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Die Futterschrotmühle, also die Hammermühle, gehört zu den Maschinen eines Futtermittelwerks, die am meisten Energie verbrauchen und den Elektromotor am stärksten beanspruchen. Gerste, Mais, Weizen oder Kleie werden von Hämmern auf einem rotierenden Rotor zerkleinert und durch ein Sieb auf die gewünschte Feinheit gebracht. Da die Bandbreite von kleinen Hofmühlen bis zu Werksmühlen mit mehreren Tonnen Durchsatz pro Stunde reicht, gibt es auf die Frage „Wie viel kW braucht eine Futterschrotmühle?“ keine pauschale Antwort. In diesem Beitrag erläutern wir die Faktoren, die die Antriebsleistung bestimmen, von wem und wie Sie die Leistung erfahren, wie Drehzahl und Kraftübertragung gewählt werden und welche Angaben bei der Bestellung benötigt werden.
Faktoren, die den Leistungsbedarf bestimmen
Die Leistungsaufnahme einer Hammermühle hängt weniger vom Wert auf dem Maschinenschild ab als davon, was an diesem Tag aufgegeben wird. Die wichtigsten Größen, die den Leistungsbedarf derselben Maschine verändern, sind:
- Rohstoffart: Harte Körner wie Mais und Gerste brauchen deutlich mehr Energie als Kleie oder vorgebrochenes Gut. Faserige Materialien wie Heu oder Stroh beanspruchen die Hämmer auf andere Weise.
- Lochdurchmesser des Siebs: Wird für feines Schroten ein Sieb mit kleinen Löchern verwendet, bleibt das Gut länger in der Mühle, und bei gleicher Kapazität steigt die Leistung spürbar. Ein Siebwechsel bedeutet im Grunde eine Änderung der Last am Elektromotor.
- Feuchtigkeit: Feuchtes Korn bricht schwer, verstopft das Sieb und sammelt sich um den Rotor; die Folge ist ein steigender Strom.
- Kapazität (Zuführgeschwindigkeit): Je weiter Zuführschnecke oder Schieber geöffnet werden, desto stärker wird der Elektromotor belastet. Wird die Mühle stärker beschickt, als der Antrieb tragen kann, sinkt zuerst die Drehzahl, danach spricht der Schutz an.
- Anzahl und Verschleißzustand der Hämmer: Hämmer mit stumpfen Kanten reiben das Korn, statt es zu brechen; für dieselbe Arbeit wird mehr Leistung verbraucht, und die Wärme nimmt zu.
- Betriebsdauer: Eine Hofmaschine, die ein bis zwei Stunden am Tag läuft, und eine Werksmühle im Dauerbetrieb über die ganze Schicht beanspruchen den Elektromotor unterschiedlich, auch bei gleicher Leistung.
Eine pauschale Tabelle nach dem Muster „diese Kapazität – so viel kW“ wäre daher irreführend. Der richtige Weg zur Bestimmung der Antriebsleistung ist die nachfolgend beschriebene Reihenfolge.
Wer legt die Leistung fest und wie?
Bei einer neuen Maschine gilt der Wert des Maschinenherstellers. Der Hersteller hat Rotordurchmesser, Hammeranordnung, Siebfläche und Zielkapazität auf diese Leistung ausgelegt; ein kleinerer Elektromotor schränkt die Maschine ein, ein deutlich größerer kann mechanische Teile wie Rotor, Lager und Riemen über ihre Auslegungsgrenze hinaus belasten.
Wird der Elektromotor einer vorhandenen Maschine getauscht, ist das Typenschild des alten Antriebs maßgebend: Leistung, Drehzahl, Spannung und IEC-Baugröße. Hat der alte Elektromotor jahrelang störungsfrei gearbeitet, ist ein Modell mit denselben Werten die sicherste Wahl. Löst er häufig den Überlastschutz aus oder überhitzt er, sollten Sie vor einer Leistungserhöhung folgende Fragen stellen: Wurde das Sieb gegen ein feineres getauscht? Hat sich der Rohstoff geändert? Sind die Hämmer verschlissen? Wurde die Zuführung verstellt? Rutschen die Riemen? Die meisten dieser Probleme lassen sich nicht mit einem größeren Elektromotor, sondern durch die Instandsetzung der Maschine selbst lösen.
Muss tatsächlich auf einen größeren Elektromotor gewechselt werden, etwa weil eine Kapazitätserhöhung geplant ist, sollte die Entscheidung gemeinsam mit dem Maschinenhersteller fallen. Ob Rotor, Welle und Riementrieb der neuen Leistung standhalten, lässt sich nur auf der Maschinenseite beurteilen.
Was verrät die Strommessung?
Wie stark der Elektromotor einer laufenden Mühle tatsächlich belastet ist, ermitteln Sie in der Praxis, indem Sie die Phasenströme bei normaler Beschickung mit einer Strommesszange messen. Liegt der gemessene Strom sehr nahe am Bemessungsstrom auf dem Typenschild oder darüber, arbeitet der Antrieb an seiner Grenze. Liegt er deutlich darunter, hat der Elektromotor Reserven, und die Ursache der Erwärmung ist an anderer Stelle zu suchen. Mit dieser Messung stützt sich die Austauschentscheidung auf Daten statt auf Schätzungen.
Drehzahl und Kraftübertragung: direkte Kupplung oder Riemenantrieb?
In Hammermühlen dreht der Rotor meist mit hoher Umfangsgeschwindigkeit; deshalb ist bei vielen Maschinen ein 2-poliger Elektromotor (3000 U/min synchron) direkt über eine Kupplung mit dem Rotor verbunden. Bei dieser Anordnung entspricht die Rotordrehzahl der Motordrehzahl, und die Motordrehzahl lässt sich nicht ändern. Bei anderen Maschinen treibt ein 4-poliger Elektromotor den Rotor über einen Riementrieb an; das Übersetzungsverhältnis der Riemenscheiben bestimmt die Rotordrehzahl.
- Direkte Kupplung: Die Drehzahl des Elektromotors muss der vom Maschinenhersteller geforderten Drehzahl entsprechen. Der Elektromotor in Fußausführung (B3) wird auf einem gemeinsamen Grundrahmen zum Rotor ausgerichtet; Achshöhe und Fußabstand werden mit dem alten Antrieb verglichen.
- Riemenantrieb: Ändert sich die Motordrehzahl, ändert sich auch die Rotordrehzahl. Wird ein Elektromotor mit 1500 U/min ohne Tausch der Riemenscheiben durch einen mit 3000 U/min ersetzt, verdoppelt sich die Rotordrehzahl; das ist sowohl für die Hämmer als auch für die Lager gefährlich. Ohne Neuberechnung des Übersetzungsverhältnisses wird die Drehzahl nicht geändert.
- Riemenspannung: Ein zu straff gespannter Riemen belastet das vordere Motorlager mit Querkraft; ein lockerer Riemen rutscht, erwärmt sich und vergeudet einen Teil der Leistung.
Wegen der hohen Rotordrehzahl spielt auch die Unwucht eine wichtige Rolle. Ist einer der Hämmer gebrochen oder fehlt, werden die entstehenden Schwingungen auf die Motorlager übertragen. Ist eine solche Unwucht die eigentliche Ursache des früheren Lagerschadens, ereilt den neuen Elektromotor bald dasselbe Schicksal.
