EP1580317A1 - Seilantriebsvorrichtung mit Hohlwellenmotor - Google Patents

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EP1580317A1
EP1580317A1 EP05101489A EP05101489A EP1580317A1 EP 1580317 A1 EP1580317 A1 EP 1580317A1 EP 05101489 A EP05101489 A EP 05101489A EP 05101489 A EP05101489 A EP 05101489A EP 1580317 A1 EP1580317 A1 EP 1580317A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow shaft
pulley
motor
drive device
shaft motor
Prior art date
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Granted
Application number
EP05101489A
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English (en)
French (fr)
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EP1580317B1 (de
Inventor
Diethelm Beisiegel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1580317A1 publication Critical patent/EP1580317A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1580317B1 publication Critical patent/EP1580317B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F7/00—Other details of machines for making continuous webs of paper
    • D21F7/02—Mechanical driving arrangements

Definitions

  • the invention relates to a cable drive device with at least one Electric motor and at least one pulley for driving at least one rotatably arranged web guiding device for a dry or wet, running material web over a rope
  • the electric motor is a hollow shaft motor with a housing and a disposed in the housing and with the Hollow shaft connected rotor is, with the pulley through one at its hub arranged and positively engaging in the hollow shaft connecting pin directly connected to the hollow shaft motor, as well as a machine for Treatment of a dry or wet material web, in particular of paper or cardboard, with at least one of such a cable drive device via a rope driven, rotating web guiding device.
  • the invention relates to a cable drive device according to the species of Claim 1 and of a machine for producing and / or processing a Material web according to claim 10.
  • the Material web for each processing step rotatably arranged, For example, as a cylinder or rollers running web guiding devices respectively.
  • Machines for producing and / or processing dry or wet Webs of cardboard or paper such as paper machines, Paper finishing machines or paper processing machines have a plurality of powered, rotating web guiding devices, such as For example, drying cylinders, guide rollers, coating rollers, calender rollers, Suction rolls, guide rolls, press rolls, spreader rolls or the like, which respectively relatively high drive power, in particular for starting the Machine, need at low speeds. So far, it is common for the Drive power to provide by electric motors, which you Nominal torque delivered at far higher than the required speeds, between the electric motor and the driven shaft of the Web guiding device, a transmission is arranged, which the speed of the Lowering the electric motor to a level required for the web guiding device.
  • a drive device for rotatably arranged Web guiding devices are known in which a hollow shaft three-phase asynchronous plug-on motor without intermediate transmission directly on the Shaft of a web guide device is attached. This will be on the Gear dispensed and the accessibility of one with such Drive device equipped machine for manufacturing and / or Processing of a dry or wet material web increased.
  • Another hollow shaft asynchronous motor, directly on the shaft of a Web guiding device of a machine for production and / or processing a dry or wet material web can be arranged, is from the EP 1 248 349 A2.
  • Some web guiding devices may lack space or due to their Arrangement in the machine not directly, but only over ropes, belts or Chains and the like are driven, these drive means under the Term rope are summarized.
  • the rope is around a pulley on the Hub of the respective web guide device placed and a pulley a cable drive device, so that the web guiding device over the rope can be driven by the cable drive device.
  • a Cable drive device has for this purpose an electric motor, a transmission which the Reduces the speed of the electric motor to the required speed level, as well as a on the output side of the transmission arranged pulley.
  • the invention is therefore based on the object, a cable drive device for Drive at least one rotatably arranged web guide device via develop a rope that is easy to manufacture, small dimensions and has a low weight and thus in or on a machine for Production and / or processing of a dry or wet material web can be arranged arbitrarily, with the accessibility of such a Rope drive device equipped machine should be improved.
  • a cable drive device with at least one Electric motor and at least one pulley for driving at least one rotatably arranged web guiding device for a dry or wet, running material web over a rope, whereby the term rope also belts, chains and the like, provided, which are compared to the prior art has the advantage that the electric motor is a hollow shaft motor with a Housing and one arranged in the housing and with the hollow shaft connected to the rotor, the pulley by one at its hub arranged and positively engaging in the hollow shaft connecting pin is directly connected to the hollow shaft motor.
  • the connecting pin can thereby also be a shaft that engages in the hollow shaft and on the pulley is arranged, wherein the connecting pin or the shaft, for example can be connected by means of a clamping set with the hollow shaft.
  • the running web over rotating web guiding devices such as For example, a rotatably mounted cylinder or a roller, in particular a drying cylinder, a deflection roller, a coating roller, a Calender roll, a suction roll, a guide roll, a press roll, a Spreader roll or the like with large diameters and large inertia, is guided, high torques are especially at startup at low speeds needed.
  • a special feature of a Hollow shaft motor is that such an electric motor its maximum Output torque at very low speeds.
  • a Hollow shaft motor for driving such a web guide device can Therefore, in comparison to the prior art on a transmission between Electric motor and pulley are dispensed with, creating a strong Reduction of the design and manufacturing effort for a Such a cable drive device is achieved.
  • the Cable drive device according to the invention by the elimination of the transmission smaller dimensions and a lower weight compared to the state of Technology, which increases the constructive degrees of freedom in the development a machine equipped with powered web guiding devices in particular for the production and / or processing of material webs Paper or cardboard in relation to the arrangement possibilities of the necessary Significantly increase rope drive devices in such a machine.
  • a cable drive device By the smaller dimensions and lower weight compared to the state of Technique must beyond a cable drive device according to the invention not necessarily be arranged on the basement floor, but can also directly over the housing of the hollow shaft motor or one on the housing arranged adapter on the machine chair or the stationary support be arranged, thereby increasing the accessibility inside the machine elevated.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the pulley completely on the storage of the hollow shaft in the housing of the Hollow shaft motor is supported, so that acting on the pulley rope forces completely from the storage of the hollow shaft in the housing of the Hollow shaft motor can be added.
