[0001] Die Erfindung betrifft nach einem ersten Aspekt eine Maschine oder einen Maschinenabschnitt
zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer Materialbahn, insbesondere aus
Papier oder Karton, auf einen insbesondere von einem Tambour gebildeten Wickelkern
zu einer Wickelrolle oder/und zum vorzugsweise kontinuierlichen Abwickeln der Materialbahn
von einer derartigen Wickelrolle, wobei der jeweilige Wickelkern durch wenigstens
einen zumindest momentan betriebsmäßig zugeordneten Elektromotor antreibbar ist, der
einen mit dem Wickelkern im Sinne eines Drehantriebs gekoppelten oder koppelbaren
Rotor und einen direkt oder indirekt an einer Stuhlung der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts
oder einer relativ zur Stuhlung bewegbar angeordneten Motorhalterung gegen Verdrehung
abgestützten Stator aufweist.
[0002] Die Erfindung betrifft nach einem zweiten Aspekt ferner allgemeiner auch eine Maschine
oder einen Maschinenabschnitt zur Herstellung oder/und Veredelung oder/und sonstigen
Behandlung oder/und Handhabung einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier
oder Karton, umfassend wenigstens eine Drehkomponente, die durch wenigstens einen
Elektromotor antreibbar ist, der einen mit der Drehkomponente im Sinne eines Drehantriebs
gekoppelten oder koppelbaren Rotor und einen direkt oder indirekt an einer Stuhlung
der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts oder einer relativ zur Stuhlung bewegbar
angeordneten Motorhalterung gegen Verdrehung abgestützten Stator aufweist.
[0003] Die Erfindung betrifft nach einem dritten Aspekt ferner auch eine Maschine oder einen
Maschinenabschnitt zur Herstellung oder/und Veredelung oder/und sonstigen Behandlung
oder/und Handhabung einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton,
umfassend wenigstens eine sich quer zur Laufrichtung der Materialbahn erstreckende
Drehkomponente, die durch wenigstens einen Elektromotor antreibbar ist, der einen
mit der Drehkomponente im Sinne eines Drehantriebs gekoppelten oder koppelbaren Rotor
und einen direkt oder indirekt an einer Stuhlung der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts
oder einer relativ zur Stuhlung bewegbar angeordneten Motorhalterung gegen Verdrehung
abgestützten Stator aufweist, wobei die Maschine oder der Maschinenabschnitt eine
Führerseite und eine Triebseite aufweist, wobei die Führerseite sich durch wenigstens
eines der folgenden Merkmale auszeichnet:
- die Führerseite weist Randsaugzonen zum Führen eines vorlaufenden Einfädel- oder Überführungsstreifens
der Materialbahn auf,
- wenigstens eine Haube einer Trockenzylinderanordnung kann auf der Führerseite geöffnet
werden, insbesondere von Entfernen von Bahnrückständen im Falle eines Bahnabrisses,
- auf der Führerseite stehen Komponenten der Maschine oder des Maschinenabschnitts höchstens
in geringem Maße über die Stuhlung zur Seite vor,
- Drehkomponenten wie Führungswalzen, Saugwalzen, Trockenzylinder und dergleichen sind
zur Führerseite hin aus der Maschine bzw. dem Maschinenabschnitt herausziehbar, etwa
zum Auswechseln der jeweiligen Drehkomponente, wenn diese verschlissen ist. Es wird
in diesem Zusammenhang insbesondere stationär in der Maschine bzw. im Maschinenabschnitt
angeordnete Drehkomponeten und dementsprechend stationär in der Maschine bzw. Maschinenabschnitt
angeordnete Elektromotoren gedacht, betreffend die Drehkomponente beispielsweise an
Führungswalzen, Saugwalzen, Trockenzylinder, Presswalzen und dergleichen.
[0004] Derartige Maschinen, Maschinenabschnitte und für derartige Maschinen bzw. Maschinenabschnitte
geeignete Antriebsanordnungen auf Elektromotorbasis sind in vielfältigen Ausgestaltungen
bekannt. Betreffend Wickelmaschinen zum Aufwickeln bzw. Abwickeln einer Materialbahn
wird beispielsweise auf die
DE 197 35 590 A1,
DE 198 22 261 A1,
DE 40 07 329 A1 ,
DE 197 45 005 A1 und
EP 0 826 615 A1 verwiesen. Es wird speziell Bezug genommen auf das Sirius-Aufrollsystem von Voith
Paper. Es sind im Fachgebiet aber auch diverse andere Aufroll- und Abrollanordnungen
bekannt, auf die die Erfindung im Prinzip anwendbar ist.
[0005] Betreffend den Antrieb von Trockenzylindern in einer Trockenpartie einer Papiermaschine
kann als Stand der Technik beispielsweise auf die
DE 100 35 578 A1,
DE 100 25 316 A1 und
EP 1 158 188 A1 verwiesen werden, die jeweils einen Direktantrieb eines Trockenzylinders mittels
eines Aufsteckmotors in Form eines Drehstrom-Asynchronmotors ohne zwischengeschaltetem
Getriebe zeigen. Die
DE 299 08 433 U1 zeigt einen Walzenantrieb, insbesondere für eine Papierleitwalze oder Breitstreckwalze
in einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine, mittels eines Asynchron-Hohlwellenmotors,
der ohne Zwischenschaltung eines Getriebes auf einen Walzenzapfen der Walze aufgesteckt
ist. Ein mittels eines Permanentmagnetmotors direkt angetriebener Trockenzylinder
ist aus der
DE 87 03 410 U1 und der prioritätsgleichen
US 4,820,947 bekannt.
[0006] Aufgabe der Erfindung zumindest nach dem ersten und zweiten Aspekt ist es, eine Maschine
oder einen Maschinenabschnitt der angegebenen Art bereitzustellen, der den in der
Praxis auftretenden Anforderungen besonders gut gerecht wird, insbesondere hinsichtlich
Kompaktheit des Drehantriebs und Kostengünstigkeit durch Vermeidung von mechanischen
Antriebselementen wie Getriebe, Kupplungen und Gelenkwellen zwischen Elektromotor
einerseits und anzutreibender Komponente andererseits.
[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen (erster Aspekt der Erfindung),
dass der Elektromotor als Synchronmotor ausgeführt oder betreibbar ist, und dass bei
betriebsmäßiger Zuordnung zu einem jeweiligen Wickelkern der Elektromotor koaxial
zu diesem Wickelkern in Zuordnung zu einem axialen Endbereich desselben angeordnet
ist, wobei der Rotor oder ein Drehantriebsanschluss desselben zur im Wesentlichen
spielfreien gemeinsamen Drehung drehfest direkt mit dem Wickelkern oder einem Drehantriebsanschluss
desselben gekoppelt oder koppelbar ist.
[0008] Allgemeiner wird erfindungsgemäß vorgeschlagen (zweiter Aspekt der Erfindung), dass
der Elektromotor als Synchronmotor ausgeführt oder betreibbar ist, und dass der Elektromotor
koaxial zur Drehkomponente in Zuordnung zu einem axialen Endbereich derselben angeordnet
ist, wobei der Rotor oder ein Drehantriebsanschluss desselben zur im Wesentlichen
spielfreien gemeinsamen Drehung drehfest direkt mit der Drehkomponente oder einem
Drehantriebsanschluss derselben gekoppelt oder koppelbar ist.
[0009] Nach der Erfindung ist ein direkter Antrieb der anzutreibenden Komponente (Wickelkern
bzw. diesen aufweisende Wickelrolle; allgemein Drehkomponente) im Sinne eines sogenannten
"Zentrumsantriebs" vorgesehen, wobei auf zwischengeschaltete mechanische Antriebselemente
wie Getriebe, Kupplungen und Gelenkwellen verzichtet wird, so dass einerseits eine
sehr kompakte, den Elektromotor enthaltende Antriebseinheit zum Drehantrieb realisierbar
ist und andererseits die nicht unbeachtlichen Kosten für zwischengeschaltete mechanische
Antriebselemente vermieden werden. Ein wichtiger Gesichtspunkt ist in diesem Zusammenhang
das Merkmal der spielfreien gemeinsamen Drehung in Folge des Wegfalls der angesprochenen
mechanischen Antriebselemente, wodurch - wenn technisch sinnvoll - gezielt vorgegebene
oder aus einer gewissen Betriebssituation sich ergebende Drehpositionen anfahrbar
sind.
[0010] Gegenüber einem Asynchronmotor hat ein Synchronmotor den Vorteil, dass sich die Drehzahl
einfacher optimieren lässt, und dass der Wegfall der bei einem Asynchronmotor erforderlichen
Schlupfkompensation das dynamische Regelverhalten des Motors verbessert. Es wird eine
höhere Genauigkeit als bei üblichen Asynchronmotoren erreicht. Insbesondere sind vergleichsweise
große Drehmomente bei kleinen Drehzahlen möglich. Dies gilt insbesondere dann, wenn
der Motor mit Permanentmagneten ausgeführt ist. Es wird in diesem Zusammenhang vor
allem an auf Grundlage wenigstens eines Selten-Erden-Werkstoffs, etwa Neodym-Eisen-Bohr,
hergestellte Permanentmagnete gedacht. Besonders ideal sind so genannte "Torquemotoren",
die nach dem Prinzip eines Synchronmotors funktionieren. Torquemotoren bestehen üblicherweise
aus einem Stator und einem Rotor mit permanent erregten Magneten. Aufgrund der vergleichsweise
hohen Energiedichte (Permanentmagnete) können derartige Motoren besonders kompakt
bauen bzw. sehr starke Drehmomente über einen großen Drehzahlbereich liefern. Derartige
Motoren sind deswegen für einen Einsatz im Rahmen der Erfindung besonders geeignet.
[0011] Aufgabe der Erfindung zumindest nach dem dritten -Aspekt ist, eine Maschine oder
einen Maschinenabschnitt der angegebenen Art bereitzustellen, die dem Konstrukteur
gegenüber einer herkömmlichen Auslegung und Anordnung einzelner Komponenten einen
größeren konstruktiven Freiraum gibt oder/und speziellen Anforderungen genügen kann
und die ggf. im Wege eines Umbaus zweckmäßig und kostengünstig auf Grundlage einer
bestehenden Maschine oder eines bestehenden Maschinenabschnitts bereitstellbar ist.
[0012] Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen (dritter Aspekt der
Erfindung, dass wenigstens ein zum Antrieb der oder einer Drehkomponente dienender
Elektromotor auf der Führerseite angeordnet ist.
[0013] Die Begriffe "Führerseite" und "Triebseite" sind für den Fachmann in der Papierindustrie
und den Fachmann in der entsprechende Maschinen entwickelnden und herstellenden Industrie
klar definiert und klar mit Merkmalen der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts belegt.
Die Führerseite ist die Bedienseite, von der die Maschine bzw. der Maschinenabschnitt
bedient wird und ggf. gereinigt wird. Insbesondere werden von der Führerseite her
Materialbahnreste, insbesondere Papierfetzen, im Falle eines Bahnabrisses beseitigt,
etwa unter Einsatz von Druckluftschläuchen, für die entsprechende Druckluftanschlüsse
auf der Führerseite vorgesehen sind. Im Falle einer Trockenpartie sind die Trockenzylinder
üblicherweise durch eine gemeinsame oder einzelne Hauben abdeckt, und diese Hauben
lassen sich auf der Bedienseite, also Führerseite öffnen, um Papierfetzen oder dergleichen
zwischen den Trockenzylindern zu entfernen.
[0014] Ferner sind die verschiedenen Komponente der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts,
etwa die Trockenzylinder und Führungswalzen, so an der Stuhlung gelagert, dass auf
der Führerseite keine Teile der Lagerung bzw. der betreffenden Komponente wesentlich
über die Stuhlung hinausstehen. Auf der Triebseite hingegen bestehen hier keine Einschränkungen,
und es können - ganz nach Zweckmäßigkeit - Teile der Lagerung bzw. der Komponenten
über die Stuhlung hervorstehen.
[0015] Die Führerseite ist ferner auch klar durch dem Einfädeln der Materialbahn in die
Maschine bzw. den Maschinenabschnitt dienende Komponenten und funktionelle Ausgestaltungen
definiert. So sind zum Einfädeln eines Einfädel- oder Überführungsstreifens einer
jeweiligen Materialbahn Randsaugzonen auf der Führerseite vorgesehen. Der Einfädel-
oder Überführstreifen wird beim Aufführen entlang der Führerseite geführt, damit diese
wichtige Betriebsphase besser kontrollierbar ist.
[0016] Versorgungsleitungen sind hingegen vorrangig auf der Triebseite angeordnet. Ferner
sind Dampfzuführköpfe für Trockenzylinder ebenfalls in der Regel auf der Triebseite
angeordnet, und die Kondensatabfuhr erfolgt ebenfalls zur Triebseite hin.
