DE102007018689A1

DE102007018689A1 - Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007018689A1
Application number: DE102007018689A
Authority: DE
Inventors: Detlef GÖRGENS
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-10-23

Abstract

Eine Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung weist einen zum Antrieb einer Druckwalze (3, 5) vorgesehenen elektrischen Direktantrieb (11) und ein zur Lagerung der Druckwalze (3, 5) vorgesehenes Magnetlager (12) auf, wobei eine Komponente (13, 14) des elektrischen Direktantriebs (11) sowie eine Komponente (15, 16) des Magnetlagers (12) in ein gemeinsames, drehfest mit der Druckwalze (3, 5) verbundenes Lager-Antriebs-Teil (7) integriert sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine insbesondere für eine Textildruckmaschine geeignete Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Eine Textildruckmaschine ist beispielsweise aus der DE 27 39 838 A1 bekannt. Diese Textildruckmaschine weist einen Druckkopf auf, in dem Druckwalzen ein Gewebe in einer oder in mehreren Farben bedrucken, bevor das Gewebe zum Eintritt eines Dämpfers gelangt. Zum Antrieb der Druckwalzen enthält die DE 27 39 838 A1 keine Informationen.
Eine weitere Druckmaschine für bahnförmiges Gut, insbesondere Textilien, ist aus der DE 28 27 901 A1 bekannt. Bei dieser Druckmaschine wird ein als dünnwandiger Hohlzylinder ausgebildeter Druckzylinder von innen über eine sich über die ganze Länge des Hohlzylinders erstreckende Stützwalze angepresst, wobei die Anpressung mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektro-mechanisch erfolgen kann. Zur Lagerung und zum Antrieb des Druckzylinders sind auch in der DE 28 27 901 A1 keine näheren Angaben zu finden.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung anzugeben, welche dank großer Robustheit bei kompaktem Aufbau einen besonders zuverlässigen Betrieb einer Druckmaschine, insbesondere Textildruckmaschine, ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine zur Lagerung und zum Antrieb einer Walze in einer Druckmaschine vorgesehene Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Vorrichtung weist ein drehfest mit der Walze der Druckmaschine verbundenes Lager-Antriebs-Teil auf, in welchem eine Komponente eines Magnetlagers sowie eine Komponente eines elektrischen Direktantriebs zusammengefasst sind. Unter einer Walze der Druckmaschine wird in diesem Zusammenhang sowohl eine Druckwalze im engeren Sinne als auch eine. Antriebswalze für die Druckware verstanden. Der elektrische Direktantrieb der in der Druckmaschine angeordneten Walze, ohne Beschränkung der Allgemeinheit im Folgenden kurz als Druckwalze bezeichnet, ist herkömmlichen Antrieben mit Getrieben, beispielsweise Zahnradgetrieben, sowohl hinsichtlich der Präzision als auch hinsichtlich der Zuverlässigkeit überlegen.
Bei mehreren Druckwalzen innerhalb einer Druckmaschine ist die Drehzahlabweichung der Druckwalzen untereinander und zum Druckwarenantrieb mindestens um den Faktor zehn geringer als bei nach dem Stand der Technik konzipierten, Getriebemotoren oder sonstige indirekte Antriebe aufweisenden Kon struktionen. Von besonderem Vorteil ist, dass in der erfindungsgemäßen Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung verwendete Regler nicht als Momentenregler, sondern als Geschwindigkeits- oder Drehzahlregler einsetzbar sind, welche ausschließlich Periodenabweichungen in Spulenwicklungen und Magneten zu berücksichtigen haben und von Drehmomenten unabhängig sind.
Das mit dem elektrischen Direktantrieb zu einer integrierten Lager-Antriebs-Einheit kombinierte Magnetlager zeichnet sich ebenso wie der Direktantrieb durch Wartungsfreiheit und Entfall jeglicher Schmierung aus. Insgesamt ist die Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung als kompakte Baueinheit realisiert. Dies gilt sowohl im Fall eines passiven Magnetlagers als auch im Fall eines aktiven, regelbaren Magnetlagers.
Die mit der Druckwalze verbundene, insbesondere die Druckwalze oder einen stirnseitig an die Druckwalze anschließenden Zapfen umgebende Komponente des elektrischen Direktantriebs ist vorzugsweise als permanentmagneterregtes Sekundärteil des Direktantriebs ausgebildet. Als Permanentmagnete werden bevorzugt Seltenerdmagnete verwendet. Insgesamt handelt es sich bei dem elektrischen Direktantrieb in vorteilhafter Ausgestaltung um einen Segment-Torque-Motor. Geeignet ist beispielsweise ein Segmentmotor der aus der EP 1 485 980 B1 bekannten Bauart. Einzelne mit dem an der Druckwalze befestigten Lager-Antriebs-Teil zusammenwirkende Segmente (Teilschalen) des Torque-Motors sind separat montierbar und demontierbar, so dass die Druckwalze mit geringem Aufwand austauschbar ist. Beispielsweise ist der gestellfeste Teil des elektrischen Direktantriebs, d. h. der Stator des Elektromotors, aus zwei Halbschalen aufgebaut.
Das in die Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung integrierte Magnetlager ist vorzugsweise als reines Radiallager, insbesondere in der Funktion eines Loslagers, ausgebildet. Alternativ ist das Magnetlager derart gestaltet, dass es auch zur Aufnahme von Axialkräften geeignet ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 eine Textildruckmaschine in stark vereinfachter Darstellung,
2 die prinzipielle Einbausituation einer Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung der Textildruckmaschine nach 1, und
3 in einer Schnittdarstellung Details der Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung nach 2.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1 zeigt symbolisiert eine Textildruckmaschine 1 mit einem nur angedeuteten Maschinengestell 2, einer Mehrzahl an Druckzylindern 3 sowie einer zur Förderung eines Bandes 4 vorgesehenen Antriebswalze 5. Die Antriebswalze 5 und die Druckzylinder 3 werden zusammenfassend als Druckwalzen bezeichnet. Jede Druckwalze 3, 5 weist eine gesonderte Antriebs- und Lagerungsvorrichtung 6 auf. Wie aus 2 hervorgeht, ist die Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung 6 an der Stirnseite der jeweiligen Druckwalze 3, 5 angeordnet. Die Antriebs- und Lagerungsvorrichtung 6 weist ein erstes, fest mit der Druckwalze 3, 5 verbundenes, ringförmiges Lager-Antriebs-Teil 7 sowie ein zweites, gestellfestes Lager-Antriebs-Teil 8 auf, das aus mehreren, insbesondere als Halbschalen ausgebildeten Segmenten 9, 10 zusammengesetzt ist, von welchen in 2 lediglich ein einziges Segment 9 sichtbar ist.
Hinsichtlich des genaueren Aufbaus der Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung 6 wird im Folgenden auf 3 verwiesen. Die Antriebs- und Lagerungsvorrichtung 6 kombiniert einen elektrischen Direktantrieb 11, nämlich Segment-Torque-Motor, mit einem Magnetlager 12. Das fest mit der Druckwalze 3, 5 verbundene Lager-Antriebs-Teil 7 fungiert als Sekundärteil 13 des Torquemotors 11 und ist zu diesem Zweck mit Permanentmagneten 14, nämlich Seltenerdmagneten, bestückt. Darüber hinaus ist das Lager-Antriebs-Teil 7 mit Magneten 15 bestückt, welche ein rotierbares Lagerteil 16 als Komponente des Magnetlagers 12 bilden. Die Magnete 14 des Sekundärteils 13 des Direktantriebs 11 sowie die Magnete 15 des Magnetlagers 12 befinden sich in einer gemeinsamen Lagerschale 17.
Die Lagerschale 17 ist radial umgeben von den einzelnen Segmenten 9, 10 des gestellfesten Teils der Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung 6. Hierbei sind nicht alle Segmente 9, 10 identisch ausgebildet. Vielmehr weist lediglich ein Teil der Segmente 9, 10, im Extremfall ein einzelnes Segment 9, eine bestrombare Wicklung 18 als Komponente eines Primärteils 19 des elektrischen Direktantriebs 11 auf. Dagegen sind in sämtlichen Segmenten 9, 10 Magnete 15 als Teile einer gestellfesten Lagerschale 20 des Magnetlagers 12 angeordnet. Die Segmente 9, 10 des elektrischen Direktantriebs 11 werden auch als Teilschalen bezeichnet. Um die Druckwalze 3, 5 austauschen zu können, ist es ausreichend, lediglich eine Teilschale 10, welche keine Stromversorgung aufweist, zu entfernen. In nicht dargestellter Weise kann für Montage- und Demontagezwecke auch eine lösbare Verbindung zwischen der Druckwalze 3, 5 und dem gesamten elektrischen Direktantrieb 11, beispielsweise mit einer Steckverbindung und Kupplung, insbesondere mit einem Bajonettverschluss, vorgesehen sein. In allen Fällen ist die Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung 6 mit einer Winkelmessvorrichtung 21 ausgerüstet, welche in den elektrischen Direktantrieb 11 integriert sein kann.

