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DE10319104A1 - Drehteil mit gemeinsam kippbarem Lager und Antrieb - Google Patents

Drehteil mit gemeinsam kippbarem Lager und Antrieb Download PDF

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DE10319104A1
DE10319104A1 DE2003119104 DE10319104A DE10319104A1 DE 10319104 A1 DE10319104 A1 DE 10319104A1 DE 2003119104 DE2003119104 DE 2003119104 DE 10319104 A DE10319104 A DE 10319104A DE 10319104 A1 DE10319104 A1 DE 10319104A1
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DE
Germany
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axis
rotation
stator
part according
pivot bearing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2003119104
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English (en)
Inventor
Joachim Dr. Grabscheid
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Priority to DE2003119104 priority Critical patent/DE10319104A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Ein Drehteil, insbesondere eine Walze oder ein Zylinder einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung eienr Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn, ist durch eine Drehlageranordnung (34) um eine Drehachse (16, 16') drehbar gelagert und mittels eines elektrischen Hohlwellenmotors (18), umfassend einen bezüglich der Drehachse (16, 16') drehfesten Stator (22) und einen relativ zu diesem drehenden Läufer (20), zur Drehung um die Drehachse (16, 16) antreibbar. Der Läufer (20) ist mit in einem einen Luftspalt (27) bildenden radialen Abstand zum Stator (22) und in Drehmomentübertragungsverbindung mit dem Drehteil (10) an diesem angeordnet. Erfindungsgemäß lässt die Drehlageranordnung (34) im Wesentlichen ausschließlich eine Drehung um die Drehachse (16, 16') zu. Überdies sind sowohl der Stator (22) als auch die Drehlageranordnung (34) zur gemeinsamen Kippung um wenigstens eine zur Drehachse (16, 16') im Wesentlichen orthogonale Kippachse (A1) kippbar gelagert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehteil, insbesondere eine Walze oder einen Zylinder einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn, welches durch eine Drehlageranordnung um eine Drehachse drehbar gelagert und mittels eines elektrischen Hohlwellenmotors, umfassend einen bezüglich der Drehachse drehfesten Stator und einen relativ zu diesem drehenden Läufer, zur Drehung um die Drehachse antreibbar ist, wobei der Läufer mit in einem einen Luftspalt bildenden radialen Abstand zum Stator und in Drehmomentübertragungsverbindung mit dem Drehteil an diesem angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Maschine zur Herstellung oder/und Bearbeitung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn, mit einem erfindungsgemäßen Drehteil, vorzugsweise in Form einer Walze oder/und eines Zylinders.
  • 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.
  • Der bezüglich des Drehteils ruhende Lagerring des Wälzlagers und der Stator des Hohlwellenmotors sind in einem gemeinsamen Gehäuse möglichst koaxial angeordnet. Als Drehlageranordnung 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch ein Drehteil der eingangs genannten Art, bei welchem die Drehlageranordnung im Wesentlichen ausschließlich eine Drehung um die Drehachse zulässt und bei welchem so wohl der Stator als auch die Drehlageranordnung zur gemeinsamen Kippung um wenigstens eine zur Drehachse im Wesentlichen orthogonale Kippachse kippbar gelagert sind.
  • Da die Drehlageranordnung im Wesentlichen ausschließlich eine Drehung um die Drehachse, jedoch keine Verkippung um eine zur Drehachse orthogonale Kippachse zulässt, wird die Lagegenauigkeit von Läufer und Stator zueinander erhöht. "Im Wesentlichen" bedeutet dabei, dass derartige Verkippungen auch bei hochsteifen Lagern aufgrund von endlich großen Materialelastizitäten nie vollständig ausgeschlossen werden können. Solche auftretenden Minimalverkippungen spielen jedoch im vorliegenden Fall keine Rolle. Die bezeichneten Lager sind solche, welche ein Kippmoment um eine zur vorgesehenen Drehachse orthogonale Kippachse abstützen, d.h. auf ihre Lagerstelle übertragen.