[0017] Die Triebseite und die Führerseite sind ferner in der Regel dadurch eindeutig gekennzeichnet,
dass auf der Triebseite zur nächsten Maschine oder zur nächsten Wand in einer Fabrikhalle
oder dergleichen nur ein geringer Abstand bestehen muss, dass hingegen auf der Führerseite
zur nächsten Maschine oder zur nächsten Wand zumindest ein Bauraum in der Größenordnung
der Maschinenbreite besteht bzw. bestehen muss, damit Trockenzylinder, Führungswalzen
und dergleichen auf dieser Seite aus der Maschine bzw. dem Maschinenabschnitt herausziehbar
sind, etwa zum Auswechseln einer jeweiligen verschlissenen Komponente. Soweit also
sich quer zur Laufrichtung der Materialbahn erstreckende Drehkomponenten nicht fest
eingebaut sind, sondern auswechselbar sind, so erfolgt dies Auswechseln zur Führerseite
hin bzw. von der Führerseite aus.
[0018] Ferner sind, wie der Begriff "Triebseite" selbst ausdrückt, auf der Triebseite üblicherweise
Antriebsmotoren für die verschiedenen Komponenten der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts
angeordnet. Diese Anordnung ist insbesondere auch im Zusammenhang mit der angesprochenen
Auswechselbarkeit von Drehkomponenten von der Führerseite aus bzw. zur Führerseite
hin besonders zweckmäßig, da dann der jeweilige Elektromotor hierbei nicht im Wege
ist.
[0019] Erfindungsgemäß wird nun aber vorgeschlagen, von der bewährten Anordnung der zum
Antrieb dienenden Elektromotoren auf der Triebseite zumindest einzelfallbezogen abzuweichen.
Dies kann beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn eine bestehende Maschine oder
ein bestehender Maschinenabschnitt umgebaut wird, etwa für eine höhere Leistung oder
in anderer Hinsicht. Der Umbau kann dann unter Umständen kostengünstiger ausgeführt
werden, wenn der Einbau eines neuen Motors auf der Triebseite zusätzlichen Umbauaufwand
nötig machen würde. Beispielsweise kann bei einer Umrüstung von einem indirekten Antrieb
von Trockenzylindern zu einem direkten Antrieb ohne zwischengeschaltete Getriebe und
dergleichen durch Anordnung des neuen, zum Direktantrieb dienenden Elektromotors auf
der Führungsseite vermieden werden, dass auf der Triebseite befindliche Dampfköpfe
entfernt bzw. umgebaut werden müssen.
[0020] Besonders zweckmäßig ist, wenn der auf der Führerseite angeordnete Elektromotor als
Aufsteckmotor ausgeführt ist. Es wird vor allem daran gedacht, dass der auf der Führerseite
angeordnete Elektromotor koaxial zur Drehkomponente in Zuordnung zu einem axialen
Endbereich desselben angeordnet ist, wobei der Rotor oder ein Drehantriebsanschluss
desselben zur im Wesentlichen spielfreien gemeinsamen Drehung drehfest direkt mit
der Drehkomponente oder einem Drehantriebsanschluss desselben gekoppelt oder koppelbar
ist. Auf zwischengeschaltete mechanische Antriebselemente wie Getriebe, Kupplungen
und Gelenkwellen wird dementsprechend verzichtet. Es wird in diesem Zusammenhang auf
die vorstehenden Erläuterungen im Zusammenhang mit dem ersten und dem zweiten Aspekt
der Erfindung verwiesen.
[0021] Der Elektromotor kann als Asynchronmotor ausgeführt oder betreibbar sein. Demgegenüber
ist es aber bevorzugt, dass der Elektromotor als Synchronmotor ausgeführt oder betreibbar
ist. Es ergeben sich die im Zusammenhang mit dem ersten und dem zweiten Aspekt der
Erfindung erläuterten Vorteile. Es kommen die zum ersten und zweiten Aspekt angesprochenen
Weiterbildungsmöglichkeiten (Permanentmagnete usw.) in Betracht. Es wird insbesondere
an die Verwendung eines Torquemotors gedacht.
[0022] Die Maschine oder der Maschinenabschnitt kann, wie schon angesprochen, entstanden
sein durch Umbau einer Maschine oder eines Maschinenabschnitts, bei dem zuvor die
betreffende Drehkomponente durch einen auf der Triebseite angeordneten, der Drehkomponente
zugeordneten Elektromotor angetrieben wurde. Im Zuge des Umbaus wurde dann der auf
der Führerseite angeordnete Elektromotor in Zuordnung zur Drehkomponente eingebaut.
Die Erfindung stellt in diesem Zusammenhang auch ein Umbauverfahren bereit (siehe
unten).
[0023] Bevorzugt ist der Rotor ringförmig ausgeführt und radial innerhalb des Stators angeordnet.
Der Elektromotor kann, wie im Zusammenhang mit dem dritten Aspekt der Erfindung schon
angesprochen, besonders zweckmäßig als Aufsteckmotor oder Hohlwellenmotor ausgeführt
sein. In disem Zusammenhang wird speziell vorgeschlagen, dass der Elektromotor in
der Art einem Hohlwellenmotors direkt auf einen als Drehantriebsanschluss dienenden
Wellenzapfen des Wickelkerns bzw. der Drehkomponente aufgesteckt oder aufsteckbar
ist, wobei der auf den Wellenzapfen aufgesteckte Elektromotor mit seinem Rotor mit
dem Wellenzapfen in formschlüssiger Drehmitnahmeverbindung steht.
[0024] Je nach Ausführung der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts kann es dabei besonders
zweckmäßig sein, dass der Wellenzapfen als Hohlwelle ausgeführt ist, beispielsweise
zum Zuführen eines Betriebsfluids, ggf. Prozessdampf, in einen Innenraum der Drehkomponente
oder zum Abführen eines Fluids (ggf. Prozessdampf oder Kondensat) aus dem Innenraum.
Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere im Zusammenhang mit Trockenzylindern
einer Trockenpartie von Interesse.
[0025] Bevorzugt ist, wie schon anesprochen, der Elektromotor vom als "Torquemotor" bzw.
"Permanentmagnetmotor" bezeichneten Synchronmotortyp. Derartige Motoren haben sich
etwa zum Antrieb von Werkzeugmaschinen, insbesondere zum Direktantrieb ohne mechanischen
Übertragungselemente, wie Kupplungen und Getriebe, bewährt. Auf Grund ihrer Kompaktheit
und Positioniergenauigkeit werden sie beispielsweise zum Einsatz in Schwenkachsen
und Rundtischen eingesetzt. Auf Grund ihrer hohen Dynamik werden sie in dynamischen
Werkzeugmaschinen und für schnell hochlaufende Achsen von Drehmaschinen mit Erfolg
eingesetzt. Es werden speziell auch Torquemotoren bzw. Permanentmagnetmotoren mit
integrierter Luft- oder Wasserkühlung angeboten, beispielsweise von der Firma Siemens
Linear Motor Systems und von der Firma ABB. In Bezug auf den erfindungsgemäß in der
Maschine bzw. dem Maschinenabschnitt einzusetzenden Elektromotor wird vor allem daran
gedacht, dass dieser eine integrierte Fluidkühlung, vorzugsweise Flüssigkeitskühlung,
höchstvorzugsweise Wasserkühlung, aufweist. Bevorzugt weist der Stator des Elektromotors
eine integrierte Fluidkühlung, vorzugsweise Flüssigkeitskühlung, höchstvorzugsweise
Wasserkühlung, auf.
[0026] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich durch einen dem Elektromotor
zugeordneten, geschlossen ausgeführten Kühlfluidkreislauf (insbesondere Kühlwasserkreislauf)
aus. Der Kühlfluidkreislauf, insbesondere Kühlwasserkreislauf, kann vorteilhaft mit
einer Kühlfluidspeicheranordnung (insbesondere Kühlwasserspeicheranordnung.) oder/und
miteinerWärmetauschanordnung oder/und mit einer Filteranordnung ausgeführt sein. Man
kann auch eine Heizanordnung vorsehen, die eine Vorwärmung des Kühlfluids, insbesondere
Kühlwassers, ermöglicht, insbesondere für Startvorgänge. Das Kühlfluid kann also vor
dem eigentlichen Betriebsbeginn vorgewärmt werden, um den Elektromotor auf eine Mindest-Betriebstemperatur
zu bringen, und danach zur Kühlung des Elektromotors dienen. Der Kühlwasserkreislauf
kann mit üblichen Komponenten (Förderpumpe, Zuteilgeräte, Partikel-Schmutzfilter,
Strömungswächter, Temperaturwächter, Blende, Absperrhahn usw.) ausgeführt sein. Bevorzugt
ist ein gemeinsamer Kühlwasserkreislauf für mehrere Elektromtoren.
[0027] Die Verwendung eines geschlossenen Kreislaufs gegenüber etwa einer Kühlwasserzufuhr
aus dem öffentlichen Leitungsnetz oder aus einem Oberflächenwasservorrat bietet den
Vorteil, dass gleichbleibende Kühlbedingungen (insbesondere gleichbleibende Eingangstemperatur)
und gleichbleibende Kühlmediumqualität (Sauberkeit, Freiheit von Störpartikeln usw.)
gewährleistet werden können.
[0028] Sind mehrere Elektromotoren vorgesehen, so ist es bevorzugt, diesen eine gemeinsame
Kühlfluidversorgung, insbesondere Kühlwasserversorgung, zuzuordnen. Dies gilt auch
dann, wenn die Elektromotoren jeweils einer anderen Drehkomponente bzw. einem anderen
Wickelkern zugeordnet bzw. zuordenbar sind. In diesem Falle ist es im Sinne des schon
angesprochenen Weiterbildungsvorschlags bevorzugt, dass die Elektromotoren über einen
gemeinsamen, geschlossen ausgeführten Kühlfluidkreislauf, insbesondere Kühlwasserkreislauf,
mit Kühlfluid, insbesondere Kühlwasser, versorgbar sind.
[0029] Zur Vermeidung von Kondenswasserbildung, insbesondere in besonderen Betriebssituationen,
kann eine thermische Kapselung (Isolierung) des Motors vorgesehen sein. Das Gehäuse
oder/und die Kapselung kann aus einem nicht rostenden Werkstoff bestehen (z. B. Edelstahl,
Alu-Druckguss). Als Isolierung kommen diverse Kunststoffmaterialien in Betracht, beispielsweise
Polyurethan, das wegen seiner geringen Wärmeleitfähigkeit und seines somit geringen
Bedarfs an Bauvolumen und geringen Gewichts besonders vorteilhaft ist. Die Isolierschicht
kann besonders zweckmäßig direkt auf und um das Motorgehäuse auf bzw. angeschäumt
sein. Hierdurch wird als vorteilhafter Nebeneffekt auch eine wirkungsvolle Geräuschdämpfung
des Motors erreicht.
[0030] Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Elektromotoren
jeweils in einem eigenen einer Mehrzahl von zueinander parallel geschalteten Kühlfluidzweigen,
die einen gemeinsamen Zulauf und einen gemeinsamen Ablauf aufweisen, angeordnet sind.
Hierzu wird weiterbildend vorgeschlagen, dass wenigstens einer der Kühlfluidzweige
individuell absperrbar oder/und individuell hinsichtlich des Kühlfluidflusses steuerbar
oder regelbar oder/und hinsichtlich wenigstens einer interessierenden Größe, beispielweise
Fluidtemperatur oder/und Kühlfluidfluss, überwachbar ist oder/und dass wenigstens
einer der Kühlfluidzweige mit einer eigenen Filteranordnung ausgeführt ist. Es lassen
sich dann für jeden Elektromotor individuell der jeweiligen Betriebssituation optimal
angepasste Kühlverhältnisse einstellen und gewährleisten.
[0031] Beispielsweise beim Einsatz in einer Trockenpartie kann eine Einbeziehung der Temperatur
in der Trockenpartie in die Steuerung/Regelung der Kühlung vorteilhaft sein. Zur Vermeidung
von Kondenswasserbildung kann man vorsehen, dass der Kühlkreislauf auch dazu benutzt
wird, um den Motor auf einer bestehenden Temperatur zu halten. Dies kann auch ein
"Heizen" des Motors beinhalten, z. B. wenn die Temperatur in der Trockenpartie sinkt.
Es wird in diesem Zusammenhang an Abschaltvorgänge und sinkende Antriebsleistung gedacht.
Ferner ist ein "Heizen" des Motors in Betriebsunterbrechungsphasen oder zumindest
vor dem Starten des Betriebs sinnvoll, um Kondenzwasserbildung zu vermeiden bzw. den
Motor auf eine Mindest-Betriebstemperatur zu bringen.
[0032] Soweit im bzw. im Bereich des (jeweiligen) Elektromotors Kondensat anfällt, kann
vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Kondensat gemeinsam mit dem Elektromotor zugeführtem
Kühlfluid abführbar ist, beispielsweise durch Einspeisen in den Kühlfluidkreislauf
bzw. Kühlfluidzweig.
[0033] Der Elektromotor kann mit seiner Motorhalterung vorteilhaft längs einer Motor-Führungsbahn
verlagerbar sein. Eine derartige Ausgestaltung und Anwendung des Elektromotors wird
durch die relative Kompaktheit des im Zusammenhang mit dem Erfindungsvorschlag nach
dem ersten bzw. zweiten Aspekt erfindungsgemäß vorgesehen Synchronmotors besonders
erleichtert. Beispielsweise kann der Elektromotor auf einem Schwenkhebel oder Fahrschlitten
angeordnet sein, wobei entweder ein aktiver Antrieb zur Verlagerung des Elektromotors
vorgesehen ist oder dieser unter Vermittlung einer entsprechend bewegten Drehkomponente
bzw. eines entsprechend verlagerten Wickelkerns bzw. Wickelrolle verlagert wird.
