DE10319105A1

DE10319105A1 - Bearing assembly for paper or carton web drum imparts an orthogonal pitch component with respect to the axis on drum axle

Info

Publication number: DE10319105A1
Application number: DE2003119105
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schmid
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2004-11-18

Abstract

A papermaking assembly has a cylinder which rotates on an axis (22) supported by a bearing (18) powered by an electric motor (40) with a hollow drive shaft, a stator (44) and a rotor (42) which turns with respect to the stator. The stator and rotor are separated by an air gap (43). The bearing (18) imparts an orthogonal pitch component with respect to the axis, on the axle. The drum (10) rotates about an essentially non-moving axle. The stator is attached to the axle (20). The rotor (42) transmits torque to the drum (10). The bearing imparts a pitch moment which is the resultant force arising from two orthogonal components acting with respect to each other and the axis of rotation (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehteil, insbesondere eine Walze oder einen Zylinder einer Maschine zur Herstellung oder/und Bearbeitung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn, welches durch eine Lageranordnung um eine Drehachse drehbar gelagert ist, mit einem elektrischen Hohlwellenmotor als Drehantrieb, welcher einen Stator und einen relativ zu diesem drehbaren Läufer umfasst, der in einem einen Luftspalt bildenden radialen Abstand zum Stator angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn.The The present invention relates to a turned part, in particular a roller or a cylinder of a machine for producing and / or processing a Material web, preferably a paper or cardboard web, which is rotatably supported about an axis of rotation by a bearing arrangement, with an electric hollow shaft motor as a rotary drive, which one Stator and a rotatable relative to this rotor, which in one arranged a radial gap to the stator forming an air gap is. The invention further relates to a machine for manufacturing and / or processing a material web, preferably a paper or cardboard web.

Ein derartiges Drehteil ist als Walze für eine Papiermaschine aus der DE 100 25 316 A1 bekannt. Die aus der genannten Druckschrift bekannten Walzen weisen an ihren Längsenden Wellenstümpfe auf, welche durch ein Wälzlager drehbar gelagert und durch einen Hohlwellenmotor zur Drehung angetrieben sind. Dabei ist der Läufer des Hohlwellenmotors auf den Wellenstumpf aufgesteckt und vom Stator umgeben.Such a turned part is a roller for a paper machine from the DE 100 25 316 A1 known. The rollers known from the cited document have shaft ends on their longitudinal ends, which are rotatably supported by a roller bearing and are driven to rotate by a hollow shaft motor. The rotor of the hollow shaft motor is attached to the stub shaft and surrounded by the stator.

Der bezüglich des Drehteils ruhende Lagerring des Wälzlagers und der Stator des Hohlwellenmotors sind in einem gemeinsamen Gehäuse möglichst koaxial angeordnet. Als Lageranordnung ist ein Wälzlager gewählt, welches zusätzlich zur vorgesehenen Drehung des Wellenstumpfes um die Drehachse auch eine Ausgleichskippung um eine zur Drehachse orthogonale Kippachse ermöglicht. Dies ist notwendig, da sich das Drehteil unter Last statisch und dynamisch verformt, so dass die tatsächliche Drehachse des Drehteils von der idealen Drehachse abweicht, in der Regel sogar zeitlich und räumlich veränderlich. Durch diese Abweichung geht die Koaxialität zwischen Hohlwellenmotor und Wälzlager verloren.The in terms of of the rotating part stationary bearing ring of the rolling bearing and the stator of the Hollow shaft motors are arranged as coaxially as possible in a common housing. A rolling bearing is used as the bearing arrangement selected which additional for the intended rotation of the stub shaft about the axis of rotation a compensation tilt about a tilt axis orthogonal to the axis of rotation allows. This is necessary because the rotating part is static and under load dynamically deformed so that the actual axis of rotation of the turned part deviates from the ideal axis of rotation, usually even in time and spatially changeable. This deviation causes the coaxiality between the hollow shaft motor and rolling bearings lost.

Nachteilig an dem bekannten Drehteil ist, dass der Luftspalt zwischen dem Läufer und dem Stator des Hohlwellenmotors ausreichend groß gewählt werden muss, um eine Verformung bzw. Verlagerung des Wellenstumpfes im Betrieb zu gestatten, ohne dass der auf diesen aufgesetzte Läufer mit dem ihn umgebenden Stator in Kontakt kommt. Durch den erforderlichen großen Luftspalt wird der Wirkungsgrad des elektrischen Antriebs unerwünschterweise gesenkt.adversely of the known rotating part is that the air gap between the rotor and the stator of the hollow shaft motor must be chosen large enough to prevent deformation permit or relocation of the stub shaft in operation without that the runner placed on this with the surrounding one Stator comes into contact. Due to the required large air gap the efficiency of the electric drive is undesirably reduced.

