DE102015224384A1

DE102015224384A1 - Direktantrieb

Info

Publication number: DE102015224384A1
Application number: DE102015224384.2A
Authority: DE
Inventors: Christopher Jipp; Elmar Braig
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) mit zumindest einer rotierenden und von einem Motor (2) direkt angetriebene Walze (3) sowie einer zentralen Ölschmieranlage (4) zur Versorgung mehrerer Schmierstellen (5) der Maschine mit Schmieröl. Dabei soll der Aufwand dadurch vermindert werden, dass die Ölschmieranlage (4) dem Motor (2) der direkt angetriebenen Walze (3) Schmieröl als Kühlmittel zuführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn mit zumindest einer rotierenden und von einem Motor direkt angetriebene Walze sowie einer zentralen Ölschmieranlage zur Versorgung mehrerer Schmierstellen der Maschine mit Schmieröl.
Direktantriebe werden im Allgemeinen als elektrische Antriebe in Form von Asynchronmotoren oder frequenzumgerichteten Motoren ausgeführt. Dabei werden die Direktantriebe wenigstens teilweise oder ganz im Inneren oder zumindest teilweise an wenigstens einer der Stirnseiten außerhalb der Walze angeordnet. Die Kopplung zwischen Antrieb und Walze erfolgt direkt über die Welle der Walze.
Durch den Wegfall von Kupplungen oder Getrieben ergeben sich dabei erhebliche Einsparungen hinsichtlich Kosten und Raum.
Infolge Reibung und elektrischer Verluste kommt es in den Motoren zur Aufheizung, was durch die meist hohe Umgebungstemperatur bei derartigen Maschinen noch verstärkt wird. Daher werden diese Direktantriebe mit Luft, meist jedoch mit Wasser gekühlt. Die hohe Wirksamkeit der Wasserkühlung ist allerdings mit einem erheblichen Aufwand verbunden und kann zur Kondensatbildung und damit zu Korrosionsproblemen führen.
Die Schmierung insbesondere der rotierenden Teile wird bei derartigen Maschinen von einer oder mehreren zentralen Ölschmieranlagen übernommen, welche jeweils das Schmieröl aus einem zentralen Reservoir zu den entsprechenden Schmierstellen fördern.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Aufwand für die Kühlung der Direktantriebe und/oder die Kondensatbildung bei Direktantrieben zu vermindern.
Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ölschmieranlage dem Motor der direkt angetriebenen Walze Schmieröl als Kühlmittel zuführt. Der Wegfall der ansonsten notwendigen Wasserkühlung reduziert den Aufwand und den erforderlichen Raum für den Antrieb der Walze erheblich.
Die ohnehin vorhandene Ölschmieranlage ist problemlos in der Lage zusätzlich Schmieröl zum Motor zu liefern und diesen damit zu kühlen. In den meisten Fällen muss sowieso Schmieröl zu den Lagern der angetriebenen Walze gefördert werden.
Insbesondere wegen der hohen Umgebungstemperatur eignet sich der Einsatz von Schmieröl als Kühlmittel bei direkt angetriebenen Walzen, die Teil einer Pressenpartie zur Entwässerung der Faserstoffbahn oder einer Trockenpartie zur Trocknung der Faserstoffbahn sind. Um die Erfindung möglichst umfassend nutzen zu können, sollte dabei mehreren, vorzugsweise allen Motoren, welche eine Walze direkt antreiben, Schmieröl der Ölschmieranlage als Kühlmittel zugeführt werden.
Zur Vermeidung von Kondensatbildung im Bereich des Motors sollte die Temperatur des dem jeweiligen, direkt antreibenden Motor zugeführten Schmieröls nicht unter der Taupunkttemperatur in der Umgebung der entsprechenden, direkt angetriebenen Walze liegen. Im Allgemeinen liegt die Temperatur des von der zentralen Ölschmieranlage zu den Schmierstellen und damit auch zum Motor geförderten Schmieröls bei derartigen Maschinen zwischen 40 und 60°C. Sollte die Taupunkttemperatur über der Temperatur des Schmieröls liegen, was insbesondere in der Trockenpartie sein kann, so steigt die Gefahr von Kondensatbildung und Korrosion im Bereich des Motors.
In diesem Fall sollte das Schmieröl vor dem Motor über eine Heizeinrichtung geführt werden, welche das Schmieröl zumindest bis zum Erreichen der entsprechenden Taupunkttemperatur aufheizt. Alternativ kann dies auch durch Anpassung der Vorlauftemperatur der zentralen Ölschmieranlage erfolgen.
Zur Rückgewinnung von Energie, welche während der Kühlung an das Schmieröl abgegeben wurde, ist es vorteilhaft, wenn das Schmieröl nach dem damit gekühlten Motor über einen Wärmetauscher geleitet wird.