[0034] Es wird insbesondere daran gedacht, dass der angesprochene Wickelkern bzw. die Wickelrolle
entlang einer Wickel-Führungsbahn verlagerbar ist, und dass die Motor-Führungsbahn
und die Wickel-Führungsbahn einander zumindest bereichsweise entsprechen für eine
gemeinsame Verlagerung des Wickelkerns bzw. der Wickelrolle und des dem Wickelkern
betriebsmäßig zugeordneten Elektromotors. Ferner wird betreffend die angesprochene
Drehkomponente daran gedacht, dass diese entlang einer Drehkomponenten-Führungsbahn
verlagerbar ist, und dass die Motor-Führungsbahn und die Drehkomponenten-Führungsbahn
einander zumindest bereichsweise entsprechen für eine gemeinsame Verlagerung der Drehkomponente
und des Elektromotors.
[0035] Die Motor-Führungsbahn kann zumindest bereichsweise linear verlaufen. Dies kann besonders
zweckmäßig unter Verwendung eines Fahrschlittens für den Motor realisiert werden.
Die Motor-Führungsbahn kann ferner zumindest bereichsweise bogenförmig verlaufen.
Dies kann besonders zweckmäßig ebenfalls mittels eines Fahrschlittens oder mittels
eines Schwenkhebels realisiert werden.
[0036] Der oder wenigstens ein Elektromotor, der nach dem ersten bzw. zweiten Aspekt der
Erfindung erfindungsgemäß als Synchronmotor ausgeführt sein kann, kann auf der Triebseite
der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts angeordnet sein. Ferner kann der oder wenigstens
ein Elektromotor, der nach dem ersten bzw. zweiten Aspekt der Erfindung erfindungsgemäß
als Synchronmotor ausgeführt sein kann, auf der Führerseite der Maschine bzw. des
Maschinenabschnitts angeordnet sein.
[0037] Es kann vorgesehen sein, dass zwei auf verschiedenen Seiten (Führerseite und Triebseite)
der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts vorgesehene Motoren gemeinsam eine Drehkomponente
bzw. einen Wickelkern drehantreiben.
[0038] Betreffend die angesprochene Maschine zum Aufwickeln bzw. Abwickeln einer Materialbahn
wird vor allem, aber nicht ausschließlich, an eine solche Ausgestaltung gedacht, dass
dem Wickelkern in einer ersten Betriebsphase ein erster Elektromotor betriebsmäßig
zuordenbar ist, so dass dessen Rotor bzw. der Drehantriebsanschluss desselben im Wesentlichen
spielfrei direkt mit dem Wickelkern bzw. dem Drehantriebsanschluss desselben gekoppelt
ist, dass dem Wickelkern in einer zweiten Betriebsphase ein zweiter Elektromotor betriebsmäßig
zuordenbar ist, so dass dessen Rotor bzw. der Drehantriebsanschluss desselben im Wesentlichen
spielfrei direkt mit dem Wickelkern bzw. dem Drehantriebsanschluss desselben gekoppelt
ist, und dass in einer Übergangsphase der Rotor bzw. dessen Drehantriebsanschluss
des ersten Elektromotors vom Wickelkern abkoppelbar und der Rotor bzw.dessen Drehantriebsanschluss
des zweiten Elektromotors mit dem Wickelkern koppelbar ist, vorzugweise derart, dass
zumindest in einer Teilphase der Übergangsphase beide Elektromotoren mit dem Wickelkern
gekoppelt sind. Die beiden Elektromotoren sind vorzugsweise auf verschiedenen Seiten
der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts angeordnet.
[0039] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der erste Elektromotor mit seiner Motorhalterung
längs einer ersten Motor-Führungsbahn verlagerbar und ist der zweite Elektromotor
mit seiner Motorhalterung längs einer zweiten Motor-Führungsbahn verlagerbar. Die
erste Motor-Führungsbahn ist bevorzugt bogenförmig und die zweite Motor-Führungsbahn
ist bevorzugt linear.
[0040] Für eine Wickelmaschine mit einem Primärantrieb und einem Sekundärantrieb ist es
besonders zweckmäßig, wenn der erste und der zweite Elektromotor derart in Bezug aufeinander
ansteuerbar, vorzugsweise regelbar sind, dass der Drehantriebsanschluss des ersten
Elektromotors und der Drehantriebsanschluss des zweiten Elektromotors eine vorgegebene
definierte relative Drehstellung oder eine von mehreren vorgegebenen definierten relativen
Drehstellungen relativ zueinander einnehmen. Es kann dann gewährleistet werden, dass
eine einfache Übergabe des Drehantriebs vom Primärwickler zum Sekundärwickler möglich
ist, indem dafür Sorge getragen wird, dass der Drehantriebsanschluss des Wickelkerns
und der Drehantriebsanschluss des Rotors des zweiten Motors eine ein problemloses
Einkuppeln ermöglichende relative Drehstellung zueinander einnehmen, die ggf. zumindest
phasenweise während der Rotation beibehalten wird.
[0041] Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts
zeichnet sich dadurch aus, dass der Drehantriebsanschluss des Rotors, einerseits,
und der Drehantriebsanschluss des jeweiligen Wickelkerns bzw. der Drehkomponente andererseits
eine ein- und auskuppelbare Formschlusskupplung, insbesondere eine Keilwellen-Zahn-Kupplung,
bilden. Dieser Weiterbildungsvorschlag ist vor allem für die angesprochene Maschine
bzw. den angesprochenen Maschinenabschnitt zum Aufwickeln bzw. Abwickeln einer Materialbahn
von Interesse, da der Weiterbildungsvorschlag eine vorteilhafte Ankupplung bzw. Abkupplung
etwa eines Tambours an einen betreffend Elektromotor bzw. von einem betreffenden Elektromotor
ermöglicht.
[0042] In diesem Zusammenhang wird als besonders zweckmäßig vorgeschlagen, dass einer der
die Formschlusskupplung bildenden Drehantriebsanschlüsse eine auf einem Wellenabschnitt
drehfest und axial verschiebbar angeordnete Kuppelhülse umfasst, die an einem Innenumfang
oder/und Außenumfang Mitnahmeformationen aufweist, die mit Gegen-Mitnahmeformationen
an einem Kuppelhülse-Gegenabschnitt des anderen Drehantriebsanschlusses mit im Wesentliche
spielfreien Formschluss-Mitnahmeeingriff bringbar sind.
[0043] Ferner kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass eine Relativdrehstellung zwischen Mitnahmeformationen
des einen Drehantriebsanschlusses und Gegen-Mitnahmeformationen des anderen Drehantriebsanschlusses
vor einem Einkuppeln der Formschlusskupplung auf Grundlage wenigstens eines zugeordneten
Drehgebers erfassbar ist und dass der Elektromotor für das Einkuppeln durch elektrische
Ansteuerung im Sinne einer Steuerung oder/und Regelung definiert in eine einer Einkuppel-Relativdrehstellung
zwischen Mitnahmeformationen und Gegen-Mitnahmeformationen entsprechende Drehstellung
verstellbar ist. Auch durch diese Ausgestaltung können stets kurze Einkuppelzeiten,
ein zuverlässiges Einkuppeln gewährleistet und erhöhter Verschleiß im Bereich der
Formschlusskupplung vermieden werden.
[0044] Vorteilhaft kann man eine dem (jeweiligen) Elektromotor zugeordnete Bremseinrichtung
vorsehen, vorzugsweise umfassend wenigstens eine auf einer Motorabtriebswelle angeordnete
Bremsscheibe. Die Motorabtriebswelle bildet den angesprochenen Drehantriebsanschluss
des Rotors oder weist diesen auf.
[0045] Die Erfindungs- und Weiterbildungsvorschläge sind insbesondere auch auf eine Trockenpartie
einer Maschine zur Herstellung oder/und Veredelung einer laufenden Materialbahn, beispielsweise
einer Papier- oder Kartonherstellungsmaschine oder einer Streichmaschine, anwendbar.
Die Erfindung stellt demgemäß einen Maschinenabschnitt in Form einer Trockenpartie
einer Maschine zur Herstellung oder/und Veredelung einer laufenden Materialbahn bereit,
bei dem der nach dem zweiten Aspekt der Erfindung als Synchronmotor ausgeführte (jeweilige)
Elektromotor eine Drehkomponente in Form eines Trockenzylinders antreibt. Die Erfindung
in ihren verschiedenen Aspekten kann überdies aber auch auf diverse andere Drehkomponenten
von Papier- und Kartonherstellungsmaschinen und Papier- oder Kartonveredelungsmaschinen
angewendet werden, neben den schon angesprochenen Wickelmaschinen. Es wird speziell
auch an eine Anwendung in Bezug auf beim Spleißen von Materialbahnen, insbesondere
Papierbahnen, zum Einsatz kommende Drehkomponenten gedacht.
[0046] Nach dem dritten Aspekt der Erfindung wird ferner bereitgestellt ein Maschinenabschnitt
in Form einer Trockenpartie einer Maschine zur Herstellung oder/und Veredelung einer
laufenden Materialbahn. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der auf der Führerseite
angeordnete (jeweilige) Elektromotor eine Drehkomponente in Form eines Trockenzylinders
oder einer Führungswalze antreibt. Bei dem Elektromotor handelt es sich vorzugsweise
um einen als Aufsteckmotor ausgeführten Elektromotor. Bevorzugt ist die Ausführung
des Elektromotors als Synchronmotor, insbesondere Torquemotor.
[0047] Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass mehrere Trockengruppen umfassend jeweils mehrere
Trockenzylinder und zugeordnete Leitwalzen vorgesehen sind, wobei in jeder Trockengruppe
jeweils wenigstens ein Trockenzylinder oder/und wenigstens eine Führungswalze durch
einen auf der Führerseite angeordneten Elektromotor, insbesondere Aufsteckmotor, antreibbar
ist. Dabei kann man vorteilhaft vorsehen, dass die Elektromotoren als Synchronmotoren,
insbesondere Torquemotoren ausgeführt oder betreibbar sind, und dass eine Drehzahl-Steuer/Regel-Anordnung
vorgesehen ist, vermittels der mehrere zugehörige Elektromotoren aufeinander abgestimmt
drehzahlsteuerbar oder - vorzugsweise - drehzahlregelbar sind. Insbesondere können
vermittels der Drehzahl-Steuer/Regel-Anordnung mehrere einer Trockengruppe zugeordnete
Synchronmotoren oder/und mehrere verschiedenen Trockengruppen zugeordneten Synchronmotoren
aufeinander abgestimmt drehzahlsteuerbar oder - vorzugsweise - drehzahlregelbar sein.
[0048] Die Erfindung stellt ferner bereit einen Maschinenabschnitt in Form eines Stoffauflaufs
oder einer Siebpartie oder eines Formers einer Maschine zur Herstellung oder/und Veredelung
einer laufenden Materialbahn. Es wird vorgeschlagen, dass der auf der Führerseite
angeordnete (jeweilige) Elektromotor(insbesondere Aufsteckmotor) eine Drehkomponente
in Form einer Walze, ggf. Siebführungswalze, antreibt. Wiederum ist eine Ausführung
des Elektromotors als Synchronmotor, insbesondere Torquemotor, besonders zweckmäßig.
[0049] Die Erfindung stellt ferner bereit einen Maschinenabschnitt in Form einer Pressenpartie
einer Maschine zur Herstellung oder/und Veredelung einer laufenden Materialbahn. Erfindungsgemäß
ist vorgesehen, dass der auf der Führerseite angeordnete (jeweilige) Elektromotor,
insbesondere Aufsteckmotor, eine Drehkomponente in Form einer Walze, ggf. Presswalze
oder Filzführungswalze, antreibt. Wiederum ist es besonders zweckmäßig, wenn der Elektromotor
als Synchronmotor, insbesondere Torquemotor, ausgeführt ist.
[0050] Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Umbau einer Maschine oder eines Maschinenabschnitts
zur Herstellung oder/und Veredelung oder/und sonstigen Behandlung oder/und Handhabung
einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, umfassend wenigstens
eine sich quer zur Laufrichtung der Materialbahn erstreckende Drehkomponente, die
durch wenigstens einen Elektromotor antreibbar ist, der einen mit der Drehkomponente
im Sinne eines Drehantriebs gekoppelten oder koppelbaren Rotor und einen direkt oder
indirekt an einer Stuhlung der Maschine bzw. des Mäschinenabschnitts oder einer relativ
zur Stuhlung bewegbar angeordneten Motorhalterung gegen Verdrehung abgestützten Stator
aufweist, bereit. Die Maschine oder der Maschinenabschnitt weist eine Führerseite
und eine Triebseite auf. Die Führerseite zeichnet sich durch wenigstens eines der
folgenden Merkmale aus:
- die Führerseite weist Randsaugzonen zum Führen eines vorlaufenden Einfädel- oder Überführungsstreifens
der Materialbahn auf,
- wenigstens eine Haube einer Trockenzylinderanordnung kann auf der Führerseite geöffnet
werden, insbesondere von Entfernen von Bahnrückständen im Falle eines Bahnabrisses,
- auf der Führerseite stehen Komponenten der Maschine oder des Maschinenabschnitts höchstens
in geringem Maße über die Stuhlung zur Seite vor,
- Drehkomponenten wie Führungswalzen, Saugwalzen, Trockenzylinder und dergleichen sind
zur Führerseite hin aus der Maschine bzw. dem Maschinenabschnitt herausziehbar, etwa
zum Auswechseln der jeweiligen Drehkomponente, wenn diese verschlissen ist. Der oder
wenigstens ein Elektromotor ist auf der Triebseite angeordnet.