Es ist im Stand der Technik eine Lösung bekannt, dieser betriebsbedingten Verlagerung des Wellenstumpfes von der idealen Drehachse weg dadurch entgegenzuwirken und somit einen geringeren Luftspalt zwischen Läufer und Stator zu erhalten, dass man zusätzliche Lager zwischen Läufer und Stator vorsieht. Dies führt jedoch nicht nur zu zusätzlichen Kosten, sondern es muss unter Umständen auch der Wellenstumpf länger ausgebildet werden, um Lagerstellen für die Anbringung der zusätzlichen Lager zu schaffen. Zum einen ist der erforderliche Bauraum häufig nicht vorhanden, zum anderen begünstigt gerade eine Verlängerung des Wellenstumpfes dessen unerwünschte Verformung bzw. Verlagerung. Für einen solchen "Aufsteckmotor" ist außerdem zusätzlich eine Drehmomentabstützung erforderlich. Dadurch wird wiederum eine zusätzliche radiale Kraft und ein Biegemoment in den verlängerten Wellenstumpf eingeleitet. Dies erhöht wiederum die Gefahr eines Auftretens von Schwingungen.It is a solution in the prior art known, this operational relocation of the stub shaft to counteract away from the ideal axis of rotation and thus to get a smaller air gap between rotor and stator that one additional Camp between runners and stator. this leads to but not just additional ones Costs, but it may also have to be the stub longer be trained to camp sites for the attachment of additional bearings to accomplish. For one thing, the space required is often not existing, favored on the other just an extension the stub of the unwanted Deformation or displacement. For such a "slip-on motor" is also one torque support required. This in turn creates an additional radial force and a Bending moment in the elongated shaft end initiated. This increases again the risk of vibrations occurring.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Drehteil bereitzustellen, welches von einem Elektromotor mit hohem Wirkungsgrad zur Drehung angetrieben werden kann, und welches gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.It is therefore an object of the present invention, a generic rotating part To provide which by an electric motor with high efficiency can be driven to rotate, and which is inexpensive to manufacture at the same time.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Drehteil der eingangs genannten Art, bei welchem eine Lageranordnung vorgesehen ist, durch die ein Kippmoment mit wenigstens einer zur Drehachse orthogonalen Komponente auf das Achselement übertragbar ist, und bei welchem das Drehteil durch die Lageranordnung an einem im Wesentlichen ruhenden Achselement drehbar gelagert ist, wobei ferner der Stator an dem Achselement vorgesehen ist und der Läufer mit dem Drehteil zur Drehmomentübertragung verbunden ist.The Task is solved by a turned part of the type mentioned, in which a Bearing arrangement is provided by which a tilting moment with at least a component orthogonal to the axis of rotation can be transferred to the axis element, and in which the rotating part through the bearing arrangement on an in Essentially resting axis element is rotatably supported, furthermore the stator is provided on the axis element and the rotor with the rotating part for torque transmission connected is.

Bei dieser Anordnung wird ein am Drehteil, etwa durch dynamische Verformung, entstehendes Biegemoment, welches eine zur Drehachse orthogonale Momentenkomponente aufweist, auf das Achselement übertragen, d.h. es findet, abgesehen von selbst bei höchststeifen Lageranordnungen unvermeidlichen Minimalverdrehungen, im Wesentlichen keine Verdrehung um die Biegemomentenachse (Kippachsel statt, so dass die Verformung des Drehteils eine gleichgerichtete Verformung des Achselements bewirkt. Da sich somit der am Achselement vorgesehene Stator des Hohlwellenmotors im Falle einer Verformung des Drehteils mit dem mit dem Drehteil verbundenen Läufer mitbewegt, ist die Relativverlagerung zwischen Läufer und Stator gegenüber dem bekannten Stand der Technik vermindert. Deshalb kann ein kleinerer Luftspalt als bisher vorgesehen sein. Zusätzliche Lager zur Abstützung des Läufers gegenüber dem Stator sind nicht erforderlich.at this arrangement becomes a on the turned part, for example by dynamic deformation, resulting bending moment, which is orthogonal to the axis of rotation Has moment component, transferred to the axle element, i.e. it takes place, aside from even the most rigid bearing arrangements inevitable minimum twists, essentially no twists around the bending moment axis (tilt axis, so that the deformation of the rotating part a rectified deformation of the axis element causes. Since the stator provided on the axis element of the Hollow shaft motor in the event of deformation of the rotating part with the runners connected to the rotating part moved, is the relative displacement between the rotor and stator compared to known prior art reduced. Therefore, a smaller one Air gap than previously provided. Additional bearings to support the rotor over the Stators are not required.

Durch Verwendung eines nicht drehenden Achselements anstelle des sich drehenden Wellenstumpfes zur drehbaren Lagerung des Drehteils ist es möglich, den Stator an einem zwar ruhenden, jedoch von dem Drehteil durch Krafteinwirkung beeinflussbaren Element anzuordnen.By Use of a non-rotating axis element instead of the it is rotating stub shaft for rotatable mounting of the turned part possible, through the stator on a stationary one, but from the rotating part Arrange force influenceable element.

Zwar mag es zur Ausnutzung des oben beschriebenen Vorteils ausreichen, eine Lageranordnung vorzusehen, welche ein Kippmoment mit genau einer zur Drehachse orthogonalen Biegemomentenkomponente auf das Achselement übertragen kann. Dies ist etwa dann der Fall, wenn das dynamische Verhalten des Drehteils bekannt ist und dieses in nur einer Ebene schwingt. Ganz allgemein ist jedoch eine Lageranordnung von Vorteil, welche derart ausgebildet ist, dass durch sie ein Biegemoment mit zwei zueinander und zur Drehachse orthogonalen Komponenten übertragbar ist. In diesem Fall kann der oben beschriebene Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung von Lageranordnung und Hohlwellenmotor bei beliebigem dynamischen Verhalten des Drehteils genutzt werden.Though it may be enough to take advantage of the benefit described above, to provide a bearing arrangement which has a tilting moment with exactly one Transfer the bending moment component orthogonal to the axis of rotation to the axis element can. This is approximately the case when the dynamic behavior of the turned part is known and this swings in only one plane. In general, however, a bearing arrangement is advantageous, which is designed such that a bending moment with two components orthogonal to each other and to the axis of rotation is. In this case, the advantage of the arrangement according to the invention described above can of bearing arrangement and hollow shaft motor with any dynamic Behavior of the turned part can be used.

