SEBASTIAN, Lothar (An den Wieen 54, Duisburg, 47239, DE)
FECHNER, Hans (Roßpfad 69, Düsseldorf, 40489, DE)
SEBASTIAN, Lothar (An den Wieen 54, Duisburg, 47239, DE)
| Patentansprüche: 1 . Kontinuierliche Presse, insbesondere für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten oder dergleichen, mit Pressenoberteil (1 ) mit oberer Pressenplatte (2) und Pressenunterteil (3) mit unterer Pressenplatte (4) sowie mit im Pressenoberteil (1 ) und im Pressenunterteil (3) endlos umlaufenden und über Umlenkwalzen (5, 6) geführten Pressbändern (7), welche unter Zwischenschaltung von Wälzkörperaggregaten (8) gegen die jeweilige Pressen- platte (2, 4) abgestützt sind, wobei zumindest eine der Umlenkwalzen (5, 6) als Antriebswalze (6) ausgebildet und mit zumindest einem Antrieb (13) versehen ist, der unter Zwischenschaltung eines Getriebes (14) auf die Antriebswalze (6) arbeitet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Antrieb (13) als Elektromotor in Scheibenbauweise mit zumindest einer rotierenden Läuferscheibe (15) ausgebildet ist, wobei die rotierende Läuferscheibe (15) über lediglich ein Planetengetriebe (14) auf die Antriebs- walze (6) arbeitet. 2. Presse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der (bürstenlose) Elektromotor (13) in Scheibenbauweise als Primärteile eine Mehrzahl feststehender und auf einem Kreisring angeordneter Spulen (16) aufweist und als Sekundärteile eine Mehrzahl von an der Läuferscheibe (15) befestigter und auf einem Kreisring angeordneter Permanentmagnete (18) aufweist. 3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) als Synchronmotor ausgebildet ist. 4. Presse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) in einer Doppel kammanordnung auf beiden Seiten der Läuferscheibe (15) mehrere auf einem Kreisring angeordnete Permanent- magnete (18) aufweist, wobei jedem der von den Permanentmagneten gebildeten Permanentmagnet-Ringe jeweils ein von Spulen gebildeter Spulen- Ring zugeordnet ist. 5. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) in einer Ausführungsform als Einscheiben-Motor mit lediglich einer rotierenden Läuferscheibe (15) ein Drehmoment von bis zu 100.000 Nm, z. B. 70.000 Nm erzeugt. 6. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) als Mehrscheiben-Motor zumindest zwei parallel zueinander angeordneten und auf eine gemeinsame Läuferwelle arbeitenden Läuferscheiben (15) ausgebildet ist. 7. Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) in der Ausführungsform als Zweischeiben-Motor ein Drehmoment von bis zu 200.000 Nm, z. B. 140.000 Nm erzeugt. 8. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (14) als einstufiges oder mehrstufiges mechanisches Zahnradgetriebe mit zumindest einem Sonnenrad (19), mehreren auf einem Planetenträger (20) angeordneten Planetenrädern (21 ) und einem Hohlrad (22) ausgebildet ist. 9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (14) zumindest drei Planetenräder (21 ), vorzugsweise zumindest vier Planetenräder (21 ) aufweist. 10. Presse nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (14) als Untersetzungsgetriebe mit einer Untersetzung von z. B. i = 2 bis i = 15, vorzugsweise i = 4 bis i = 10 ausgelegt ist. 11. Presse nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfest mit der Läuferscheibe (15) verbundene Läuferwelle (23) als Antriebswelle an das Sonnenrad (19) angeschlossen ist, dass der Planetenträger (20) an einer Abtriebswelle (24) angeschlossen ist, welche drehfest mit der Antriebswalze (6) verbunden ist und dass vorzugsweise das Hohlrad (22) feststehend ausgebildet ist, z. B. fest an ein Lagerschild (12) und/oder eine Drehmomentstütze (12') angeschlossen ist. 12. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) mit einer Bremsvorrichtung, z. B. einer Scheibenbremse (26) ausgerüstet ist. 13. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheibe (15) bzw. eine mit der Läuferscheibe (15) verbundene Läuferwelle (23) und die Antriebswalze (6) bzw. deren Welle (24) sowie ggf. das Getriebe (14) koaxial angeordnet sind. 14. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Antriebes (13), z. B. der Außendurchmesser des Ständers (17) oder der Außendurchmesser eines Spulenträgers (27) in etwa dem Durchmesser der Antriebswalze (6) entspricht oder kleiner ist. 15. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheibe (15) über eine außenumfangsseitige Wälzlageranordnung (29) in/an dem Ständer (17) oder Spulenträger (27) bzw. einem Antriebsgehäuse drehbar gelagert ist, wobei die außenumfangsseitige Wälzlager- anordnung (29) sowohl Radialkräfte als auch Axialkräfte in beiden Richtungen aufnimmt, z. B. durch Einsatz eines kombinierten Wälzlagers, welches vorzugsweise als Schrägkugellager, z. B. als Vierpunktlager ausgebildet ist. 16. Presse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung der Läuferscheibe (15) mit einer Lagerschmierung und/oder Lagerkühlung (30, 31 ) versehen ist und/oder dass die Spulen (16) des Primärteils mit einer Kühlung (32) versehen sind. |
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine kontinuierliche Presse, insbesondere für die Herstellung von Holzwerkstoffplatten oder dergleichen, mit Pressenoberteil mit oberer Pressenplatte und Pressenunterteil mit unterer Pressenplatte sowie mit im Pressenoberteil und im Pressenunterteil endlos umlaufenden und über Umlenkwalzen geführten Pressbändern, welche unter Zwischenschaltung von Wälzkörperaggregaten gegen die jeweilige Pressenplatte abgestützt sind, wobei zumindest eine der Umlenkwalzen als Antriebswalze und folglich angetriebene Umlenkwalze ausgebildet und mit zumindest einem Antrieb versehen ist, wobei der Antrieb unter Zwischenschaltung (zumindest) eines Getriebes auf die Welle der Antriebswalze arbeitet bzw. an diese Welle angeschlossen ist. - Holzwerkstoffplatten meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Faserplatten (z. B. MDF-Platten) oder Spanplatten bzw. OSB-Platten. Es werden aber auch Pressen für die Herstellung von Kunststoffplatten bzw. -matten oder z. B. Mineralfaserplatten umfasst. Die obere Pressenplatte und/oder die untere Pressenplatte ist/sind mittels Zylinderkolbenanordnungen beaufschlagbar, welche gegen das Pressengestell abgestützt sind. Umlenkwalze meint insbesondere eine vordere bzw. eine einlaufseitige Einlaufwalze und eine hintere bzw. auslaufseitige Auslaufwalze. Einlaufwalzen und Auslaufwalzen sind im Pressengestell drehbar gelagert. Die Einlaufwalzen und/oder die Auslaufwalzen können dabei als Antriebswalzen und folglich angetriebene Walzen ausgebildet sein.
Bei einer aus der Praxis bekannten kontinuierlichen Presse sind die Auslaufwalzen als Antriebswalzen ausgebildet und jeweils mit mehreren elektro- motorischen Antrieben versehen. Dabei werden z. B. zwei Asynchronmotoren verwendet, welche über ein mehrstufiges Getriebe auf die Antriebswalze arbeiten. In der Praxis sind die beiden Asynchronmotoren jeweils über eine Kegelradstufe mit einer Stirnradstufe verbunden, welche dann wiederum über
eine große und eine kleine Planetenstufe auf die Anthebswalze arbeitet. Dieses mehrstufige Getriebe sorgt dafür, dass mithilfe der beiden Asynchronmotoren im Bereich der Antriebswalze ein hohes Drehmoment erzeugt werden kann. Die bekannte Ausführungsform hat sich in der Praxis bewährt. Es besteht jedoch das Bedürfnis, den Aufbau weiter zu vereinfachen.
Es wurde daher auch vorgeschlagen, bei einer kontinuierlichen Presse als Antrieb für die Antriebswalze einen Direktantrieb vorzusehen. Auf ein Getriebe zwischen Antrieb einerseits und Walze andererseits wird dabei verzichtet (vgl. DE 10 2005 045 406 A1 ). Unter Berücksichtigung der erforderlichen hohen Drehmomente müssen derartige Direktantriebe ohne Zwischenschaltung eines Getriebes verhältnismäßig groß dimensioniert werden.
