EP1749928B1 - Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn - Google Patents

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EP1749928B1
EP1749928B1 EP06114753A EP06114753A EP1749928B1 EP 1749928 B1 EP1749928 B1 EP 1749928B1 EP 06114753 A EP06114753 A EP 06114753A EP 06114753 A EP06114753 A EP 06114753A EP 1749928 B1 EP1749928 B1 EP 1749928B1
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hollow
roll
coupling
shaft
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Diethelm Beisiegel
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Voith Patent GmbH
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Voith Patent GmbH
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    • 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 present invention relates to a device for producing and / or treating a material web, in particular paper or board web, with a roller with a bearing at one end of the roll journal, a chair for rotatably supporting the roller and a plugged onto the journal of the roller hollow shaft motor, said the motor is connected to the roller frame via a motor mount.
  • a direct drive for a cylinder with a hollow shaft, wherein the direct drive has a drive housing, within which at least one rotor device and at least one stator device are arranged, wherein the stator device is connected to the drive housing.
  • Hollow shaft motors are characterized by their compactness. They are arranged so that the bearing pin carries essentially the complete weight. As a result, the use of such engines is limited in terms of engine performance, since the relatively thin bearing pin can not carry the weight of larger engines permanently. But even if a thicker journal is present, there is a problem that the arrangement is too unstable when using heavier engines and tends to vibrate.
  • the invention is therefore based on the object to expand the application of slip-on motors for driving the aforementioned rolls.
  • the hollow shaft of the motor is connected via a coupling with the bearing journal of the roller, the clutch has an axial compensation and / or.
  • an axial clearance can be compensated for example due to temperature changes has a radial compensation.
  • a vibration-stable attachment is used for the slip-on motor.
  • the problem of vibrations occurring in heavier engines can also be solved.
  • plug-in motors according to the invention can also be retrofitted to existing devices.
  • the different geometry of the journals is compensated by the coupling.
  • a radial compensation is particularly advantageous for retrofitting, since old journals often have no more concentricity and have too large tolerances in order to drive at higher speeds.
  • the coupling is formed in two parts, namely with a motor part and with a pin part.
  • the motor part can then preferably be standardized, so that regardless of the pin geometry always the same engine part can be used.
  • the costs, especially for retrofitting can be reduced. It is only the pin portion of the coupling to the pin geometry in length and diameter to be adjusted, which may be a small component, which is easy to use and inexpensive to manufacture and purchase.
  • the power of the inventively usable motors may preferably be 20 kW or more. This means that even very high roller speeds can be driven.
  • the invention also relates to a method for mounting a hollow-shaft drive motor to a roll of a paper machine or to a method for retrofitting or retrofitting.
  • the motor it is possible in a simple manner for the motor to be connected to the roller frame via a motor attachment or a console.
  • roller to be driven therefore no longer needs to be removed, for example in order to be able to machine the journal for producing concentricity.
  • the engine can therefore remain in the cage.
  • This simplified attachment and storage it is also possible to replace the previously used bulky drives with cardan shafts against hollow shaft motors, which are placed on the roll neck.
  • the attachment is carried out vibration stable.
  • a connection of the existing hub of the engine with the journal is made via a coupling.
  • the coupling according to the invention not only has an axial compensation to compensate for the axial clearance due to temperature change, but also has a radial compensation on. This is particularly important for retrofits, as the old existing pin usually no longer guarantee accurate concentricity and have too large tolerances
  • the apparatus shown comprises a roller 1, in particular a paper machine, which has at its one end a bearing journal 2, via which the roller 1 is mounted in a bearing 4 supported by a roller frame 3.
  • the journal 2 has an end portion 5 of reduced diameter, which projects beyond the bearing 4 on the side facing away from the roller 1 side.
  • a drive motor 6 is attached to the rotary drive of the roller 1 in the manner described below.
  • the roller 1 can be rotated about its longitudinal axis I.
  • the drive motor 6 has a hollow shaft 7, in which a coupling 8 is inserted with a motor part 9.
  • the motor part 9 of the clutch 8 is connected in a conventional manner with a pin member 10 which is attached to the portion 5 of the journal 2 of the roller 1.
  • the pin member 10 to the geometry, in particular the length and the diameter of the portion 5 of the journal 2 adapted.
  • the engine mount 11 includes a retaining ring 12 to which the motor 6 is attached, and a support member 13 which is laterally supported on the roll frame 3.
  • the attachment is characterized vibration stable, so that even higher speeds can be driven.