Gerade für sich längs der Drehachse erstreckende Drehteile, wie Walzen oder Zylinder, ist es üblich, die Lageranordnung an einem Längsende des Drehteils vorzusehen, vorzugsweise an beiden Längsenden, um einerseits die Zugänglichkeit des Lagers für Wartungs- und Reparaturvorgänge zu erhöhen, und andererseits ein Verkippen des Drehteils um eine zur Drehachse orthogonale Kippachse zu verhindern.Just for themselves along the Rotating parts extending axis of rotation, such as rollers or cylinders it is common the bearing arrangement at one longitudinal end of the rotating part, preferably at both longitudinal ends, on the one hand the accessibility of the camp for Maintenance and repair processes to increase and on the other hand, a tilting of the rotating part about an axis of rotation prevent orthogonal tilt axis.

Die Lageranordnung kann eine beliebige Lageranordnung sein, welche im Wesentlichen lediglich eine Drehung um die Drehachse zulässt. Mit "im Wesentlichen" soll dabei zum Ausdruck gebracht werden, dass geringfügige Verlagerungen bzw. Verformungen auch in Lageranordnungen mit größtmöglicher Lagersteifigkeit nie vollständig auszuschließen sind.The Bearing arrangement can be any bearing arrangement, which in the Allows essentially only a rotation about the axis of rotation. With "essentially" is intended to express it be brought that minor Displacements or deformations in the bearing arrangements with the greatest possible Storage rigidity never complete are to be excluded.

Als Lageranordnung kann ein hydrostatisches Gleitlager verwendet werden, etwa in Form einer zwischen einer radial inneren und einer radial äußeren Lauffläche angeordnete Gleitlagerbuchse. Bevorzugt werden zur drehbaren Lagerung von Drehteilen aufgrund ihrer dynamischen Eigenschaften jedoch Wälzlager eingesetzt. Dabei kann als Lageranordnung, welche ein Biegemoment wenigstens einer zur Achse orthogonalen Biegemomentenkomponente auf das Achselement überträgt, beispielsweise ein zweireihiges Kegelrollenlager, ein Nadellager oder dergleichen verwendet werden.As Bearing arrangement a hydrostatic plain bearing can be used approximately in the form of a between a radially inner and a radially outer tread Plain bearing bush. Are preferred for the rotatable mounting of turned parts due to their dynamic properties, however, roller bearings used. It can be used as a bearing arrangement, which has a bending moment at least one bending moment component orthogonal to the axis transfers to the axis element, for example a double row tapered roller bearing, a needle bearing or the like be used.

Eine besonders steife Lageranordnung ergibt sich dann, wenn die Lageranordnung zwei in Achsrichtung mit Abstand von einander angeordnete Lager umfasst. Durch den Abstand in Achsrichtung der beiden Lager lässt sich ein Hebelarm zwischen den Krafteinleitungsorten der Lagerstellen schaffen, mit welchem auch große unerwünschte Biegemomente sicher am Achselement abgestützt werden können.A particularly rigid bearing arrangement results when the bearing arrangement two axially spaced bearings includes. The distance in the axial direction of the two bearings allows create a lever arm between the force application locations of the bearing points with whichever great undesirable Bending moments can be securely supported on the axis element.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung können dann Läufer und Stator zwischen den beiden in Achsrichtung mit Abstand voneinander angeordneten Lagern der Lageranordnung angeordnet sein. Dies ermöglicht es, einen noch geringeren Luftspalt zwischen Läufer und Stator vorzugsehen, da die biegemomentenbedingte Verlagerung von Bauteilen des Drehteils zwischen den beiden Lagern am geringsten ist.According to one advantageous development of the present invention can then runner and stator between the two in the axial direction at a distance from each other arranged bearings of the bearing arrangement can be arranged. This enables to provide an even smaller air gap between the rotor and the stator, since the bending moment-related displacement of components of the turned part is the lowest between the two camps.

Vorteilhafterweise ist die Lageranordnung von einem mit dem Drehteil verbundenen Lagergehäuse umgeben, da so einerseits eine Lebensdauer erhöhende Schmierung der Lageranordnung vorgesehen werden kann, und andererseits in konstruktiv einfacher Weise der Läufer mit dem Lagergehäuse zur Drehmomentübertragung an dieses verbunden sein kann. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Läufer zwischen den zwei Lagern der Lageranordnung angeordnet sein, da dann einfach das Lagergehäuse kostengünstig auch als Läuferträger, d.h. als Träger einer Magnetfelderzeugungsanordnung des Läufers, genutzt werden kann.advantageously, the bearing arrangement is surrounded by a bearing housing connected to the rotating part, because, on the one hand, lubrication of the bearing arrangement increases the service life can be provided, and on the other hand in a structurally simple Way of the runner with the bearing housing torque transmission can be connected to this. According to an advantageous development of the The runner can invent be arranged between the two bearings of the bearing arrangement since then just the bearing housing economical also as a runner carrier, i.e. as a carrier a magnetic field generation arrangement of the rotor can be used.

Der Läufer umfasst häufig Permanentmagnete, die durch ein wechselndes elektromagnetisches Feld des Stators zur Drehung um die Drehachse angetrieben werden. Beispielsweise können die Permanentmagnete an einem im Wesentlichen kreiszylindrischen Innenwandabschnitt des Lagergehäuses angeordnet sein, etwa durch Ankleben oder durch Anpressen mittels eines Druckrings. Alternativ oder zusätzlich können die Permanentmagnete in für sie vorgesehene Vertiefungen eingelegt sein. Vertiefungen im Lagergehäuse zur Aufnahme der Permanentmagnete gewährleisten eine formschlüssige Verbindung, so dass die Permanentmagnete des Läufers das auf sie einwirkende Drehmoment auch vollständig an das Drehteil übertragen können. Die Gefahr eines "Durchrutschens" von einzelnen oder allen Magneten unter Einwirkung des Drehfelds vom Stator ist somit beseitigt.The runner often includes Permanent magnets by an alternating electromagnetic Field of the stator to be driven for rotation about the axis of rotation. For example the permanent magnets on a substantially circular cylindrical Inner wall section of the bearing housing be arranged, for example by gluing or by pressing a pressure ring. Alternatively or additionally, the permanent magnets in for her intended recesses must be inserted. Wells in the bearing housing Admission of the permanent magnets ensure a positive connection, so that the permanent magnets of the rotor act on them Torque also completely transferred to the turned part can. The risk of "slipping" of individual or all magnets under the influence of the rotating field from the stator is thus eliminated.