Im Übrigen kennt man eine Antriebseinrichtung für eine Umformmaschine, insbesondere ein Pressenantrieb, umfassend einen Antriebsmotor und ein
Getriebe, wobei die Antriebseinrichtung über kein Schwungrad verfügt, wobei es sich bei dem Antriebsmotor um einen Elektromotor handelt und wobei es sich bei dem Getriebe um ein Planetengetriebe handelt. Die Antriebseinrichtung soll über eine Kurbelwelle auf eine Presse arbeiten. Dabei soll es vorteilhaft sein, als Antriebmotor einen Torquemotor mit einer Hohlwelle als Abtriebswelle einzusetzen (vgl. EP 1 800 850 A2). Auf die Entwicklung von kontinuierlichen
Pressen hatten derartige Vorschläge keinen Einfluss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierliche Presse zu schaffen, welche sich im Bereich der Antriebswalzen durch einen kompakten und funktionsgerechten Aufbau auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einer gattungsgemäßen kontinuierlichen Presse der eingangs beschriebenen Art, dass der Antrieb als
Elektromotor in Scheibenbauweise mit zumindest einer rotierenden Läuferscheibe ausgebildet ist, wobei die rotierende Läuferscheibe über lediglich ein Planetengetriebe auf die Antriebswalze arbeitet. Ein solcher Elektromotor in Scheibenbauweise wird auch als Hochmoment- bzw. High-Torque-Motor oder Scheibenläufermotor bezeichnet. Ein solcher Motor, mit dem sich hohe Drehmomente erzeugen lassen, weist zumindest eine rotierende Läuferscheibe auf, welche in oder an einem Ständer rotiert. Vorzugsweise ist ein solcher Elektromotor als bürstenloser Elektromotor in Scheibenbauweise ausgebildet, welcher als Primärteile eine Mehrzahl feststehender und auf einem Kreisring angeordnete Spulen aufweist und als Sekundärteil eine Mehrzahl an der Läuferscheibe befestigte und auf einem Kreisring angeordnete Permanentmagnete aufweist. Ein solcher Motor in Scheibenbauweise lehnt sich dabei an das Funktionsprinzip eines Linearmotors an. Funktionell lässt er sich mit einem zu einem Kreisring "aufgewickelten" Linearmotor vergleichen. Die auf einem Kreisring angeordneten Magnete und Spulen sind vorzugsweise auf einem verhältnismäßig großen Radius und folglich im Außenbereich der Läuferscheibe angeordnet, so dass aufgrund der günstigen Hebelverhältnisse verhältnismäßig große Drehmomente bei gleichzeitig recht kompaktem Aufbau erzeugt werden. Damit wird es im Rahmen der Erfindung möglich, auf ein aufwendiges, mehr- stufiges Getriebe zu verzichten. Die Erfindung zeichnet sich durch die Kombination des Elektromotors in Scheibenbauweise mit lediglich einem Planetengetriebe aus, wobei das Planetengetriebe vorzugsweise einstufig ausgebildet ist. Die Erfindung umfasst jedoch grundsätzlich auch Ausführungsformen mit einem mehrstufigen Planetengetriebe, welches folglich mehrere Planetenstufen aufweist. Ein Planetengetriebe verfügt über eine besonders kompakte Bauform bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit. Die erfindungsgemäße Ausführungsform zeichnet sich insbesondere durch eine koaxiale Bauform aus, denn vorzugsweise sind der Antrieb einerseits und die Antriebswalze andererseits sowie vorzugsweise auch das zwischengeschaltete Getriebe koaxial ange-
ordnet. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass eine solche Anordnung eine Vielzahl rotierender Teile aufweist, die mit hoher Präzision arbeiten müssen. Dieses gelingt in der koaxialen Bauform mit verhältnismäßig geringem Fertigungsaufwand.
Der Elektromotor in Scheibenbauweise ist vorzugsweise als Synchronmotor ausgebildet. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor in einer Doppelkammanordnung auf beiden Seiten der Läuferscheibe jeweils mehrere auf einem Kreisring angeordnete Permanentmagneten auf, wobei jedem der von den Permanentmagneten gebildeten Permanentmagnetringe jeweils ein von den Spulen gebildeter Spulenring zugeordnet ist.
Die Erfindung umfasst dabei zunächst einmal Ausführungsformen mit lediglich einer Läuferscheibe und folglich Ausführungsformen mit Einscheiben-Motor. Ein solcher Einscheiben-Motor ist im Rahmen der Erfindung vorzugsweise so ausgelegt, dass ein Drehmoment von bis zu 100.000 Nm, z. B. 70.000 Nm erzeugt wird.