  • the hollow shaft motor can due to the larger diameter of the hollow shaft compared to the diameter of the shaft of a solid shaft electric motor with larger bearings be equipped so that also external forces, such as those on the Seilfusion acting rope forces, on the storage of the hollow shaft in the Housing of the hollow shaft motor can be accommodated.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the pulley a one-sided open hollow cylinder, which has a larger inner diameter than the Outer diameter of the housing of the hollow shaft motor, wherein at the closed end face of the hollow cylinder along the axis of rotation of the Sheave a protruding into the hollow cylinder connecting pin is arranged, which engages positively into the hollow shaft, so that the over the connecting pin directly connected to the hollow shaft pulley the Hollow shaft motor frontally partially includes.
  • the Hollow shaft motor partially includes, is a particularly compact design with achieved small external dimensions, in which all according to the state of Technology hitherto necessary mechanical drive parts between electric motor and pulley can be omitted and the particularly space-saving for example, on the chair or the stationary support inside a machine can be arranged, whereby the construction and the Structure of such a machine can be significantly simplified.
  • the case of the Hollow shaft motor can be in the area that is not from the pulley is included, on the stiffening of the machine or on their stationary support be attached directly or via an adapter.
  • the connecting pin can be tightened by a clamping set in the hollow shaft, creating a easy mounting and maintenance of the hollow shaft motor and pulley is guaranteed independently without the need for special tools for the Assembly or disassembly of the clamping disk and the hollow shaft motor needed become.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the pulley at least one end-side cooling air opening for passing cooling air from or to the hollow shaft motor away or towards.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides that in or on Housing of the hollow shaft motor at least one opposite the environment and the interior of the housing closed and with a cooling device connectable cooling channel for passing a cooling liquid is arranged.
  • a cooling device connectable cooling channel for passing a cooling liquid.
  • the occurring as heat Power loss of the hollow shaft motor can be effectively dissipated, so that the Motor at a low temperature in the housing permanently at rated power can be operated.
  • the liquid cooling also allows that Dissipate the heat without damaging influence on surrounding parts of the Machine for the treatment of a material web, what in particular by the compact dimensions of the cable drive device according to the invention possible installation in the interior of such a machine is required.
  • the Cooling channel is preferably made of a non-oxidizing material, so that water can be used as the cooling liquid.
  • Another advantageous embodiment of the invention provides that on the Sheave facing away from the front side of the hollow shaft motor a Display device is arranged to display the speed of the Hollow shaft motor and the pulley and / or the peripheral speed at least one driven over the sheave web guide device.
  • An additional advantageous embodiment of the invention provides that on the the pulley facing away from the end of the hollow shaft motor an adjustable Speed control device is arranged to set a desired Speed of the hollow shaft motor and the pulley and / or the Circumferential speed of at least one driven over the sheave Web guiding device and / or the speed of the material web in the Machine.
  • the Hollow shaft motor is a hollow shaft three-phase asynchronous motor.
  • a hollow shaft three-phase synchronous motor can be used.
  • Another, particularly advantageous embodiment of the invention provides that several similar cable drive devices acting on the same rope can be arranged. Especially with long pitches and high Power requirements, such as in an off-line coater, it can when using only one sheave to unwanted slippage come between rope and pulley, resulting in a demolition of the above Rope drive driven web guide running Material web can cause.
  • This slippage can be through the use of two or more sheaves, which are looped by the same rope on a permissible level can be reduced.
  • the Drive multiple acting on the same rope sheaves so far a transmission used with a Eintrieb- and several output shafts, which of a correspondingly powerful electric motor driven via the input shaft becomes.
  • Hollow shaft motors can be controlled very accurately in their speed, why by the cable drive device according to the invention to a coupling the sheaves acting together on a rope by means of a transmission can be dispensed with, whereby the accessibility and maintainability and the Design and manufacturing costs reduced by omission of the transmission can be.
  • Cable drive device an arrangement of several similar Rope drive devices acting on the same rope at different Positions along the rope possible, so that the tensile forces and the Alternating loads in the rope are reduced and thereby the duration of use and the inspection and maintenance intervals of the rope can be extended.
  • a machine according to the invention for treating a dry or wet Material web, in particular of paper or cardboard, with at least one over one Rope drivable, rotating web guiding device, according to the genus of Claim 10 is inventively characterized by at least one or in the machine and the web guiding device via a rope driving cable drive device, in which at least one pulley with at least one hollow shaft motor without an interposed gearbox directly connected, wherein the term rope also belts, chains and the like includes.
  • a cable drive device 1 shown in Fig. 1 consists of a Hollow shaft motor 2 and one directly with the hollow shaft 3 of the hollow shaft motor. 2 via a connecting pin 4 connected pulley 5.
  • the pulley 5 is a unilaterally open hollow cylinder 6, which has a larger inner diameter 7 than has the outer diameter 8 of the housing 9 of the hollow shaft motor 2, wherein on the closed end face 10 of the hollow cylinder 6 along the Rotation axis 11 of the pulley 5 a projecting into the hollow cylinder 6 Connecting pin 4 is arranged, the form-fitting manner in the hollow shaft. 3 engages so that the over the connecting pin 4 directly to the hollow shaft. 3 Connected sheave 5 the hollow shaft motor 2 frontally partially includes. Of the on the hub 15 of the pulley 5 fixed to this connected connecting pin 4 is in the hollow shaft 3 by means of a remote from the pulley 5 Front side of the hollow shaft motor 2 from accessible clamping set 14th recorded.