1: Textildruckmaschine
2: Maschinengestell
3: Druckzylinder
4: Band
5: Antriebswalze
6: Antriebs- und Lagerungsvorrichtung
7: Lager-Antriebs-Teil
8: Lager-Antriebs-Teil
9: Segment
10: Segment
11: elektrischer Direktantrieb
12: Magnetlager
13: Sekundärteil
14: Permanentmagnet
15: Magnet
16: Lagerteil
17: Lagerschale
18: Wicklung
19: Primärteil
20: Lagerschale
21: Winkelmessvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 2739838 A1 [0002, 0002]
- DE 2827901 A1 [0003, 0003]
- EP 1485980 B1 [0008]

Claims

Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung, mit einem zum Antrieb einer Druckwalze (3, 5) vorgesehenen elektrischen Direktantrieb (11) und einem zur Lagerung der Druckwalze (3, 5) vorgesehenen Magnetlager (12), wobei eine Komponente (13, 14) des elektrischen Direktantriebs (11) sowie eine Komponente (15, 16) des Magnetlagers (12) in ein gemeinsames, drehfest mit der Druckwalze (3, 5) verbundenes Lager-Antriebs-Teil (7) integriert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Druckwalze (3, 5) verbundene Komponente des elektrischen Direktantriebs (11) als permanentmagneterregtes Sekundärteil (13) des elektrischen Direktantriebs (11) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärteil (13) des elektrischen Direktantriebs (11) mit Seltenerdmagneten (14) bestückt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Direktantrieb (11) als Segment-Torquemotor ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das drehfest mit der Druckwalze (3, 5) verbundene Lager-Antriebs-Teil (7) mit einem gestellfesten Lager-Antriebs-Teil (8) zusammenwirkt, welches aus mehreren Teilschalen (9, 10) aufgebaut ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetlager (12) als Radiallager ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetlager (12) als Loslager ausgebildet ist.
Textildruckmaschine mit einer Druckmaschinenantriebs- und Lagerungsvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.