  • Jedoch sind Lager in der Regel lediglich dazu ausgelegt, Drehmomente um eine zur idealen Drehachse orthogonale Achse bis zu einer gewissen Höhe abzustützen, wie sie bei einer dynamischen Verformung von großen oder/und schnelldrehenden Drehteilen auftreten. Da die Drehlageranordnung und der Stator zur gemeinsamen Kippung um wenigstens eine zur Drehachse im Wesentlichen orthogonale Kippachse gelagert sind, kann sich das Drehteil unter den einwirkenden statischen und vor allem dynamischen Lasten verformen, ohne dass dies zum einen zu zu hohen Spannungen in der Drehlageranordnung und zum anderen zu einer Verlagerung des Läufers bezüglich des Stators führt.
  • Eine durch eine Verformung bzw. Verlagerung des Drehteils bedingte Verlagerung des Läufers wirkt sich somit nicht oder nur sehr geringfügig auf den Luftspalt zwischen Läufer und Stator aus, da der Stator durch die gleiche Verformung des Drehteils, welche den Läufer verlagert, ebenfalls verlagert wird. Im Ergebnis ändert sich der Luftspalt zwischen Läufer und Stator selbst bei großen Verformungen und Verlagerungen des Drehteils nur in sehr geringem Maße.
  • Als Folge kann der Luftspalt zwischen Stator und Läufer sehr klein gewählt und damit der Wirkungsgrad des Hohlwellenmotors verglichen mit den Lösungen des Standes der Technik beträchtlich erhöht werden.
  • Ist die im Betrieb auftretende Verformung bzw. Verlagerung des Drehteils bekannt, kann es ausreichen, die Drehlageranordnung und den Stator zur gemeinsamen Kippung um genau eine zur Drehachse im Wesentlichen orthogonale Kippachse kippbar zu lagern.
  • Liegt dagegen eine unbestimmte oder unvorhersehbare Verformungs- bzw. Verlagerungssituation vor, kann trotzdem ein Hohlwellenmotor mit hohem Wirkungsgrad eingesetzt werden, wenn die Drehlageranordnung und der Stator zur gemeinsamen Kippung um zwei zueinander und zur Drehachse im Wesentlichen orthogonale Kippachsen kippbar gelagert sind. Diese konstruktive Ausgestaltung ermöglicht es auch, im Hohlwellenmotor einen geringen Luftspalt selbst bei sich im Betrieb zeitlich und räumlich ändernder Verformung bzw. Verlagerung des Drehteils vorzusehen.
  • Wichtig ist dabei, dass der Hohlwellenmotor und die Drehlageranordnung bezüglich der Drehachse koaxial angeordnet sind. Eine stabile koaxiale Anordnung trotz einer auftretenden Verformung bzw. Verlagerung des Drehteils unter Last lässt sich konstruktiv in einfacher Weise erreichen, indem das Drehteil ein bezüglich der Drehachse drehfestes, kippbar gelagertes Gehäuseteil aufweist, an welchem die Drehlageranordnung abgestützt und die Magnetfelderzeugungsvorrichtung des Stators vorgesehen.
  • Das Gehäuseteil kann kardanisch kippbar gelagert sein, was zu einer hohen Lebensdauer der Kipplagerung führt, da für jede vorgesehene Kippachse ein eigenes Gelenk vorhanden ist. Dies vermindert die auf jedes vorhandene Gelenk wirkende Gesamtbelastung.
  • Da das Drehteil in der Regel eine, etwa zur Führung oder Trocknung einer Materialbahn vorgesehene, Funktionsoberfläche aufweist, ist es vorteilhaft, zur Vermeidung einer Störung der Funktion des Drehteils an dem Drehteil einen Träger vorzusehen, an welchem die Drehlageranordnung abgestützt und die Magnetfelderzeugungsanordnung des Läufers vorgesehen ist.
  • In einer modularen Bauweise, welche die Auswechslung einzelner Baugruppen im Falle einer Wartung oder einer Montage erleichtert, kann der Träger über ein Verbindungsglied mit einem koaxial an dem Drehteil vorgesehenen Wellenstumpf zur Drehmomentübertragung verbunden sein. Ist dagegen eine möglichst geringe Anzahl an Bauteilen des Drehteils erwünscht, kann alternativ eine integrierte Bauweise des Drehteils realisiert werden, indem der Träger der koaxial an dem Drehteil vorgesehene Wellenstumpf selbst ist.
