Antriebsanordnung für einen in einem Gehäuse gelagerten Richtrotor einer Richtmaschine zum Geraderichten von Draht

Abstract

 Bei einer Antriebsanordnung für einen in einem Gehäuse (22) gelagerten Richtrotor (24) einer Richtmaschine zum Geraderichten von Draht (16) ist der Richtrotor (24) von einer Antriebseinrichtung (26) mit hoher Drehzahl um seine Längsachse rotierend antreibbar und einlauf- sowie auslaufseitig im Gehäuse (22) gelagert. Auslaufseitig weist er einen Wellenstumpf (46) auf, der über das dortige Lager vorsteht und von einem auf ihm sitzenden Hohlwellen-Elektromotor (26) mit innenliegendem Antriebsrotor (42) angetrieben wird. Dabei ist der Antriebsrotor (42) des Hohlwellen-Elektromotors (26) auf eine Antriebshülse (44) aufgeschrumpft, die auf den Wellenstumpf (46) des Richtrotors (24) aufgeschoben und drehfest sowie lösbar an diesem befestigt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für einen in einem Gehäuse gelagerten Richtrotor einer Richtmaschine zum Geraderichten von Draht, wobei der Richtrotor von einer Antriebseinrichtung mit hoher Drehzahl um seine Längsachse rotierend antreibbar sowie einlauf- und auslaufseitig im Gehäuse gelagert ist und auslaufseitig einen Wellenstumpf aufweist, der über das dortige Lager vorsteht und von einem auf ihm sitzenden Hohlwellen-Elektromotor mit innenliegendem Antriebsrotor angetrieben wird.

[0002] In Drahtrichtmaschinen wird der zugeführte, vom Coil abgezogene Draht kontinuierlich durch einen mit sehr hoher Drehzahl um seine Längsachse rotierenden Richtrotor befördert, der mit radial versetzten Richtbacken versehen ist. Beim Durchlauf wird der Draht in alle Richtungen gebogen, um anschließend einen geraden Drahtstab ohne Eigenspannungen zu erhalten.

[0003] Bei herkömmlichen Richtmaschinen wird der Richtrotor üblicherweise mittels eines im Maschinengehäuse liegenden Antriebs über einen Riementrieb angetrieben, wobei sehr hohe Drehzahlen (bis in dem Bereich von etwa 9 000 - 10 000 U/min.) erreicht werden sollen. Solche Antriebe sind z. B. aus der EP-A1-0 620 058, der EP-B1-313 769, der GB-B1-711991 oder der DE-A1-10 2005 010 632 bekannt.

[0004] Die hohen Drehzahlen der eingesetzten Richtrotoren führen jedoch wegen der auftretenden Kräfte und Temperaturen zu sehr großen Lagerbelastungen und es findet auch eine laufende Verschmutzung der Lager statt, weshalb diese Lager eingangs- und ausgangsseitig des Richtrotors immer wieder ausgewechselt werden müssen. Dies ist bei solchen Riemenantrieben ohne weiteres durchführbar. Jedoch benötigt die bekannte Antriebsanordnung einen vergleichsweise großen Raumbedarf wegen der getrennten Anordnung des Antriebsmotors und des erforderlichen Riementriebs.

[0005] Kürzlich wurde im Markt eine weitere Antriebsanordnung für solche Richtrotoren bekannt, bei welcher der Antriebsmotor in Form eines Hohlwellen-Synchronmotors mit innenliegendem Antrieb direkt auf einem auslaufseitigen Wellenstumpf des Richtrotors sitzt, wobei er auf diesen aufgeschrumpft ist. Damit läßt sich eine deutlich kompaktere Bauweise erreichen, wobei sich hier jedoch das Problem zeigte, daß es relativ häufig zu einem Maschinenausfall kommt, weil das auslaufseitige Lager des Richtrotors infolge des aufgeschrumpften Antriebsmotors nicht mehr zugänglich ist und nicht ausgewechselt werden kann. Wenn also dieses Lager verschmutzt ist, muß der ganze Richtrotor mit dem aufgeschrumpften Antrieb ausgewechselt werden, was außerordentlich aufwendig ist.