Optional umfasst die Erfindung aber auch Ausführungsformen, bei welchen der Elektromotor als Mehrscheiben-Motor zumindest zwei parallel zueinander angeordnete und auf eine gemeinsame Läuferwelle arbeitende Läuferscheiben aufweist. Jede dieser Läuferscheiben kann in einer Doppelkammanordnung jeweils beidseitig mit Permanentmagneten besetzt sein. Der Elektromotor in der Ausführungsform als Zweischeiben-Motor ist vorzugsweise so ausgelegt, dass er ein Drehmoment von bis zu 200.000 Nm, z. B. 140.000 Nm erzeugt.
Den beschriebenen Elektromotoren in Scheibenbauweise kommt besondere Bedeutung im Zusammenhang mit dem verwendeten Planetengetriebe zu. Das Planetengetriebe ist als einstufiges oder mehrstufiges mechanisches Zahn-
radgetriebe ausgebildet. Es weist in an sich bekannter Weise zumindest ein Sonnenrad, mehrere auf einem Planetenträger angeordnete Planetenräder und ein Hohlrad auf. Vorzugsweise weist das Planetengetriebe zumindest drei Planetenräder, besonders bevorzugt zumindest vier Planetenräder auf. Das Planetengetriebe ist dabei als Untersetzungsgetriebe mit einer Untersetzung von z. B. i = 2 bis i = 15, vorzugsweise i = 4 bis i = 10 ausgelegt. Das bedeutet, dass das Drehmoment abtriebsseitig und folglich auf der Seite der Antriebswalze um einen Faktor 2 bis 10, vorzugsweise um einen Faktor 4 bis 10 größer ist als anthebsseitig und folglich auf der Seite des Elektromotors. Derartige Untersetzungen lassen sich in der Regel mit einem einstufigen Planetengetriebe in der beschriebenen Weise realisieren, so dass dann z. B. mit einem Scheibenmotor mit einem Drehmoment von 70.000 Nm und einem Planetengetriebe mit einer Untersetzung von i = 5 ein Drehmoment von 350.000 Nm auf die Walze übertragen wird.
Es besteht die Möglichkeit, beidseitig der Walze jeweils einen Antrieb mit Getriebe der beschriebenen Art vorzusehen, so dass dann insgesamt ein Drehmoment von z. B. 700.000 Nm auf die Antriebswalze aufgebracht werden kann.
Wird z. B. mit einem Mehrscheiben-Motor mit zwei Scheiben der beschriebenen Art gearbeitet, welcher bereits ein Drehmoment von z. B. 140.000 Nm erzeugt, so lässt sich mit lediglich einem solchen Antrieb unter Berücksichtigung eines Getriebes mit einer Untersetzung von i = 5 ein Drehmoment von 700.000 Nm im Bereich der Antriebswalze erzeugen.
Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, das Planetengetriebe auszulegen, um die gewünschte Untersetzung zu erhalten. Bevorzugt schlägt die Erfindung vor, dass die drehfest mit der Läuferscheibe verbundene Läuferwelle als
Antriebswelle an das Sonnenrad angeschlossen ist, und dass der Planetenträger an eine Abtriebswelle angeschlossen ist, welche drehfest mit der Antriebswalze verbunden ist. Vorzugsweise ist das Hohlrad dann feststehend angeordnet, es kann z. B. fest an das Lagerschild bzw. die Drehmomentstütze angeschlossen sein. Die Erfindung umfasst aber auch andere Übersetzungsarten bzw. Untersetzungsarten.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Durchmesser des Antriebes in etwa dem Durchmesser der Antriebswalze entspricht oder kleiner ist. Innerhalb der konstruktiven Spielräume kann der Durchmesser des Antriebs auch etwas größer als der Durchmesser der Antriebswalze sein. Eine Anordnung, bei der der Durchmesser des Antriebes in etwa dem Durchmesser der Antriebswalze entspricht (oder etwas kleiner ist) zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus. Dieses ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn eine obere Antriebs- walze und eine untere Antriebswalze einer Presse vorgesehen sind, so dass dann ohne weiteres jeweils ein Antrieb vorgesehen sein kann, ohne dass die unmittelbar übereinander bzw. untereinander angeordneten Antriebe miteinander kollidieren. Durchmesser des Antriebes meint insbesondere den Durchmesser des Ständers oder dessen Spulenträgers bzw. den Durchmesser eines eventuell vorgesehenen Antriebsgehäuses.