  • Zur Erhöhung der Lebensdauer der Drehlageranordnung kann in dem zwischen dem Gehäuseteil und dem Träger vorhandenen Raum ein Schmiermittel vorgesehen sein. Zur Vermeidung eines Austritts des Schmiermittels, vor allem zu Funktionsoberflächen des Drehteils hin, sollte das Gehäuseteil und der Träger gegen einen Austritt eines zwischen diesen vorhandenen Schmiermittels abgedichtet sein.
  • Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Drehlageranordnung zwei in Richtung der Drehachse mit. Abstand voneinander angeordneten Lager umfassen. Dies gestattet eine Aufnahme selbst von großen Lastmomenten. Zusätzlich können die Magnetfelderzeugungsanordnung des Läufers und die Magnetfelderzeugungsvorrichtung des Stators zwischen den Lagern angeordnet sein. Bei dieser Anordnung befindet. sich die Magnetfelderzeugungsanordnung und die Magnetfelderzeugungsvorrichtung zwischen zwei Stützstellen, so dass eine Verlagerung von Magnetfelderzeugungsanordnung und -vorrichtung relativ zueinander nahezu vollständig ausgeschlossen ist. Als Lager können hydrostatische Gleitlager verwendet werden, vorzugsweise werden jedoch Wälzlager eingesetzt. Bei dieser Ausführungsform können zwei Wälzlager als Fest-Los-Lager in bekannter Weise angeordnet sein.
  • Alternativ kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Drehlageranordnung in Richtung der Drehachse mit Abstand von der Magnetfelderzeugungsanordnung des Läufers und der Magnetfelderzeugungsvorrichtung des Stators angeordnet sein. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass man kostengünstig mit lediglich einem Lager auskommt, welches wiederum ein hydrostatisches Gleitlager oder ein Wälzlager sein kann, wobei das Wälzlager bevorzugt ist. Außerdem bestehen mehr Freiheitsgrade in der Wahl des Ortes der Anordnung des Hohlwellenmotors.
  • Bei allen genannten Ausführungsformen sollten die Drehlageranordnung, der Läufer und der Stator nahe beieinander angeordnet sein, um das gemeinsame Verkippen zu erleichtern. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Kippachse in der Nähe sowohl der Drehlageranordnung als auch des Stator verläuft, um bei einer Kippung nur eine geringe Verlagerung von Drehlageranordnung und Stator zu erreichen. So verläuft vorteilhafterweise bei der erstgenannten Ausführungsform die wenigstens eine Kippachse, vorzugsweise alle Kippachsen, in einem sich in Richtung der Drehachse zwischen einschließlich den beiden Lagern der erstreckenden Bereich. Bei der letztgenannten Ausführungsform verläuft die wenigstens eine Kippachse, vorzugsweise alle Kippachsen, in einem sich in Richtung der Drehachse zwischen einschließlich der Drehlageranordnung und dem Stator erstreckenden Bereich. Die obigen Angaben begrenzen den jeweils genannten Bereich nur in axialer Richtung.
  • Zwar reicht grundsätzlich bei einem Drehteil ein Hohlwellenmotor und eine Drehlageranordnung zur Lagerung und zum Antrieb des Drehteils aus. Eine steifere Lagerung erhält man unter Verwendung von einer Drehlageranordnung an je einem Längsende des Drehteils. Je nach Gestalt des Drehteils kann es jedoch bei in Richtung der Drehachse länglichen Drehteilen zur Vermeidung von Verwindungen durch einseitige Einleitung eines Drehmoments oder zum schnellen Anlauf (Drehbeschleunigung) vorteilhaft sein, an jedem axialen Längsende eine Drehlageranordnung und einen Hohlwellenmotor mit einem oder mehreren der oben genannten Merkmale vorzusehen.
  • Eine möglichst gleichmäßige Belastung sowie ein möglichst gleichmäßiges Antriebsdrehmoment kann bei einem Drehteil erhalten werden, welches es bezüglich einer zur Drehachse orthogonalen Drehteil-Symmetrieebene im Wesentlichen symmetrisch ist.
