchen Maschine.

Das Öl der Zentralschmierung erreicht im Öl-Kreislauf eine Temperatur von ca. 40°C und verursacht dadurch beim erfindungsgemäßen Einsatz keine Kondensationsprob­ leme im elektrischen Antriebsmotor.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass dieses Öl jeder Zeit zur Verfügung steht und es auch zu den Lagerstellen der drehenden Bauteile, also Walzen und Zylinder, wie Trockenzylinder, Streichwalzen, Kalanderwalzen usw., geführt wird.

Es sind daher für die erfindungsgemäße Lösung nur sehr geringfügige zusätzliche Änderungen bzw. Einbauten notwendig.

Die räumliche sehr nahe Anordnung der Lagerstelle und des Antriebsmotors am sel­ ben Walzenzapfen und die gemeinsame Unterbringung im Gehäuse (welches gemäß der DE 100 25 316.4 gleichzeitig zur Stuhlung der Maschine zusammensetzbar ist) machen es möglich, dass über eine einzubauende Abzweigung und diverse Zuteil- bzw. Dosiergeräte das Öl der Zentralschmierung gleichfalls zur Motorkühlung ver­ wendet werden kann.

Als Mittel zur Führung des Kühlmediums - also des abgezweigten Teiles des Öles aus der Zentralschmierung - dient ein im Inneren des Antriebsmotors vorzusehender Kühl­ kanal.

Der Kühlkanal lässt sich zweckmäßig in Form einer hohlförmigen Kühlschlange aus­ bilden, die an der Innenwandung des Motors angebracht ist.

Die Kühlschlange ist dabei spiralförmig ausgebildet und windet sich koaxial um den Rotor bzw. den Stator des Motors.

Der benötigte Platzbedarf ist dadurch äußerst gering und dennoch wird eine effektive Kühlung erreicht.

Eine weitere Variante der Ausbildung des Kühlkanals kann auch darin bestehen, dass in die Innenwandung des Motorgehäuses Kerben, bzw. eine schraubenlinienartig umlaufende Kerbe eingearbeitet, beispielsweise eingegossen ist, in der das Öl aufge­ nommen wird.

Diese Variante ist dann sinnvoll, wenn der Motor mit einem sogenannten Außenläufer ausgerüstet ist, so dass das Öl auf Grund der Fliegkraftwirkung bei drehendem Rotor im Kanal verbleibt und somit auf sehr einfache Weise den Innenraum des Motors kühlt.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Antriebseinheit im Schnitt mit Kühlkanal

Fig. 2 eine Detaildarstellung einer Variante eines erfindungsgemäßen Kühl kanals

Im rechten Bildteil der Fig. 1 ist das stirnseitige Ende der Walze einer Papierma­ schine, beispielsweise eines Trockenzylinders, mit 1 beziffert. Die Walze 1 ist mit ei­ nem Wellenzapfen 2 versehen, die ein Wälzlager 3 als Lagerstelle der Walze 1 auf­ nimmt.

Am Ende des Wellenzapfens 2 befindet sich ein schmaler handelsüblicher Dreh­ strom-Asynchron-Aufsteck-Motor 4.

Das Lager 3 sowie der Motor 4 sind im gewählten Beispiel von einem quaderförmigen Gehäuse 5 umgeben, welches mit weiteren gleichartig aufgebauten Gehäusen zur Stuhlung S der Papiermaschine aufbaubar und nutzbar ist.

In der Wandung des Gehäuses 5 sind Bohrungen 6 vorhanden, durch die verschie­ dene Leitungen mit Kühlfluid und Schmiermittel in das Innere des Gehäuses 5 ge­ langen können.

Als Kühlfluid dient Öl, welches von der Zentralschmierung 7 für die gesamte Papier­ maschine bereitgestellt wird.

Das Öl gelangt von der Zentralschmierung 7 über nicht dargestellte Fördereinrich­ tungen und Zuteil- oder Dosiergeräte DG zum Einen durch Leitung 8 an die Lager­ stelle 3 der Walze zu deren Schmierung und zum Anderen durch Leitungen 9 in das Innere des Motors 4 zu dessen Kühlung, wie mit Pfeil Z für Zuführung und Pfeil R für Rücklauf im Kreislaufsystem in der Fig. 1 dargestellt ist.

