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Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für eine rotierende Walze, beispielsweise
eine Anpresswalze oder Leitwalze in einer Maschine zur Herstellung und/oder
Veredelung einer laufenden Faserstoffbahn, insbesondere aus Papier oder Karton,
wobei die Antriebseinheit einen Motor und eine Antriebswelle umfasst.
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Diese, in den Prozess ein- oder aus dem Prozess ausschwenkbare Anpress- oder
Leitwalze, wird vor allem zur Erfassung und zur Unterstützung der Überführung der
Faserstoffbahn von einer Sektion zur nächsten Sektion innerhalb der genannten
Maschine verwendet. Dabei drückt diese Walze gegen die Faserstoffbahn bzw.
gegen einen im Randbereich der Faserstoffbahn abgetrennten Einfädelstreifen, der
auch als Bändel oder als Tail bezeichnet wird. Außerdem läuft zumeist die
Faserstoffbahn über eine Siebsaugwalze, Presswalze oder Gegenwalze.
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Mit Einsatz einer solchen Walze soll verhindert werden, dass die zu führende bzw. zu
überführende Bahn bzw. der Einfädelstreifen flattern und dadurch abreißen kann.
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Eine derartige Druckwalze ist beispielsweise aus der Patentschrift US 4,014,740
bekannt, wobei mit dieser Druckwalze ebenfalls die Tendenz des Flatterns der Bahn
eliminiert werden soll.
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In dieser Patentschrift ist das Überführen einer Papierbahn von der Pressenpartie in
die Trockenpartie offenbart. Das erfolgt in jenem Bereich, wo die Bahn nicht von
einem Sieb gestützt läuft.
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Die Druckwalze selbst kann über einen individuellen Antrieb, der in der Patentschrift
nicht näher erläutert ist, verfügen und ist maßlich kürzer als die Papierbahn und die
Stützwalze ausgebildet. Die Druckwalze ist dazu in den Prozess des Überführens
einschwenkbar.
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Gegenwärtig erfolgt der Antrieb solcher schwenkbaren, rotierenden Walzen in Papier-
und Kartonmaschinen über Gelenkwellen und extern angeordnete Motore oder über
außen an den Walzen angeflanschte Motore, die jeweils über eine Kupplung die
Walze antreiben.
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Nachteilig dabei ist, dass beim Einsatz im Nassbereich (also Former- und
Pressenpartie) der Maschine ein erhöhter Aufwand zum Schutz der Motoren gegen
Spritzwasser und Verschmutzung erforderlich ist.
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Bei Abbeuge- bzw. Abschwenkwinkeln größer als 20° sind diese Gelenkwellen nicht
verwendbar.
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Bekannt sind auch sogenannte, handelsübliche Trommelmotoren, die in
Förderbändern Transportaufgaben erfüllen.
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Die Lagerung eines solchen Trommelmotors ist für eine beidseitige Belastung
ausgelegt, wodurch sie für die genannten abzuschwenkenden, rotierenden Walzen
weniger geeignet sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebseinheit für eine rotierende Walze zu
schaffen, mit der die genannten Nachteile vermeidbar sind.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Antriebseinheit innerhalb
der rotierenden Walze angeordnet ist.
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Dadurch ist der Motor vor Spritzwasser, Staub und Fremdkörpern geschützt, so dass
die Einheit auch im Nassbereich der Papier- oder Kartonmaschine unbedenklich
einsetzbar ist.
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Erfindungsgemäß ist außerdem vorgesehen, dass die den Motor (insbesondere
einen Elektromotor) und die Walze mit rotierendem Walzenmantel aufnehmende
Antriebswelle feststehend ausgebildet ist.
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Außerdem ist die Antriebswelle an einer Seite über die Stirnseite der Walze hinaus
verlängert ausgebildet und dient in diesem Bereich als Lagerstelle für die Walze.
Dieser Endbereich ist deshalb auch stärker dimensioniert als der übrige Teil der
Antriebswelle.
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Der verstärkte Endbereich ist in die Stuhlung der Herstellungs- und/oder
Veredelungsmaschine problemlos einbaubar.
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Auch dadurch, dass die Walze kürzer bzw. weniger breit als die Bahn und die mit ihr
zusammenwirkende Gegenwalze ausgebildet ist, lässt sie sich einfacher bewegen.