  • 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.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Längsendbereichs einer ersten Ausführungsform eines Drehteils gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Längsendbereichs einer zweiten Ausführungsform eines Drehteils gemäß der vorliegenden Erfindung,
  • 3a, 3b eine Ansicht in Richtung der Drehachse sowie eine Seitenansicht einer um eine Kippachse kippbaren Lagerung von Drehlageranordnung und Stator, sowie
  • 4a, 4b eine Ansicht in Richtung der Drehachse sowie eine Seitenansicht einer um zwei Kippachsen kippbaren Lagerung von Drehlageranordnung und Stator.
  • In 1 ist eine Walze einer Maschine zur Bearbeitung von Papier- oder Kartonbahnen allgemein mit 10 bezeichnet. Die Walze 10 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Walzenkörper 12, an dessen Längsenden koaxial ein Wellenstumpf 14 vorgesehen ist. Die Walze 10 ist um eine Drehachse 16 drehbar gelagert.
  • An dem Wellenstumpf 14 ist ein Hohlwellenmotor 18 vorgesehen. Der Hohlwellenmotor 18 umfasst einen drehfest mit dem Wellenstumpf 14 verbundenen Läufer 20 sowie einen den Läufer in einem radialen Abstand umgebenden Stator 22. Zwischen der Magnetfelderzeugungsanordnung 24 des Läufers 20 und der Magnetfelderzeugungsvorrichtung 26 des Stators 22 ist ein Luftspalt 27 gebildet.
  • Der Läufer 20 umfasst einen hülsenartigen Träger 28, welcher über einen Spannsatz 30 oder andere geeignete, eine Drehmomentübertragung gestattende Verbindungsmittel mit dem Wellenstumpf 14 verbunden ist. An seiner radial äußeren Umfangsfläche 32 ist sowohl die Magnetfelderzeugungsanordnung 24 aufgenommen als auch eine Drehlageranordnung 34 abgestützt. Die Drehlageranordnung 34 umfasst zwei in Richtung der Drehachse 16 mit Abstand voneinander angeordnete Wälzlager 36 und 38, von denen eines (in 1 das linke Wälzlager 36) als Festlager und das andere (in 1 das rechte Wälzlager 38) als Loslager vorgesehen sind.
  • Die Magnetfelderzeugungsanordnung 24 umfasst vorzugsweise Permanentmagnete, die zur Sicherstellung einer möglichst effektiven Drehmomentübertragung in Vertiefungen der Außenumfangsfläche 32 des Trägers 28 oder alternativ in Vertiefungen der Außenumfangsfläche des Wellenstumpfes 14 eingesetzt sein können. Es ist aus Kostengesichtspunkten auch möglich, die Außenumfangsfläche des die Magnetfelderzeugungsanordnung 24 tragenden Elements nicht mit Ausnehmungen zu versehen, sondern die Magnetfelderzeugungsanordnung 24 etwa über Spannringe reibschlüssig an der jeweiligen Trägeroberfläche festzulegen.
  • Radial außen sind die beiden Wälzlager 36 und 38 an einem Gehäuseteil 40 abgestützt, welches die Magnetfelderzeugungsvorrichtung 26 des Stators 22 trägt. Die Magnetfelderzeugungsanordnung 24 und die Magnetfelderzeugungsvorrichtung 26 sind dabei vorteilhaft zwischen den beiden Wälzlagern 36 und 38 vorgesehen, da aufgrund der steifen Wälzlager 36 und 38 in dem zwischen ihnen liegenden Raum keine oder nur sehr geringe lastbedingte Verformungen auftreten. Dies hat zur Folge, dass der Luftspalt zwischen Magnetfelderzeugungsanordnung 24 und Magnetfelderzeugungsvorrichtung 26 sehr klein gewählt werden kann, was den Wirkungsgrad des Hohlwellenmotors 18 beträchtlich erhöht.
  • Der zwischen Gehäuseteil 40 und Träger 28 gebildete Raum ist durch Dichtungen 42 nach außen abgedichtet, so dass in diesem Raum ein Schmiermittel eingefüllt sein kann. Dies erhöht die Lebensdauer der eingesetzten Wälzlager 36 und 38.