Wünscht man dagegen, Lager und Hohlwellenmotor strikt voneinander zu trennen, so kann der Läufer in Achsrichtung neben der Lageranordnung, von dieser etwa durch einen Zwischendeckel getrennt, vorgesehen sein. In diesem Falle kann zur Wartung oder Reparatur auf den Hohlwellenmotor oder auf die Lagerung zugegriffen werden, ohne die jeweils andere Einheit stören zu müssen.One wishes against strictly separating the bearing and the hollow shaft motor from each other, so the runner can in the axial direction next to the bearing arrangement, from this approximately an intermediate cover may be provided separately. In this case can be used for maintenance or repair on the hollow shaft motor or on the storage can be accessed without the other unit to disturb to have to.

In der Regel umfassen Drehteile, insbesondere Walzen und Zylinder, einen Mantel, welcher um die Drehachse drehend das Achselement umgibt. In diesem Falle kann der Stator bzw. der gesamte Hohlwellenmotor, da Läufer und Stator in der Regel konzentrisch angeordnet sind, an einer von dem Mantel umgebenen Stelle des Achselements an diesem angeordnet sein. Dadurch kann die Gesamtlänge des Drehteils in Richtung der Drehachse in Grenzen gehalten werden. Außerdem ist der Motor zusätzlich durch den Mantel geschützt. Durch den Mantel geschützt und trotzdem noch für Instandhaltungspersonal erreichbar ist der Hohlwellenmotor dann, wenn er in Richtung der Drehachse neben oder zumindest nahe der Lageranordnung angeordnet ist. Es soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass Läufer und Stator auch dann, wenn sie zwischen zwei Lagern der Lageranordnung angeordnet sind, von dem Mantel des Drehteils umgeben sind.As a rule, turned parts, in particular rollers and cylinders, comprise a jacket which surrounds the axis element, rotating about the axis of rotation. In this case, since the rotor and the stator are generally arranged concentrically, the stator or the entire hollow shaft motor can be arranged on the axle element at a location surrounded by the jacket. This allows the total length of the turned part in the direction of the axis of rotation within limits will hold. The motor is also protected by the jacket. Protected by the jacket and still accessible to maintenance personnel, the hollow shaft motor can be arranged next to or at least close to the bearing arrangement in the direction of the axis of rotation. However, it should not be excluded that the rotor and stator, even if they are arranged between two bearings in the bearing arrangement, are surrounded by the jacket of the rotating part.

Von Vorteil ist dabei der Einsatz eines möglichst langen, das Drehteil in Richtung der Drehachse durchsetzenden Achselements. Dadurch wird die Möglichkeit zur Anordnung des Stators beträchtlich erweitert.Of The advantage here is the use of the longest possible, the turned part Axial elements penetrating in the direction of the axis of rotation. This will the possibility considerably expanded for the arrangement of the stator.

In konstruktiv besonders einfacher Weise kann das Lagergehäuse über einen Deckelflansch mit dem das Achselement Idealerweise konzentrisch umgebenden Mantel zur Übertragung eines Drehmoments verbunden sein.In structurally particularly simple way, the bearing housing via a Cover flange with ideally concentrically surrounding the axis element Coat for transfer of a torque.

Zur Erhöhung der Lebensdauer der Lageranordnung kann eine Schmiermittelversorgung für diese vorgesehen sein. Dabei kann das Achselement zumindest längs eines in Drehachsenrichtung verlaufenden Abschnitts als Hohlachselement mit wenigstens einer Ausnehmung ausgebildet sein. Zur Sicherstellung einer symmetrischen Belastbarkeit des Achselements ist die Ausnehmung vorzugsweise zentral, d.h. mit der Drehachse als Zentrum angeordnet. Durch diese Ausnehmung kann einerseits Schmiermittel zu den Lagerstellen hin und von diesen weg geleitet werden. Dabei kann die Ausnehmung selbst als Schmiermittelleitung dienen oder es können gesonderte Schmiermittelleitungen darin verlegt sein, was die Ausnehmung für weitere Zwecke nutzbar macht.to increase The life of the bearing assembly can be a lubricant supply for this be provided. The axis element can be at least one along section running in the direction of the axis of rotation as a hollow axis element be formed with at least one recess. To make sure The recess is a symmetrical resilience of the axle element preferably central, i.e. arranged with the axis of rotation as the center. By this recess can on the one hand lubricant to the bearing points be directed to and away from these. The recess can themselves serve as a lubricant line or separate lubricant lines can be used be laid in what makes the recess usable for other purposes.

Alternativ oder zusätzlich können Energieversorgungsleitungen zur Stromversorgung des Stators durch die Ausnehmung des hohlen Abschnitts des Achselements geführt sein. Dies spart andernfalls zusätzlich vorzusehende Schmiermittel- oder/und Energieversorgungsleitungen ein und gewährleistet, dass die Schmiermittel- oder/und Energieversorgungsleitungen durch drehende Teile des Drehteils beschädigt oder gar zerstört werden. Es lässt sich im Übrigen zeigen, dass der Übergang von einem massiven Vollachselement auf ein zumindest abschnittsweise rohrartiges Hohlachselement mit einer, vorzugsweise zentralen, Ausnehmung kaum Steifigkeitsverluste erwarten lässt. Schließlich kann das Achselement auch über seine gesamte Länge als Hohlachselement ausgebildet sein.alternative or additionally can Power supply lines to power the stator through the recess of the hollow section of the axle element can be guided. Otherwise, this saves an additional amount Lubricant and / or energy supply lines to be provided one and ensures that the lubricant and / or power supply lines through rotating parts of the turned part are damaged or even destroyed. It leaves by the way show that the transition from a solid all-axis element to an at least in sections tubular hollow axis element with a, preferably central, recess hardly any loss of rigidity can be expected. Finally, the axle element also about its entire length as Hollow axis element can be formed.