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Damit ist sie auch leichter schwenkbar und dadurch bestens geeignet, um in den
laufenden Herstellungsprozess, insbesondere den Überführungsprozess der
Faserstoffbahn, an die Bahn (bzw. Einfädelstreifen) angelenkt zu werden.
Dadurch kann die Bahn bzw. der von ihr abgetrennte Einfädelstreifen sauber und
"flatterfrei" geführt werden.
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Der erfindungsgemäße Antriebseinheit erlaubt es, dass die Walze samt Antrieb nur
dann und nur dort in den Prozess eingeschwenkt werden muss, wo und wenn die
besagte Überführung erfolgen soll. Das kann in verschiedenen Sektionen der Papier-
und Kartonmaschine, beispielsweise der Pressenpartie, Trockenpartie, Aufrollung,
erfolgen.
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Dabei ist die relativ einfache Konstruktion und das niedrige Gewicht der Einheit von
Vorteil.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Einheit nachträglich in
eine bereits bestehende Maschine einbaubar ist. Der Einbau ist auch deshalb
einfacher als bisher, weil der Motor bzw. die ganze Antriebseinheit nur von einer Seite
aus auf die Antriebswelle zu schieben ist. Der Einbau ist sowohl von der rechten Seite
als auch von der linken Seite (Führer- oder Triebseite) möglich.
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Es soll erwähnt werden, dass die Motoreinheit mit verschiedenen Walzenmänteln
ausgerüstet werden kann.
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Das bedeutet, dass die Walzenmäntel in ihrer Länge, ihrem Durchmesser oder auch
der Art des Walzenbezuges variieren können, wobei sich die Auswahl je nach dem
Einsatzzweck richtet.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das Innere
des Motors mit Druckluft kühlbar ist.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen Trommelmotoren, wo eine Außenkühlung erfolgt,
bedeutet die Innenkühlung eine erhebliche Verbesserung.
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Erfindungsgemäß wird die Druckluft durch Hohlräume bzw. Kanäle in der
Antriebswelle an die zu kühlenden Stellen des Elektromotors geleitet und von da aus
als Abluft ebenfalls wieder über Kanäle, die in die Antriebswelle eingearbeitet sind,
nach außen abgeführt.
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Eine weitere zweckmäßige Lösung kann darin bestehen, dass mit der Antriebswelle
ein Drehimpulsgeber mechanisch verbunden ist, wobei dieser wiederum über eine
Kupplung mit dem Schutzdeckel und des drehenden Walzenmantels der Walze
verbunden ist.
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Der Drehimpulsgeber ist dabei an jener Stirnseite der Walze angeordnet, die dem
Einspannbereich im Schwenkarm gegenüber liegt.
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Bei einem ebenso denkbaren Betrieb ohne Drehimpulsgeber wird die Öffnung dann
mit einer Deckscheibe geschlossen.
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Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus
Unteransprüchen.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert
werden.
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Es zeigen:
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Fig. 1 Eine schematisch dargestellte Überführungsstelle in der Seitenansicht mit
erfindungsgemäßer Antriebseinheit.
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Fig. 2 In schematischer Darstellung den Schnitt durch die erfindungsgemäße
Antriebseinheit aus Fig. 1 entlang der Schnittlinie A-A.
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Aus der Fig. 1 ist eine bevorzugte Anwendungsmöglichkeit der Erfindung
entnehmbar.
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Innerhalb einer Papier- oder Kartonmaschine soll die Papierbahn von einer Sektion I,
beispielsweise eine Presse I, in die nächste Behandlungssektion, beispielsweise die
Presse II, überführt werden.
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Die Überführstelle ist dabei mit 1 gekennzeichnet.
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Im gewählten Beispiel läuft die Papierbahn 2 bzw. ein von ihrem Seitenrand
abgetrennter Einfädelstreifen über ein Sieb 3 und eine Saugwalze 4, über die auch
das Sieb 3 läuft.
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Das Sieb 3 wird von Leitrollen 5 gestützt und gespannt.
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Die Saugwalze 4 bildet mit einer Anpresswalze 6 bzw. deren äußeren Walzenmantel
6a einen Nip N aus, durch den die zu überführende Bahn bzw. der Einfädelstreifen 2
läuft. Beide Walzen 4 und 6 laufen zueinander gegensinnig, wie mit Pfeil angegeben
ist. Außerdem weist die Walze 6 einen inneren, der Stabilisierung dienenden
Walzenmantel 6a' auf.
