DE29908433U1

DE29908433U1 - Walze

Info

Publication number: DE29908433U1
Application number: DE29908433U
Authority: DE
Original assignee: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 1999-07-29
Anticipated expiration: 2009-05-12

Description

Anmelderin:

Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH Akte: PA10888 de G

D-89509 Heidenheim/Brenz "Walzenantrieb"

Walze

&iacgr;&ogr; Beschreibung

Die Erfindung betrifft sowohl eine Walze, insbesondere Papierleitwalze einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 als auch eine Walze, insbesondere Breitstreckwalze einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 2.

In Papier- oder Kartonherstellungs- oder Verarbeitungsmaschinen werden eine Vielzahl von verschiedenen Walzen, beispielsweise Papier- und Filzleitwalzen, Breitstreckwalzen, Saugwalzen, Durchbiegungseinstellwalzen, Trockenzylinder, Glättzylinder und Anpreßtrommeln, verwendet. Viele der genannten Walzen müssen durch geeignete Antriebsvorrichtungen angetrieben werden.

Zum allgemeinen Stand der Technik hinsichtlich dieser Antriebsvorrichtungen für Walzen gehören die Antriebe der Walzen über Gelenkwellen mit Normmotoren der Bauform B3. Nachteilig an diesen bekannten Antriebsvorrichtungen ist es, daß sie auf sehr engem Raum einen großen Platzbedarf benötigen und die Zugänglichkeit zur Papier- oder Kartonherstellungsmaschine und damit die Bedienung und Wartung derselben erschweren. Zudem sind sie sowohl in der Anschaffung (Anschaffungskosten) als auch im Unterhalt (Betriebs- und Wartungskosten) überdurchschnittlich teuer.

Eine weitere Antriebsvorrichtung für Walzen ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 87 03 410.7 (PA04300 DEG) der Anmelderin bekannt. Dabei ist ein Walzenzapfen der Walze, beispielsweise eines Trockenzylinders, in einem ortsfest abgestützten Lagergehäuse gelagert. Das Lagergehäuse ist gegen die

Walzenstirnwand in ein hohlzylindrisch erweitertes Gehäuse für einen elektrischen Antriebsmotor fortgesetzt. Dieser ist ein Dauermagnet-Motor, dessen Elektromagnetpole aufweisender Ständer im hohlzylinderischen Gehäuse angeordnet ist. Der Dauermagnetpole aufweisende Läufer des Antriebsmotors ist als hohlzylindrischer Ring ausgebildet und auf den Walzenzapfen aufgesteckt. Vorteilhaft an dieser Antriebsvorrichtung ist, daß sie aus wenigen Bauteilen besteht und nur einen geringen Einbauraum beansprucht. Durchgeführte Versuche haben jedoch ergeben, daß sie aufgrund der speziellen Ausführung des Antriebsmotors noch Probleme hinsichtlich der Kosten sowie der Montage bzw. Demontage aufwirft.