Die Läuferscheibe des Motors weist vorzugsweise einen Außendurchmesser von 1.500 bis 3.000 mm, z. B. 1.800 bis 2.500 mm, vorzugsweise 2.000 bis 2.500 mm auf. Die Permanentmagnete sind als Sekundärteile in der Regel auf einer Seite oder vorzugsweise auf beiden Seiten der Läuferscheibe angeordnet, und zwar besonders bevorzugt im Außenbereich, so dass sich günstige Hebeverhältnisse ergeben. Die Permanentmagnete reichen dabei vorzugsweise bis an den Außenumfang oder nahezu bis an den Außenumfang heran. Unter Berücksichtigung der üblichen Ausdehnung bzw. Breite eines Permanent-
magneten weist der Kreisring, auf dem die Permanentmagnete angeordnet sind, einen (mittleren) Durchmesser und folglich einen Wirk-Durchmesser von z. B. 1.500 mm bis 2.500 mm, vorzugsweise 1.700 mm bis 2.300 mm, besonders bevorzugt 1.800 mm bis 2.000 mm auf. Dabei sind vorzugsweise eine Vielzahl von Permanentmagneten, die jeweils die Form eines Kreisringsegmentes aufweisen, dicht an dicht unter Bildung eines Kreisrings auf der Läuferscheibe befestigt. Es können z. B. 10 bis 20 Permanentmagnete zu einem "Vollkreis" zusammengefügt sein. Dementsprechend sind auch eine Vielzahl von Spulen an dem Ständer dicht an dicht befestigt.
Wie beschrieben sind als Primärteile eine Mehrzahl von auf einem Kreisring angeordneter Spulen vorgesehen, welche z. B. an einem Spulenträger befestigt sind. Als Sekundärteil sind eine Mehrzahl von an der Läuferscheibe befestigter und auf einem Kreisring angeordneter Permanentmagnete vorgesehen. Kreisring meint dabei im Rahmen der Erfindung auch einen Kreisringabschnitt, welcher sich über lediglich einen bestimmten Winkel von weniger als 360° erstreckt. Dabei besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit - wie bereits beschrieben - sowohl einen "vollen" Kreisring mit Spulen als auch einen "vollen" Kreisring mit Permanentmagneten vorzusehen. Die Erfindung ermöglicht aber auch einen modularen Aufbau, welcher nachrüstbar bzw. an die Kundenanforderungen anpassbar ist. So besteht die Möglichkeit, dass lediglich einige wenige Spulen auf einem Teilkreisring oder auf mehreren Teilkreisringen angeordnet werden, welche ein bestimmtes gewünschtes Drehmoment erzeugen. Es kann folglich ein Spulenträger vorgesehen sein, welcher grund- sätzlich über den gesamten Kreisringbereich mit Spulen bestückt werden kann, der jedoch im Auslieferungszustand lediglich teilweise bestückt ist. Sofern die Anordnung dann erweitert werden soll und beispielsweise höhere Drehmomente erzeugt werden sollen, lässt sich der Spulenträger auf einfache Weise nachrüsten, indem zusätzliche Spulen montiert werden. Dabei ist es grund-
sätzlich zweckmäßig, wenn die Läuferscheibe stets komplett bestückt ist, d. h. es ist zweckmäßig, wenn in einem solchen Fall Permanentmagnete über den gesamten Umfang bzw. 360°-Winkel der Läuferscheibe angeordnet sind. Die Erfindung umfasst jedoch auch solche Ausführungsformen, bei denen lediglich auf einem Teilkreis oder auf mehreren Teilkreisringen der Läuferscheibe Permanentmagnete angeordnet sind. Dann ist es jedoch zweckmäßig, wenn der Spulenträger vollständig über den gesamten Umfang bzw. 360°-Winkel mit Spulen bestückt ist. Besonders vorteilhaft ist im Rahmen der Erfindung auch die Tatsache, dass in der Praxis auf handelsübliche Komponenten von Linear- motoren zurückgegriffen werden kann. Der erfindungsgemäße Antrieb ist insgesamt sehr einfach aufgebaut.
Nach einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, dass der Elektromotor mit einer Bremsvorrichtung, z. B. einer Scheibenbremse ausgerüstet ist.
Bei einem solchen Antrieb mit Elektromotor in Scheibenbauweise kann es zweckmäßig sein, die Läuferscheibe mit einer "Innenlagerung" auszugestalten, indem z. B. die Läuferscheibe im Bereich der Läuferwelle über Wälzlager gelagert ist.
