Aluminium- oder Graugussgehäuse beim 11-kW-Elektromotor im Vergleich

11 kW (15 HP) markiert im Sortiment von HEM Motor eine besondere Schwelle: Die Baureihe mit Aluminiumgehäuse beginnt bei 0,25 kW und endet genau bei dieser Leistung, während die Baureihe mit Graugussgehäuse von 0,55 kW bis 355 kW reicht. Wer einen Elektromotor mit 11 kW sucht, befindet sich damit in der größten Leistungsstufe, in der zwei verschiedene Gehäuse mit identischen elektrischen Werten zur Wahl stehen. In diesem Beitrag stellen wir beide Gehäuse mit demselben Code und denselben Typenschildwerten gegenüber und zeigen Schritt für Schritt, dass der Unterschied nicht in der Elektrik, sondern im mechanischen Aufbau und in den Einsatzbedingungen liegt.

Zwei Gehäuse bei 11 kW, gleiche Typenschildwerte

Bei HEM Motor ist die Leistung 11 kW mit den Synchrondrehzahlen 1000, 1500 und 3000 U/min erhältlich, und jede Drehzahl wird sowohl mit Aluminium- als auch mit Graugussgehäuse geliefert. Auch wenn sich der Gehäusewerkstoff ändert, bleiben Modellcode, IEC-Baugröße, Bemessungsstrom und Nenndrehmoment gleich. Alle sechs Modelle haben die Schutzart IP55, Isolationsklasse F und werden mit 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz betrieben.

Die Tabelle zeigt: Ersetzen Sie einen Elektromotor durch das Modell mit demselben Code in der anderen Gehäuseausführung, müssen Sie im Schaltschrank keine Einstellung ändern. Überlastschutz, Kabel und Anlaufschaltung bleiben gleich. Die Entscheidung hängt ausschließlich von den mechanischen und umgebungsbedingten Belastungen ab, denen das Gehäuse standhalten muss.

Wo liegt der Unterschied?

Aluminium und Grauguss sind zwei verschiedene Hüllen für denselben elektromagnetischen Aktivteil (Ständerwicklung, Läufer, Welle und Lager). Der Werkstoff der Hülle bestimmt, wie der Elektromotor auf äußere Kräfte, Wärme und Umgebung reagiert. Die Unterschiede lassen sich in vier Punkten zusammenfassen.

Steifigkeit und Schwingungen

Grauguss ist massiver und steifer; er dämpft Schwingungen besser und widersteht Verformungen bei wiederkehrenden Belastungen der Füße zuverlässiger. Das Aluminiumgehäuse ist leicht; bei ruhig laufenden Anwendungen mit Kupplung auf einem erschütterungsfreien Untergrund ist dieses geringe Gewicht ein Vorteil. Steht der Elektromotor dagegen in der Nähe eines Brechers, eines Siebs oder einer schlagend arbeitenden Maschine auf einem ständig vibrierenden Rahmen, ist Grauguss die sicherere Wahl.

Riemenspannung und Wellenbelastung

Wird ein 11-kW-Elektromotor über Riemen und Riemenscheibe angetrieben, wirkt eine erhebliche Querkraft auf Welle und Lager. Diese Kraft wird über Füße und Lagerschilde in das Gehäuse eingeleitet. Bei Riemenantrieben mit häufigem Nachspannen und weit zum Wellenende hin sitzender Riemenscheibe nimmt das Graugussgehäuse diese Belastung leichter auf. Auch das Aluminiumgehäuse kann mit Riemenscheibe betrieben werden; der Riemen muss jedoch korrekt gespannt, die Scheibe möglichst nah am Gehäuse montiert sein, und die Spannschrauben dürfen das Gehäuse nicht belasten.

Umgebung und Oberfläche

Aluminium rostet nicht; in feuchten, chemisch aber neutralen Umgebungen bleibt seine Oberfläche lange einwandfrei. Bestimmte alkalische Reinigungsmittel und salzhaltige Umgebungen können die Aluminiumoberfläche jedoch angreifen. Das Graugussgehäuse wird durch die Lackierung geschützt; wird der Lack durch Stöße oder Abrieb beschädigt, kann die Oberfläche rosten. In staubigen und feuchten Bereichen sollten Lackschäden daher beobachtet werden. Unabhängig vom Werkstoff können ständiger Wasserstrahl, starke Chemikaliendämpfe und hohe Umgebungstemperaturen den Rahmen eines Standard-Elektromotors in IP55 überschreiten; geben Sie diese Bedingungen bei der Bestellung gesondert an.

Transport und Montage

Der 11-kW-Elektromotor mit Aluminiumgehäuse ist deutlich leichter als die Graugussausführung. Das erleichtert die Arbeit, wenn der Antrieb von Hand auf eine Plattform gesetzt, häufig aus- und eingebaut oder per Flansch an eine Maschine gehängt wird. Für das Anheben und Positionieren eines Graugussgehäuses ist in der Regel ein Hebezeug einzuplanen.

Entscheidungshilfe: Welches Gehäuse für welche Bedingungen?