Weiterhin wird eine Antriebsvorrichtung für Walzen in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 198 54 079.5 (PA10800 DE) der Anmelderin offenbart. Dabei besteht eine Walze aus einem Walzenmantel, der an den Enden rotierbar auf je einem, von einem Ständer getragenen Walzenzapfen gelagert und angetrieben ist. Zumindest ein Walzenzapfen ist hohl ausgebildet, wobei sich in dem Walzenzapfen eine geschlossenen Antriebseinheit mit einer Antriebswelle befindet, die mit dem Walzenmantel gekoppelt ist. Zwar ist die Antriebsvorrichtung in ihrer Form sehr kompakt gehalten, jedoch ist zu befürchten, daß es aufgrund der Einbringung der geschlossenen Antriebseinheit in den hohlen Walzenzapfen zu unerwarteten Temperaturanstiegen im der Antriebsvorrichtung kommt. Diese Temperaturanstiege können bis zum heutigen Tage mit den bekannten Mitteln nicht &ldquor;kontrolliert" bzw. verhindert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Walzen der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten, daß auf die Verwendung wartungsintensiver Gelenkwellen verzichtet werden kann, daß keine Schutzeinrichtungen gemäß den gesetzlichen Bestimmungen für die Antriebsvorrichtungen mehr notwendig sind und daß die Walzenwechselzeiten deutlich verkürzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden Walzen vorgeschlagen, die die in Schutzanspruch 1 oder 2 genannten Merkmale aufweisen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist der Antriebsmotor der Walze ein Asynchron-Hohlwellenmotor, dessen Läufer als hohlzylindrischer Ring (Läuferring) ausgebildet und auf dem Walzenzapfen der Walze aufgesteckt ist und die Wikkelungen des Motorständers in dem nicht-rotierbaren Motorgehäuse angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit eines direkten Antriebs, d.h. eines Antriebs ohne der Verwendung von den Wirkungsgrad reduzierenden Übertragungsmitteln, beispielsweise Keilriemen oder Ketten.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist der Antriebsmotor der Walze ein &iacgr;&ogr; Asynchron-Hohlwellenmotor, dessen Läufer als hohlzylindrischer Ring (Läuferring) ausgebildet und auf die Antriebswelle des Vorgeleges aufgesteckt ist und die Wickelungen des Motorständers in dem nicht-rotierbaren Motorgehäuse angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß durch die Beanspruchung der Walze in ihr erzeugte Durchbiegungen nicht auf den Antrieb und seine Halterung übertragen werden, sondern vielmehr durch das mindestens eine zwischen dem Vorgelege und der Walze verwendete Antriebsmittel, beispielsweise ein Keilriemen oder eine Kette, ausgeglichen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Motorgehäuse mit mindestens einer Drehmomentstütze mit mindestens einem feststehenden Teil, beispielsweise einem Lagergehäuse und/oder einer Stuhlung, verbunden ist. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, daß die Funktionssicherheit des Antriebsmotors fortwährend gewährleistet ist.

In weiterer bevorzugter Weise ist vorgesehen, daß die Walze mehrere Antriebsmotoren aufweist, wobei im Normalbetrieb der Walze nur ein einziger Antriebsmotor läuft und im Beschleunigungs- und/oder Bremsbetrieb der Walze mindestens zwei Antriebsmotoren fahren. Hierdurch wird Vorteil erreicht, daß die eingesetzten Antriebsmotoren während ihres jeweiligen Betriebes unter optimalen Betriebsbedingungen gefahren werden und nicht in Über- bzw. Unterlast gefahren werden müssen. Abgesehen von niedrigeren Betriebskosten wird dadurch letztendlich eine Erhöhung der Lebensdauer der eingesetzten Antriebsmotoren begünstigt.

Ein kostengünstiger und effektiver Walzenantrieb bei Verwendung mehrerer Antriebsmotoren wird dann erreicht, wenn die Antriebsmotoren an beiden Walzenzapfen der Walze angebracht sind. Hierbei können schon für einen Antriebsmotor vorhandenen Walzenzapfen und Reibschlußverbindungen für weitere Antriebsmotoren mitverwendet werden, was letztendlich zu den genannten Kostenvorteilen führt.

Bei einer überaus bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kopplung des Walzenzapfens der Walze mit dem Läufer des Antriebsmotors durch mindestens eine Reibschlußverbindung ausgeführt. In weiterer Ausgestaltung ist die Reibschlußverbindung eine Spannsatz-Befestigung mit flachem Spannkegel zwecks Selbstzentrierung. Durch diese Verbindungsform kann den betrieblichen Anforderungen an die Antriebsvorrichtung auf kostengünstige und funktionssichere Art und Weise Rechnung getragen werden.