[0006] Hier soll nun die Erfindung Abhilfe schaffen und unter Beibehaltung einer raumsparenden Anordnung des Antriebs für den Richtrotor dennoch ein problemfreies, kostengünstiges und auch rasch durchführbares Auswechseln des auslaufseitigen Lagers des Richtrotors ermöglichen.

[0007] Erfindungsgemäß wird dies bei einer Antriebsanordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß der Antriebsrotor des Hohlwellen-Elektromotors auf eine Antriebshülse aufgeschrumpft ist, die ihrerseits auf den Wellenstumpf des Richtrotors aufschiebbar und drehfest an diesem lösbar befestigt ist.

[0008] Durch die Erfindung ist zunächst eine Lösung geschaffen, bei welcher der Antriebsrotor des Hohlwellen-Elektromotors die auftretenden sehr großen Drehmomente (in einer Größenordnung von ca. 35 Nm) bei sehr hohen Drehzahlen (bis über 10.000 U/min.) infolge des Aufschrumpfens auf eine Antriebshülse sicher an diese übertragen kann, ohne daß dabei die Gefahr eines Ablösens von Rotorwicklungen bei diesen hohen Drehzahlen auftritt. Dadurch, daß bei der Erfindung jedoch der Antriebsrotor nicht mehr direkt auf den Wellenstumpf aufgeschrumpft wird, sondern auf die Antriebshülse als einem eigenen, vom Wellenstumpf getrennten Element, besteht nun die Möglichkeit, durch anschließendes Aufschieben der Antriebshülse auf den Wellenstumpf des Richtrotors und durch eine drehfeste, aber lösbare Verbindung derselben an diesem die Antriebsleistung des Elektromotors sicher auf den Richtrotor zu übertragen, wobei der Hohlwellen-Elektromotor auch problemfrei zum Auswechseln des auslaufseitigen Lagers des Richtrotors von dessen Wellenstumpf wieder abgenommen werden kann.

[0009] Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in einfacher, aber sehr wirkungsvoller Weise das bisher bei dem bekannten, auf dem Wellenstumpf aufgeschrumpften Antriebsrotor des Elektromotors bestehende Problem der Unzugänglichkeit des auslaufseitigen Lagers des Richtrotors gelöst und damit ein leichtes Auswechseln dieses Lager, sobald erforderlich, bei gleichzeitiger Beibehaltung eines nur sehr geringen Platzbedarfes für die Antriebseinrichtung ermöglicht.

[0010] Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht nun darin, daß die Antriebshülse auf dem Wellenstumpf des Richtrotors mittels einer radial wirksamen Spanneinrichtung drehfest mit diesem verbunden wird, wobei besonders bevorzugt als Spanneinrichtung ein Doppelscheiben-Spannsatz, also ein Spannsatz mit zwei gegeneinander verspannbaren Ringspannelementen, eingesetzt wird. Der Vorteil eines solchen Spannsatzes besteht insbesondere auch darin, daß keine genau plazierte Montage dieses Spannsatzes erforderlich ist, weil er an irgendeiner Stelle des vom Antriebsrotor axial vorstehenden Abschnitts der Antriebshülse angebracht werden kann. Der Spannsatz kann sowohl vorne (also an der Antriebshülse motoreingangsseitig) oder hinten (an der Antriebshülse motorausgangsseitig) oder auch sowohl vorne, wie auch hinten (also in Form von zwei solchen Spannsätzen) vorgesehen sein. Ganz besonders vorteilhaft ist jedoch die Verwendung eines Doppelkegel-Spannsatzes, über den ganz erhebliche radiale Spannkräfte ohne Schwierigkeiten aufgebracht werden können.

[0011] Die Antriebshülse kann aus jedem geeigneten Material gefertigt werden, besteht jedoch vorzugsweise aus Stahl. Auch bei den Ringspannelementen eines solchen Doppelscheiben-Spannsatzes handelt es sich bevorzugt um Stahlscheiben.

