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Der Mischer ist die am stärksten belastete Maschine einer Betonmischanlage: Jede Charge wird mit grober Gesteinskörnung, Sand, Zement und Wasser gefüllt, in kurzer Zeit homogen gemischt und entleert. Fällt der Mischerantrieb aus, steht die Produktion still; deshalb erfolgt der Austausch oft in Eile, und genau hier passieren die meisten Fehler. Es genügt nicht, einen Elektromotor mit ähnlicher Leistung zu finden; gemeinsam zu prüfen ist, wie der Motor mit den Antriebselementen verbunden ist, ob im selben Mischer ein zweiter Motor arbeitet und unter welchen Bedingungen die Anlage anläuft. Dieser Beitrag behandelt den Motortausch am Anlagenmischer aus Sicht der Antriebselemente.
Mischertypen und Antriebsanordnungen
Die in Mischanlagen eingesetzten Mischer unterscheiden sich in ihrer Antriebsanordnung deutlich. Wer vor dem Austausch die vorhandene Anordnung bestimmt, weiß, welcher Elektromotor wo angeschlossen wird.
- Doppelwellenmischer: Zwei horizontale Wellen mischen das Material mit gegenläufig drehenden Armen. Bei großen Kapazitäten kann jede Welle eine eigene Motor-Getriebe-Einheit haben; bei kleineren treibt ein einzelner Elektromotor beide Wellen über Synchronisationszahnräder gemeinsam an.
- Planetenmischer: Die um eine vertikale Achse drehenden Mischarme werden meist über ein oben angeordnetes Getriebe angetrieben. Der Elektromotor wird dabei oft vertikal oder per Flansch an das Getriebe angebaut.
- Einwellen- und Tellermischer: Sie finden sich in kleineren Anlagen und in der Fertigteilproduktion; der Elektromotor kann auf einem Fußsockel stehen und über Riemen oder Kupplung mit dem Getriebe verbunden sein.
Unabhängig vom Typ sind Leistung und Drehzahl des Elektromotors das Ergebnis der Auswahl, die der Mischerhersteller nach Chargenvolumen und Mischrezeptur getroffen hat. Eine Abweichung davon beim Austausch sollte nur gemeinsam mit dem Hersteller oder einem Projektingenieur erfolgen.
Wie beeinflussen die Antriebselemente die Motorauswahl?
Der Mischerantrieb arbeitet nicht für sich allein; er ist über Getriebe, Riementrieb oder hydrodynamische Kupplung mit der Mischwelle verbunden. Jedes dieser Elemente stellt andere Anforderungen an den Elektromotor.
Elektromotor mit Flanschanbau am Getriebe
Wird der Elektromotor direkt an den Eingangsflansch des Getriebes angebaut, sind Flansch und Welle der kritischste Punkt. Zwei Motoren gleicher Leistung können unterschiedliche IEC-Baugrößen haben; dann ändern sich womöglich auch Flanschmaß und Wellendurchmesser. Vergleichen Sie die Baugröße auf dem Leistungsschild des alten Elektromotors mit der des neuen Modells. Die Bauformen werden je nach Baugröße als B3, B5, B14, B34, B35 und vertikal V1/V3/V5/V6/V15 angeboten; das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt. Dass ein Flansch einfach als „B5“ bezeichnet wird, heißt noch nicht, dass er zu Ihrem Getriebe passt.
Antrieb über Riemen und Riemenscheiben
Bei Anordnungen, in denen ein Elektromotor in Fußausführung (B3) über Riemen mit dem Getriebe verbunden ist, bestimmt die Motordrehzahl zusammen mit dem Übersetzungsverhältnis der Riemenscheiben die Mischgeschwindigkeit. Ändern Sie die Motordrehzahl, muss auch das Übersetzungsverhältnis neu berechnet werden. Die Riemenspannung belastet die Motorlager mit einer Querkraft; für die Lagerlebensdauer ist es wichtig, die Scheibe nah am Wellenende zu montieren und die Spannung auf dem Wert des Herstellers zu halten. Bei Überlast kann der Riemen etwas durchrutschen und so schützen, doch das darf nicht als Sicherheitseinrichtung gelten.
Hydrodynamische Kupplung
Bei manchen Mischern sitzt zwischen Elektromotor und Getriebe eine hydrodynamische (Flüssigkeits-)Kupplung. Sie erlaubt es dem Elektromotor, zunächst ohne die volle Last hochzulaufen, und macht den Anlauf bei gefülltem Mischer sanfter. Beim Austausch müssen das Wellenmaß der Kupplung und die Achshöhe des neuen Elektromotors zusammenpassen; bleibt die Kupplung erhalten, muss auch die Motordrehzahl dieselbe bleiben.
Anlauf unter Last und Mischer mit zwei Elektromotoren
Der schwerste Moment für einen Mischer ist der Wiederanlauf mit gefülltem Kessel nach einem Stromausfall oder Not-Halt. Hat der Beton bereits zu erstarren begonnen, steigt der Widerstand weiter. Ob ein Standard-Elektromotor in dieser Situation anläuft, hängt vom Zusammenspiel aus Anlaufmoment, Anlaufart und Antriebselementen ab.
- Anlaufart: Der Stern-Dreieck-Anlauf senkt den Anlaufstrom, aber auch das Anlaufmoment. Ist ein Anlauf unter Last möglich, wird die Wahl zwischen Direktanlauf, Sanftanlasser und Frequenzumrichter vor Ort von einem Ingenieur anhand der Lastberechnung getroffen.
- Anordnung mit zwei Elektromotoren: Bei einem Mischer, dessen Wellen jeweils von einem eigenen Elektromotor angetrieben werden, müssen Leistung, Drehzahl und elektrische Werte beider Motoren identisch sein. Tauschen Sie nur einen aus, stellen Sie sicher, dass der neue dem alten gleichwertig ist; Elektromotoren mit unterschiedlichem Schlupf teilen sich die Last unter Umständen nicht gleichmäßig.
- Thermischer Schutz: Der Schutz wird auf den Bemessungsstrom laut Leistungsschild des neuen Elektromotors eingestellt. Die Einstellung für den alten Motor unverändert zu übernehmen, kann nach einem Motortausch zu einem falschen Schutz führen.