Bevorzugterweise ist der als Läuferring ausgebildete Läufer des Antriebsmotors unter Zwischenanordnung einer wärmeisolierenden Schicht auf dem Walzenzapfen der Walze befestigt. Dadurch wird sichergestellt, das der eventuell vorhandene Wärmeübergang vom temperierten Walzenzapfen auf den Läuferring gemindert wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Motorgehäuse mit Öffnungen zur Kühlluftdurchspülung des Motorinnenraums versehen, wodurch die Wärmeabfuhr aus dem Antriebsmotor unterstützt wird.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung ist im Bereich des Antriebsmotors mindestens ein Zusatzlüfter für den Betrieb bei geringen Drehzahlen angeordnet. Die Maßnahme ist notwendig, um die bei geringen Drehzahlen zusätzlich entstehende Wärme gezielt und effektiv abführen zu können.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombi-

nation, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellen dar:

Figur 1: eine Seitenansicht eines Walzenantriebs;
Figur 2: eine Seitenansicht eines weiteren Walzenantriebs und
Figur 3: einen Längsschnitt durch das antriebsseitige Ende einer
Walze mit einem auf deren Walzenzapfen zwischen Walzenkörper
und Lager angeordneten Antriebsmotor als erste Aus

führungsform.

Die in Figur 1 mit 1 bezeichnete Walze, insbesondere eine Papierleitwalze einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine, mit ihrem Walzenkörper 2 weist an ihrem Ende einen rotierbar in einem an einer Stuhlung 18 ortsfest angebrachten Lager 4 mit Lagergehäuse gelagerten Walzenzapfen 3 auf. Das Lager 4 mit seinem Lagergehäuse kann direkt und über eine Schweißkonstruktion an der Stuhlung 18 angebracht, beispielsweise durch Schraubung oder Schweißung, sein. An dem Walzenzapfen 3 ist zwischen dem Walzenkörper 2 und dem Lager 4 ein Antriebs 5 gekoppelt, der einen Antriebsmotor 6 mit einem Motorgehäuse 7 aufweist und wobei der Antriebsmotor 6 unmittelbar zwischen dem Walzenkörper 2 und dem Lager 4 angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist der Antriebsmotor 6 ein Asynchron-Hohlwellenmotor (wird auch als Asynchron-Trommelmotor bezeichnet), dessen Läufer 8, wie in Figur 3 ersichtlich, als hohlzylindrischer Ring (Läuferring,

9) ausgebildet ist und auf dem Walzenzapfen 4 der Walze 1 aufgesteckt ist, während die Wickelungen 10 des Motorständers 11 in dem Motorgehäuse 7 angeordnet sind. Das Motorgehäuse 7 ist mit mindestens einer Drehmomentstütze 16 mit dem Lagergehäuse des Lagers 4 und/oder mit der Stuhlung 18 verbunden.

Die Figur 2 zeigt in einer Seitenansicht eine Walze 1, insbesondere Breitstreckwalze einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine, mit einem Walzenkörper 2 und mit an jedem Ende rotierbar in je einem an einer Stuhlung 18 ortsfest angebrachten Lager 4 mit Lagergehäuse gelagerten Walzenzapfen 3. Das Lager 4 kann direkt und über eine Schweißkonstruktion an der Stuhlung 18 angebracht, beispielsweise durch Schraubung oder Schweißung, sein. Der Walzenzapfen 3 wird über mindestens zwei Antriebsscheiben 12 und mindestens ein Antriebsmittel 13, insbesondere ein Keilriemen oder eine Kette, von mindestens einer Antriebswelle 14 eines Vorgeleges 15 angetrieben und die Antriebswelle 14 des Vorgeleges 15 ist an ihrem anderen Ende wenigstens unmittelbar mit einem Antriebsmotor 6 mit einem Motorgehäuse 7 gekoppelt. Erfindungsgemäß ist der Antriebsmotor 6 ein Asynchron-Hohlwellenmotor (wird auch als Asynchron-Trommelmotor bezeichnet), dessen Läufer 8, wie in Figur 3 ersichtlich, als hohlzylindrischer Ring (Läuferring, 9) ausgebildet und auf die Antriebswelle 14 aufgesteckt ist, während die Wickelungen 10 des Motorständers 11 in dem Motorgehäuse 7angeordnet sind. Das Motorgehäuse 7 ist mit mindestens einer Drehmomentstütze 16 mit dem Lagergehäuse des Lagers 4 und/oder mit der Stuhlung 18 verbunden.