[0012] Eine weiter bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß die Antriebshülse axial gegen einen geeignet am Wellenstumpf des Richtrotors angeordneten Wellenabsatz drehfest verspannt ist, etwa mittels einer auf den Wellenstumpf axial aufschraubbaren Spannmutter, wobei besonders bevorzugt zwischen Antriebshülse und Wellenstumpf eine Passfeder zur Sicherstellung der Drehfestigkeit zwischengeschaltet ist.

[0013] Es versteht sich aber von selbst, daß die Antriebshülse auf dem Wellenstumpf des Richtrotors auch in jeder anderen geeigneten Weise lösbar verspannt werden kann, etwa auch durch Einsatz geeigneter Spannkeile o. ä.

[0014] Als Hohlwellen-Elektromotor kann jeder für die erforderlichen großen Drehmomente und die sehr hohen Drehzahlen geeignete Elektromotor eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird jedoch als Hohlwellen-Elektromotor ein Synchronmotor oder ein Asynchron-Motor vorgesehen.

[0015] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht (von schräg oben) auf eine Drahtrichtmaschine mit aufgeklappter Abdeckhaube;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Richteinheit aus der Richtmaschine von Fig. 1, sowie

Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung aus Fig. 2, die den Endabschnitt des Richtrotors mit angeflanschtem Antriebsmotor zeigt, wobei letzterer im Schnitt (entlang Schnittlage III-III in Fig. 2) dargestellt ist.

[0016] In Fig. 1 ist in Schrägansicht von vorne oben eine Richtmaschine 10 mit aufgeklappter Abdeckhaube 12 gezeigt. Letztere ist an einem Maschinengestell 14 verklappbar angebracht.

[0017] Die Richtmaschine 10 dient zum Geraderichten eines in Richtung Z zugeführten Drahtes 16 und weist mehrere Einzugsmodule 18 auf, von denen in der dargestellten Ausführungsform zwei (in Drahtförderrichtung Z gesehen) vor und eine hinter einer Richteinheit 20 angebracht sind.

Diese Richteinheit 20 ist als Einzelheit in Fig. 2 vergrößert dargestellt:

[0018] Die Richteinheit 20 weist eine Gehäuse 22 auf, in dem ein mit hoher Geschwindigkeit rotierender Richtrotor 24 gelagert ist, der seinerseits über einen Hohlwellen-Elektromotor 26 in Form eines Synchronmotors angetrieben wird.

[0019] Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Hohlwellen-Elektromotor 26 konzentrisch zur Längsachse des Richtrotors 24 angebracht, und zwar (in Drahtförderrichtung Z gesehen) direkt hinter einer hinteren Seitenwand 28 des Gehäuses 22, in der ausgangsseitig ein (in den Figuren im einzelnen nicht dargestelltes) Lager für den Richtrotor 24 angeordnet ist, der eingangsseitig in einer dortigen Seitenwand 30 des Gehäuses 22 ebenfalls mittels eines (nicht im einzelnen dargestellten) Lagers gelagert ist.

[0020] Von einer näheren Beschreibung des Aufbaus des Richtrotors 24 selbst kann man der mit mehreren, im Abstand hintereinander in seiner Längsrichtung angebrachten, gegen die Längsachse radial versetzten und radial verstellbaren Richtbacken versehen ist, soll hier nicht näher eingegangen werden, weil es sich dabei um jede geeignete und bekannte Richtrotor-Gestaltung handeln kann, wie eine solche z. B. aus der EP-B1-0 313 769 oder auch der EP-A1-0 620 058 beispielshalber entnommen werden kann.

[0021] In Fig. 3, die in nochmals vergrößerter, weiterer Detaildarstellung das auslaufseitige Ende des Richtrotors 24 und dazu, im Schnitt, den dort angebrachten Hohlwellen-Elektromotor 26 zeigt, ist das Anbringen des letzteren an der Richteinheit 20 im einzelnen dargestellt:

[0022] Der Hohlwellen-Elektromotor 26 umfaßt dabei ein an die (in Drahtförderrichtung Z gesehen) hintere Seitenwand 28 des Richtrotorgehäuses 22 angeschraubtes Motorgehäuse 32, wobei nur eine Schraubbefestigungsstelle 34 angedeutet ist.