Alternativ und besonders bevorzugt verfügt die Anordnung jedoch über eine Außenlagerung, d. h. die Läuferscheibe ist über eine außenumfangsseitige Wälzlageranordnung in bzw. an dem Ständer bzw. dem Spulenträger oder einem Antriebsgehäuse gelagert. Eine solche außenumfangsseitige Wälzlager- anordnung nimmt vorzugsweise sowohl die Radialkräfte als auch Axialkräfte in beiden Richtungen auf. Einzelheiten werden in der Figurenbeschreibung erläutert.
Es ist ferner zweckmäßig, die Lager mit einer Schmierung, z. B. Ölschmierung zu versehen, die zugleich für eine ausreichend gleichmäßige Temperierung des Rotors bzw. der Läuferscheibe sorgt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine kontinuierliche Presse zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten oder dergleichen Platten in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 2 einen vereinfachten Schnitt durch die Presse nach Fig. 1 im Bereich einer Antriebswalze,
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 in einer abgewandelten Ausführungsform,
Fig. 4 den Gegenstand nach Fig. 2 in einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 2 in einer vergrößerten
Darstellung,
Fig. 6 eine Ansicht auf den Scheibenmotor gemäß Fig. 5. und
Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 5.
In den Figuren ist eine kontinuierlich arbeitende Presse zur Herstellung von Platten und vorzugsweise Holzwerkstoffplatten dargestellt. Die Presse besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau gemäß Fig. 1 aus einem Pressenoberteil 1 mit oberer Pressenplatte 2 und einem Pressenunterteil 3 mit unterer Pressenplatte 4 sowie mit im Pressenoberteil 1 und im Pressenunterteil 3 endlos umlaufenden
und über Umlenkwalzen 5, 6 geführten Pressbändern 7. Die Pressbänder 7 sind als Stahlbänder ausgeführt und unter Zwischenschaltung von Wälzkörperaggregaten 8 (z. B. Rollstangen) gegen die jeweilige Pressenplatte 2, 4 abgestützt. Die Pressenplatten 2, 4 sind ferner als beheizbare Pressenplatten und folglich Heizplatten ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist die Presse als Oberkolbenpresse ausgebildet, wobei die obere Pressenplatte 2 mit Zylinderkolbenanordnungen 9 beaufschlagt ist, welche sich gegen das Pressengestell 10 abstützen. Eine solche Presse kann zusätzlich mit einlaufseitig vorkragenden (biegeelastischen) Einlaufplatten ausgerüstet sein. Dieses ist im Ausführungsbeispiel nicht dargestellt. Der in der Figur dargestellte auslauf- seitige Bereich des Pressengestells wird auch als Auslaufwalzenstuhl 11 bezeichnet. Da das Stahlband über die Umlenkwalzen in der gewünschten Weise gespannt wird, ist die Auslaufwalze 6 in der Regel entlang der Pressenlängsrichtung verschiebbar gelagert, und zwar in einem in Fig. 1 lediglich angedeuteten Lagerschild 12.
Während die einlaufseitigen Umlenkwalzen 5, die auch als Einlaufwalzen bezeichnet werden, antriebslos ausgebildet sind, sind die auslaufseitigen Umlenkwalzen 6, welche auch als Auslaufwalzen bezeichnet werden, als Antriebswalzen und folglich als angetriebene Walzen ausgebildet. Sie sind jeweils mit zumindest einem Antrieb 13 versehen, welcher unter Zwischenschaltung eines Getriebes 14 auf die Antriebswalze arbeitet.
Erfindungsgemäß ist der Antrieb 13 als Hochmoment-Elektromotor in Scheiben- bauweise mit zumindest einer rotierenden Läuferscheibe 15 ausgebildet. Ein solcher Motor in Scheibenbauweise, der auch als Scheibenläufermotor oder Segmentmotor bezeichnet wird, ist in Fig. 2 in einer ersten Ausführungsform schematisch angedeutet und in Fig. 5 im Detail dargestellt. Es handelt sich um einen bürstenlosen Scheibenmotor, welcher als Primärteile eine Vielzahl
feststehender und auf einem Kreisring angeordnete Spulen 16 aufweist, welche an einem Spulenträger 27 befestigt sind und mit diesem den Ständer 17 bilden. Als Sekundärteile sind eine Vielzahl von Permanentmagneten 18 vorgesehen, welche an der Läuferscheibe 15 befestigt sind und ebenfalls auf einem Kreisring angeordnet sind.