In Figur 3 ist ein Längsschnitt durch das antriebsseitige Ende einer Walze 1 mit einem auf deren Walzenzapfen 3 zwischen dem Walzenkörper 2 und dem Lager 4 angeordneten Antriebsmotor 6 dargestellt. Der Antriebsmotor 6 ist mittels einer Drehmomentstütze 16 mit der Stuhlung 18 verbunden. Der vom Motorgehäuse 7 aufgenommene elektrische Antriebsmotor 6 ist ein Asynchron-Hohlwellenmotor, dessen Läufer 8 als hohlzylindrischer Ring (Ringläufer, 9) ausgebildet und auf den Walzenzapfen 3 der Walze 1 aufgesteckt ist, während die Wickelungen 10 des Motorständers 11 in dem Motorgehäuse 7 angeordnet sind. Es ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, daß mehrere Antriebsmotoren 6 zum Betrieb der Walze 1 eingebaut sind; auf die Darstellung dieser Möglichkeit wurde aufgrund der einfachen Verständlichkeit verzichtet. Weiters ist in der Figur 3 erkennbar, daß die Kopplung des Walzenzapfens 3 mit dem Läufer 8 des Antriebsmotors 6 durch eine Reibschlußverbindung 19, insbesondere eine Spannsatz-Befestigung mit flachem Spannkegel zwecks Selbstzentrierung, ausgeführt ist. Reibschlußverbindungen gehören seit geraumer Zeit zum allgemein bekannten Stand der Tech-

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nik und bedürfen aus diesem Grunde an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung. Die erwähnte Kopplung kann jedoch auch noch mit anderen form- und/oder kraftschlüssigen Verbindungen, wie beispielsweise Schraub- oder Paßfeder-Verbindungen oder Verzahnungen, ausgeführt werden. Es ist ferners in Figur 3 zu erkennen, daß der als Läuferring 9 ausgebildete Läufer 8 des Antriebsmotors 6 unter Zwischenanordnung einer wärmeisolierenden Schicht 20 auf dem Walzenzapfen 4 der Walze 1 befestigt ist. Weiterhin ist das Motorgehäuse 7 mit beiderseitigen Öffnungen 21 zur Kühlluftdurchspülung des Motorinnenraums versehen. Sollten die beiderseitigen Öffnungen 21 zur Kühlluftdurchspülung nicht

&iacgr;&ogr; ausreichen, so ist im Bereich des Antriebsmotors 6 mindestens ein aufgrund seiner Bekanntheit nicht dargestellter Zusatzlüfter, insbesondere für den Betrieb bei geringen Drehzahlen, angeordnet.

Zusammenfassend ist festzuhalten, daß durch die Erfindung Walzen der eingangs erwähnten Art so weitergebildet werden, daß die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten, daß die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht auftreten, daß auf die Verwendung wartungsintensiver Gelenkwellen verzichtet werden kann, daß keine Schutzeinrichtungen gemäß den gesetzlichen Bestimmungen für die Antriebsvorrichtungen mehr notwendig sind und daß die Walzenwechselzeiten deutlich verkürzt werden.

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	Bezugszahlenliste
1	Walze
2	Walzenkörper
3	Walzenzapfen
4	Lager
5	Antrieb
6	Antriebsmotor
7	Motorgehäuse
CX)	Läufer
9	Läuferring
10	Wickelungen
11	Motorständer
12	Antriebsscheibe
13	Antriebsmittel
14	Antriebswelle
15	Vorgelege
16	Drehmomentstütze
17	Lagergehäuse
18	Stuhlung
19	Reibschlußverbindung
20	Wärmeisolierende Schicht
21	Öffnung

Claims

Anmelderin: Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH Akte: PAl0888 de g D-89509 Heidenheim/Brenz "Walzenantrieb" Walze &iacgr;&ogr; Schutzansprüche