[0051] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Zuge des Umbaus in Zuordnung zu der oder
wenigstens einer Drehkomponente ein Elektromotor auf der Führerseite eingebaut wird,
der den Antrieb der Drehkomponente anstelle oder zusätzlich zu dem oder wenigstens
einem auf der Triebseite angeordneten Elektromotor übernimmt. Es wird in diesem Zusammenhang
vor allem daran gedacht, dass der auf der Führerseite angeordnete Elektromotor alleine
den Antrieb der Drehkomponente übernimmt und dass die Drehantriebsverbindung zwischen
der Drehkomponente und dem auf der Triebseite angeordneten Elektromotor unterbrochen
wird. In der Regel wird es dann sinnvoll sein, wenn der auf der Triebseite angeordnete
Elektromotor ausgebaut wird.
[0052] Die betreffende Drehkomponente kann auf der Führerseite einen Wellenzapfen aufweisen,
der als Drehantriebsanschluss geeignet ist oder im Zuge des Umbaus für eine Eignung
als Drehantriebsanschluss ausgerüstet wird. Eine andere Möglichkeit ist, dass die
Drehkomponente im Zuge des Umbaus erst noch mit einem als Drehantriebsanschluss geeigneten
Wellenzapfen ausgestattet wird. Im Zuge des Umbaus wird dann im Falle der bevorzugten
Ausführung des Elektromotors als Aufsteckmotor dieser unter Herstellung einer formschlüssigen
Drehmitnahmeverbindung auf den Wellenzapfen aufgesteckt.
[0053] Der Umbau kann eine Maschine oder einen Maschinenabschnitt zum Ergebnis haben, der
einer erfindungsgemäßen Maschine bzw. einem erfindungsgemäßen Maschinenabschnitt nach
dem zweiten oder dritten Aspekt der Erfindung und den angesprochenen Weiterbildungsmöglichkeiten
hierzu entspricht.
[0054] Ferner wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung bereitgestellt eine Maschine
oder ein Maschinenabschnitt, insbesondere in Form einer Trockenpartie einer Maschine
zur Herstellung oder/und Veredelung einer laufenden Materialbahn, vorzugsweise mit
Merkmalen nach den vorstehenden Vorschlägen. Es wird vorgeschlagen, dass wenigstens
ein als Synchronmotor ausgeführter oder betreibbarer Elektromotor bzw. dass der Elektromotor
wenigstens eine Drehkomponente, insbesondere wenigstens einen Trockenzylinder, antreibt
und mittels eines Kühlfluidzu- und - abflusses, insbesondere Kühlflüssigkeitszu- und
-abflusses, kühlbar ist; Bevorzugt weist die Maschine bzw. der Maschinenabschnitt
eine Kühlfluidversorgung, insbesondere eine Kühlflüssigkeitsversorgung für die Bereitstellung
des Kühlfluids, insbesondere der Kühlflüssigkeit, mit einer Zulauftemperatur von wenigstens
50°C, vorzugsweise 60 bis 70°C, zum Elektromotor auf.
[0055] Bereitgestellt wird ferner ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Maschine bzw.
eines derartigen Maschinenabschnitts. Es wird vorgeschlagen, dass über den Kühlfluidzufluss,
insbesondere Kühlflüssigkeitzufluss, Kühlfluid bzw. Kühlflüssigkeit mit einer Zulauftemperatur
von wenigstens 50°C, vorzugsweise 60 bis 70°C, dem Elektromotor zugeführt wird.
[0056] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine zum Drehantrieb von Tambouren dienende, einen Synchronmotor aufweisende
Antriebseinheit 10 in einer Wickelstation oder Wickelmaschine zum Aufwickeln einer
Materialbahn, insbesondere Papier oder Karton, auf einen jeweiligen Tambour.
- Fig. 2
- zeigt einen geschlossenen Kühlwasserkreislauf für mehrere, jeweils einen Synchronmotor
aufweisende Antriebseinheiten.
- Fig. 3
- zeigt eine Wickelmaschine, die einen Primärwickler, einen Sekundärwickler und eine
angetriebene Anpress- oder Tragtrommel oder Anpress- oder Tragwalze aufweist und von
der Sirius-Wickelmaschine von Voith Paper ausgeht.
- Fig. 4
- zeigt schematisch eine Seitendarstellung einer im Wesentlichen der Konstruktion der
Fig. 3 entsprechenden Wickelmaschine.
- Fig. 5
- zeigt ein Beispiel eines mittels eines wassergekühlten Synchronmotors direkt angetriebenen
Trockenzylinders in einer Trockenpartie einer Papiermaschine oder Streichmaschine.
- Fig. 6
- zeigt schematisch eine Trockenpartie einer Papiermaschine vor einem Umbau (Fig. 6a)
und nach einem Umbau (Fig. 6b).
- Fig. 7
- zeigt als veranschaulichendes Ausführungsbeispiel einen Ausschnitt aus einer Trockenpartie,
bei der die Antriebsmotoren für die Trockenzylinder auf der Führerseite und die Antriebsmotoren
für zugehörige Leit- oder Führungswalzen auf der Triebseite angeordnet sind.
[0057] Herkömmlich erfolgt das Auf- und Abrollen von Papierbahnen vermittels von Standard-Asynchron-Elektromotoren.
Die Kraftübertragung zum in der Wickelstation angeordneten Tambour übernehmen dabei
mechanische Antriebselemente wie Gelenkwellen, Getriebe und Kupplungen. Diese Antriebselemente
sowie die nicht sonderlich kompakten Motoren benötigen vergleichsweise viel Platz,
so dass dementsprechend größere Gebäude erforderlich sind, bzw. in einem gegebenen
Gebäude die installierbare Maschinenkapazität entsprechend begrenzt ist. Ferner resultiert
ein vergleichsweise aufwändiger konstruktiver Aufbau der Wickelmaschine, resultieren
große zu bewegende Massen und eine vergleichsweise aufwändige elektrische Ansteuerung.
Ferner ist der Investitionsaufwand infolge kostspieliger Komponenten und des erwähnten
Platzbedarfs vergleichsweise groß.
[0058] Wesentliche Nachteile des Stands der Technik sind stichwortartig die folgenden:
- Eine konstante Zugleistung über einen großen Wickelbereich erfordert einen sehr großen
Motor.
- Es resultieren ein großes Gewicht, ein großer Platzbedarf und es müssen große Massen
bewegt werden.
- Die Maschinenkonstruktion muss besonders steif ausgeführt werden mit entsprechenden
Kosten und entsprechendem Bauraumbedarf.
- Herkömmliche Motoren werden üblicherweise durch weiteren Bauraum einnehmende Anbaulüfter
gekühlt (Fremdkühlung).
- Durch Getriebeeinbau ist zwar auf Grundlage einer Drehzahlanhebung eine Reduzierung
der Motorgröße möglich, das Getriebe ist aber kostenaufwändig und führt in der Regel
Drehspiel ein. Überdies ist der Bauraumgewinn wegen des Platzbedarfs für das Getriebe
begrenzt.
- Große Motoren führen zu einer großen Geräuschentwicklung.
- Es resultiert ein hohes Trägheitsmoment des Antriebs.
[0059] Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, zum Antrieb einen als Synchronmotor ausgeführten
oder betreibbaren Elektromotor, insbesondere einen so genannten "Torquemotor" mit
permanent erregten, eine hohe Energiedichte ergebenden Magneten einzusetzen, der als
Zentrumsantrieb unter Wegfall aller mechanischen Antriebselemente wie Getriebe, Kupplungen
und Gelenkwellen mit Ausnahme einer ein An- und Abkoppeln eines jeweiligen Tambours
(allgemein Wickelkern) an den Elektromotor ermöglichenden Kupplung, insbesondere Formschlusskupplung,
zum Drehantrieb dient.
[0060] Die Antriebseinheit 10 der Fig. 1 ist in Umsetzung dieses Erfindungsvorschlags mit
einem sogenannten Torquemotor oder Permanentmagnet-Synchronmotor ausgeführt, der gemäß
Fig. 1 in einer quaderförmigen Motorlaterne 12 angeordnet ist, die auf einer Stuhlung
14 der Wickelstation (oder einer Papiermaschine) fest oder längs einer Führungsbahn
beweglich (etwa unter Vermittlung eines Schiebeschlittens) angeordnet ist. Aus der
Motorlaterne 12 steht die Motorabtriebswelle 15 hervor, auf der eine Motorabtriebsnabe
16 über eine Dehnschraube 17 befestigt ist. Auf der Motorabtriebsnabe 16 sitzt eine
Schiebehülse 18, die mittels einer Keilwellen- oder Keilnutenverzahnung auf dem Außenumfang
der Abtriebsnabe und in dem Innenumfang der Schiebehülse an der Abtriebsnabe im Wesentlichen
drehfest gehalten ist und damit mit der Abtriebswelle 15 im Wesentlichen drehfest
gekoppelt ist. Die auch als Schiebe- oder Koppelnabe bezeichenbare Schiebehülse 18
ist mit einer Verzahnung 20 (Außenverzahnung) an ihrem Außenumfang mit einer zugeordneten
Gegen-Verzahnung 22 (Innenverzahnung) in einen Innenumfang eines Koppelendes 24 (häufig
als "Tambourglocke" bezeichnet) eines jeweiligen Tambours 108 in im Wesentlichen spielfreien
Drehmitnahemeingriff bringbar, um den jeweiligen Tambour zum Aufwickeln oder Abwickeln
einer Materialbahn zur gemeinsamen Drehung drehanzutreiben.
[0061] Zum Aus- und Einrücken der von der Schiebehülse 18 und dem jeweiligen Koppelende
24 bzw. der Tambourglocke eines jeweiligen Tambours gebildeten Formschlusskupplung
ist die Schiebehülse mittels eines beispielsweise pneumatisch betriebenen Zylinder-Kolben-Geräts
26 relativ zur Abtriebsnabe 16 in der Keilnutenanordnung verschiebbar, und zwar über
einen zweiarmigen Hebel (Einrückhebel) 28 und ein zwischen dem Hebel und der Schiebehülse
wirksames Drehlager 30.
[0062] Die Motorabtriebsnabe 16 trägt ferner eine Bremsscheibe 32, die ein Abbremsen der
Drehung des Synchronmotors bzw. dessen Abtriebswelle 16 und damit ggf. des Tambours
bzw. der Wickelrolle vermittels einer Bremszangen-Bremseinrichtung 34 ermöglicht.
Die Bremseinrichtung kann vorteilhaft pneumatisch betätigbar sein.
[0063] In der Regel wird es zweckmäßig sein, wenn dem Torquemotor oder allgemein dem erfindungsgemäßen
Synchronmotor ein Drehzahlsensor 36 zugeordnet ist.
[0064] Vorzugsweise ist eine aktive Kühlung der Antriebseinheit 10, speziell des darin enthaltenen
Torquemotors oder Permanentmagnet-Synchronmotors (allgemein Synchronmotors) vorgesehen,
und zwar vorzugsweise eine Wasserkühlung, bei der Kühlwasser aktiv zugeführt und wieder
abgeführt wird. Dies ist in Fig. 1 durch die Pfeile 38 symbolisiert.
[0065] Häufig wird es zweckmäßig sein, für eine definierte Abfuhr von Kondensat zu sorgen,
wie dies in Fig. 1 durch den Pfeil 40 symbolisiert ist. In diesem Zusammenhang ist
es besonders zweckmäßig, wenn das Kondensat dem abfließenden Kühlwasser zugeführt
wird.
[0066] Je nach Ausführung des Motors kann dieser mit einem Dauerschmiervorrat versehen oder/und
eine Nachschmiereinrichtung aufweisen. Ein Anschluss zur Zuführung von Schmiermittel
ist in Fig. 1 mit 42 bezeichnet und dient insbesondere zur intervallmäßigen Schmierung
der Keilwellenverzahnungen der Motorabtriebsnabe 16 und der Schiebenabe 18. Bevorzugt
ist eine Hochtemperaturfett-Schmierung, da je nach Betriebssituation durchaus vergleichsweise
hohe Betriebstemperaturen auftreten können. Dies gilt insbesondere im Zusammenhang
mit anderen, im Rahmen der Erfindung liegenden Anwendungen, speziell im Zusammenhang
mit dem Antrieb von Trockenzylindern vermittels erfindungsgemäßer Synchronmotoren,
vorzugsweise Torquemotoren.