  • the pulley 5 is completely over the bearing 12 of the hollow shaft 3 in the housing 9 of the hollow shaft motor 2 supported.
  • the hollow shaft motor 2 has in particular, due to the large diameter 13 of the hollow shaft 3 a large dimensioned storage 12, so that acting on the pulley 5 outer Forces, such as the forces acting on the pulley 5 rope forces can be completely absorbed by the storage 12.
  • the housing 9 of the hollow shaft motor 2 is a relation to the environment 16 and the interior 17 of the housing closed and with a not shown Cooling device or a heat exchanger connectable cooling channel 18 to Passing a cooling liquid arranged.
  • integrated cooling channel 18 for the passage of coolant can the occurring in the hollow shaft motor 2 as heat dissipation effectively be discharged, so that the hollow shaft motor 2 at a low temperature can be operated permanently in the housing 9 at rated power.
  • There one Cable drive device 1 usually with a pull-in speed of 15 Up to 75 m / min is operated, a liquid cooling is particularly suitable to the hollow shaft motor 2, the nominal torque at very low speed gives off, to cool.
  • the hollow shaft motor can. 2 be operated indefinitely in this speed range.
  • the pulley 5 a smaller inner diameter 7 than the outer diameter 8 of the housing 9 of the hollow shaft motor 2.
  • the hollow cylindrical pulley 5 includes the Housing 9 of the hollow shaft motor 2 not, but is in the axial extension of the with the axis of rotation 11 of the pulley 5 identical longitudinal axis of the Hollow shaft 3 is arranged.
  • the connecting pin 4 is on the of the Hollow cylinder 6 opposite side of the end face 10 of the hollow cylinder. 6 arranged.
  • a cable drive device 1 shown in Fig. 3 is the hollow shaft motor 2 via a directly on the housing 9 arranged adapter 19 to a Base frame 20 mounted.
  • the base frame is representative of one Foundation for installation of the cable drive device 1 on the basement floor, for the stiffening of a machine for making and / or processing a machine dry or wet web, or for the stationary support of a Such machine or components thereof.
  • the hollow shaft motor 2 also directly without the Adapter 19 are attached to the base frame 20 by the housing 9 of the Hollow shaft motor 2 in the area that is not covered by the pulley 5, is attached to the base frame 20.
  • the cable drive device 1 has with the hollow shaft motor 2 partially comprehensive pulley 5 a particular compact design with small outside dimensions, in which at all to the prior art previously required mechanical drive parts between Electric motor and pulley is omitted and so a special space-saving arrangement inside a machine for manufacturing and / or Processing a dry or wet material web is possible, thereby Design and construction of such a machine can be significantly simplified.
  • a Tachometer 21 On the pulley 5 facing away from front side of the hollow shaft motor 2 is a Tachometer 21 arranged to indicate the speed of the hollow shaft motor. 2 and the pulley 5 and / or the peripheral speed of at least one via the pulley 5 driven web guide device.
  • a cable drive device 1 is shown, which in particular for a Off-line coater is usable.
  • the rope drive of an off-line coater Due to the long ropes, it requires a stronger wrap the pulley 5. To transfer the required power through the rope to be able to two pulleys 5 together with larger wrap, as needed for a single pulley 5.
  • By arrangement of two identical rope drives 1 side by side on a common Base frame 20 can transmit the required drive power to the cable become. Due to the possible with hollow shaft motors 2, precise speed control is the abandonment of the previously required by the prior art transmission between only one electric motor 2 'and two sheaves 5, as in FIG. 5 shown, possible because a precise speed adjustment of the two Hollow shaft motors 2 is possible.
  • the invention is particularly in the field of paper machine manufacturing and in the paper making industry.

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Abstract

Es wird eine Seilantriebsvorrichtung (1) mit mindestens einem Elektromotor und mindestens einer Seilscheibe (5) zum Antrieb mindestens einer rotierbar angeordneten Bahnführungsvorrichtung für eine trockene oder nasse, laufende Materialbahn über ein Seil beschreiben, bei der der Elektromotor ein Hohlwellenmotor (2) mit einem Gehäuse (9) und einem in dem Gehäuse (9) angeordneten und mit der Hohlwelle (3) verbundenen Rotor ist, wobei die Seilscheibe (5) durch einen an ihrer Nabe (15) angeordneten und formschlüssig in die Hohlwelle (3) greifenden Verbindungszapfen (4) direkt mit dem Hohlwellenmotor (2) verbunden ist, sowie eine Maschine zur Behandlung einer trockenen oder nassen Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit mindestens einer von einer derartigen Seilantriebsvorrichtung (1) über ein Seil angetriebenen, rotierenden Bahnführungsvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Seilantriebsvorrichtung mit mindestens einem Elektromotor und mindestens einer Seilscheibe zum Antrieb mindestens einer rotierbar angeordneten Bahnführungsvorrichtung für eine trockene oder nasse, laufende Materialbahn über ein Seil, bei der der Elektromotor ein Hohlwellenmotor mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten und mit der Hohlwelle verbundenen Rotor ist, wobei die Seilscheibe durch einen an ihrer Nabe angeordneten und formschlüssig in die Hohlwelle greifenden Verbindungszapfen direkt mit dem Hohlwellenmotor verbunden ist, sowie eine Maschine zur Behandlung einer trockenen oder nassen Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit mindestens einer von einer derartigen Seilantriebsvorrichtung über ein Seil angetriebenen, rotierenden Bahnführungsvorrichtung.
Die Erfindung geht aus von einer Seilantriebsvorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 und von einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer Materialbahn nach Anspruch 10.