1. Walze (1), insbesondere Papierleitwalze einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine, mit den folgenden Merkmalen:

a, die Walze (1) hat einen Walzenkörper (2) und an wenigstens einem WaI-zenende einen Walzenzapfen (3), der in einem Lager (4) rotierbar gelagert ist;

b, zwischen dem Walzenkörper (2) und dem Lager (4) ist an dem Walzenzapfen (3) ein Antrieb (5) gekoppelt, der einen Antriebsmotor (6) mit einem Motorgehäuse (7) aufweist;

c, der Antriebsmotor (6) ist unmittelbar zwischen dem Walzenkörper (2) und

dem Lager (4) angeordnet;
gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

d, der Antriebsmotor (6) ist ein Asynchron-Hohlwellenmotor, dessen Läufer (8) als hohlzylindrischer Ring (Läuferring, 9) ausgebildet und auf dem Walzenzapfen (3) der Walze (1) aufgesteckt ist;

e, die Wickelungen (10) des Motorständers (11) sind in dem nicht-rotierbaren Motorgehäuse (7) angeordnet.

2. Walze (1), insbesondere Breitstreckwalze einer Papier- oder Kartonher-Stellungsmaschine, mit den folgenden Merkmalen:

a, die Walze (1) hat einen Walzenkörper (2) und an wenigstens einem Walzenende einen Walzenzapfen (3), der in einem Lager (4) rotierbar gelagert ist;

b, der Walzenzapfen (3) wird über mindestens zwei Antriebsscheiben (12) und mindestens ein Antriebsmittel (13), insbesondere ein Keilriemen oder

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eine Kette, von mindestens einer Antriebswelle (14) eines Vorgeleges (15) angetrieben;

c, die Antriebswelle (14) des Vorgeleges (15) ist an ihrem anderen Ende mit einem Antrieb (5) gekoppelt, der einen Antriebsmotor (6) mit einem Motorgehäuse (7) aufweist;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

d, der Antriebsmotor (6) ist ein Asynchron-Hohlwellenmotor, dessen Läufer (8) als hohlzylindrischer Ring (Läuferring, 9) ausgebildet und auf die Antriebswelle (14) des Vorgeleges (15) aufgesteckt ist;

&iacgr;&ogr; e, die Wickelungen (10) des Motorständers (11) sind in dem nicht-rotierbaren Motorgehäuse (7) angeordnet.

3. Walze (1) nach Schutzanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

das Motorgehäuse (7) mit mindestens einer Drehmomentstütze (16) mit mindestens einem feststehenden Teil, beispielsweise einem Lagergehäuse (17) und/oder einer Stuhlung (18), verbunden ist.

4. Walze (1) nach mindestens einem der vorangegangenen Schutzansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Walze (1) mehrere Antriebsmotoren (6) aufweist, wobei im Normalbetrieb der Walze (1) nur ein einziger Antriebsmotor (6) läuft und im Beschleunigungs- und/oder Bremsbetrieb der Walze (1) mindestens zwei Antriebsmotoren (6) fahren.

5. Walze (1) nach Schutzanspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Antriebsmotoren (6) an beiden Walzenzapfen (3) der Walze (1) angebracht sind.

6. Walze (1) nach mindestens einem der vorangegangenen Schutzansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Kopplung des Walzenzapfens (3) der Walze (1) mit dem als Läuferring (9) ausgebildeten Läufer (8) des Antriebsmotors (6) durch mindestens eine Reibschlußverbindung (19) ausgeführt ist.

7. Walze (1) nach Schutzanspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Reibschlußverbindung (19) eine Spannsatz-Befestigung mit flachem Spannkegel zwecks Selbstzentrierung ist.

&iacgr;&ogr;

8. Walze (1) nach Schutzanspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß

der als Läuferring (8) ausgebildete Läufer (8) des Antriebsmotors (6) unter Zwischenanordnung einer wärmeisolierenden Schicht (20) auf dem Walzenzapfen (3) der Walze (1) befestigt ist.

9. Walze (1) nach mindestens einem der vorangegangenen Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

das Motorgehäuse (7) mit Öffnungen (21) zur Kühlluftdurchspülung des Motorinnenraums versehen ist.

10. Walze (1) nach mindestens einem der vorangegangenen Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

im Bereich des Antriebsmotors (6) mindestens ein Zusatzlüfter für den Betrieb bei geringen Drehzahlen angeordnet ist.