Die Erfindung ermöglicht sehr kompakte Antriebslösungen und eignet sich daher insbesondere auch für Umbauten. Neben dem Wegfall der aufwendigen Wasserkühlung kann die thermische Überwachung des Motors über vorhandene Elemente der Ölschmieranlage erfolgen.
Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt:
1: eine Trockengruppe einer Trockenpartie einer Papiermaschine und
2: eine direkt von einem Motor 2 angetriebene Walze 3 der Trockengruppe.
Die hier gezeigte Trockengruppe besteht aus mehreren, in einer Reihe nebeneinander angeordneten und voneinander beabstandeten Walzen 3 in Form von Trockenzylindern sowie zwischen diesen Trockenzylindern vorhandenen, besaugten Leitwalzen 8. Die zu trocknende Faserstoffbahn 1 wird dabei von einem endlos umlaufenden, luft- und wasserdurchlässigen Band 9 in Form eines Trockensiebes der Trockengruppe von einer vorgelagerten Maschineneinheit übernommen.
In der Trockengruppe läuft die Faserstoffbahn 1 vom Band 9 gestützt, mäanderförmig um die beheizten Trockenzylinder sowie die besaugten Leitwalzen 8, wobei die Faserstoffbahn 1 zur Aufheizung und Trocknung mit der Mantelfläche der Trockenzylinder direkt in Kontakt kommt.
Dabei werden die Schmierstellen 5 der Papiermaschine, hier gemäß 1 beispielhaft die Lager der Leitwalzen 8 und Trockenzylinder der Trockengruppe, mit Schmieröl von einer zentralen Ölschmieranlage 4 versorgt.
Je nach Ausführung können dabei eine, mehrere oder alle Leitwalzen 8 und/oder ein, mehrere oder alle Trockenzylinder von jeweils einem Motor 2 in Rotation versetzt werden. Der elektrische Motor 2 treibt, wie in 2 dargestellt, die Welle 10 des anzutreibenden Trockenzylinders direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Getriebes oder einer Kupplung an. Dabei ist der Motor 2 in der Maschinenstuhlung der Trockenpartie gelagert und an einer Stirnseite des Trockenzylinders angeordnet.
Zur Vermeidung von Korrosion erfolgt keine Kühlung des Motors 2 mittels Wasser. Stattdessen wird Schmieröl von der Ölschmieranlage 4 dem Motor 2 als Kühlmittel zuführt. Da Wasser eine wesentlich größere spezifische Wärmekapazität als Öl hat, muss allerdings mehr Volumen an Kühlmittel durch den Motor 2 geleitet werden.
Um eine Kondensatbildung zu verhindern, sollte die Temperatur des, dem jeweiligen, direkt antreibenden Motor 2 zugeführten Schmieröls nicht unter der Taupunkttemperatur in der Umgebung der entsprechenden, direkt angetriebenen Walze 3 liegen. Üblicherweise liegt die Temperatur des von der Ölschmieranlage 4 kommenden Schmieröls zwischen 40 und 60°C, was für die Mehrheit der Anwendungsfälle ausreicht. In der Trockenpartie kann die Taupunkttemperatur aber durchaus auch stellenweise über 60°C liegen. Für diesen Fall wird das Schmieröl vor dem Motor 2 über eine Heizeinrichtung 6 geführt, welche das zur Kühlung vorgesehene Schmieröl bis zum Erreichen der entsprechenden Taupunkttemperatur aufheizt.
Vom Motor 2 gelangt das Kühlmittel dann wieder zurück zur Ölschmieranlage 4, wobei über einen dazwischengeschalteten Wärmetauscher 7 die Temperatur des Schmieröls wieder gesenkt und so Energie zurückgewonnen werden kann.

Claims

Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn (1) mit zumindest einer rotierenden und von einem Motor (2) direkt angetriebene Walze (3) sowie einer zentralen Ölschmieranlage (4) zur Versorgung mehrerer Schmierstellen (5) der Maschine mit Schmieröl, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölschmieranlage (4) dem Motor (2) der direkt angetriebenen Walze (3) Schmieröl als Kühlmittel zuführt.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die direkt angetriebene Walze (3) Teil einer Pressenpartie zur Entwässerung der Faserstoffbahn (1) oder einer Trockenpartie zur Trocknung der Faserstoffbahn (1) ist.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren, vorzugsweise allen Motoren (2), welche eine Walze (3) direkt antreiben, Schmieröl der Ölschmieranlage (4) als Kühlmittel zugeführt wird.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des dem jeweiligen, direkt antreibenden Motor (2) zugeführten Schmieröls nicht unter der Taupunkttemperatur in der Umgebung der entsprechenden, direkt angetriebenen Walze (3) liegt.
Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl vor dem Motor (2) über eine Heizeinrichtung (6) geführt wird.
Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmieröl nach dem Motor (2) über einen Wärmetauscher (7) geleitet wird.