Bei der Herstellung und/oder Bearbeitung einer nassen oder trockenen Materialbahn, beispielsweise aus Papier oder Karton, ist es erforderlich, die Materialbahn für jeden Bearbeitungsschritt über rotierbar angeordnete, beispielsweise als Zylinder oder Walzen ausgeführte Bahnführungsvorrichtungen zu führen. Insbesondere bei der Herstellung von Papier oder Karton müssen diese Bahnführungsvorrichtungen angetrieben werden, da ansonsten die Gefahr besteht, dass die über die Bahnführungsvorrichtungen laufende Materialbahn abreißt.
Maschinen zur Herstellung und/oder Bearbeitung von trockenen oder nassen Materialbahnen aus Karton oder Papier, wie beispielsweise Papiermaschinen, Papierveredelungsmaschinen oder Papier-Weiterverarbeitungsmaschinen, weisen eine Vielzahl angetriebene, rotierende Bahnführungsvorrichtungen, wie beispielsweise Trockenzylinder, Umlenkwalzen, Streichwalzen, Kalanderwalzen, Saugwalzen, Leitwalzen, Presswalzen, Breitstreckwalzen oder dergleichen auf, welche jeweils relativ hohe Antriebsleistungen, insbesondere zum Anfahren der Maschine, bei niederen Drehzahlen benötigen. Bislang ist es üblich, die Antriebsleistung durch Elektromotoren zur Verfügung zu stellen, welche ihr Nenndrehmoment bei weit höheren, als den benötigten Drehzahlen abgegeben, wobei zwischen Elektromotor und der anzutreibenden Welle der Bahnführungsvorrichtung ein Getriebe angeordnet ist, welches die Drehzahl des Elektromotors auf ein für die Bahnführungsvorrichtung benötigtes Niveau absenkt.
Dies weist jedoch den Nachteil auf, dass jede Antriebsvorrichtung ein eigenes, teures, großes und schweres Getriebe benötigt, und dass dieses Getriebe ortsfest mit dem Elektromotor angeordnet werden muss, wodurch einerseits aufgrund des Gewichts der aus Elektromotor und Getriebe bestehenden Antriebsvorrichtung nicht jeder beliebige Einbauort ohne besondere Vorkehrungen zur Abstützung der Antriebsvorrichtung in oder an der Maschine gewählt werden kann, und andererseits aufgrund der Größe des Getriebes die Zugänglichkeit der Maschine für Wartungs- und Inspektionsarbeiten eingeschränkt ist.
Aus der DE 100 25 316 A1 ist eine Antriebsvorrichtung für rotierbar angeordnete Bahnführungsvorrichtungen bekannt, bei der ein Hohlwellen-Drehstrom-Asynchron-Aufsteck-Motor ohne dazwischen angeordnetes Getriebe direkt auf die Welle einer Bahnführungsvorrichtung aufgesteckt ist. Hierdurch wird auf das Getriebe verzichtet und die Zugänglichkeit einer mit einer derartigen Antriebsvorrichtung ausgestatteten Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer trockenen oder nassen Materialbahn erhöht.
Ein anderer Hohlwellen-Asynchronmotor, der direkt auf der Welle einer Bahnführungsvorrichtung einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer trockenen oder nassen Materialbahn anordbar ist, ist aus der EP 1 248 349 A2 bekannt.
Einige Bahnführungsvorrichtungen können mangels Bauraum oder aufgrund ihrer Anordnung in der Maschine nicht direkt, sondern nur über Seile, Riemen oder Ketten und dergleichen angetrieben werden, wobei diese Antriebsmittel unter dem Begriff Seil zusammengefasst sind. Dabei ist das Seil um eine Seilscheibe auf der Nabe der jeweiligen Bahnführungsvorrichtung gelegt und um eine Seilscheibe einer Seilantriebsvorrichtung, so dass die Bahnführungsvorrichtung über das Seil von der Seilantriebsvorrichtung angetrieben werden kann. Eine Seilantriebsvorrichtung weist hierfür einen Elektromotor, ein Getriebe, welches die Drehzahl des Elektromotors auf das benötigte Drehzahlniveau absenkt, sowie eine auf der Abtriebseite des Getriebes angeordnete Seilscheibe auf. Ein Seil weist gegenüber dem Antrieb über eine Welle den Vorteil auf, dass mehrere Bahnführungsvorrichtungen, beispielsweise solcher mit einem geringeren Leistungsbedarf, ohne besonders hohen Aufwand von einer oder mehreren Seilantriebsvorrichtung gemeinsam angetrieben werden können, indem die Seilscheiben mehrerer Bahnführungsvorrichtungen von dem selben Seil umschlungen werden.
Nachteilig ist auch bei diesem Stand der Technik, dass aufgrund des Gewichts und der Abmessungen der bekannten Seilantriebsvorrichtungen nur eine Aufstellung direkt auf dem Kellerboden in Frage kommt und darüber hinaus die Zugänglichkeit der Maschine für Wartungs- und Inspektionsarbeiten stark eingeschränkt ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Seilantriebsvorrichtung zum Antrieb mindestens einer rotierbar angeordneten Bahnführungsvorrichtung über ein Seil zu entwickeln, welche einfach herstellbar ist, geringe Abmessungen und ein geringes Gewicht aufweist und somit in oder an einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer trockenen oder nassen Materialbahn beliebig anordbar ist, wobei die Zugänglichkeit einer mit einer derartigen Seilantriebvorrichtung ausgestatteten Maschine verbessert werden soll.