  • the coupling 8 between the bearing pin 2 and the drive motor 6 also has both an axial compensation and a radial compensation.
  • the coupling may preferably also be designed as a curved tooth coupling.
  • the power of the engine can be 20 kW or more.
  • FIG. 2 variant shown is in line with the variant of FIG. 1 match.
  • the section 5 with a smaller diameter of the journal 2 has here only a larger diameter.
  • the pin member 10 of the clutch 8 is designed with a larger inner diameter, while the motor part 9 is unchanged. It can therefore be used as a motor part 9 of the clutch 8, a standardized coupling part, so that in each case only the pin member 10 has to be replaced according to the bearing pin 2 of the shaft 1. The cost of the device can be reduced thereby.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer Walze mit einem an einem Walzenende vorhandenen Lagerzapfen, einer Stuhlung zur drehbaren Lagerung der Walze und einem auf den Lagerzapfen der Walze aufgesteckten Hohlwellenmotor, wobei der Motor über eine Motorbefestigung mit der Walzenstuhlung verbunden ist.
  • Aus dem Dokument WO2004/042897 ist ein Direktantrieb für einen Zylinder mit einer Hohlwelle bekannt, wobei der Direktantrieb ein Antriebsgehäuse aufweist, innerhalb dessen mindestens eine Rotorvorrichtung und mindestens eine Statorvorrichtung angeordnet sind, wobei die Statorvorrichtung mit dem Antriebsgehäuse verbundene ist.
  • Aus dem Gebrauchsmuster DE 29908433 U1 ist ein als Asynchron- Hohlwellenmotor ausgeführter Antriebsmotor für eine Walze einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine bekannt. Der Antriebsmotor ist dabei zwischen dem Walzenkörper und einem Lager, in dem der Walzenzapfen rotierbar gelagert ist, angeordnet, wobei der Antriebsmotor auf den Lagerzapfen aufgesteckt ist.
  • Hohlwellenmotoren zeichnen sich durch ihre Kompaktheit aus. Sie werden so angeordnet, dass der Lagerzapfen im wesentlichen das komplette Gewicht trägt. Dadurch ist der Einsatz derartiger Motoren aber hinsichtlich der Motorleistung beschränkt, da die verhältnismäßig dünnen Lagerzapfen das Gewicht größerer Motoren nicht dauerhaft tragen können. Aber selbst wenn ein dickerer Lagerzapfen vorhanden ist, so besteht das Problem, dass die Anordnung bei Verwendung schwererer Motoren zu labil ist und zu Schwingungen neigt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Einsatzbereich von Aufsteckmotoren für den Antrieb der eingangs genannten Walzen zu erweitern.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass
  • die Hohlwelle des Motors über eine Kupplung mit dem Lagerzapfen der Walze verbunden ist, die Kupplung einen Axialausgleich und/oder. Damit kann ein Axialspiel beispielsweise infolge von Temperaturänderungen ausgeglichen werden einen Radialausgleich aufweist.
  • Durch die Verwendung einer Motorbefestigung, über welche der Motor mit der Walzenstuhlung verbunden ist, wird das Gewicht des Motors auf die Walzenstuhlung übertragen. Es können daher auch Aufsteckmotoren höherer Leistung in Verbindung mit den eingangs genannten Walzen verwendet werden, ohne dass die geschilderten Probleme entstehen.
  • Bevorzugt wird eine schwingungsstabile Befestigung für den Aufsteckmotor verwendet. Dadurch kann auch das bei schwereren Motoren auftretende Problem von Schwingungen gelöst werden.
  • Durch die Verwendung geeigneter Kupplungen können so erfindungsgemäße Aufsteckmotoren auch bei vorhandenen Vorrichtungen nachgerüstet werden. Die unterschiedliche Geometrie der Lagerzapfen wird durch die Kupplung ausgeglichen.
  • Ein Radialausgleich ist insbesondere bei Nachrüstung vorteilhaft, da alte Lagerzapfen oftmals keinen exakten Rundlauf mehr haben und zu große Toleranzen aufweisen, um auch mit höheren Geschwindigkeiten fahren zu können.