Durch ein zumindest abschnittsweise, vorzugsweise über seine gesamte Länge rohrartiges Hohlachselement können außerdem weitere Funktionsbauteile geführt sein, ohne durch das Drehteil gestört zu werden oder dieses zu stören.By an at least sectionally, preferably over its entire length, tubular hollow axis element can Moreover led further functional components be without being disturbed by the turned part or this to disturb.

Es kann bei dem Einsatz eines Hohlachselements daran gedacht sein, das Drehteil als Trockenzylinder zur Trocknung einer an dem Zylinder anliegenden Materialbahn zu verwenden, wobei ein Dampfzuführrohr durch den rohrartigen Abschnitt des Achselements hindurch geführt und vorzugsweise an dessen Innenwänden gelagert sein kann.It can be considered when using a hollow axis element the rotating part as a drying cylinder for drying one on the cylinder to use adjacent web of material, with a steam feed pipe through passed through the tubular portion of the axle member and preferably on the inside walls can be stored.

Es sind jedoch auch andere Arten von Funktionsteilen in dem Hohlachsenelement anordenbar. So kann das Drehteil als Saugwalze mit einem von dem Mantel umgebenen Saugkasten ausgebildet sein, wobei ein Rohr zur Erzeugung eines Unterdrucks im Saugkasten wie zuvor das Dampfzuführrohr durch den rohrartigen Abschnitt des Achselements hindurch geführt und vorzugsweise an dessen Innenwänden abgestützt sein kann.It however, there are also other types of functional parts in the hollow axis element arranged. So the rotating part as a suction roll with one of the Sheath surrounded suction box may be formed, with a tube for Generation of a vacuum in the suction box as before through the steam feed pipe passed through the tubular portion of the axle member and preferably on the inside walls supported can be.

Zur besseren Zugänglichkeit der Ausnehmung, etwa für eine Installation einer oder mehrerer der oben genannten Funktionsbauteile, kann das Achselement gemäß einer Weiterbildung der Erfindung geteilt ausgeführt sein. Vorteilhaft verläuft die Teilung in Richtung der Drehachse, um eine größtmögliche Länge der Ausnehmung zugänglich zu machen. Gerade im wichtigen Falle von rotationssymmetrischen Achselement-Ausnehmungen schafft eine Teilung in einer die Drehachse enthaltenden Ebene die bestmögliche Zugänglichkeit der Ausnehmung, da diese an ihrer weitesten Stelle aufgeschnitten ist.to better accessibility the recess, for example for an installation of one or more of the above-mentioned functional components, can the axis element according to a Further development of the invention can be divided. The division is advantageous in the direction of the axis of rotation in order to access the greatest possible length of the recess do. Especially in the important case of rotationally symmetrical axis element recesses creates a division in a plane containing the axis of rotation best accessibility the recess, as this is cut open at its widest point is.

Nutzt man die oben erwähnte Ausnehmung des Achselements zur Schmiermittelversorgung aus, so kann in einfacher Weise über wenigstens einen Durchgang in radialer Richtung, welcher die Ausnehmung und die radial äußere Umgebung des Achselements miteinander verbindet, das Schmiermittel vom Achselementinneren zu der Lageranordnung gefördert werden. Da das Schmiermittel von dem Lagergehäuse derart in Drehung versetzt wird, dass seine Umfangsgeschwindigkeit linear mit dem Abstand von der Drehachse ansteigt, kann der aus diesem Geschwindigkeitsunterschied resultierende Unterschied im statischen Druck für eine Zirkulation von Schmiermittel in dem Gehäuse und in der des Achselements genutzt werden, indem das Achselement im Inneren des Lagergehäuses eine Mehrzahl von Durchgängen in radialer Richtung aufweist, von denen wenigstens zwei in unterschiedlichem radialen Abstand von der Drehachse in die radial äußere Umgebung des Achselements münden.Uses one the one mentioned above Recess of the axle element for lubricant supply, see above can easily over at least one passage in the radial direction, which the recess and the radially outer environment of the axle element connects together, the lubricant from the inside of the axle element promoted to the bearing arrangement become. Because the lubricant rotates from the bearing housing in this way is that its peripheral speed is linear with the distance from the If the axis of rotation increases, this can result from this speed difference resulting difference in static pressure for lubricant circulation in the housing and in that of the axis element can be used by the axis element inside the bearing housing a plurality of passes in has radial direction, of which at least two in different radial distance from the axis of rotation into the radially outer environment of the axle element.