  • Gemäß einer vorteilhaften Variante der vorliegenden Erfindung kann die Magnetfelderzeugungsanordnung 24 unmittelbar an dem Wellenstumpf 14 vorgesehen sein, welcher dann als Träger fungiert. Ebenso können die Wälzlager 36 und 38 radial innen an der Außenumfangsfläche des Wellenstumpfes 14 als Träger abgestützt sein. Dadurch werden der in 1 dargestellte Träger 28 und die benötigten Verbindungsmittel 30 als Bauteile eingespart. Andererseits hängt das vom Hohlwellenmotor erzeugbare Drehmoment vom Umfang des Läufers und des Stators ab, welcher dann durch die Abmessungen des Wellenstumpfs begrenzt ist.
  • Unter Last kann es aufgrund von Unwuchten oder anderen dynamischen Einflüssen zu einer Verformung der Walze 10 kommen, so dass die tatsächlich vorhandene Drehachse nicht mehr mit der idealen Drehachse 16 zusammenfällt. Eine solche unter Last real auftretende Drehachse ist in 1 mit 16' bezeichnet. Zur Verdeutlichung der Verformung der Drehachse 16' ist diese übertrieben dargestellt.
  • Um zu vermeiden, dass derartige Verformungen Spannungen in der Drehlageranordnung 34 erzeugen, die unter Umständen zur Zerstörung der Drehlageranordnung 34 führen können, ist das Gehäuseteil 40 durch ein Drehgelenk 44 kippbar gelagert. Das Drehgelenk 44 kann um eine zur Drehachse 16 sowie zur Zeichenebene der 1 orthogonale Kippachse A1 kippen. Damit kann der Hohlwellenmotor 18, d. h. genauer der Stator 22 und die daran abgestützte Drehlageranordnung 34 einer Verformung der Walze 10 folgen. Die Kippachse A1 liegt in einem axialen Bereich a1, welcher sich in Richtung der Drehachse 16 zwischen den beiden Lagern 36 und 38 erstreckt. Dadurch wird die von dem Stator 22 und von der Drehlageranordnung 34 bei einer Kippung um die Kippachse A1 tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke möglichst gering gehalten.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei sind gleiche Bauteile wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. Die Ausführungsform der 2 wird lediglich insoweit beschrieben, als sie sich von der in 1 dargestellten unterscheidet, auf deren Beschreibung ausdrücklich verwiesen wird.
  • Wesentlicher Unterschied zwischen den in 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen ist, dass 2 als Drehlageranordnung 134 ein zwei reihiges Kegelrollenlager mit einer ersten Kegelrollenlagerreihe 136 und einer an dieser anliegenden zweiten Kegelrollenreihenreihe 138 verwendet wird. Die Magnetfelderzeugungsanordnung 124 des Läufers 120 ist in Richtung der Drehachse 116 neben der Drehlageranordnung 134 nahe derselben angeordnet. Bei dieser Anordnung der Drehlageranordnung und des Hohlwellenmotors wird in Richtung der Drehachse 116 sehr wenig Bauraum beansprucht, so dass sie auch an kürzeren Wellenstümpfen 114 vorgesehen werden kann.
  • Darüber hinaus ist die Drehlageranordnung 134 radial innen unmittelbar an der Außenumfangsfläche des Wellenstumpfes 114 abgestützt. Wie zuvor beschrieben, kann alternativ auch die Magnetfelderzeugungsanordnung 124 statt am Träger 128 unmittelbar an der Außenumfangsfläche des Wellenstumpfes 124 vorgesehen sein.
  • Weiterhin überragt bei der Ausführungsform der 2 das Gehäuseteil 140 den Wellenstumpf 114 in Richtung der Drehachse 116 und ist mit einem Deckel 146 bedeckt, so dass der Wellenstumpf 114 in seinem axialen Längsendbereich sowohl mantel- als auch stirnseitig von dem Gehäuse des Hohlwellenmotors 118 umgeben ist. Dadurch kann weiterhin eine Dichtung eingespart werden, da lediglich eine einzige Dichtung 142 auf der Wellenstumpfeintrittsseite des Gehäuses des Hohlwellenmotors 118 ausreicht.