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Die Walze 6 ist erheblich kleiner (im Durchmesser und vor allem auch in der Länge)
dimensioniert als die Walze 4 und ist mit einem eigenen Antrieb, d. h. Antriebseinheit
7 versehen.
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Diese Antriebseinheit 7 ist deutlicher sichtbar in Fig. 2.
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Sie umfasst einen Elektromotor 8 und eine feststehende Antriebswelle 9.
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Die Positionierung der Walze 6 erfolgt über einen Schwenkarm 10, der Teil der
Stuhlung S der Papiermaschine ist.
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Das erfolgt derart, dass dazu die Antriebswelle 9 einseitig und über die Stirnseite 6b
der Walze 6 hinaus verlängert ist. In diesem Endbereich 9a ist die Welle 9 gegenüber
dem übrigen Bereich 9b stärker dimensioniert, so dass sie daher
schwingungsunempfindlich ist und eine gute Auflage im Schwenkarm 10 hat.
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Die Anpresswalze 6 kann dann je nach Betriebssituation in den laufenden Prozess
eingeschwenkt werden, wie der Doppelpfeil in Fig. 1 zeigt.
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Im abgeschwenkten und nicht in den Figuren dargestellten Zustand, das ist die
Warteposition, dreht die Walze mit konstanter Drehzahl. Beim Einschwenken der
Walze 6 in die Papierbahn 2, also in Betriebsposition, wird die Walze 6 auf die
erforderliche Betriebsdrehzahl hochgefahren.
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Beim Aufsetzen auf die Gegenwalze muss die Umfangsgeschwindigkeit beider
Walzen gleich sein (mit üblichen Toleranzen der Regelungstechnik).
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Die einseitige Anlenkung der Walze 6 ermöglicht eine wesentlich einfachere
Konstruktion als bei herkömmlichen beidseitig gelagerten Motoren.
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Außerdem ist es möglich, dass der Motor 8, wie vorstehend schon erwähnt, von einer
Seite aus auf die Antriebswelle 9 geschoben werden kann. Dadurch wird die Montage
beim Wechseln des Motors erheblich erleichtert.
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Aufgrund ihrer Größe und der integrierten Antriebseinheit 7 ist die Walze 6 auch
besonders geeignet, um sie in eine bereits bestehende Maschine nachträglich
einzubauen zu können. Diese Bauweise ermöglicht auch in besonderer Weise die
Verwendung in der Nasspartie der Papiermaschine, da der Motor vor Spritzwasser,
Staub und Fremdkörpern geschützt ist.
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Der Einbau ist sowohl von der rechten Seite als auch von der linken Seite her
problemlos möglich.
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Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, den Walzenmantel in seiner
Durchmesser- und Längenwahl zu variieren.
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Nachzutragen ist, dass die Kühlung des Motors 8 mit Druckluft erfolgt. Dazu ist eine
Zuleitung 11, die von außen in die Antriebswelle führt, vorhanden. Die zugeführte
Druckluft strömt über Kanäle 9c zum zu kühlenden Motor und von da aus über Kanäle
9d zu einer Abluftleitung 12, aus der die Abluft nach außen wegströmt.
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Im Beispiel, d. h. in Fig. 2, ist ein Drehimpulsgeber 13 vorhanden, der mit der
Antriebswelle 9 mechanisch verbunden ist. Der Antrieb des Gebers 13 erfolgt über
den rotierenden Walzenmantel 6a bzw. 6a'. Darüber hinaus ist der Geber 13 über
eine Kupplung 14 und einen seitlichen Schutzdeckel 15 mit dem besagten
Walzenmantel 6a verbunden.
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Ist kein Impulsgeber 13 vorhanden, wird die seitliche Öffnung mit einem scheibenartig
ausgebildeten Schutzdeckel 15 verschlossen.
Bezugszeichenliste
1 Überführstelle
2 Faserstoffbahn/Einfädelstreifen
3 Sieb
4 Siebsaugwalze
5 Leitwalze
6 Anpresswalze
6a äußerer Walzenmantel
6a' innerer Walzenmantel
6b Stirnseite
7 Antriebseinheit
8 E-Motor
9 Antriebswelle
9a Endbereich
9b übriger Bereich
9c Kanal
9d Kanal
10 Schwenkarm
11 Zuleitung
12 Abluftleitung
13 Drehimpulsgeber
14 Kupplung
15 Schutzdeckel
N Nip
S Stuhlung