Diese Aufgabe wird durch eine Seilantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 vollständig gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Seilantriebsvorrichtung mit mindestens einem Elektromotor und mindestens einer Seilscheibe zum Antrieb mindestens einer rotierbar angeordneten Bahnführungsvorrichtung für eine trockene oder nasse, laufende Materialbahn über ein Seil, wobei der Begriff Seil auch Riemen, Ketten und dergleichen umfasst, vorgesehen, welche gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil aufweist, dass der Elektromotor ein Hohlwellenmotor mit einem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten und mit der Hohlwelle verbundenen Rotor ist, wobei die Seilscheibe durch einen an ihrer Nabe angeordneten und formschlüssig in die Hohlwelle greifenden Verbindungszapfen direkt mit dem Hohlwellenmotor verbunden ist. Der Verbindungszapfen kann dabei auch eine Welle sein, die in die Hohlwelle greift und auf der die Seilscheibe angeordnet ist, wobei der Verbindungszapfen oder die Welle beispielsweise mittels eines Spannsatzes mit der Hohlwelle verbunden werden kann. Insbesondere bei Maschinen zur Herstellung und/oder Bearbeitung von trockenen oder nassen Materialbahnen, insbesondere aus Papier oder Karton, bei denen die laufende Materialbahn über rotierende Bahnführungsvorrichtungen, wie beispielsweise einem drehbar gelagerten Zylinder oder einer Walze, insbesondere einem Trockenzylinder, einer Umlenkwalze, einer Streichwalze, einer Kalanderwalze, einer Saugwalze, einer Leitwalze, einer Presswalze, einer Breitstreckwalze oder dergleichen mit großen Durchmessern und großer Trägheit, geführt wird, werden insbesondere beim Anfahren hohe Drehmomente bei niedrigen Drehzahlen benötigt. Eine besondere Eigenschaft eines Hohlwellenmotors ist, dass ein derartiger Elektromotor sein maximales Drehmoment bei sehr niedrigen Drehzahlen abgibt. Durch die Verwendung eines Hohlwellenmotors für den Antrieb einer derartigen Bahnführungsvorrichtung kann im Vergleich zum Stand der Technik deshalb auf ein Getriebe zwischen Elektromotor und Seilscheibe verzichtet werden, wodurch eine starke Verringerung des konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwandes für eine derartige Seilantriebsvorrichtung erreicht wird. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtung durch den Entfall des Getriebes geringere Abmessungen und ein geringeres Gewicht gegenüber dem Stand der Technik auf, wodurch sich die konstruktiven Freiheitsgrade bei der Entwicklung einer mit angetriebenen Bahnführungsvorrichtungen ausgestatteten Maschine insbesondere zur Herstellung und/oder Bearbeitung von Materialbahnen aus Papier oder Karton in Bezug auf die Anordnungsmöglichkeiten der erforderlichen Seilantriebsvorrichtungen in einer solchen Maschine deutlich erhöhen. Durch die geringeren Abmessungen und das geringere Gewicht gegenüber dem Stand der Technik muss eine erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtung darüber hinaus nicht mehr zwingend am Kellerboden angeordnet werden, sondern kann auch direkt über das Gehäuse des Hohlwellenmotors oder über einen am Gehäuse angeordneten Adapter an der Maschinenstuhlung oder der ortsfesten Abstützung angeordnet werden, wodurch sich die Zugänglichkeit im Inneren der Maschine erhöht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Seilscheibe vollständig über die Lagerung der Hohlwelle in dem Gehäuse des Hohlwellenmotors abgestützt ist, so dass auf die Seilscheibe wirkende Seilkräfte vollständig von der Lagerung der Hohlwelle in dem Gehäuse des Hohlwellenmotors aufgenommen werden. Der Hohlwellenmotor kann aufgrund des größeren Durchmessers der Hohlwelle im Vergleich zum Durchmesser der welle eines Elektromotors mit massiver Welle mit größer dimensionierten Lagern ausgestattet werden, so dass auch äußere Kräfte, wie beispielsweise die auf die Seilscheibe wirkenden Seilkräfte, über die Lagerung der Hohlwelle in dem Gehäuse des Hohlwellenmotors aufgenommen werden können.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Seilscheibe ein einseitig offener Hohlzylinder ist, der einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Gehäuses des Hohlwellenmotors aufweist, wobei an der geschlossenen Stirnseite des Hohlzylinders entlang der Rotationsachse der Seilscheibe ein in den Hohlzylinder hineinragender Verbindungszapfen angeordnet ist, der formschlüssig in die Hohlwelle hineingreift, so dass die über den Verbindungszapfen direkt mit der Hohlwelle verbundene Seilscheibe den Hohlwellenmotor stirnseitig teilweise umfasst. Indem die Seilscheibe den Hohlwellenmotor teilweise umfasst, wird ein besonders kompakter Aufbau mit geringen Außenabmessungen erreicht, bei dem auf alle nach dem Stand der Technik bisher notwendigen mechanischen Antriebsteile zwischen Elektromotor und Seilscheibe verzichtet werden kann und der besonders platzsparend beispielsweise auch an der Stuhlung oder der ortsfesten Abstützung im Inneren einer Maschine angeordnet werden kann, wodurch die Konstruktion und der Aufbau einer derartigen Maschine deutlich vereinfacht werden. Das Gehäuse des Hohlwellenmotors kann dabei in dem Bereich, der nicht von der Seilscheibe umfasst ist, an der Stuhlung der Maschine oder an deren ortsfester Abstützung direkt oder über einen Adapter befestigt werden. Der Verbindungszapfen kann mittels eines Spannsatzes in der Hohlwelle festgespannt werden, wodurch eine einfache Montier- und Wartbarkeit des Hohlwellenmotors und der Seilscheibe unabhängig voneinander gewährleistet ist, ohne dass spezielle Werkzeuge für die Montage oder Demontage der Spannscheibe und des Hohlwellenmotors benötigt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Seilscheibe mindestens eine stirnseitige Kühlluftöffnung zum Durchleiten von Kühlluft vom oder zum Hohlwellenmotor weg oder hin aufweist.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im oder am Gehäuse des Hohlwellenmotors mindestens ein gegenüber der Umgebung und dem Innenraum des Gehäuses geschlossener und mit einer Kühlvorrichtung verbindbarer Kühlkanal zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit angeordnet ist. Durch den an oder in dem Gehäuse des Hohlwellenmotors angeordneten Kühlkanal zur Durchleitung von Kühlflüssigkeit kann die als Wärme auftretende Verlustleistung des Hohlwellenmotors effektiv abgeführt werden, so dass der Motor bei einer geringen Temperatur im Gehäuse dauerhaft bei Nennleistung betrieben werden kann. Die Flüssigkeitskühlung erlaubt darüber hinaus das Abführen der Wärme ohne schädlichen Einfluss auf umliegende Teile der Maschine zur Behandlung einer Materialbahn, was insbesondere beim durch die kompakten Abmessungen der erfindungsgemäßen Seilantriebsvorrichtung möglichen Einbau im Inneren einer derartigen Maschine erforderlich ist. Der Kühlkanal besteht dabei vorzugsweise aus einem nicht oxidierenden Material, so dass als Kühlflüssigkeit Wasser verwendet werden kann.
Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auf der der Seilscheibe abgewandten Stirnseite des Hohlwellenmotors eine Anzeigevorrichtung angeordnet ist, zum Anzeigen der Drehzahl des Hohlwellenmotors und der Seilscheibe und/oder der Umfangsgeschwindigkeit mindestens einer über die Seilscheibe angetriebenen Bahnführungsvorrichtung.
Eine zusätzliche, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass auf der der Seilscheibe abgewandten Stirnseite des Hohlwellenmotors eine einstellbare Drehzahlregelvorrichtung angeordnet ist, zur Einstellung einer gewünschten Drehzahl des Hohlwellenmotors und der Seilscheibe und/oder der Umfangsgeschwindigkeit mindestens einer über die Seilscheibe angetriebenen Bahnführungsvorrichtung und/oder der Geschwindigkeit der Materialbahn in der Maschine.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Hohlwellenmotor ein Hohlwellen-Drehstrom-Asynchron-Motor ist. Selbstverständlich ist auch ein Hohlwellen-Drehstrom-Synchron-Motor einsetzbar.
Eine andere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mehrere gleichartige Seilantriebsvorrichtungen auf das selbe Seil wirkend anordbar sind. Insbesondere bei großen Seillängen und bei hohem Leistungsbedarf, wie beispielsweise bei einer Off-line-Streichmaschine, kann es bei der Verwendung von nur einer Seilscheibe zu unerwünschtem Schlupf zwischen Seil und Seilscheibe kommen, was einen Abriss der über die von der Seilantriebsvorrichtung angetriebenen Bahnführungsvorrichtung laufenden Materialbahn verursachen kann. Dieser Schlupf kann durch die Verwendung von zwei oder mehreren Seilscheiben, die von dem selben Seil umschlungen sind, auf ein zulässiges Maß verringert werden. Nach dem Stand der Technik wird für den Antrieb mehrerer auf das selbe Seil wirkenden Seilscheiben bislang ein Getriebe mit einer Eintrieb- und mehreren Abtriebswellen verwendet, welches von einem entsprechend leistungsstarken Elektromotor über die Eintriebswelle angetrieben wird. Hohlwellenmotoren können in ihrer Drehzahl sehr genau geregelt werden, weshalb durch die erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtung auf eine Kopplung der gemeinsam auf ein Seil wirkenden Seilscheiben mittels eines Getriebes verzichtet werden kann, wodurch die Zugänglichkeit und Wartbarkeit und der Konstruktions- und Fertigungsaufwand durch Entfall des Getriebes verringert werden kann. Bei großen Seillängen ist durch die erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtung eine Anordnung mehrerer gleichartiger Seilantriebsvorrichtungen, die auf das selbe Seil einwirken, an verschiedenen Positionen entlang des Seils möglich, so dass die Zugkräfte und die Wechselbelastungen im Seil verringert werden und dadurch die Einsatzdauer sowie die Kontroll- und Wartungsintervalle des Seils verlängert werden können.
Eine erfindungsgemäße Maschine zur Behandlung einer trockenen oder nassen Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit mindestens einer über ein Seil antreibbaren, rotierenden Bahnführungsvorrichtung, nach der Gattung des Anspruchs 10 ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mindestens eine an oder in der Maschine angeordnete und die Bahnführungsvorrichtung über ein Seil antreibende Seilantriebsvorrichtung, bei der mindestens eine Seilscheibe mit mindestens einem Hohlwellenmotor ohne ein dazwischen geschaltetes Getriebe direkt verbunden ist, wobei der Begriff Seil auch Riemen, Ketten und dergleichen umfasst.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen oder deren Unterkombinationen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Im Einzelnen zeigt die schematische Darstellung in:
Fig. 1
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtung mit einer über einen Verbindungszapfen direkt mit der Hohlwelle eines Hohlwellenmotors verbundene, das Gehäuse des Hohlwellenmotors stirnseitig teilweise umfassenden Seilscheibe,
Fig. 2
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtung mit einer über einen Verbindungszapfen direkt mit der Hohlwelle eines Hohlwellenmotors verbundene und einen kleineren Durchmesser als das Gehäuse des Hohlwellenmotors aufweisende Seilscheibe,
Fig. 3
einen Querschnitt durch eine über einen an dem Gehäuse des Hohlwellenmotors angeordneten Adapter auf einen Grundrahmen montierte, erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtung,
Fig. 4
eine Draufsicht auf zwei auf das selbe Seil wirkende und auf einem gemeinsamen Grundrahmen angeordnete, erfindungsgemäße Seilantriebsvorrichtungen, und
Fig. 5
eine perspektivische Ansicht eines Seilantriebs einer Off-line Streichmaschine nach dem Stand der Technik.