[0067] In die Antriebseinheit 10 kann ein Drehgeber integriert sein, der eine exakte Erfassung
einer momentanen Drehstellung ermöglicht. Ferner kann einem jeweiligen Tambour ein
derartiger Drehgeber zugeordnet sein oder es kann eine Einrichtung vorgesehen sein,
die eine Winkellage der Innenverzahnung 22 bestimmt oder eine definierte Winkellage
dieser Innenverzahnung (absolut oder relativ zur Außenverzahnung 20) einstellt. Hierdurch
wird die Möglichkeit eröffnet, den relativen Drehwinkel der beiden Kupplungshälften
der Formschlusskupplung, also der Winkellage der Außenverzahnung 20 relativ zur Innenverzahnung
22, im entkuppelten Zustand derart aufeinander abzustimmen, dass ein sicheres Einkuppeln
gewährleistet ist, derart, dass axiale Endflächen der vorzugsweise als "Gradverzahnungen"
ausgeführten Verzahnungen nicht aufeinander stoßen. Eine die relative Drehpositionierung
steuernde bzw. regelnde Steuereinheit ist in Fig. 1 mit 44 bezeichnet.
[0068] Ein Torquemotor oder Permanentmagent-Synchronmotor funktioniert nach dem Prinzip
eines Synchronmotors und weist einen Stator mit Wicklungen und einen Rotor mit permanent
erregten Magneten auf. Betreffend die permanent erregten Magnete kommen vorteilhaft
Selten-Erden-Magnete zum Einsatz. Torquemotoren oder Permanentmagnet-Synchronmotoren
zeichnen sich durch sehr hohe Präzision und hohe Dynamik, große Drehmomente bei kleinen
Drehzahlen und ein geringes Trägheitsmoment aus. Sie sind besonders gut zum Direktantrieb
von drehanzutreibenden Komponenten geeignet, zeichnen sich durch eine kompakte, robuste
Bauweise aus, sind dementsprechend auch für problematische bzw. räumlich beschränkte
Einbausituationen geeignet, vergleichsweise wartungsfrei, verschleißfrei, geräuscharm
und an sich im Wesentlichen spielfrei. Im Gegensatz zu Asynchronmotoren tritt kein
inhärenter Schlupf auf. Torquemotoren oder Permanentmagent-Synchronmotoren sind mit
integrierter Luft- oder Wasserkühlung erhältlich. Insbesondere durch eine Wasserkühlung
ist eine sehr effektive Wärmeabfuhr möglich, wodurch derartige Motoren speziell auch
für hohe Umgebungstemperaturen geeignet sind. Zudem haben wassergekühlte Motoren bei
gleicher Leistung eine kleinere Baugröße, sind also kompakter.
[0069] Weitere, teilweise schon angesprochene Vorteile und Eigenschaften von Torquemotoren
oder Permanentmagnet-Synchronmotoren sind die Folgenden:
- Geringes Trägheitsmoment;
- vergleichsweise konstantes Moment über den gesamten Drehzahlbereich;
- hohe Dynamik;
- hohe Wiederholgenauigkeit;
- eine Geräuschkapselung ist auf Grund der Kompaktheit und integrierter Kühlung einfach
möglich,
- die integrierte Kühlung ermöglicht den Verzicht auf eine gesonderte, zu störenden
Geräuschemissionen führenden Lüftereinheit;
- Torquemotoren bzw. Permanentmagnet-Synchronmotoren sind in den verschiedensten Auslegungen
problemlos verfügbar;
- definierte Drehwinkel lassen sich mit hoher Genauigkeit anfahren;
- keine inhärenten Elastizitäten;
- vergleichsweise große Überlastfähigkeit.
[0070] Die Kühlung des erfindungsgemäßen Synchronmotors, vorzugsweise Torquemotors bzw.
Permanentmagnet-Synchronmotors, erfolgt, wie schon erwähnt, vorzugsweise auf Grundlage
von Kühlwasser. Es wird hierzu speziell vorgeschlagen, einen geschlossenen Kühlwasserkreislauf
vorzusehen, der sehr zweckmäßig zur Kühlwasserversorgung von mehreren Synchronmotoren
dienen kann. Bei den mittels eines Kühlwasserkreislaufes mit mit Kühlwasser zu versorgenden
Synchronmotoren kann es sich um Synchronmotoren einer Wickelmaschine handeln, beispielsweise
um den erfindungsgemäßen Synchronmotor eines Primärwicklers und einen erfindungsgemäßen
Synchronmotor eines Sekundärwicklers einer Wickelmaschine. Sind mehrere Wickelmaschinen
vorhanden, so können deren erfindungsgemäßen Synchronmotoren maschinenübergreifend
zweckmäßig durch einen gemeinsamen Kühlwasserkreislauf (allgemein Kühlfluidkreislauf)
mit Kühlwasser versorgt werden. Ein geschlossener Kühlwasserkreislauf (allgemein Kühlfluidkreislauf)
ist auch für in anderen Zusammenhängen erfindungsgemäßeingesetzte Synchronmotoren
sinnvoll, beispielsweise für Synchronmotoren, die verschiedenstartige Walzen und Zylinder
in Maschinen zur Herstellung oder/und Veredelung von einer Materialbahn, insbesondere
aus Papier oder Karton, antreiben. Es wird speziell auch an erfindungsgemäß zum Direktantrieb
von Trockenzylindern eingesetzte Synchronmotoren gedacht. Es gilt in Bezug auf diese
Synchronmotoren ebenfalls, dass ein gemeinsamer Kühlfluidkreislauf, insbesondere Kühlwasserkreislauf;
für mehrere Synchronmotoren vorgesehen ist, wobei es durchaus in Betracht kommt, in
verschiedenartigen Zusammenhängen eingesetzte Synchronmotoren, beispielsweise Synchronmotoren
einer Wickelmaschine einerseits und Synchronmotoren einer Trockenpartie andererseits
mittels eines gemeinsamen Kreislaufes mit Kühlmedium zu versorgen.
[0071] Fig. 2 zeigt schematisch einen von mehreren erfindungsgemäßen Synchronmotoren 11a,
11b, 11c und 11d, insbesondere mehreren Permanentmagnet-Synchronmotoren oder Torquemotoren
11a, 11b, 11c und 11d, zugeordneten, geschlossenen Kühlwasserkreislauf 50. Der Kreislauf
weist mehrere Kühlwasserzweige 52a, 52b, 52c und 52d auf, die zueinander parallel
über einen gemeinsamen Zulauf 54 von einer aus einem Vorratsbehälter 56 Kühlwasser
ansaugenden Pumpe 58 mit Kühlwasser versorgt werden und in einen gemeinsamen Ablauf
60 münden, der über eine Wärmetauscheranordnung 62 in den Vorratsbehälter 56 führt.
Die Kühlwasserzweige sind jeweils mit Absperrhähnen ausgeführt, die im Falle des Kühlwasserzweigs
52a mit 64, 66 und 68 bezeichnet sind. Ferner sind die Kühlwasserzweige jeweils mit
einem Schmutzfilter (Schmutzfilter 70 im Falle des Kühlwasserzweigs 52a) und einem
Strömungswächter (Strömungswächter 72 im Falle des Kühlwasserzweigs 52a) ausgeführt
sowie mit einer manuell oder vorzugsweise mittels eines fernsteuerbaren Stellglieds
einstellbaren Blende (Blende 74 im Falle des Kühlwasserzweigs 52a) und einem in Bezug
auf den jeweiligen Motor eingangsseitigen Temperatursensor (Temperatursensor 76 im
Falle des Kühlwasserzweigs 52a) und einem in Bezug auf den Motor ausgangsseitigen
Temperatursensor (Temperatursensor 78 im Falle des Kühlwasserzweigs 52a).
[0072] Neben den in den einzelnen Kühlwasserzweigen vorgesehenen Schmutzfiltern kann auch
noch im gemeinsamen Zulauf 54, vorzugsweise eingangsseitig in der Pumpe 58, eine Schmutzfilteranordnung
angeordnet sein.
[0073] Der Kühlwasserkreislauf 50 ist vorzugsweise aus korrosionsfreien Komponenten, insbesondere
Edelstahlkomponenten (insbesondere Edelstahl-Rohrleitungen), hergestellt, damit auf
Korrosionsschutzmittel in der Kühlflüssigkeit verzichtet werden kann.
[0074] Wie in Bezug auf den Elektromotor 1 1 a angedeutet, erfolgt vorzugsweise eine Kondensatabfuhr
aus dem Motor bzw. aus dem Bereich des Motors in das vom Motor abfließende Kühlwasser
und damit in den Speicher 56. Eine entsprechende Kondensatabfuhrleitung ist mit 80
bezeichnet und kann mit geeigneten Ventilen und dergleichen ausgeführt sein.
[0075] Die strichlierte Darstellung des Kühlwasserzweigs 52d soll ausdrücken, dass dieser
Kühlwasserzweig durchaus noch mehrere weitere Kühlwasserzweige repräsentieren kann.
Wie ganz rechts in Fig. 2 angedeutet, kann der Kühlwasserkreislauf noch einen zu den
Kühlwasserzweigen parallelen Bypass-Zweig 82 aufweisen, der mit einem durch ein Rückschlagventil
symbolisierten Überdruckventil 84 ausgeführt ist. Dieses Ventil öffnet nur dann, wenn
ein vorgegebener Maximaldruck überschritten wird, um Beschädigungen durch Überdruck
zu vermeiden.
[0076] Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäß mit Synchronmotoren, nämlich Permanentmagnet-Synchronmotoren
oder Torquemotoren, zum Direktantrieb der Tambouren ausgeführten Wickelmaschine 100,
die einen Primärwickler 102 und einen Sekundärwickler 104 aufweist. Die beiden Wickler
weisen jeweils eine, den erfindungsgemäßen Synchronmotor aufweisende Antriebseinheit
10a bzw. 10b, beispielsweise entsprechend der Antriebseinheit 10 der Fig. 1 auf, wobei
in Fig. 3 nicht alle Einzelheiten dieser Antriebseinheit erkennbar sind. Zu erkennen
sind jedenfalls die quaderförmigen Motorlaternen 12a und 12b. Gemäß Fig. 3 ist die
Motorlaterne 12b auf einem Fahrschlitten 105b angeordnet, der nach Übergabe der Wickelrolle
106 vom Primärwickler 102 zum Sekundärwickler 104 längs einer auf einer Stuhlung 14b
angeordneten linearen Führungsbahn entsprechend einer Linearverschiebung der mittels
des Sekundärwicklers 104 drehangetriebenen Wickelrolle 106 verschiebbar ist.
[0077] Die Motorlaterne 12a des Primärwicklers ist an einem an einer Stuhlung 14a schwenkbar
gelagerten Schwenkhebel 1 14 gehalten und kann so längs einer bogenförmigen Führungsbahn
verschwenkt werden, entsprechend einer Verschwenkung der noch dem Primärwickler zugeordneten
Wickelrolle 106. Deren Tambour 108 ist hierzu in einer Schwenkhebelanordnung 116 gehalten.
Es erfolgt eine Schwenkung in eine Winkelstellung bzw. eine der Vertikalposition des
Sekundärwicklers entsprechende Vertikalstellung, in der eine Übergabe des Drehantriebs
zum Sekundärwickler 104 erfolgt.
[0078] Der als Wickelkern der Wickelrolle 106 dienende Tambour 108 ist mittels einer auf
einer Abtriebswelle des jeweiligen Synchronmotors verschiebbar angeordneten Koppelnabe
18a bzw. 18b direkt durch den Synchronmotor des Primärwicklers 102 bzw. durch den
Synchronmotor des Sekundärwicklers 104 (je nach Betriebssituation) drehantreibbar,
wie anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 erläutert. Es kann also eine "Tamboureinrückvorrichtung"
vorgesehen sein, umfassend eine Motorabtriebsnabe entsprechend der Motorabtriebsnabe
16, eine Schiebe- oder Koppelnabe entsprechend der Schiebenabe 18 (mit einer der Außenverzahnung
20 entsprechenden Außenverzahnung) und einen Einrückhebel entsprechend dem Einrückhebel
28. Die auch als Schiebehülse bezeichenbarte Schiebenabe 18 greift also radial innen
in ein hülsenartiges Koppelende 24 des betreffenden Tambours, fachterminologisch in
die "Tambourglocke", ein.
[0079] Die Wickelmaschine gemäß Fig. 3 weist, wie an sich bekannt, eine auch als Tragtommel
bezeichnete Anpresstrommel oder Anpresswalze 110 auf, die mit der Wickelrolle 106
einen Wickelspalt bildet. Diese Anpresstrommel (Tragtrommel) oder Anpresswalze ist
ebenfalls entsprechend den Erfindungsvorschlägen mittels eines vorzugsweise als Permanentmagnet-Torquemotor
ausgeführten Synchronmotors drehantreibbar, der Teil einer der Antriebseinheit 10
der Fig. 1 im Wesentlichen entsprechenden Antriebseinheit 10c ist. Es kann eine permanente
Kopplung mit einer Drehwelle 112 der Anpresstrommel (Tragtrommel) oder Anpresswalze
vorgesehen sein, beispielsweise mittels einer eine permanente Drehverkopplung herstellenden
Koppelhülse 18c, oder eine ein- und auskuppelbare Verkopplung, etwa mittels einer
Schiebehülse ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
[0080] Die Antriebseinheit 10c weist, wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1, eine quaderförmige
Motorlaterne 1 2c auf, die auf einem Fahrschlitten 105c angeordnet ist, der längs
einer auf einer Stuhlung 15c angeordneten, vergleichsweise kurzen linearen Führungsbahn
geregelt verschiebbar ist, um einen Soll-Anpressdruck im Wickelspalt einzuhalten.