Bewerkstelligt wird die Kühlung zweckmäßigerweise mittels einem Kühlkanal 10, der mit der Leitung 9 in Verbindung steht, das Öl aufnimmt und im Innenraum des Motors 4 gleichmäßig verteilt und dadurch den Motor gleichmäßig und zuverlässig vor Über­ hitzung schützt.

Der Kanal kann dabei sehr zweckmäßig als hohlförmige, metallische Kühlschlange 10a ausgebildet sein.

Wie in der Fig. 1 ersichtlich ist, liegt die Kühlschlange 10a mit ihrer Außenfläche an der Innenwandung 11 des Motors 4 an. Die Kühlschlange ist darüber hinaus spiral­ förmig gewunden und umzieht somit koaxial den innenliegenden Rotor (oder Stator) 12 des Motors, so dass eine sehr gleichmäßige Kühlung des Motorinnenraumes ge­ währleistet ist.

In der Fig. 1 ist die spiralig geformte Kühlschlange 10a mit symbolhaften Kreisen dargestellt, da der Querschnitt der Kühlschlange kreisförmig ist.

Der Querschnitt könnte selbstverständlich auch eine anderen Form aufweisen, aber die Kühlschlange 10a ist mit kreisförmigem Querschnitt am einfachsten fertigbar und als Spirale biegbar.

Eine weitere Variante der Ausbildung des Kanales 10 ist in der Fig. 2 dargestellt.

Hier ist der Kanal ebenfalls spiralig d. h. schraubenlinienartig als Kerbe 10b direkt in die Innenwandung des Antriebsmotors 4 eingearbeitet. Der Querschnitt ist dabei po­ lygonal, beispielsweise dreieckig ausgebildet, kann aber auch wie ein Rundgewinde geformt sein.

Claims (7)

1. Antriebseinheit für drehende Bauteile, wie Walzen und Zylinder einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, wobei die drehenden Bauteile (1) eigene Antriebsmotoren (4) aufweisen, jeweils ein Antriebsmotor (4) gemeinsam mit der betreffenden Lagerung (3) eines Bauteiles (1) von einem Gehäuse (5) umschlossen ist und das Gehäuse (5) mit Öffnungen (6) versehen ist, die geeignet sind, um ein Kühlfluid zur Kühlung des Antriebsmotors hindurch zu lassen dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlfluid Öl dient und das als Kühlfluid dienende Öl aus der Zentralschmierung (7) der Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung der Materialbahn über we­ nigstens ein Dosiergerät (DG) und wenigstens eine Leitung (9) bereitstellbar ist, welches gleichfalls zur Schmierung der Lagerstelle (3) des jeweiligen drehenden Bauteiles (1) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung des Öles im Inneren des Antriebsmotors (4) ein Kühlkanal (10) vorge­ sehen ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öl-führende Kühlkanal (10) als eine Kühlschlange (10a) ausgebildet ist, welche das verwendete Öl gleichmäßig durch den Motorinnenraum leitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschlange (10a) spiralförmig ausgebildet ist und den Rotor/Stator (12) des Antriebsmotors (4) konzentrisch umgibt, wobei die Kühlschlange (10a) mit Ihrer Außenfläche an der Innenwandung (11) des Antriebsmotors (4) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlschlange (10a) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (10) als Kerbe (10b) schraubenlinienartig in die Innenwandung (11) des Antriebsmotors (4) eingearbeitet ist und einen polygonalen, vorzugsweise dreieckigen oder einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass getrennte Dosier- bzw. Zuteilgeräte (DG) vorgesehen sind, wobei jeweils wenigstens ein Gerät mit einer Leitung (8) zur Schmierung der Lagerstellen (3) der dre­ henden Bauteile (1) und wenigstens ein weiteres Gerät mit der Leitung (9), welche ihrerseits mit dem Kühlkanal (10) zur Kühlung des Antriebsmotors (4) in Verbin­ dung steht, verbunden ist.