  • Vorteilhaft ist die Kupplung zweiteilig ausgebildet, nämlich mit einem Motorteil und mit einem Zapfenteil. Der Motorteil kann dann bevorzugt standardisiert sein, so dass unabhängig von der Zapfengeometrie stets derselbe Motorteil verwendet werden kann. Dadurch können die Kosten, insbesondere bei Nachrüstung, reduziert werden. Es muss lediglich der Zapfenteil der Kupplung an die Zapfengeometrie hinsichtlich Länge und Durchmesser angepasst werden, wobei es sich hier um ein kleines Bauteil handeln kann, welches einfach in der Handhabung und kostengünstig in der Herstellung und Anschaffung ist.
  • Als besonders geeignete Kupplung hat sich die so genannte Bogenzahnkupplung herausgestellt. Mit einer solchen Kupplung ist eine gute Kraftübertragung möglich.
  • Die Leistung der erfindungsgemäß einsetzbaren Motoren kann vorzugsweise 20 kW oder mehr betragen. Damit können auch sehr hohe Walzengeschwindigkeiten gefahren werden.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anbau eines Hohlwellen-Antriebsmotors an eine Walze einer Papiermaschine bzw. ein Verfahren zur Nach- oder Umrüstung.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es in einfacher Weise möglich, dass der Motor über eine Motorbefestigung bzw. ein Konsol mit der Walzenstuhlung verbunden wird.
  • Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die anzutreibende Walze dadurch nicht mehr ausgebaut werden muss, beispielsweise um den Lagerzapfen zur Herstellung der Rundlaufgenauigkeit bearbeiten zu können.
    Der Motor kann also in der Stuhlung verbleiben. Durch diese vereinfachte Anbringung und Lagerung ist es auch möglich, die bisher verwendeten sperrigen Antriebe mit Gelenkwellen gegen Hohlwellenmotore, die die Walzenzapfen aufgesetzt werden, auszutauschen.
  • Die Befestigung wird dabei schwingungsstabil ausgeführt.
  • Bei Nachrüstungen wird eine Verbindung der vorhandenen Nabe des Motors mit dem Lagerzapfen über eine Kupplung hergestellt.
  • Die Kupplung weist erfindungsgemäß nicht nur einen Axialausgleich zum Ausgleich des axialen Spieles infolge Temperaturänderung auf, sondern weist auch einen Radialausgleich auf. Dieser ist insbesondere bei Nachrüstungen wichtig, da die alten vorhandenen Zapfen in der Regel keinen exakten Rundlauf mehr garantieren und zu große Toleranzen aufweisen
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungsmerkmale sind in den Unteransprüchen vorhanden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
    • Figur 1
    einen teilweise geschnittenen Ausschnitt aus einer ersten Variante der erfindungsgemäße Vorrichtung und
    Figur 2
    einen entsprechenden Ausschnitt aus einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung umfasst eine Walze 1, insbesondere einer Papiermaschine, die an ihrem einen Ende einen Lagerzapfen 2 aufweist, über den die Walze 1 in einem von einer Walzenstuhlung 3 getragenen Lager 4 gelagert ist. Der Lagerzapfen 2 weist einen Endabschnitt 5 verringerten Durchmessers auf, welcher auf der von der Walze 1 abgewandten Seite über das Lager 4 übersteht. Auf diesen Abschnitt 5 ist ein Antriebsmotor 6 zum Drehantrieb der Walze 1 in der nachfolgend beschriebenen Weise aufgesteckt. Über den Motor 6 kann die Walze 1 um ihre Längsachse I drehangetrieben werden.
  • Der Antriebsmotor 6 weist eine Hohlwelle 7 auf, in die eine Kupplung 8 mit einem Motorteil 9 eingesteckt ist. Das Motorteil 9 der Kupplung 8 ist in an sich bekannter Weise mit einem Zapfenteil 10 verbunden, der auf den Abschnitt 5 des Lagerzapfens 2 der Walze 1 aufgesteckt ist. Hierfür ist der Zapfenteil 10 an die Geometrie, insbesondere die Länge und den Durchmesser des Abschnitts 5 des Lagerzapfens 2 angepasst. Über eine Motorbefestigung 11 ist der Motor 6 außerdem an der Walzenstuhlung 3 abgestützt. Das Gewicht des Motors 6 wird dadurch zumindest zum Teil von der Walzenstuhlung 3 aufgenommen. Der Lagerzapfen 2 der Walze 1 wird entsprechend entlastet. Die Motorbefestigung 11 umfasst einen Haltering 12, an welchem der Motor 6 befestigt ist, und einen Stützteil 13, der sich seitlich an der Walzenstuhlung 3 abstützt. Die Befestigung ist dadurch schwingungsstabil ausgeführt, so dass auch höhere Geschwindigkeiten gefahren werden können.