[0023] In dem Motorgehäuse 32 sind ein Kühlkörper 36 und ein Antriebsstator 38 drehfest angebracht.

[0024] Über einen Anschluß 40 wird der Kühlköper 36 ständig mit einer geeigneten Kühlflüssigkeit (Wasser) versorgt, wobei über einen (in Fig. 3 nicht dargestellten) Abfluß ein Kühlkreislauf sichergestellt ist, durch den der Hohlwellen-Elektromotor 26 ständig gekühlt und damit ein Überhitzen desselben verhindert werden kann.

[0025] Der Antriebsrotor 42 des Hohlwellen-Elektromotors 26 ist auf eine Antriebshülse 44 aufgeschrumpft, wodurch eine außerordentlich starke und feste Verbindung zwischen beiden Teilen entsteht. Der Hohlwellen-Elektromotor 26 wird mit seinem auf die Antriebshülse 44 aufgeschrumpften Antriebsrotor 42 zur Montage auf einen Wellenstumpf 46 des Richtrotors 24 aufgesteckt. Wie Fig. 3 zeigt, liegt dieser Wellenstumpf 46 des Richtrotors 24 auf der Seite der Seitenwand 28 des Richtrotorgehäuses 22, die dem Richtrotor 24 gegenüber liegt, und steht vor, so daß von dorther der Hohlwellen-Elektromotor 26 mit der Antriebshülse 24 unschwer zur Montage aufgeschoben werden kann.

[0026] Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird nach dem Aufschieben des Hohlwellen-Elektromotors 26 und der Befestigung dessen Gehäuses an der Seitenwand 28 bei abgenommenem Motordeckel 48 die Antriebshülse 44 an ihrer axial über den Antriebsrotor 42 auf dessen der Seitenwand 28 gegenüberliegenden Seite vorstehenden Abschnitt mittels eines Doppelscheiben-Spannsatzes in Form eines Doppelkegel-Spannsatzes 50 radial und drehfest auf dem Wellenstumpf 46 fixiert.

[0027] Dabei besteht der eingesetzte Doppelkegel-Spannsatz 50 aus zwei axial in einem kleinen Abstand zueinander versetzten Stahlscheiben 52 (vgl. Fig. 3), die auf ihren radial innen liegenden Endflächen an ihren einander zugewandten Seiten in Richtung von der anderen Stahlscheibe weg jeweils eine sich in ihrem Durchmesser verringernde Kegelfläche 54 aufweisen. Mit diesen dachförmig gegeneinander angestellten Kegelflächen 54 laufen sie axial jeweils gegen eine zu den Kegelflächen 54 komplementär angeordnete kegelförmige Außenfläche eines zwischen den Stahlscheiben 52 und der Antriebshülse 44 zwischengeschalteten Spannringes 56. Werden die beiden Stahlscheiben 52 durch entsprechende Spannmittel 58 (die in Fig. 3 nur prinzipiell angedeutet sind) in Axialrichtung des Wellenstumpfes 46 gegeneinander verspannt, dann wird durch ihre beiden Kegelflächen 54, welche gegen die komplementär geneigten, zugeordneten Außen-Umfangsflächen-Abschnitte des Spannringes 56 anlaufen, dieser axial zusammengedrückt und die erwünschte axiale Druckspannung damit auf die Antriebshülse 44 ausgeübt. Mit solchen Doppelkegelspannsätzen können so starke Andruckkräfte aufgebracht werden, daß ein sicherer, drehfester Sitz der Antriebshülse 44 auf dem Wellenstumpf 46 problemfrei erreicht werden kann. Falls gewünscht, könnte die Antriebshülse 44 auch auf ihrer der in Fig. 3 gezeigten Lage des Doppelkegelspannsatzes 50 gegenüberliegenden Seite mit einem solchen Spannsatz gegen den Wellenstumpf 46 verspannt werden oder es könnte auch gleichermaßen dort noch ein zusätzlicher solcher Spannsatz angebracht werden. In diesem Fall wäre es lediglich erforderlich, daß dann die Antriebshülse 44 sich auf der gegenüberliegenden Seite auch noch über die dortige Endfläche des Antriebsrotors 42 hinaus axial erstreckt.