[0081] Fig. 4 zeigt eine schematische Seitendarstellung des Wicklers 100. Fig. 4 ist aus
der Offenlegungsschrift
DE 198 22 261 A1 entnommen und entspricht dort der Fig. 1. Es wurden die Bezugszeichen der
DE 198 22 261 A1 beibehalten. Versteht man Fig. 4 als eine schematische Seitendarstellung des Wicklers
100 gemäß Fig. 3, so ist das Element 32 als Antriebseinheit 10a, das Element 50 als
Antriebseinheit 10b, die Trommel oder Walze 18 als Anpresstrommel (Tragtrommel) oder
Anpresswalze 110, das Element 14' als dem Primärwickler zugeordneten Tambour 108 und
das Element 14 als schon an den Sekundärwickler übergebenen Tambour (in Fig. 3 nicht
gezeigt) zu identifizieren. 30 bezeichnet die dem Primärwickler zugeordnete, bogenförmige
Führungsbahn, entlang der die Antriebseinheit 10a geschwenkt wird. 48 bezeichnet eine
dem Sekundärwickler zugeordnete Führungsbahn, entlang der die Antriebseinheit 10b
linear verfahren wird, gemäß dem Beispiel der Fig. 4 beispielsweise mittels einer
Gewindespindel 56, die mit einer Transporteinrichtung 36 zusammenwirkt. Erfindungsgemäß
sind die Antriebseinheiten mit Direkt-Zentrumsantrieben auf Grundlage von Synchronmotoren
ohne Zwischenschaltung von Kegelradgetrieben, Getriebewellen und dergleichen ausgeführt,
wie anhand der Fig. 1 und 3 erläutert. Dies stellt die wichtigste erfindungsgemäße
Verbesserung gegenüber der Lösung gemäß
DE 198 22 261 A1 dar.
[0082] Es ist noch einmal auf den oben angesprochenen Aspekt der absoluten oder relativen
Erfassung von Drehwinkeln des bzw. der erfindungsgemäßen Elektromotoren Bezug genommen.
Im Falle einer Wickelmaschine mit einem Primärwickler und einem Sekundärwickler wird
eine wesentlicher Vorteil alleine schon dann erreicht, wenn der Primärwickler und
der Sekundärwickler vermittels des jeweiligen Synchronmotors derart steuerbar bzw.
regelbar sind, dass sie bzw. die Mitnahmeformationen (etwa Keilnutenverzahnungen)
ihrer Koppelabschnitte (etwa die Schiebehülsen) während ihrer Rotation definerte Drehpositionen
relativ zueinander einnehmen, nämlich derartige relative Drehpositionen, dass dann,
wenn der Primärwickler mit einem jeweiligen Tambour in Drehantriebseingriff steht,
die Übergabe des Drehantriebs an den Sekundärwickler, speziell die Herstellung des
Drehmitnahmeeingriffs zwischen dem Tambour und dem Koppelabschnitt des Sekundärwicklers,
ohne Zeitverzögerung herstellbar ist. Durch die Gewährleistung der angesprochenen
definierten relativen Drehpositionen kann erreicht werden, dass die betreffenden Mitnahmeformationen
des Tambours einerseits und die Mitnahmeformationen des Sekundärwicklers andererseits
eine relative Winkelstellung zueinander einnehmen bzw. halten, so dass diese problemlos
in gegenseitigen formschlüssigen Eingriff bringbar sind. Dies kann auch ohne einen
jeweiligen Drehwinkel erfassende Drehgeber oder dergleichen erreicht werden, indem
eine definierte Winkelorientierung der Mitnahmeformationen des jeweiligen Wicklers
relativ zu den magnetischen Polen, insbesondere Permanentmagneten, des Rotors des
jeweiligen Synchronmotors gewählt ist. Man kann dann durch Erzeugung eines definierten
elektromagnetischen Drehfelds vermittels der Wicklungen des Stators eine zueinander
synchrone und die angesprochene relative Winkelorientierung der Mitnahmeformationen
des Primärwicklers einerseits und des Sekundärwicklers andererseits gewährleisten.
Mit anderen Worten, es ist möglich, die Winkelorientierung der Mitnahmeformationen
des neuen Tambours über den Synchronmotor des Primärantriebs und den Synchronmotor
des Sekundärantriebs zu übermitteln, um so die Stellung z. B. der Innenverzahnung
zur Außenverzahnung der Kupplungsteile aufeinander abzustimmen. Somit wird ein stirnseitiges
Anstoßen verhindert und damit beste Voraussetzungen geschaffen, um eine gute, stetige
Wickelqualität (z. B. Wickelhärte) auch beim Wechsel vom Primär- zum Sekundärantrieb
zu gewährleisten.
[0083] Wesentliche Vorteile der anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsform ergeben sich
auch durch das Vorsehen der Bremseinrichtung 32, 34, die ein schnelles, gezieltes
Abbremsen des angekoppelten Tambours samt der Motorabtriebswelle ermöglicht.
[0084] Als besonders vorteilhaft werden die folgenden Merkmale der erläuterten Ausführungsformen
angesehen:
- Torquemotor eingebaut in quaderförmige Motorlaterne;
- Motorabtriebswelle mit Motorabtriebsnabe sowie vorzugsweise einer verstärkten Lagerung;
- Schiebe- oder Koppelnabe mit motorseitigen Mitnahmeformationen, etwa Keilwellenverzahnung,
in Zuordnung zur Motorabtriebswelle bzw. zur Motorabtriebsnabe und tambourseitige
Mitnahmeformationen (insbesondere Ausbildung einer Zahnkupplung des jeweiligen Tambours);
- Ein- und Ausrückvorrichtung, vorzugsweise mit Gabelgelenk und Ausrücklager;
- der Motorabtriebsnabe oder Motorabtriebswelle zugeordnete Bremsvorrichtung, etwa gebildet
von wenigstens einer Bremsscheibe und einer am quaderförmigen Gehäuse gehaltenen Bremszange;
- hohe Positioniergenauigkeit betreffend den Zahneingriff, etwa vermittels einer Lageregelung
der Kupplung auf Grundlage eines Drehgebers;
- spielfreier Antrieb durch Wegfall von herkömmlich vorgesehenen mechanischen Antriebselementen;
- Antrieb mit sehr hoher Präzision bei hoher Dynamik;
- Drehzahlerfassung für die Motordrehzahl;
- Motorgehäuse mit integrierter Nachschmiereinrichtung;
- Schmierstellenverteiler zum Nachschmieren der Ein- und Ausrückung sowie der Keilwellenprofile;
- Ein- und Ausrückung über Pneumatikzylinder und Hebelanordnung (vgl. Einrückhebel);
- Hochtemperaturfettschmierung;
- geschlossener Kühlwasserkreislauf für mehrere Wicklermotoren bzw. Wickelmaschinen;
- Kühlwasserspeicher mit Förderpumpe und Zuteilgeräten;
- Kühlwasserkreislauf mit Schmutzfilter zum Rückhalten von Partikein, Strömungswächtern,
Temperaturwächtern, Blendeund Absperrhahn;
- Edelstahlkreislauf zur Vermeidung von Korrosionsschutzmittein;
- Kondensatrückführung vom Motor zum Kühlwasserspeicher.
[0085] Die vorstehend aufgezählten Merkmale können einzeln oder in Kombination im Zusammenhang
mit erfindungsgemäßen Wickelmaschinen vorgesehen werden und lassen sich auch bei anderen
Anwendungsgebieten der Erfindungsvorschläge, etwa bei einem Trockenzylinder-Direktantrieb
in einer Trockenpartie, anwenden. Bei dieser letztgenannten Anwendungsmöglichkeit
ist die Hochtemperaturfettschmierung von besonderer Bedeutung, da ein Fließen des
Fetts vermieden werden kann. Hierzu sollte beispielsweise ein Fett verwendet werden,
dessen Tropfpunkt oberhalb von 230°C oder sogar oberhalb von 250°C liegt.
[0086] Zur Auslegung des Kühlwasserkreislaufes können noch folgende beispielhafte Angaben
gemacht werden. Je nach Leistung des zu kühlenden Synchronmotors kommt beispielsweise
ein Kühlwasserfluss von 5 bis 50 Liter/Minute, vorzugsweise 5 bis 30 Liter/Minute
in Betracht, beispielsweise bei einer Zulauftemperatur von 5 bis 50°C, ggf. 5 bis
35°C. Eine niedrigere Zulauftemperatur ist zur Vermeidung von Kondensation in der
Regel kaum zweckmäßig. Es könnte beispielsweise angestrebt werden, den Kühlwasserzufluss
derart zu wählen, dass im Kühlwasserrücklauf eine Temperatur kleiner etwa 50°C eingehalten
wird.
[0087] Demgegenüber kann es aber für manche Einsatzfälle, insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen,
zweckmäßiger sein, mit größeren Zulauftemperaturen als vorstehend angegeben zu arbeiten,
beispielsweise mit einer Zulauftemperatur größer 50°C, vorzugsweise etwa im Temperaturbereich
60 bis 70°C. Es kann nämlich im Falle von niedrigeren Zulauftemperaturen in manchen
Einsatzfällen zu unerwünschten Kondensationen entweder im Motor selbst oder/und in
einer diesen etwa umgebenden Trockenhaube kommen. Durch die höhere Zulauftemperatur
wird dies vermieden. Hierdurch wird vorteilhaft der Einsatz eines entsprechenden Motors
oder mehrerer entsprechenden Motoren in der Trockenpartie einer Papier- oder Streichmaschine
möglich.
[0088] Insbesondere bei einer Umgebungstemperatur T~90°C sollte die Zulauftemperatur vorzugsweise
größer 50°C sein, vorzugsweise 60 bis 70°C betragen. Die Rücklauftemperatur sollte
dabei vorzugsweise um 2°Kelvin größer sein als die Zulauftemperatur.
[0089] Die gezeigten Ausführungsformen einer Wickelmaschine weisen zusammenfassend vor allem
die folgenden Vorteile auf:
- Kompakter Wickler-Direktantrieb mit spielfreier Kraftübertragung;
- es sind keine mechanischem Antriebsteile und Vorlegewellen erforderlich;
- durch den erfindungsgemäß eingesetzten Synchronmotor, insbesondere Permanentmagnet-Torquemotor,
kann eine konstante Zugleistung bei großem Wickelbereich und kleinen Abmessungen erreicht
werden;
- durch kleine bewegte Massen ist die Maschinenkonstruktion vergleichsweise kostengünstig;
- durch die kompakte Bauweise kann der erfindungsgemäße Motor vergleichsweise leicht
längs einer Führungsbahn bewegt werden, etwa zwischen einer Primär-Wickelposition
und einer Sekundär-Wickelposition bzw. entlang einer dem Sekundärwickler zugeordneten
Führungsbahn (insbesondere kann der Motor auf einem Schwenkhebel oder Fahrschlitten
angeordnet werden);
- die erfindungsgemäße Motorart bietet die Möglichkeit, den Drehwinkel der "Kupplungshälften"
im entkuppelten Zustand aufeinander abzustimmen, um ein sicheres Einkuppeln zu gewährleisten
(es wird vermieden, dass Mitnahmeformation auf Mitnahmeformation bzw. Zahn auf Zahn
trifft).
[0090] Auf Grund der Kompaktheit der Motoren kommt ein Einbau sowohl auf der Führerseite
als auch auf der Triebseite der Maschine in Betracht.
[0091] Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer Anwendung eines erfindungsgemäßen Motors für den
Direktantrieb eines Trockenzylinders 10. Der auf einen Wellenzapfen 13 aufgesteckte
Antriebsmotor 17 ist als Permanentmagnet-Synchronmotor oder Torquemotor mit integrierter
Flüssigkeitskühlung ausgeführt. Hierzu sind durch Öffnungen 35, 36 eine Zulaufleitung
Z und eine Rücklaufleitung R geführt, die an Anschlüssen des mit Kühlkanälen ausgeführten,
Wicklungen 29 aufweisenden Stators 27 angeschlossen sind. Der am Wellenzapfen 13 drehfest
aufgesetzte Rotor 24 ist mit Permanentmagneten 23 ausgeführt, die vorzugsweise auf
Selten-Erden-Basis hergestellt sind, um hohe Drehmomente erzeugen zu können. Eine
wärmeisolierende Schicht 26 zwischen dem Rotor 24 und dem Wellenzapfen 13 verhindert
mit der erwähnten Flüssigkeitskühlung eine übermäßige Erhitzung des Elektromotors.
Dies ist deshalb besonders wichtig, da durch den hohlen Wellenzapfen 13 heißer Prozessdampf
(mit Temperaturen bis zur 160°C) ins Innere des Trockenzylinders 10 zuzuführen ist.
Zu weiteren Einzelheiten des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 wird auf den Inhalt der
US 4,820,947 bzw.
DE G 87 03 410 U1 verwiesen.