Grundsätzlich kann das Achselement selbst starr an einer Stuhlung aufgenommen sein. Da das Drehteil an dem Achselement möglichst starr drehbar gelagert ist, kann zur Vermeidung von unerwünschten Spannungen in der Stuhlung das Achselement um wenigstens eine zur Drehachse orthogonale Kippachse kippbar gelagert sein. Vorzugsweise ist das Achselement um zwei zueinander und zur Drehachse orthogonale Kippachsen gelagert, um auch bei zeitlich und räumlich sich verändernden Verformungen von Drehteil und Achselement Spannungen in der Stuhlung zu vermeiden. Je nach Ausmaß der auftretenden Verformungen kann es ausreichen, das Achselement an einem seiner Längsenden kippbar zu lagern. Große Verformungen und damit hohe dynamische Lasten können durch derartige kippbare Lagerung des Achselements an beiden Längsenden ertragen werden.In principle, the axle element itself can be rigidly received on a frame. Since the rotating part is mounted on the axle element so that it can be rotated as rigidly as possible, undesirable effects can be avoided ten stresses in the frame, the axis element can be supported such that it can be tilted about at least one tilt axis orthogonal to the axis of rotation. The axis element is preferably mounted about two tilting axes orthogonal to one another and to the axis of rotation, in order to avoid stresses in the frame even in the event of deformations of the rotating part and axis element that change over time and space. Depending on the extent of the deformations that occur, it may be sufficient to tilt the axle element at one of its longitudinal ends. Large deformations and thus high dynamic loads can be borne by the tiltable mounting of the axle element on both longitudinal ends.

Grundsätzlich reicht es aus, für das Drehteil lediglich einen einzigen Hohlwellenmotor und sogar nur eine einzige Lageranordnung vorzusehen. Gerade bei länglichen sich in Richtung der Drehachse erstreckenden Drehteilen kann es jedoch, etwa zur Vermeidung von Verwindungen oder für einen schnellen gleichmäßigen Anlauf (Drehbeschleunigung), vorteilhaft sein, wenn der Hohlwellenmotor und die Lageranordnung im Bereich eines jeden Längsendes des Drehteils vorgesehen sind.Basically enough it out for the rotating part is only a single hollow shaft motor and even only to provide a single bearing arrangement. Especially with elongated ones it can extend in the direction of the axis of rotation however, for example to avoid twisting or for one quick smooth start-up (Spin), be advantageous if the hollow shaft motor and the bearing arrangement is provided in the region of each longitudinal end of the rotating part are.

Aufgrund seiner Eigenschaften wird als Hohlwellenmotor bevorzugt ein Synchronmotor eingesetzt.by virtue of Its properties as a hollow shaft motor are preferably a synchronous motor used.

Das obige Drehteil eignet sich besonders als Walze oder Zylinder für eine Maschine zur Herstellung oder/und Bearbeitung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn, weshalb eine solche mit erfindungsgemäßen Drehteilen bestückte Maschine einen eigenen Wert besitzt, für den unabhängiger Schutz angestrebt wird.The The above turned part is particularly suitable as a roller or cylinder for a machine for the production or / and processing of a material web, preferably a paper or cardboard web, which is why one with turned parts according to the invention stocked Machine has its own value for which independent protection is sought.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt einen Querschnitt durch einen Längsendbereich einer Walze einer Maschine zur Papierveredelung.The The present invention will hereinafter be described with reference to the accompanying Drawing closer explained. This shows a cross section through a longitudinal end portion of a roller Paper finishing machine.

In 1 ist eine Walze einer Maschine zur Papierveredelung allgemein mit10 bezeichnet. Die Walze 10 umfasst einen kreiszylindrischen Mantel 12, welcher an seinem in 1 dargestellten Längsende mit einem scheibenartigen Deckelflansch 14 verbunden ist. An seinem radial inneren Endbereich ist der Deckelflansch 14 mit einem zylindrischen Lagergehäuse 16 verschweißt. In dem Lagergehäuse 16 befindet sich eine Lageranordnung 18, welche die Walze 10 an einem ruhenden Achselement 20 zur Drehung um eine Drehachse 22 lagert.In 1 is a roller of a machine for paper finishing in general with 10 designated. The roller 10 comprises a circular cylindrical jacket 12 who at his in 1 shown longitudinal end with a disc-like cover flange 14 connected is. The cover flange is at its radially inner end region 14 with a cylindrical bearing housing 16 welded. In the bearing housing 16 there is a bearing arrangement 18 which the roller 10 on a resting axis element 20 for rotation about an axis of rotation 22 outsourced.

Das in 1 gezeigte Längsende 24 des Achselements 20 ist über einen Ring 26 mit kugelkalottenartiger Außenfläche in einer Stuhlung 28 gelagert. Der Ring 26 gestattet eine Kippbewegung des Achselements 20 um zur Drehachse 22 orthogonale Kippachsen, so dass eine im Betrieb auftretende Durchbiegung aufgrund dynamischer Belastung des Achselements 22 möglich ist.This in 1 shown longitudinal end 24 of the axis element 20 is over a ring 26 with a spherical cap-like outer surface in a chair 28 stored. The ring 26 allows the axis element to tilt 20 around the axis of rotation 22 orthogonal tilt axes, so that a deflection occurring during operation due to dynamic loading of the axis element 22 is possible.

Die Lageranordnung 18 umfasst im dargestellten Beispiel zwei Rollenlager 30 und 32, von denen das in 1 linke Lager 30 als Festlager und das in 1 rechte Lager 32 als Loslager vorgesehen ist. Als Loslager können etwa Pendelrollenlager, Zylinderrollenlager oder/und ein CARB-Lager verwendet werden.The bearing arrangement 18 includes two roller bearings in the example shown 30 and 32 , of which the in 1 left bearing 30 as a fixed bearing and that in 1 right camp 32 is provided as a floating bearing. Spherical roller bearings, cylindrical roller bearings and / or a CARB bearing can be used as floating bearings.

Der Festsitz des Lagers 30 wird erreicht durch eine Spannmutter 34, welche am ruhenden inneren Lagerring des Lagers 30 angreift und diesen gegen einen Achsvorsprung spannt, sowie einen in 1 linken Lagerdeckel 36, welcher den äußeren drehenden Lagerring 30 gegen einen Vorsprung in der Lagergehäuseinnenwand spannt und gleichzeitig das Lagergehäuse 16 nach Außen, insbesondere zur Außenumfangsfläche des Achselements 20 hin, abdichtet.The tight fit of the camp 30 is achieved by a clamping nut 34 , which on the resting inner bearing ring of the bearing 30 attacks and tensions it against an axial projection, as well as an in 1 left bearing cap 36 , which the outer rotating bearing ring 30 clamps against a projection in the inner wall of the bearing housing and at the same time the bearing housing 16 to the outside, in particular to the outer peripheral surface of the axle element 20 there, seals.