Fig. 6 zeigt dabei eine Ansicht auf einen solchen Scheibenmotor, wobei im unteren Teil der Scheibe die an der Scheibe befestigten Permanentmagnete 18 erkennbar sind und im oberen Bereich die (vor und hinter der Scheibe angeordneten) Spulen 16 dargestellt sind. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 bzw. 5 und 6 ist lediglich eine Läuferscheibe 15 vorgesehen, der Motor ist folglich als Einscheiben-Motor ausgebildet, und zwar in einer Doppelkammanordnung. Das bedeutet, dass - wie in Fig. 5 erkennbar - auf beiden Seiten der Läuferscheibe 15 jeweils ein von mehreren Permanentmagneten 18 gebildeter Kreisring angeordnet ist, wobei jedem dieser Permanentmagnet-Ringe jeweils ein von Spulen 16 gebildeter Spulen-Ring zugeordnet ist.
Die Fig. 2 und 5 zeigen dabei ein erstes Ausführungsbeispiel, bei welchem lediglich ein Elektromotor 13 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 14 auf die Antriebswalze arbeitet. Der Elektromotor 13 ist gemäß Fig. 2 und 5 mit lediglich einer Läuferscheibe 15 ausgerüstet.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 3 sind nun zwei Motoren 13 vorgesehen, welche jeweils auf einer Seite der Antriebswalze 6 angeordnet sind und welche jeweils unter Zwischenschaltung eines Getriebes 14 auf ein und dieselbe Antriebswalze 6 arbeiten. Bei gleicher Auslegung von Motor und Getriebe lassen sich mit der Anordnung gemäß Fig. 3 vgl. mit der Anordnung gemäß Fig. 2 doppelte Drehmomente auf die Antriebswalze aufbringen.
In Fig. 4 ist eine weitere Variante dargestellt, bei welcher lediglich ein Motor 13 auf einer Seite der Walze 6 angeordnet ist, dieser Motor 13 ist nun jedoch als Zweischeiben-Motor ausgebildet. Mit dieser Anordnung lässt sich bei gleicher Auslegung des Getriebes das gleiche Drehmoment auf die Walze aufbringen, wie bei der Anordnung gemäß Fig. 3.
Von besonderer Bedeutung ist im Rahmen der Erfindung die Tatsache, dass aufgrund der hohen Drehmomente der Scheibenläufermotoren 13 mit einem sehr kompakt aufgebauten Planetengetriebe 14 gearbeitet werden kann, welches vorzugsweise als einstufiges Planetengetriebe ausgebildet ist. Es handelt sich um ein mechanisches Zahnradgetriebe mit zumindest einem Sonnenrad 19, mehreren auf einem Planetenträger 20 angeordneten Planetenrädern 21 und einem Hohlrad 22. Im Ausführungsbeispiel weist das Planetengetriebe 14 vier Planetenräder 21 auf, von denen jedoch lediglich zwei in Fig. 5 erkennbar sind. Das Planetengetriebe 14 ist als Untersetzungsgetriebe mit einer Untersetzung von z. B. i = 2 bis 15, vorzugsweise i = 4 bis 10 ausgelegt. Das bedeutet, dass das Drehmoment abtriebsseitig um einen Faktor 2 bis 15, vorzugsweise 4 bis 10 größer ist als anthebsseitig.
Im Ausführungsbeispiel ist die drehfest mit der Läuferscheibe 15 verbundene Läuferwelle 23 als Antriebswelle an das Sonnenrad 19 angeschlossen. Der Planetenträger 20 ist an eine Abtriebswelle 24 angeschlossen, welche drehfest mit der Antriebswalze 6 (bzw. mit der Welle der Antriebswalze 6) verbunden ist. Das Hohlrad 22 des Planetengetriebes 14 ist feststehend ausgebildet und einerseits an das Lagerschild 12 bzw. die Drehmomentstütze 12' sowie andererseits an den Spulenträger 27 des Ständers 17 angeschlossen.
Wie eingangs erläutert muss die Antriebswalze 6 im Auslaufwalzenstuhl in Pressenlängsrichtung verschiebbar angeordnet sein, um die gewünschte
Spannung des Stahlbandes einstellen zu können. Dazu ist die Anthebswalze 6 mit ihrer Welle bzw. mit der Abtriebswelle 24 drehbar in einem längs verschiebbaren Lagerschild 12 gelagert, welches mit einer Drehmomentstütze 12' versehen ist, bzw. die Drehmomentstütze bildet. Beim Verschieben der Auslauf- walze 6 innerhalb des Auslaufwalzenstuhls wird die Auslaufwalze folglich mit dem Getriebe 14 und dem Antrieb 13 verschoben. Einzelheiten sind nicht dargestellt.