[0092] Ein entsprechender, erfindungsgemäßer Direktantrieb mittels eines Aufsteckmotors
kommt auch bei anderen Drehkomponenten einer Papierherstellungsmaschine oder Streichmaschine
in Betracht, beispielsweise bei Führungswalzen, Stabilisatorwalzen usw.
[0093] Es sei darauf hingewiesen, dass sich viele Vorteile gegenüber dem Stand der Technik
auch mittels eines Asynchronmotors erreichen lassen. Es wird hierbei beispielsweise
an die Ausführung des Elektromotors als Aufsteckmotor gedacht, die unabhängig von
der Funktionsweise des Motors äußerst vorteilhaft ist.
[0094] Angemerkt sei ferner, dass herkömmlich Elektromotoren zum Antrieb von Komponenten
einer Papiermaschine oder Streichmaschine auf der so genannten Triebseite angeordnet
sind. Demgegenüber wird nach dem dritten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, wenigstens
einen zum Antrieb einer zugeordneten Drehkomponente dienenden Elektromotor auf der
Führerseite anzuordnen. Dieser Erfindungsvorschlag ist besonders zweckmäßig im Zusammenhang
mit einem Umbau einer Papiermaschine. oder Streichmaschine, etwa um diese an die technische
Weiterentwicklung anzupassen, ggf. für höhere Leistung auszulegen.
[0095] In Fig. 6a ist schemisch die Trockenpartie 200 einer Papiermaschine gezeigt, die
mehrere Trockenzylinder aufweist. In Fig. 6a ist als Repräsentant für alle Trockenzylinder
nur ein Trockenzylinder 202 dargestellt. Der Trockenzylinder 202 wird mittels eines
Elektromotors 204 angetrieben, der über eine Getriebeverbindung 206 mit dem Trockenzylinder
202 in Drehantriebsverbindung steht. Der Elektromotor 204 ist auf der Triebseite TS
der Maschine angeordnet. Die Maschine weist auf der Triebseite einen geringen Abstand
zu einer Wand W auf. Verschlissene Drehkomponenten, beispielsweise Trockenzylinder
oder Führungsrollen der Papiermaschine, können zur Führungsseite FS hin ausgewechselt
werden. Auf dieser Seite weist die Maschine einen hinreichenden Abstand zur nächsten
Maschine oder einer Wand auf.
[0096] Der Trockenzylinder wird über eine Dampfzufuhrleitung 208 und einen Dampfkopf 210
mit Betriebsdampf versorgt. Die Dampfleitung 208 und der Dampfkopf 210 sind auf der
Triebseite angeordnet. Die Abfuhr von Kondensat erfolgt ebenfalls zur Triebseite hin.
Eine Stuhlung der Maschine ist durch Längsträger 212 und 214 symbolisiert.
[0097] Im Zuge eines Umbaus wird der Elektromotor 204 und die Getriebeverbindung 206 entfernt.
Stattdessen wird auf der Führungsseite FS ein vorzugsweise als Synchronmotor, insbesondere
Torquemotor, ausgeführter Aufsteckmotor 220 eingebaut, der unmittelbar auf einen Wellenzapfen
203 des Trockenzylinders 202 im Sinne eines Direktantriebs wirkt. Die Dampfzufuhr
erfolgt weiterhin über die Dampfleitung 208 und den Dampfkopf 210.
[0098] Fig. 7 zeigt eine Trockengruppe einer Trockenpartie mit mehreren Trockenzylindern
202a; die angetrieben sind, und mehreren nicht angetriebenen Trockenzylindern 202b
und zugeordneten Leit- oder Führungswalzen 216a, die angetrieben sind, und Leit- oder
Führungswalzen 216b, die nicht angetrieben sind. Die Antriebsmotoren 220 der angetriebenen
Trockenzylinder 202a befinden sich auf der Führerseite, wohingegen sich die die Leit-
oder Führungswalzen 216a antreibenden Antriebsmotoren 222 auf der Triebseite befinden.
Die Antriebsmotoren 220 ebenso wie die Antriebsmotoren 222 sind als Direktantriebs-Aufsteckmotoren
ausgeführt und auf eine jeweilige Welle des betreffenden Trockenzylinders bzw. der
betreffenden Leit- oder Führungswalze aufgesteckt. Die Antriebsmotoren 220 und 222
sind vorzugsweise als Synchronmotoren, insbesondere Torquemotoren, ausgeführt.
[0099] Vorteile der erfindungsgemäßen Maschine bzw. des erfindungsgemäßen Maschinenabschnitts,
im Beispiel der erfindungsgemäßen Trockenpartie, sind unter anderem die folgenden:
Die Verwendung eines Aufsteck-Direktantriebsmotors erlaubt den Wegfall mechanischer
Antriebselemente wie Getriebe, Kupplungen und Gelenkwellen. In Abhängigkeit von Anforderungen
hinsichtlich Leistung und Design können mehrere Aufsteckmotoren pro Trockengruppe
verwendet werden, die vorteilhaft auf der Führungsseite angeordnet sein können. Abhängigkeit
von dem erforderlichen Drehmoment und anderen Anforderungen können bedarfsweise Synchronmotoren,
insbesondere Torquemotoren, oder Asynchronmotoren verwendet werden.
[0100] Bei der Auswahl, ob ein Synchronmotor oder ein Asynchronmotor verwendet werden soll,
sind folgende Gesichtspunkte von Interesse. Synchronmotoren, insbesondere Torquemotoren,
sind für einen Direktantrieb besonders geeignet und können große Drehmomente bei kleinen
Drehzahlen bereitstellen. Vorteilhaft werden Permanentmagnete, insbesondere Selten-Erd-Magnete,
zur Felderzeugung verwendet. Die Motoren weisen üblicherweise eine kompakte, robuste
Bauweise auf, sind weitgehend wartungsfrei und verschleißfrei und vergleichsweise
geräuscharm. Es ist ein spielfreier Antrieb möglich. Eine Wärmeabfuhr kann vorteilhaft
durch eine Wasserkühlung erfolgen, so dass die Motoren auch für hohe Umgebungstemperaturen
geeignet sind. Die Motoren können selbst ein geringes Trägheitsmoment aufweisen und
über einen großen Drehzahlbereich ein nahezu konstantes Moment bereitstellen. Aufgrund
ihrer hohen Dynamik kann ein derartiger Motor schnell auf Regelungs- bzw. Steuerungsvorgänge
reagieren. Dabei ist eine hohe Wiederholgenauigkeit im Prinzip möglich. Ohne großen
Aufwand kann eine Geräuschkapselung vorgesehen werden, wobei insbesondere vermittels
der Wasserkühlung auf eine Lüftereinheit verzichtet werden kann, so dass auch insoweit
eine reduzierte Geräuschemission erreichbar ist. Es sind derartige Motoren mit hohen
Anforderungen genügender, verstärkter Lagerung erhältlich. Durch den Direktantrieb
kann ein Antrieb ohne wesentliche Elastizitäten erreicht werden. Derartige Motoren
weisen generell eine hohe Verfügbarkeit auf und sind überdies in hohem Ausmaß überlastfähig.
Es können Soll-Drehstellungen mit höchster Genauigkeit angefahren werden.
[0101] Auch Asynchronmotoren weisen vorteilhafte Merkmale auf. So sind Asynchronmotoren
erhältlich, die ebenfalls als Aufsteck- oder Hohlwellenmotor ausgeführt sind. Asynchronmotoren
können eine kompakte Bauform aufweisen und mit einer integrierten Wasserkühlung ausgeführt
sein.
[0102] Zweckmäßige Merkmale einer erfindungsgemäßen Maschine bzw. eines erfindungsgemäßen
Maschinenabschnitts sind die folgenden:
- Es ist wenigstens ein Aufsteckmotor mit einer großen Hohwelle, vorzugsweise mit einer
integrierten Wasserkühlung, vorgesehen.
- Auf der Führerseite oder/und auf der Triebseite ist wenigstens ein derartiger Motor
vorgesehen.
- Im Falle eines einen Trockenzylinder antreibenden Aufsteckmotors kann der Betriebsdampf
dem Inneren des Trockenzylinders vorteilhaft durch die Motorhohlwelle zugeführt werden.
- Für mehrere Aufsteckmotoren kann ein gemeinsamer geschlossener Kühlwasserkreislauf
vorgesehen sein, der beispielsweise einen Kühlwasserspeicher mit Förderpumpe und Zuteilgeräten,
und Schmutzfilter für Partikel, Strömungswächter, Temperaturwächer, wenigstens eine
Blende und wenigstens einen Absperrhahn aufweisen kann. Vorteilhaft kann eine Ausstattung
des Kühlwasserkreislaufs mit einer Heizanordnung sein, um eine Vorwärmung des Wassers
vor dem Start zu ermöglichen. Vorteilhaft ist eine Ausführung des Kreislaufs in Edelstahl,
so dass Korrosionsschutzmittel verzichtbar sind. Es kann eine Kondensatrückführung
zum Kühlwasserspeicher oder in den Kreislauf vorgesehen sein. Ein jeweiliger Motor
kann über wenigstens ein Spannelement an der Maschinenstuhlung befestigt sein, wobei
vorteilhaft eine Drehmomentabstützung an der Maschinenstuhlung erfolgt.
[0103] Als besonders vorteilhaft werden noch die folgenden Merkmale für sich alleine und
vor allem in Kombination angesehen:
- kompakter Direktantrieb mit spielfreier Kraftübertragung,
- keine mechanischen Antriebsteile zwischen Motor und angetriebener Drehkomponente,
- gleiche Maschinenstuhlung auf der Führerseite und der Triebseite,
- Einbau wenigstens eines oder mehrerer Aufsteckmotoren auf der Führerseite oder/und
der Triebseite,
- Möglichkeit der Dampfdurchführung oder/und Kondensatorabführung durch den Motor.
[0104] Die Erfindung stellt unter anderem eine Maschine oder einen Maschinenabschnitt bereit,
bei der sich auf der Führerseite wenigstens ein Antrieb für wenigstens eine Walze
oder wenigstens eine andere Drehkomponente befindet. Es wird beispielsweise an einen
Former oder Stoffauflauf, eine Presse und eine Trockenpartie gedacht. Besonders zweckmäßig
ist in diesem Zusammenhang die Ausführung des betreffenden Antriebs als Aufsteck-Elektromotor,
der als Direktantriebsmotor, d. h. ohne Gelenkwelle oder Getriebe und dergleichen,
direkt auf die betreffende Walze oder Drehkomponente wirkt. Speziell die Ausführung
des betreffenden Antriebsmotors als Aufsteckmotor ermöglicht besonders günstig die
Anordnung des Motors auf der Führerseite, ohne dass die Zugänglichkeit der Bedienseite
(Führerseite) der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts störend eingeschränkt wird.
Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit einer Trockenpartie wichtig.
[0105] Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere im Zusammenhang mit dem Umbau einer
vorhandenen Maschine oder eines vorhandenen Maschinenabschnitts zweckmäßig. Beispielsweise
befinden sich bei Trockenzylindern einer Trockenpartie die Dampfköpfe für die Dampfzufuhr
in die Trockenzylinder oftmals auf der Triebseite. Der vorgeschlagene Antrieb der
Trockenzylinder bzw. anderer zugehöriger Drehkomponenten auf der Führerseite ermöglicht
insbesondere im Falle der Verwendung eines jeweiligen Aufsteckmotors, dass ein teuerer
Umbau der Dampfzufuhr von der Triebseite zur Führerseite entfallen kann. Es können
weiterhin die bestehenden Dampfköpfe und die bestehende Dampfzufuhrinfrastruktur verwendet
werden.
[0106] In Betracht kommen unter anderem die folgenden Ausführungsvarianten:
- In mindestens einer Trockengruppe der Trockenpartie wird mindestens ein Trockenzylinder
oder/und eine Leitwalze auf der Führerseite durch einen Aufsteckmotor angetrieben.
- In jeder Trockengruppe wird mindestens ein Trockenzylinder oder/und wenigstens eine
Leitwalze auf der Führerseite durch einen jeweiligen Aufsteckmotor angetrieben.
- Es werden ausschließlich Leitwalzen auf der Führerseite durch Aufsteckmotoren angetrieben.
- Es werden ausschließlich Trockenzylinder auf der Führerseite durch Aufsteckmotoren
angetrieben.
- Die Leitwalzen können als Saugwalzen ausgeführt sein und besaugt werden durch den
Lagerzapfen, ggf. durch den Aufsteckmotor hindurch, oder durch einen Teil der Umfangsfläche.
Letzteres kann beispielsweise über einen so genannten "Duostabilisator" (Voith) erfolgen
und wird in der Regel kostengünstiger als eine vergleichsweise teuere Zapfendurchführung
sein.
- Bevorzugt ist der (jeweilige) auf der Führerseite angeordnete Elektromotor als so
genannter Torquemotor ausgeführt. Durch die hohe Dynamik eines Torquemotors kann ein
sehr gutes Steuerverhalten bzw. Regelverhalten erreicht werden, was insbesondere bei
hohen Geschwindigkeiten (z. B. v> 1600-1800m/min) und Geschwindigkeitsänderungen (z.