Zur anderen Seite hin wird das Lagergehäuse 16 durch einen in 1 rechten Lagerdeckel 38 begrenzt, welcher ebenfalls nach außen und insbesondere zur Außenumfangsfläche des Achselements 20 hin abdichtet.The bearing housing is on the other side 16 by an in 1 right bearing cover 38 limited, which also to the outside and in particular to the outer peripheral surface of the axle element 20 seals off.

Vom Mantel 12 umgeben und geschützt ist in 1 rechts neben dem rechten Lagerdeckel 38 ein Hohlwellenmotor 40 vorgesehen, durch welchen die Walze 10 zur Drehung um die Drehachse 22 antreibbar ist. Der Hohlwellenmotor 40 umfasst einen Läufer 42, welcher einen Stator 44, durch einen Luftspalt 43 getrennt, konzentrisch umgibt. Der Läufer 42 umfasst eine Mehrzahl von Permanentmagneten 46, welche in Vertiefungen 48 auf der Innenwand eines Lagergehäusefortsatzes 50 eingelegt und verklebt sind.From the coat 12 is surrounded and protected in 1 to the right of the right bearing cap 38 a hollow shaft motor 40 provided by which the roller 10 for rotation around the axis of rotation 22 is drivable. The hollow shaft motor 40 includes a runner 42 which is a stator 44 , through an air gap 43 separate, concentrically surrounds. The runner 42 includes a plurality of permanent magnets 46 which in recesses 48 on the inner wall of a bearing housing extension 50 are inserted and glued.

Die elektrischen Wicklungen 52 des Stators sind an einem Statorträger 54 angeordnet, welcher über geeignete Verbindungsmittel 56, etwa einem Spannsatz, drehfest mit dem Achselement 20 verbunden ist.The electrical windings 52 of the stator are on a stator carrier 54 arranged, which via suitable connecting means 56 , such as a clamping set, rotatably with the axis element 20 connected is.

Bei ausreichendem Durchmesser des Achselements 20 kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung auch daran gedacht sein, auf den Statorträger 54 zu verzichten und statt dessen die elektrischen Wicklungen 52 unmittelbar am Achselement, etwa ebenso in Vertiefungen in der Außenumfangswand des Achselements 20 anzuordnen.With a sufficient diameter of the axle element 20 can be thought of in an advantageous development of the invention, on the stator 54 to do without and instead the electrical windings 52 directly on the axis element, approximately also in depressions in the outer peripheral wall of the axis element 20 to arrange.

Der Lagergehäusefortsatz 50 ist gemeinsam mit dem rechten Lagerdeckel 38 durch Schrauben am Lagergehäuse 16 befestigt.The bearing housing extension 50 is together with the right bearing cover 38 by screws on the bearing housing 16 attached.

Das Achselement 20 weist von seinem Längsende 24 bis zum Anbringungsort des Stators 44 eine zentrale Ausnehmung 58 längs der Drehachse 22 auf. Die zentrale Ausnehmung 58 ist am Längsende 24 durch einen Deckel 60 abgedeckt.The axis element 20 points from his longitudinal end 24 to the location of the stator 44 a central recess 58 along the axis of rotation 22 on. The central recess 58 is at the longitudinal end 24 through a lid 60 covered.

In dem vom Lagergehäuse 16 umschlossenen Bereich weist das Achselement 20 radiale Durchgänge 62, 64 und 66 auf, von denen der Durchgang 64 bis nahe an die Innenwand des Lagergehäuses 16 herangeführt ist. Befindet sich ein Schmiermittel, wie etwa Schmieröl im Inneren des Lagergehäuses und wird dieses durch die Drehung der Walze 10 in Drehung versetzt, so bildet sich in dem rotierenden Schmiermittel ein Unterschied im statischen Druck aus. Der statische Druck sinkt mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit, was zu einer Zirkulation des Schmiermittels über die Durchgänge 62, 64 und 66 führt. Dadurch werden die Lager 30 und 32 im Drehbetrieb der Walze 10 mit Schmiermittel versorgt.In that of the bearing housing 16 enclosed area has the axis element 20 radial passages 62 . 64 and 66 on of which the passage 64 to close to the inner wall of the bearing housing 16 is introduced. If there is a lubricant, such as lubricating oil, inside the bearing housing and this is caused by the rotation of the roller 10 rotated, a difference in static pressure forms in the rotating lubricant. The static pressure decreases with increasing peripheral speed, which leads to a circulation of the lubricant through the passages 62 . 64 and 66 leads. This will make the bearings 30 and 32 while the roller is rotating 10 supplied with lubricant.

Weiterhin sind elektrische Versorgungsleitungen 68 durch die zentrale Ausnehmung 58 hindurch zu einer Stromquelle 70 geführt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Stromversorgungsleitungen 68 nicht durch die Walze 10 beschädigt werden können. Ebenso müssen keine Schmiermittelleitungen vorgesehen werden. Ordnet man darüber hinaus die Durchgänge 62, 64 und 66 derart an, dass sie in Richtung der Schwerkraft verlaufen, ist auch ein Austausch des Schmiermittels im Lagergehäuse 16 über die zentrale Ausnehmung 58 des Achselements 20 ohne die Montage des Lagergehäuses 16 und unabhängig von dessen Winkelstellung möglich.There are also electrical supply lines 68 through the central recess 58 through to a power source 70 guided. This ensures that the power supply lines 68 not through the roller 10 can be damaged. Likewise, no lubricant lines have to be provided. If you also arrange the passages 62 . 64 and 66 such that they run in the direction of gravity is also an exchange of the lubricant in the bearing housing 16 over the central recess 58 of the axis element 20 without mounting the bearing housing 16 and possible regardless of its angular position.