[0028] Es versteht sich von selbst, daß (wie in Fig. 3 nicht im einzelnen erkennbar) natürlich zwischen Antriebsstator 38 und dem Antriebsrotor 42 ein Luftspalt 60 vorliegt.

[0029] Der Hohlwellen-Elektromotor 26 wird mittels des Rotordeckels 48 mit einem Flansch und einem Spannring 62 nach außen abgeschlossen. Zusätzlich ist noch eine Auslaufbuchse 64 zur Drahtführung vorgesehen.

[0030] Die Funktion der Richtmaschine aus den Fig. 1 bis 3 ist wie folgt:

[0031] Der Draht 16 wird von dem Einzugsmodulen 18 von einem (nicht gezeigten) Coil abgezogen und der Richteinheit 20 zugeführt. In ihr wird der Draht 16 durch den rotierenden Richtrotor 24 hindurch befördert, dabei in allen Richtungen gebogen und damit gerade gerichtet. Nach dem Richtrotor 24 durchläuft der Draht 16 den koaxial angebrachten Hohlwellen-Elektromotor 26, wobei ein nach diesem noch einmal vorgesehener Einzugsmodul 18 die Funktion hat, den Draht 16 aus dem Richtrotor 24 herauszuziehen. Schließlich kann der Draht 16 in geeigneter Weise weiterverarbeitet oder weitertransportiert werden.

[0032] Im Falle eines Lagerschadens des Lagers des Richtrotors 24, daß sich in der hinteren Seitenwand 28 des Richtrotorgehäuses 22 befindet, kann infolge der lösbaren Verbindung der Antriebshülse 44 am Antriebsrotor 42 der Hohlwellen-Elektromotor 26 zusammen mit der Antriebshülse 44 von dem Wellenstumpf 46 gelöst und abgenommen werden. Danach kann das Lager problemlos abgezogen und durch ein neues Lager ersetzt werden.

Ansprüche

1. Antriebsanordnung für einen in einem Gehäuse (22) gelagerten Richtrotor (24) einer Richtmaschine (10) zum Geradeinrichten von Draht (16), wobei der Richtrotor (24) von einer Antriebseinrichtung (26) mit hoher Drehzahl um seine Längsachse rotierend antreibbar sowie einlauf- und auslaufseitig im Gehäuse (22) gelagert ist und auslaufseitig einen Wellenstumpf (46) aufweist, der über das auslaufseitige Lager vorsteht und von einem auf ihm sitzenden Hohlwellen-Elektromotor (26) mit innen liegendem Antriebsrotor (42) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsrotor (42) des Hohlwellen-Elektromotors (26) auf eine Antriebshülse (44) aufgeschrumpft ist, die auf den Wellenstumpf (46) des Richtrotors (24) aufschiebbar und drehfest und lösbar an diesem befestigt ist.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebshülse (44) auf dem Wellenstumpf (46) des Richtrotors (24) mittels einer radial wirksamen Spanneinrichtung (50) drehfest mit diesem verbunden ist.

3. Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial wirksame Spanneinrichtung aus einem Doppelscheiben-Spannsatz (52, 56) besteht.

4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelscheiben-Spannsatz ein Doppelkegel-Spannsatz (52, 56) ist.

5. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebshülse (44) axial gegen einen Wellenabsatz des Wellenstumpfes (46) drehfest verspannt ist.

6. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Antriebshülse (44) und Wellenstumpf (46) eine Passfeder zwischengeschaltet ist.

7. Antriebsanordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlwellen-Elektromotor (26) ein Synchronmotor ist.

Zeichnung