• Aluminium in Betracht ziehen: Kreiselpumpe, Ventilator oder Verpackungsmaschine in einem geschlossenen, relativ sauberen Bereich; Kupplungsverbindung mit sauberer Ausrichtung; häufig transportierter oder per Flansch angehängter Elektromotor.
• Grauguss in Betracht ziehen: Einsatzort mit Staub, Stößen und dauerhaften Schwingungen; hohe Riemenspannung; Schwerlastmaschinen etwa in Steinbearbeitung, Bergbau, Recycling oder Holzverarbeitung; Installation, bei der der Elektromotor jahrelang ohne Ausbau auf demselben Rahmen bleibt.
• Wenn Sie unsicher sind: Prüfen Sie den Gehäusewerkstoff und die Schadenshistorie des alten Elektromotors. Ist der alte Antrieb am Fuß gerissen oder der Lagersitz im Lagerschild beschädigt, liegt die Ursache sehr wahrscheinlich in der mechanischen Belastung; dann ist Grauguss sinnvoll.

Ein Hinweis: Wird ein Elektromotor auf einem unebenen Sockel mit Gewalt festgeschraubt, kann der Fuß unabhängig vom Gehäusewerkstoff reißen. Die Gehäusewahl gleicht einen schlechten Sockel nicht aus.

Was kommt nach 11 kW?

Eine weitere Besonderheit dieser Leistungsstufe ist der Spielraum für spätere Erweiterungen. Besteht die Möglichkeit, dass Ihre Maschine künftig eine höhere Leistung braucht, berücksichtigen Sie das schon bei der heutigen Gehäusewahl. Modelle über 11 kW werden ausschließlich mit Graugussgehäuse angeboten. Bei 1500 U/min sitzt das 11-kW-Modell beispielsweise in Baugröße 160M, das Modell der nächsten Stufe dagegen in 160L. Trotz gleicher Achshöhe ändert sich der Abstand der Fußbefestigung. Ob Sie den 11-kW-Elektromotor in Aluminium oder Grauguss wählen, erleichtert diesen Wechsel nicht; der Sockel muss für das größere Gehäuse neu bewertet werden. Die Verteilung der Baugrößen nach Leistung finden Sie in der Tabelle der Baugrößen, die Abmessungen selbst in den technischen 2D-Zeichnungen.

Beispiel: zwei verschiedene 11-kW-Anforderungen im selben Betrieb

Der folgende Fall ist ein hypothetisches Beispiel. Angenommen, in einer Recyclinganlage werden an zwei Stellen Elektromotoren mit 1500 U/min und 11 kW benötigt.

• Erste Stelle, Waschwasserpumpe: Die Pumpe steht in einem geschlossenen Pumpenraum auf einem Betonsockel und ist über eine Kupplung verbunden. Die Umgebung ist feucht, aber es spritzt kein Wasser direkt auf den Antrieb. Hier ist der 160M-4 mit Aluminiumgehäuse eine ausreichende Wahl; sein geringes Gewicht erleichtert den Ausbau bei Wartungsarbeiten.
• Zweite Stelle, Zuführband des Brechers: Der Elektromotor steht auf einem Stahlrahmen, der die Schwingungen des Brechers aufnimmt, und treibt das Band über einen Riemen an. Die Umgebung ist staubig. Hier ist der 160M-4 mit Graugussgehäuse besser geeignet.
• Gemeinsamkeit: Da beide Elektromotoren die gleichen Typenschildwerte haben, sind Schaltschrank- und Schutzeinstellungen identisch; dieser Vorteil lässt sich bei der Planung eines Reservemotors nutzen. Einen Aluminium-Reservemotor an der staubigen, vibrierenden Stelle einzusetzen, würde den Zweck der Auswahl jedoch zunichtemachen.

Die Drehzahl wird vor dem Gehäuse festgelegt

Der Gehäusewerkstoff ist eine mechanische Entscheidung; die Drehzahl dagegen ergibt sich aus dem Bedarf der Maschine und muss zuerst feststehen. Für ein Rührwerk, das bei niedriger Drehzahl ein hohes Drehmoment benötigt, kommt etwa ein Modell wie der 160L-6 mit Graugussgehäuse (11 kW, 6-polig, 970 U/min, IEC 160L, 400/690 V) in Frage, für einen schnell laufenden Radialventilator dagegen ein Modell wie der 160M1-2 mit Aluminiumgehäuse (11 kW, 2-polig, 2945 U/min, IEC 160M, 400/690 V). Wählen Sie nach der Drehzahl den Gehäusewerkstoff anhand der obigen Liste. Bestimmen Sie die Leistung nicht nach dem Namen der Maschine; Last, Betriebsdauer und Anlaufbedingungen müssen gemeinsam bewertet werden. Alle Aluminiumvarianten finden Sie auf der Seite Modelle mit Aluminiumgehäuse, die Ausführungen für schwere Einsätze auf der Seite Modelle mit Graugussgehäuse.

Diese Angaben benötigen wir für die Gehäusewahl

• Leistung und Drehzahl (11 kW; 1000, 1500 oder 3000 U/min)
• Verbindungsart: Kupplung, Riemenantrieb oder Flansch; Bauform (B3, B5, B14, B34, B35, senkrecht)
• Umgebung: Staub, Feuchtigkeit, Schwingungen, Chemikalien, Freiluft
• Netzspannung und Anlaufverfahren
• Bei einem Austausch: Foto des Typenschilds und Gehäusewerkstoff des alten Elektromotors

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