In der Ausnehmung 58 können auch in Fortsetzung der Durchgänge 62, 64 und 66 gesonderte Schmiermittelleitungen vorgesehen sein. Darüber hinaus kann in der Ausnehmung ein Funktionsbauteil, etwa ein Dampfzufuhrrohr oder ein Saugrohr, vorgesehen sein, wenn das Drehteil als Trocknungszylinder bzw. als Walze mit Saugkasten eingesetzt werden soll.In the recess 58 can also continue the runs 62 . 64 and 66 separate lubricant lines can be provided. In addition, a functional component, such as a steam supply pipe or a suction pipe, can be provided in the recess if the rotary part is to be used as a drying cylinder or as a roller with a suction box.

Zur Erleichterung der Installation von Funktionsbauteilen im Inneren der Ausnehmung kann das Achselement geteilt, etwa in Form von zwei im Wesentlichen gleichen Achselement-Halbschalen, ausgeführt sein.to Facilitation of the installation of functional components inside the recess, the axle element can be divided, for example in the form of two be essentially the same half-shell axle element.

Claims

Turned part, in particular roller or cylinder of a machine for producing and / or processing a material web, preferably a paper or cardboard web, which is supported by a bearing arrangement ( 18 ) around an axis of rotation ( 22 ) is rotatably mounted with an electric hollow shaft motor ( 40 ) as a rotary drive, which has a stator ( 44 ) and a rotatable rotor relative to this ( 42 ) which in an air gap ( 43 ) forming radial distance to the stator ( 44 ) is arranged, characterized in that by the bearing arrangement ( 18 ) a tilting moment with at least one to the axis of rotation ( 22 ) orthogonal component is transferable to the axis element and that the rotating part ( 10 ) through the bearing arrangement ( 18 ) on an essentially stationary axis element ( 20 ) is rotatably mounted, the stator ( 44 ) on the axle element ( 20 ) is provided and the runner ( 42 ) with the turned part ( 10 ) is connected for torque transmission.

Turned part according to claim 1, characterized in that the bearing arrangement ( 18 ) is designed in such a way that it causes a tilting moment with two to each other and to the axis of rotation ( 20 ) orthogonal components is transferable.

Turned part according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing arrangement ( 18 ) at one longitudinal end of the rotating part ( 10 ) is provided.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing arrangement ( 18 ) two in the direction of the axis of rotation ( 22 ) bearings spaced from each other ( 30 . 32 ) includes.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing arrangement ( 18 ) from one with the rotating part ( 10 ) connected bearing housing ( 16 ) is surrounded.

Turned part according to claim 5, characterized in that the rotor ( 42 ) with the bearing housing ( 16 . 50 ) is connected to this for torque transmission.

Turned part according to claim 6, characterized in that the rotor ( 42 ) Permanent magnets ( 46 ) which is located directly on the bearing housing ( 50 ) are arranged.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that it is a the axis element ( 20 ) surrounding coat ( 12 ), the stator ( 441 , preferably the entire hollow shaft motor ( 401 , on one of the coat ( 12 ) surrounding area of the axis element ( 20 ) is arranged on this.

Turned part according to claim 8, optionally with reference to claim 5, characterized in that it has a cover flange ( 14 ) which includes the coat ( 12 ) with the bearing arrangement ( 18 ), preferably with which the bearing arrangement ( 18 ) surrounding bearing housing ( 16 ), connects.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that a lubricant supply ( 58 . 62 . 64 . 66 ) for the La arrangement ( 18 ) is provided.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that the axis element ( 20 ) at least along one in the direction of the axis of rotation ( 22 ) extending section as a hollow axis element with a, preferably central, recess ( 58 ) is trained.

Turned part according to claim 11, characterized in that the axis element ( 20 ) in the direction of the recess ( 58 ), preferably along one of the axes of rotation ( 22 ) containing division level, is executed divided.

Turned part according to claim 11 or 12, characterized in that electrical supply lines ( 68 ) to the stator ( 44 ) in the recess ( 58 ) are performed.

Turned part according to one of claims 11 to 13, with reference to claims 10 and 5, characterized in that the axis element ( 20 ) inside the bearing housing ( 16 ) at least one with respect to the axis of rotation ( 22 ) radial passage ( 62 . 64 . 66 ) which has the recess ( 58 ) and the radially outer environment of the axle element ( 20 ) connects.

Turned part according to claim 14, characterized in that the axis element ( 20 ) inside the bearing housing ( 16 ) a plurality of with respect to the axis of rotation ( 22 ) radial passages ( 62 . 64 . 66 ), of which at least two ( 62 and 64 or 66 and 64 ) at different radial distances from the axis of rotation ( 22 ) in the radially outer environment of the axle element ( 22 ) lead to.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that the axis element ( 20 ) by at least one to the axis of rotation ( 22 ) orthogonal tilt axis, preferably around two to each other and to the axis of rotation ( 22 ) orthogonal tilt axes is tiltably mounted.

Turned part according to claim 16, characterized in that the axis element ( 20 ) is tiltably mounted on one of its longitudinal ends, preferably on both longitudinal ends.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow shaft motor ( 40 ) and the bearing arrangement ( 18 ) in the area of each longitudinal end of the turned part ( 10 ) are provided.

Turned part according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow shaft motor ( 40 ) is a synchronous motor.

Machine for the production and / or processing of a Material web, preferably a paper or cardboard web, with a Roller or / and a cylinder according to one of the preceding Expectations.