Die in der Figur gleichen Bezugsziffern bezeichnen gleiche oder gleich wirkende Elemente.
Eine in Fig. 1 dargestellte Seilantriebsvorrichtung 1 besteht aus einem Hohlwellenmotor 2 und einer direkt mit der Hohlwelle 3 des Hohlwellenmotors 2 über einen Verbindungszapfen 4 verbundene Seilscheibe 5. Die Seilscheibe 5 ist ein einseitig offener Hohlzylinder 6, der einen größeren Innendurchmesser 7 als der Außendurchmesser 8 des Gehäuses 9 des Hohlwellenmotors 2 aufweist, wobei an der geschlossenen Stirnseite 10 des Hohlzylinders 6 entlang der Rotationsachse 11 der Seilscheibe 5 ein in den Hohlzylinder 6 hineinragender Verbindungszapfen 4 angeordnet ist, der formschlüssig in die Hohlwelle 3 hineingreift, so dass die über den Verbindungszapfen 4 direkt mit der Hohlwelle 3 verbundene Seilscheibe 5 den Hohlwellenmotor 2 stirnseitig teilweise umfasst. Der an der Nabe 15 der Seilscheibe 5 fest mit dieser verbundene Verbindungszapfen 4 wird in der Hohlwelle 3 mittels eines von der der Seilscheibe 5 abgewandten Stirnseite des Hohlwellenmotors 2 aus zugänglichen Spannsatzes 14 festgehalten.
Die Seilscheibe 5 ist dabei vollständig über die Lagerung 12 der Hohlwelle 3 in dem Gehäuse 9 des Hohlwellenmotors 2 abgestützt. Der Hohlwellenmotor 2 weist insbesondere aufgrund des großen Durchmessers 13 der Hohlwelle 3 eine groß dimensionierte Lagerung 12 auf, so dass auf die Seilscheibe 5 wirkende äußere Kräfte, wie beispielsweise die auf die Seilscheibe 5 wirkenden Seilkräfte vollständig von der Lagerung 12 aufgenommen werden können.
Im Gehäuse 9 des Hohlwellenmotors 2 ist ein gegenüber der Umgebung 16 und dem Innenraum 17 des Gehäuses geschlossener und mit einer nicht dargestellten Kühlvorrichtung oder einem Wärmetauscher verbindbarer Kühlkanal 18 zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit angeordnet. Durch den in das Gehäuse 9 des Hohlwellenmotors 2 integrierten Kühlkanal 18 zur Durchleitung von Kühlflüssigkeit kann die im Hohlwellenmotor 2 als Wärme auftretende Verlustleistung effektiv abgeführt werden, so dass der Hohlwellenmotor 2 bei einer geringen Temperatur im Gehäuse 9 dauerhaft bei Nennleistung betrieben werden kann. Da eine Seilantriebsvorrichtung 1 üblicherweise mit einer Einzugsgeschwindigkeit von 15 bis 75 m/min betrieben wird, ist eine Flüssigkeitskühlung besonders geeignet, um den Hohlwellenmotor 2, der bei sehr geringer Drehzahl sein Nenndrehmoment abgibt, zu kühlen. Durch die Flüssigkeitskühlung kann der Hohlwellenmotor 2 unbegrenzt in diesem Drehzahlbereich betrieben werden.
Bei einer in Fig. 2 dargestellten Seilantriebsvorrichtung 1 weist die Seilscheibe 5 einen kleineren Innendurchmesser 7 als der Außendurchmesser 8 des Gehäuses 9 des Hohlwellenmotors 2 auf. Die hohlzylinderförmige Seilscheibe 5 umfasst das Gehäuse 9 des Hohlwellenmotors 2 nicht, sondern ist in axialer Verlängerung der mit der Rotationsachse 11 der Seilscheibe 5 identischen Längsachse der Hohlwelle 3 angeordnet. Der Verbindungszapfen 4 ist dabei auf der von dem Hohlzylinder 6 abgewandten Seite der Stirnseite 10 des Hohlzylinders 6 angeordnet.
Bei einer in Fig. 3 dargestellten Seilantriebsvorrichtung 1 ist der Hohlwellenmotor 2 über einen direkt am Gehäuse 9 angeordneten Adapter 19 auf einen Grundrahmen 20 montiert. Der Grundrahmen ist dabei stellvertretend für ein Fundament bei Aufstellung der Seilantriebsvorrichtung 1 auf dem Kellerboden, für die Stuhlung einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer trockenen oder nassen Materialbahn, oder für die ortsfeste Abstützung einer derartigen Maschine oder von Bauteilen derselben. Bei einem entsprechend ausgeführten Grundrahmen kann der Hohlwellenmotor 2 auch direkt ohne den Adapter 19 an dem Grundrahmen 20 befestigt werden, indem das Gehäuse 9 des Hohlwellenmotors 2 in dem Bereich, der nicht von der Seilscheibe 5 umfasst ist, an dem Grundrahmen 20 befestigt wird. Die Seilantriebsvorrichtung 1 weist mit der den Hohlwellenmotor 2 teilweise umfassenden Seilscheibe 5 einen besonders kompakten Aufbau mit geringen Außenabmessungen auf, bei dem auf alle nach dem Stand der Technik bisher notwendigen mechanischen Antriebsteile zwischen Elektromotor und Seilscheibe verzichtet wird und so eine besonders platzsparende Anordnung im Inneren einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer trockenen oder nassen Materialbahn möglich ist, wodurch Konstruktion und Aufbau einer derartigen Maschine deutlich vereinfacht werden.