B. bei Sortenwechsel) vorteilhaft ist.
- Innerhalb einer Trockengruppe bzw. zwischen Trockengruppen ist eine Abstimmung der
Drehzahlen, Leistungen usw. der Antriebe auf elektronischem Wege, speziell eine elektronische
Regelung, bevorzugt. Hierdurch wird eine gute Runability und ein guter Wirkungsgrad
der Produktion, insbesondere durch Vermeidung von Bahnabrissen, erreicht. Insbesondere
kann hierdurch ohne erhöhte Gefahr von Bahnabrissen die Materialbahn in einer leichten
SollSpannung gehalten werden, indem die Laufgeschwindigkeit bezogen auf die Umfangs-Drehgeschwindigkeit
entlang der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts leicht zunimmt.
[0107] Es ist noch darauf hinzuweisen, dass die Anordnung wenigstens eines Elektromotors
auf der Führerseite nicht nur im Zusammenhang mit dem Umbau einer bestehenden Maschine
bzw. eines bestehenden Maschinenabschnitts von Interesse ist, sondern dass es auch
in Betracht kommt, neu installierte Maschinen von vornherein mit wenigstens einem
auf der Führerseite angeordneten Elektromotor, ggf. Synchronmotor oder/und Aufsteckmotor,
auszuführen. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Freiheitsgrade für den Konstrukteur,
wodurch beispielsweise speziellen Bauraumanforderungen zweckmäßig Rechnung getragen
werden kann.
[0108] Für eine Maschine oder einen Maschinenabschnitt zur Herstellung oder/und Veredelung
oder/und sonstigen Behandlung oder/und Handhabung einer laufenden Materialbahn, insbesondere
aus Papier oder Karton, umfassend wenigstens eine Drehkomponente, die durch wenigstens
einen Elektromotor antreibbar ist, der einen mit der Drehkomponente im Sinne eines
Drehantriebs gekoppelten oder koppelbaren Rotor und einen direkt oder indirekt an
einer Stuhlung der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts oder einer relativ zur Stuhlung
bewegbar angeordneten Motorhalterung gegen Verdrehung abgestützen Stator aufweist,
wird nach einem Aspekt der Erfindung unter anderem vorgeschlagen, dass der Elektromotor
als Synchronmotor ausgeführt oder betreibbar ist, und dass der Elektromotor koaxial
zur Drehkomponente in Zuordnung zu einem axialen Endbereich derselben angeordnet oder
anordenbar ist, wobei der Rotor oder ein Drehantriebsanschluss desselben zur im Wesentlichen
spielfreien gemeinsamen Drehung drehfest direkt mit der Drehkomponente oder einem
Drehantriebsanschluss derselben gekoppelt oder koppelbar ist. Bei der Drehkomponente
kann es sich beispielsweise um einen Trockenzylinder in einer Trockenpartie oder um
den Wickelkern einer Wickelrolle in einer Maschine oder einem Maschinenabschnitt zum
Aufwickeln der Materialbahn auf den Wickelkern zu der Wickelrolle oder/und zum Abwickeln
der Materialbahn von der Wickelrolle handeln.
1. Maschine oder Maschinenabschnitt zum vorzugsweise kontinuierlichen Aufwickeln einer
Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, auf einen insbesondere von einem
Tambour (108) gebildeten Wickelkern zu einer Wickelrolle (106) oder/und zum vorzugsweise
kontinuierlichen Abwickeln der Materialbahn von einer derartigen Wickelrolle, wobei
der jeweilige Wickelkern durch wenigstens einen zumindest momentan betriebsmäßig zugeordneten
Elektromotor (12; 12a; 12b) antreibbar ist, der einen mit dem Wickelkern im Sinne
eines Drehantriebs gekoppelten oder koppelbaren Rotor und einen direkt oder indirekt
an einer Stuhlung (14; 14a; 14b) der Maschine bzw. des Maschinenabschnitts oder einer
relativ zur Stuhlung bewegbar angeordneten Motorhalterung gegen Verdrehung abgestützten
Stator aufweist,
wobei bei betriebsmäßiger Zuordnung zu einem jeweiligen Wickelkern (108) der Elektromotor
koaxial zu diesem Wickelkern in Zuordnung zu einem axialen Endbereich desselben angeordnet
ist, wobei der Rotor oder ein Drehantriebsanschluss (18; 18a; 18b) desselben zur im
Wesentlichen spielfreien gemeinsamen Drehung drehfest direkt mit dem Wickelkern oder
einem Drehantriebsanschluss (24; 24a) desselben gekoppelt oder koppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Elektromotor als Synchronmotor (12; 1 2a; 1 2b) ausgeführt oder betreibbar ist,
und
dass dem Wickelkern (108) in einer ersten Betriebsphase ein erster Elektromotor (12a)
betriebsmäßig zuordenbar ist, so dass dessen Rotor bzw. der Drehantriebsanschluss
(18a) desselben im Wesentlichen spielfrei direkt mit dem Wickelkern bzw. dem Drehantriebsanschluss
desselben gekoppelt ist,
dass dem Wickelkern in einer zweiten Betriebsphase ein zweiter Elektromotor (12b) betriebsmäßig
zuordenbar ist, so dass dessen Rotor bzw. der Drehantriebsanschluss (18b) desselben
im Wesentlichen spielfrei direkt mit dem Wickelkern bzw. dem Drehantriebsanschluss
desselben gekoppelt ist, und
dass in einer Übergangsphase der Rotor bzw. dessen Drehantriebsanschluss des ersten Elektromotors
vom Wickelkern abkoppelbar und der Rotor bzw. dessen Drehantriebsanschluss des zweiten
Elektromotors mit dem Wickelkern koppelbar ist, vorzugweise derart, dass zumindest
in einer Teilphase der Übergangsphase beide Elektromotoren mit dem Wickelkern gekoppelt
sind.
2. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Ansprüch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (24) mit Permanentmagneten (23), vorzugsweise hergestellt auf Grundlage
wenigstens eines Selten-Erden-Werkstoffs, ausgeführt ist.
3. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 1 order 2
dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (24) ringförmig ausgeführt und radial innerhalb des Stators (29) angeordnet
ist.
4. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (17; 220) in der Art eines Hohlwellenmotors direkt auf einen als
Drehantriebsanschluss dienenden Wellenzapfen (13) des Wickelkerns aufgesteckt oder
aufsteckbar ist, wobei der auf den Wellenzapfen aufgesteckte Elektromotor mit seinem
Rotor mit dem Wellenzapfen in formschlüssiger Drehmitnahmeverbindung steht.
5. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenzapfen (13) als Hohlwelle ausgeführt ist, beispielsweise zum Zuführen eines
Betriebsfluids, ggf. Prozessdampf, oder Kondensat, in einen Innenraum der Drehkomponente
oder zum Abführen eines Fluids (ggf. Prozessdampf oder Kondensat) aus dem Innenraum.
6. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12; 12a; 12b; 12c; 17; 220) vom als "Torquemotor" bezeichneten
Synchronmotortyp ist.
7. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12; 12a; 12b; 12c; 17; 220) vom als "Permanentmagnetmotor" bezeichneten
Synchronmotortyp ist.
8. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12; 17; 220) eine integrierte Fluidkühlung, vorzugsweise Flüssigkeitskühlung,
höchstvorzugsweise Wasserkühlung, aufweist.
9. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (29) eine integrierte Fluidkühlung, vorzugsweise Flüssigkeitskühlung,
höchstvorzugsweise Wasserkühlung, aufweist.
10. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen dem Elektromotor zugeordneten, geschlossen ausgeführten Kühlfluidkreislauf
(50), insbesondere Kühlwasserkreislauf, der vorzugsweise mit einer Kühlfluidspeicheranordnung
(56) oder/und mit einer Wärmetauscheranordnung (62) oder/und mit einer Filteranordnung
(70) oder/und mit einer Heizanordnung ausgeführt ist.
11. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elektromotoren (11a; 11b; 11c; 11d; 220), insbesondere mehrere jeweils einem
andere Wickelkern zugeordneten bzw. zuordenbaren Elektromotoren, eine gemeinsame Kühlfluidversorgung,
insbesondere Kühlwasserversorgung (50), zugeordnet ist.
12. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 10 und 11, dass die Elektromotoren
(11a; 11b; 11c; 11d; 220) über einen gemeinsamen, geschlossen ausgeführten Kühlfluidkreislauf
(50), insbesondere Kühlwasserkreislauf, mit Kühlfluid, insbesondere Kühlwasser, versorgbar
sind.
13. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (11a; 11b; 11c; 11d) jeweils in einem eigenen einer Mehrzahl von
zueinander parallel geschalteten Kühlfluidzweigen (52a; 52b; 52c; 52d), die einen
gemeinsamen Zulauf (54) und einen gemeinsamen Ablauf (60) aufweisen, angeordnet sind.
14. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Kühlfluidzweige (52a; 52b; 52c; 52d) individuell absperrbar
oder/und individuell hinsichtlich des Kühlfluidflusses steuerbar oder regelbar oder/und
hinsichtlich wenigstens einer interessierenden Größe, beispielweise Fluidtemperatur
oder/und Kühlfluidfluss, überwachbar ist oder/und dass wenigstens einer der Kühlfluidzweige
mit einer eigenen Filteranordnung (70) ausgeführt ist.
15. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im oder im Bereich des (jeweiligen) Elektromotor (11a) anfallendes Kondensat gemeinsam
mit dem Elektromotor zugeführtem Kühlfluid abführbar, insbesondere in den Kühlfluidkreislauf
bzw. Kühlfluidzweig einspeisbar ist.
16. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (12a; 12b; 1 2c;) mit seiner Motorhalterung längs einer Motor-Führungsbahn
verlagerbar ist.
17. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (108) bzw. die Wickelrolle (106) entlang einer Wickel-Führungsbahn
verlagerbar ist, und dass die Motor-Führungsbahn und die Wickel-Führungsbahn einander
zumindest bereichsweise entsprechen für eine gemeinsame Verlagerung des Wickelkerns
bzw. der Wickelrolle und des dem Wickelkern betriebsmäßig zugeordneten Elektromotors.
18. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Führungsbahn (48 [Fig. 4]) zumindest bereichweise linear verläuft.
19. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Motor-Führungsbahn (30 [Fig. 4]) zumindest bereichsweise bogenförmig verläuft.
20. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens ein Elektromotor (222) auf der Triebseite (TS) der Maschine bzw.
des Maschinenabschnitts angeordnet ist.
21. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der oder wenigstens ein Elektromotor (220) auf der Führerseite (FS) der Maschine
bzw. des Maschinenabschnitts angeordnet ist.
22. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einen der Anspruche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektromotoren (12a; 12b) auf verschiedenen Seiten der Maschine bzw. des
Maschinenabschnitts angeordnet sind.
23. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einen der Anspruch 1 bis 22 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (12a) mit seiner Motorhalterung längs einer ersten, vorzugsweise
bogenförmigen, Motor-Führungsbahn (30) verlagerbar ist.
24. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Elektromotor mit seiner Motorhalterung längs einer zweiten, vorzugsweise
linearen, Motor-Führungsbahn (48) verlagerbar ist.
25. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (1 2a) und der zweite (12b) Elektromotor derart in Bezug aufeinander ansteuerbar
sind, dass der Drehantriebsanschluss (18a) des ersten Eletromotors und der Drehantriebsanschluss
(18b) des zweiten Elektromotors eine vorgegebene definierte relative Drehstellung
oder eine von mehreren vorgegebenen definierten relativen Drehstellungen relativ zueinander
einnehmen.
26. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehantriebsanschluss (18; 1 8a; 1 8b) des Rotors, einerseits, und der Drehantriebsanschluss
(24; 24a) des jeweiligen Wickelkerns (108) andererseits eine ein- und auskuppelbare
Formschlusskupplung, insbesondere eine Keilwellen-Zahn-Kupplung, bilden.
27. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass einer der die Formschlusskupplung bildenden Drehantriebsanschlüsse eine auf einem
Wellenabschnitt drehfest und axial verschiebbar angeordnete Kuppelhülse (18; 18a;
18b) umfasst, die an einem Innenumfang oder/und Außenumfang Mitnahmeformationen (20)
aufweist, die mit Gegen-Mitnahmeformationen (22) an einem Kuppelhülse-Gegenabschnitt
(24) des anderen Drehantriebsanschlusses mit im Wesentliche spielfreien Formschluss-Mitnahmeeingriff
bringbar sind.
28. Maschine oder Maschinenabschnitt nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Relativdrehstellung zwischen Mitnahmeformationen (20) des einen Drehantriebsanschlusses
(18) und Gegen-Mitnahmeformationen (22) des anderen Drehantriebsanschlusses (24) vor
einem Einkuppeln der Formschlusskupplung auf Grundlage wenigstens eines zugeordneten
Drehgebers erfassbar ist und dass der Elektromotor (12) für das Einkuppeln durch elektrische
Ansteuerung im Sinne einer Steuerung oder/und Regelung definiert in eine einer Einkuppel-Relativdrehstellung
zwischen Mitnahmeformationen und Gegen-Mitnahmeformationen entsprechende Drehstellung
verstellbar ist.
29. Maschine oder Maschinenabschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch eine den Elektromotor (12) zugeordnete Bremseinrichtung (32, 34), vorzugsweise umfassend
wenigstens eine auf einer Motorabtriebswelle (16) angeordnete Bremsscheibe (32).