  • Die Kippachse A1 des Lagers 144 liegt in einem axialen Bereich a2, welcher sich in Richtung der Drehachse 16 zwischen der Drehlageranordnung 134 und dem Stator 122 erstreckt. Dadurch wird die von dem Stator 122 und von der Drehlageranordnung 134 bei einer Kippung um die Kippachse A1 tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke möglichst gering gehalten. Bevorzugt liegen die Kippachsen in der Mitte der Lagerung 134.
  • In den 3a und 3b ist eine um lediglich eine zur Drehachse orthogonale Kippachse A2 kippbare Lagerung von Stator und Drehlageranordnung gezeigt. 3a zeigt dabei eine Ansicht in Richtung der Drehteil-Drehachse, 3b zeigt eine den 1 und 2 entsprechende Seitenansicht.
  • Gleiche Bauteile wie in 2 sind in 3a und 3b mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. Auf die Beschreibung von 1 wird ausdrücklich verwiesen.
  • Das Gehäuseteil 240 weist hierzu zwei diametral gegenüberliegende und voneinander weg verlaufende Zapfen 260 und 262 auf, welche im montierten Zustand des Gehäuseteils 240 im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse 216 angeordnet sind. Darüber hinaus sind im gezeigten Beispielsfalle die Zapfen 260 und 262 auch parallel zur Bezugsebene 264 eines Maschinenbetts oder eines Hallenbodens angeordnet. Die beiden Zapfen 260 und 262 sind in einem U-förmigen Halter 266 um ihre Längsachse 263 drehbar aufgenommen, welche die Kippachse A2 bildet. Die Kippachse A2 verläuft in einem sich in Richtung der Drehachse erstreckenden axialen Bereich a3, welcher, je nach Bauart der Lager-Antrieb-Einheit, den vorstehend genannten Bereichen a1 oder a2 entspricht.
  • Der U-förmige Träger 266 ist dabei mit seinem Mittelschenkel 266a am Maschinenbett oder am Hallenboden festgelegt. An den Längsenden des Mittelschenkels 266a steht jeweils ein Schenkel 266b bzw. 266c ab, welche Durchgangsöffnungen aufweisen, in die die Zapfen 260 und 262 eingesetzt sind.
  • Die in den 3a und 3b gezeigte Kipplagerung ist in der Lage, sehr hohe Lasten aufzunehmen.
  • In den 4a und 4b ist eine modifizierte Kipplagerung gemäß 3a und 3b dargestellt. Gleiche Bauteile wie in den 3a und 3b sind in den 4a und 4b mit gleichen Bezugszeichen versehen, jedoch erhöht um die Zahl 100. Bezüglich der Beschreibung dieser Bauteile wird auf die Beschreibung zu den vorhergehenden Figuren verwiesen. Die Darstellungen der 4a und 4b entsprechen jenen der 3a und 3b.
  • Die Modifikation der 4a und 4b besteht darin, dass der Schenkel 366a des U-förmigen Trägers 366 an einem Gelenk 370 um eine sowohl zu Drehachse 316 als auch zu einer durch die Zapfen 360 und 362 definierten Kippachse A2 orthogonale weitere Kippachse A3 kippbar gelagert ist. Dadurch wird eine kardanische Aufhängung des Gehäuseteils 340 erreicht.
  • Wie zuvor ist auch die in den 4a und 4b gezeigte Kipplagerung zur Aufnahme großer Kräfte in der Lage.
  • Die Kippachsen A2 und A3 verlaufen beide in dem sich in Richtung der Drehachse erstreckenden axialen Bereich a3, welcher, je nach Bauart der Lager-Antrieb-Einheit, den vorstehend genannten Bereichen a1 oder a2 entspricht.