Auf der der Seilscheibe 5 abgewandten Stirnseite des Hohlwellenmotors 2 ist ein Tachometer 21 angeordnet, zum Anzeigen der Drehzahl des Hohlwellenmotors 2 und der Seilscheibe 5 und/oder der Umfangsgeschwindigkeit mindestens einer über die Seilscheibe 5 angetriebenen Bahnführungsvorrichtung.
In Fig. 4 ist eine Seilantriebsvorrichtung 1 gezeigt, welche insbesondere für eine Off-line-Streichmaschine verwendbar ist. Der Seilantrieb einer Off-line-Streichmaschine erfordert aufgrund der langen Seile eine stärkere Umschlingung der Seilscheibe 5. Um die erforderliche Antriebsleistung über das Seil übertragen zu können werden zwei Seilscheiben 5 mit gemeinsam größerer Umschlingung, als bei einer einzelnen Seilscheibe 5 benötigt. Durch Anordnung von zwei identischen Seilantrieben 1 nebeneinander auf einem gemeinsamen Grundrahmen 20 kann die erforderliche Antriebsleistung auf das Seil übertragen werden. Durch die bei Hohlwellenmotoren 2 mögliche, präzise Drehzahlregelung ist der Verzicht auf das bislang nach dem Stand der Technik benötigte Getriebe zwischen nur einem Elektromotor 2' und zwei Seilscheiben 5, wie in Figur 5 dargestellt, möglich, da eine präzise Drehzahlanpassung der beiden Hohlwellenmotoren 2 möglich ist.
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Papiermaschinen sowie im Bereich der Papierherstellung gewerblich anwendbar.
Bezugszeichenliste
1
Seilantriebsvorrichtung
2
Hohlwellenmotor
2'
Elektromotor
3
Hohlwelle
4
Verbindungszapfen
5
Seilscheibe
6
Hohlzylinder
7
Innendurchmesser der Seilscheibe
8
Außendurchmesser des Gehäuses des Hohlwellenmotors
9
Gehäuse des Hohlwellenmotors
10
Stirnseite des Hohlzylinders
11
Rotationsachse der Seilscheibe
12
Lagerung der Hohlwelle
13
Durchmesser der Hohlwelle
14
Spannsatz
15
Nabe
16
Umgebung
17
Innenraum
18
Kühlkanal
19
Adapter
20
Grundrahmen
21
Tachometer
22
Getriebe

Claims (10)

  1. Seilantriebsvorrichtung (1) mit mindestens einem Elektromotor und mindestens einer Seilscheibe (5) zum Antrieb mindestens einer rotierbar angeordneten Bahnführungsvorrichtung für eine trockene oder nasse, laufende Materialbahn über ein Seil,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Hohlwellenmotor (2) mit einem Gehäuse (9) und einem in dem Gehäuse (9) angeordneten und mit der Hohlwelle (3) verbundenen Rotor ist, wobei die Seilscheibe (5) durch einen an ihrer Nabe (15) angeordneten und formschlüssig in die Hohlwelle (3) greifenden Verbindungszapfen (4) direkt mit dem Hohlwellenmotor (2) verbunden ist.
  2. Seilantriebsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Seilscheibe (5) vollständig über die Lagerung (12) der Hohlwelle (3) in dem Gehäuse (9) des Hohlwellenmotors (2) abgestützt ist.
  3. Seilantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Seilscheibe (5) ein einseitig offener Hohlzylinder (6) ist, der einen größeren Innendurchmesser (7) als der Außendurchmesser (8) des Gehäuses (9) des Hohlwellenmotors (2) aufweist, wobei an der geschlossenen Stirnseite (10) des Hohlzylinders (6) entlang der Rotationsachse (11) der Seilscheibe (5) ein in den Hohlzylinder (6) hineinragender Verbindungszapfen (4) angeordnet ist, der formschlüssig in die Hohlwelle (3) hineingreift, so dass die über den Verbindungszapfen (4) direkt mit der Hohlwelle (3) verbundene Seilscheibe (5) den Hohlwellenmotor (2) stirnseitig teilweise umfasst.
  4. Seilantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Seilscheibe (5) mindestens eine stirnseitige Kühlluftöffnung aufweist.
  5. Seilantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Gehäuse (9) des Hohlwellenmotors (2) mindestens ein gegenüber der Umgebung (16) und dem Innenraum (17) des Gehäuses (9) geschlossener und mit einer Kühlvorrichtung verbindbarer Kühlkanal (18) angeordnet ist.
  6. Seilantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Seilscheibe (5) abgewandten Stirnseite des Hohlwellenmotors (2) eine Anzeigevorrichtung (21) angeordnet ist, zum Anzeigen der Drehzahl des Hohlwellenmotors (2) und der Seilscheibe (5) und/oder der Umfangsgeschwindigkeit mindestens einer über die Seilscheibe (5) angetriebenen Bahnführungsvorrichtung.
  7. Seilantriebsvorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Seilscheibe (5) abgewandten Stirnseite des Hohlwellenmotors (2) eine einstellbare Drehzahlregelvorrichtung angeordnet ist.
  8. Seilantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlwellenmotor (2) ein Hohlwellen-Drehstrom-Asynchron-Motor oder ein Hohlwellen-Drehstrom-Synchron-Motor ist.
  9. Seilantriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartige Seilantriebsvorrichtungen (1) auf das selbe Seil wirkend anordbar sind.
  10. Maschine zur Behandlung einer trockenen oder nassen Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, mit mindestens einer über ein Seil antreibbaren, rotierenden Bahnführungsvorrichtung,
    gekennzeichnet durch mindestens eine an oder in der Maschine angeordnete und die Bahnführungsvorrichtung antreibende Seilantriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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