  • Die Kupplung 8 zwischen Lagerzapfen 2 und Antriebsmotor 6 weist darüber hinaus sowohl einen Axialausgleich als auch einen Radialausgleich auf. Die Kupplung kann bevorzugt auch als Bogenzahnkupplung ausgeführt sein. Die Leistung des Motors kann 20 kW oder mehr betragen.
  • Die in Figur 2 dargestellte Variante stimmt im wesentlichen mit der Variante von Figur 1 überein. Der Abschnitt 5 mit geringerem Durchmesser des Lagerzapfens 2 weist hier lediglich einen größeren Durchmesser auf. Dementsprechend ist das Zapfenteil 10 der Kupplung 8 mit einem größeren Innendurchmesser ausgeführt, während das Motorteil 9 unverändert ist. Es kann daher als Motorteil 9 der Kupplung 8 ein standardisiertes Kupplungsteil verwendet werden, so dass jeweils nur das Zapfenteil 10 entsprechend dem Lagerzapfen 2 der Welle 1 ausgetauscht werden muss. Die Kosten der Vorrichtung können dadurch verringert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Walze
    2
    Lagerzapfen
    3
    Walzenstuhlung
    4
    Lager
    5
    Abschnitt von 2
    6
    Aufsteckmotor
    7
    Hohlwelle
    8
    Kupplung
    9
    Motorteil von 8
    10
    Zapfenteil von 8
    11
    Motorbefestigung
    12
    Haltering
    13
    Stützteil
    I
    Drechachse

Claims (14)

  1. Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, mit einer Walze (1) mit einem an einem Walzenende vorhandenen Lagerzapfen (2), einer Stuhlung (3) zur drehbaren Lagerung der Walze (1) und einem auf den Lagerzapfen (2) der Walze (1) aufgesteckten Hohlwellenmotor (6), wobei der Hohlwellenmotor (6) über eine Motorbefestigung (11) mit der Wal- zenstuhlung (3) verbunden ist
    dadurch gekennzeichnet,
    dass
    die Hohlwelle (7) des Hohlwellenmotors (6) über eine Kupplung (8) mit dem Lagerzapfen (2) der Walze (1) verbunden ist, und dass die Kupplung (8) einen Axialausgleich und/oder einen Radialausgleich aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Motorbefestigung (11) schwingungsstabil ausgeführt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Hohlwellenmotor (6) ein Synchronmotor, insbesondere mit Dauermagnet, vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kupplung (8) zweiteilig ausgeführt ist, nämlich mit einem Motorteil (9) und mit einem Zapfenteil (10).
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Motorteil (9) standardisiert ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 und 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kupplung (8) als Bogenzahnkupplung ausgeführt ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hohlwellenmotor (6) eine Leistung von mehr als 20 kW aufweist.
  8. Verfahren zum Anbau eines Hohlwellen-Antriebsmotors (6) an eine Walze (1) bzw. Um- bzw. Nachrüstung des Antriebes der Walze (1) einer Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, wobei die Walze (1) Lagerzapfen (2) besitzt und die Walze (1) in eine Stuhlung (3) zu ihrer drehbaren Lagerung eingebaut wird, und der Hohlwellenmotor (6) auf den Lagerzapfen (2) der Walze (1) aufgesteckt wird, wobei der Hohlwellenmotor (6) über eine Motorbefestigung (11) mit der Wal- zenstuhlung (3) verbunden wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass
    die Hohlwelle (7) des Hohlwellenmotors (6) über eine Kupplung (8) mit dem Lagerzapfen (2) der Walze (1) verbunden wird, und
    dass als Kupplung (8) eine solche mit einem Axialausgleich und/oder
    einem Radialausgleich verwendet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Motorbefestigung (11) schwingungsstabil ausgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Hohlwellen- Antriebsmotor bzw. Aufsteckmotor (6) ein Synchronmotor, insbesondere mit Dauermagnet, verwendet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kupplung (8) zweiteiliger Form eingebaut wird, nämlich mit einem Motorteil (9) und mit einem Zapfenteil (10).
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Motorteil (9) ein standardisierter verwendet wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8, 11 und 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Kupplung (8) eine Bogenzahnkupplung verwendet wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Hohlwellenmotor (6) mit einer Leistung von 20 kW oder mehr betrieben wird.
EP06114753A 2005-08-05 2006-05-31 Vorrichtung zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn Not-in-force EP1749928B1 (de)

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