Im Übrigen ist erkennbar, dass der Antrieb 13 mit einer Bremsvorrichtung 25 in der Ausführungsform als Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe 26 ausgerüstet ist.
Der Durchmesser des Antriebes 13, z. B. der Außendurchmesser des Ständers 17 (oder des Spulenträgers 27) und/oder des Antriebsgehäuses entspricht im Ausführungsbeispiel in etwa dem Durchmesser der Antriebswalze 7.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bildet der Ständer 17 bzw. der Spulenträger 27 gleichsam das Antriebsgehäuse. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist dabei eine so genannte "Innenlagerung" realisiert. Das bedeutet, dass die Läuferscheibe 15 im Bereich der Läuferwelle 23 über Wälzlager 28 in bzw. an dem Antriebsgehäuse drehbar gelagert ist.
Fig. 7 zeigt demgegenüber eine abgewandelte Ausführungsform mit einer so genannten "Außenlagerung". Der grundsätzliche Aufbau der Ausführungsform nach Fig. 7 entspricht - abgesehen von dem Lagerkonzept - dem Aufbau gemäß Fig. 5. Außenlagerung meint nun, dass die Läuferscheibe 15 über eine außenumfangsseitige Wälzlageranordnung 29 in dem Antriebsgehäuse drehbar gelagert ist, wobei dieses Antriebsgehäuse im Ausführungsbeispiel von dem Spulenträger 27 gebildet wird. Diese außenumfangsseitige Wälzlageran-
Ordnung 29 nimmt sowohl Radial kräfte als auch Axial kräfte in beiden Richtungen auf. Die Wälzlageranordnung 29 ist dabei auf den Radius der Läuferscheibe 15 bezogen außerhalb der Primärteile 16 und der Sekundärteile 18 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel wird diese Wälzlageranordnung 29 von einem kombinierten Wälzlager 29 für sowohl Radialkräfte als auch Axialkräfte gebildet, welches im Ausführungsbeispiel im Bereich der Stirnfläche der Läuferscheibe angeordnet ist. Dieses kombinierte Wälzlager ist als Schrägkugellager, nämlich im Ausführungsbeispiel als Vierpunktlager ausgebildet.
Die Erfindung geht bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 von der Erkenntnis aus, dass sich der Aufbau und die Funktionsfähigkeit eines solchen Antriebes in Scheibenbauweise weiter verbessern lässt, wenn die Lagerung im Bereich der Läuferwelle durch eine Außenlagerung bzw. periphere Lagerung im Außenumfangsbereich der Läuferscheibe 15 ersetzt wird. Die Außenlagerung 29 gewährleistet, dass selbst hohe Kräfte bzw. hohe Drehmomente nicht zu nennenswerten Änderungen des Luftspaltes zwischen Primärteilen (Spulen 16) und Sekundärteilen (Permanentmagnete 18) führen. Die Außenlagerung gewährleistet folglich, dass der Luftspalt zwischen Primärteilen 16 und Sekundärteilen 18 mit hoher Genauigkeit konstant gehalten wird.
In Fig. 7 ist im Übrigen angedeutet, dass diese Lageranordnung 29 abgedichtet ist und dass eine Lagerschmierung, z. B. Ölschmierung, vorgesehen ist. Diese Lagerschmierung 30, 31 bildet zugleich eine Lagertemperierung bzw. Lagerkühlung, so dass eine ausreichend gleichmäßige Temperierung des Rotors gewährleistet ist. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Ölzufuhr über obere Zuleitungen 30. Im unteren Bereich sind ein oder mehrere Abläufe 31 angedeutet.
Ergänzend kann es zweckmäßig sein, eine Kühlung des Ständers 17 bzw. dessen Spulen 16 vorzusehen. Diese Kühlungen 32 für die Spulen 16 sind in Fig. 7 ebenfalls angedeutet.
Im Übrigen ist in Fig . 7 ein Drehgeber 33 erkennbar. Das Gehäuse des Drehgebers 33 wird von einer nur angedeuteten Drehmomentstütze fixiert. Der Einsatz eines solchen Drehgebers 33 ist u. a. deshalb zweckmäßig, weil der Antrieb als Synchronmaschine mit einem Frequenzumrichter ausgerüstet ist. Es können jedoch auch alternative Sensoren eingesetzt werden, um die Drehzahl des Motors zu erfassen.