Claims (16)

  1. Drehteil, insbesondere Walze oder Zylinder einer Maschine zur Herstellung und/oder Bearbeitung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn, welches durch eine Drehlageranordnung (34; 134) um eine Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) drehbar gelagert und mittels eines elektrischen Hohlwellenmotors (18; 118), umfassend einen bezüglich der Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) drehfesten Stator (22; 122) und einen relativ zu diesem drehenden Läufer (20; 120), zur Drehung um die Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) antreibbar ist, wobei der Läufer (20; 120) mit in einem einen Luftspalt (27; 127) bildenden radialen Abstand zum Stator (22; 122) und in Drehmomentübertragungsverbindung mit dem Drehteil (10; 110; 210; 310) an diesem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlageranordnung (34; 134) im Wesentlichen ausschließlich eine Drehung um die Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) zulässt und dass sowohl der Stator (22; 122) als auch die Drehlageranordnung (34; 134) zur gemeinsamen Kippung um wenigstens eine zur Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) im Wesentlichen orthogonale Kippachse (A1; A2; A3) kippbar gelagert sind.
  2. Drehteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlageranordnung (34; 134) und der Stator (22; 122) zur gemeinsamen Kippung um zwei zueinander und zur Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) im Wesentlichen orthogonale Kippachsen (A2, A3) kippbar gelagert sind.
  3. Drehteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ein bezüglich der Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) drehfestes, kippbar gelagertes Gehäuseteil (40; 140) aufweist, an welchem die Drehlageranordnung (34; 134) abgestützt und die Magnetfelderzeugungsvorrichtung (26; 126) des Stators (22; 122) vorgesehen ist.
  4. Drehteil nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (340) kardanisch kippbar gelagert ist.
  5. Drehteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Träger (28; 128) aufweist, an welchem die Drehlageranordnung (34; 134) abgestützt und die Magnetfelderzeugungsanordnung (24; 124) des Läufers (20; 120) vorgesehen ist.
  6. Drehteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (28; 128) über ein Verbindungsglied (30; 130) mit einem koaxial an dem Drehteil (10; 110) vorgesehenen Wellenstumpf (14; 114) zur Drehmomentübertragung verbunden ist.
  7. Drehteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein koaxial an dem Drehteil vorgesehener Wellenstumpf ist.
  8. Drehteil nach einem der Ansprüche 3 oder 4 und einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (40; 140) und der Träger (28; 128) gegen einen Austritt eines zwischen diesen vorhandenen Schmiermittels abgedichtet ist.
  9. Drehteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlageranordnung (34) zwei in Richtung der Drehachse (16, 16') mit Abstand voneinander angeordneten Lager (36, 38), vorzugsweise Wälzlager (36, 38), umfasst.
  10. Drehteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfelderzeugungsanordnung (24) des Läufers (20) und die Magnetfelderzeugungsvorrichtung (26) des Stators (22) in Richtung der Drehachse (16, 16') zwischen den Lagern (36, 38) angeordnet ist.
  11. Drehteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kippachse (A1; A2; A3), vorzugsweise alle Kippachsen (A1; A2; A3), in einem sich in Richtung der Drehachse (16, 16'; 216; 316) zwischen einschließlich den beiden Lagern (36, 38) der erstreckenden Bereich (a1, a3) verläuft.
  12. Drehteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlageranordnung (134) in Richtung der Drehachse (116) mit Abstand von der Magnetfelderzeugungsanordnung (124) des Läufers (120) und der Magnetfelderzeugungsvorrichtung (126) des Stators (122) angeordnet ist.
  13. Drehteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kippachse (A1; A2; A3), vorzugsweise alle Kippachsen (A1; A2; A3), in einem sich in Richtung der Drehachse (116; 216; 316) zwischen einschließlich der Drehlageranordnung (134) und dem Stator (122) erstreckenden Bereich (a2; a3) verläuft.
  14. Drehteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es an jedem axialen Längsende einen Hohlwellenmotor (18; 118) und eine Drehlageranordnung (34; 134) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  15. Drehteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bezüglich einer zur Drehachse (16, 16'; 116; 216; 316) orthogonalen Drehteil-Symmetrieebene im Wesentlichen symmetrisch ist.
  16. Maschine zur Herstellung oder/und Bearbeitung einer Materialbahn, vorzugsweise einer Papier- oder Kartonbahn, mit einer Walze oder/und einem Zylinder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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