Austausch des Elektromotors an der Kreissäge: Drehzahl und Wellenverbindung

Bei der Kreissäge schneidet das gezahnte Sägeblatt das Material mit Dutzenden Umdrehungen pro Sekunde; bei den meisten Maschinen sitzt das Blatt auf der Motorwelle oder auf einer Welle sehr nahe am Antrieb. Diese Nähe macht den Austausch des Elektromotors heikler als bei einer Maschine mit Riemenantrieb. Der richtige Elektromotor hat nicht nur dieselbe Leistung, sondern auch dieselbe Drehzahl, eine zum Blatt passende Welle und Anbindung und verhält sich beim Anlauf und Stillsetzen so, wie die Maschine es erwartet. In diesem Beitrag betrachten wir den Austausch des Elektromotors an der Kreissäge unter den Gesichtspunkten Drehzahl und Wellenverbindung.

Drei Anbindungsarten bei Kreissägen

Bei Holzbearbeitungs-, Profilschneide- und Plattenaufteilmaschinen ist das Sägeblatt meist auf eine der folgenden drei Arten mit dem Antrieb verbunden:

• Blatt direkt auf der Motorwelle: Die Welle des Elektromotors ist verlängert; die Spannflansche und die Mutter, die das Blatt klemmen, sitzen auf dem Wellenende. Das Wellenende ist häufig mit Gewinde versehen, abgesetzt oder hat einen Sonderdurchmesser, und das vordere Lager ist auf die Blattkräfte ausgelegt.
• Sägewelle mit Riemenantrieb: Das Blatt dreht auf einer separaten Welle in eigenen Lagern, der Elektromotor treibt diese Welle über einen Riemen an. Die Motorwelle trägt nur die Riemenscheibe.
• Flanschmotor mit Kupplung: Der Elektromotor ist über seinen Flansch am Maschinengestell befestigt und überträgt die Leistung über eine Kupplung auf die Sägewelle.

Diese Unterscheidung ist die erste Frage, die entscheidet, ob ein Standard-Elektromotor eingesetzt werden kann.

Sonderwelle oder IEC-Standardwelle?

Kreissägemotoren, bei denen das Blatt direkt auf der Welle sitzt, werden maschinenspezifisch gefertigt: mit langer oder besonders geformter Welle, einer Lageranordnung für die axialen und radialen Blattkräfte und manchmal einem langen, an das Maschinengestell angepassten Flansch. Ersetzt man einen solchen Antrieb durch einen Standard-Elektromotor, fehlt die Welle, die das Blatt tragen soll. Ein Standard-Drehstrom-Elektromotor kann nur dann direkt eingebaut werden, wenn alle folgenden Bedingungen erfüllt sind:

• Wellendurchmesser, -länge und Passfeder entsprechen dem IEC-Standardmaß der jeweiligen Baugröße.
• Der Flansch hat die Standardmaße B5 oder B14, oder der Elektromotor sitzt in Fußausführung (B3) auf einem Sockel.
• Am Wellenende wird kein Sägeblatt, sondern eine Riemenscheibe oder Kupplung befestigt.

Ist eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, wird ein Sonder-Elektromotor benötigt. Fragen Sie in diesem Fall mit einem Foto des Typenschilds sowie deutlichen Fotos von Wellenende und Flansch an. Ein Blatt über einen Adapter auf einer Standardwelle zu befestigen oder das Wellenende nachzudrehen, kann zu Blattschlag und Lagerschäden führen; wegen der hohen Umfangsgeschwindigkeit des Blatts ist das ein Sicherheitsrisiko.

Drehzahl: die Umfangsgeschwindigkeit des Blatts nicht verändern

Die Schnittqualität einer Kreissäge hängt wesentlich von der Umfangsgeschwindigkeit des Blatts ab. Sie ist proportional zum Produkt aus Blattdurchmesser und Drehzahl. Sitzt das Blatt direkt auf der Motorwelle, entspricht die Blattdrehzahl der Nenndrehzahl des Elektromotors. Ein 2-poliger Elektromotor dreht unter Last mit etwa 2900 U/min, ein 4-poliger mit etwa 1450 U/min. Ein Wechsel zwischen diesen beiden verdoppelt oder halbiert die Blattgeschwindigkeit.

• Blatt und Zähne sind für eine bestimmte Höchstdrehzahl ausgelegt; die auf dem Blatt angegebene Höchstdrehzahl darf nicht unter der Motordrehzahl liegen.
• Bei Maschinen mit Riemenantrieb ändert das Übersetzungsverhältnis die Drehzahl; statt die Polzahl zu wechseln, ist es sicherer, die bisherige Polzahl beizubehalten.
• Für Maschinen, deren Drehzahl über einen Umrichter eingestellt wird, sei daran erinnert: Unsere Drehstrom-Baureihen eignen sich für die Drehzahlverstellung am Frequenzumrichter, bei längerem Betrieb mit vollem Drehmoment und niedriger Drehzahl kann ein Fremdlüfter erforderlich sein, und bei langen Kabeln zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein dU/dt- oder Sinusfilter in Betracht gezogen. Diese Bedingungen sind bei der Bestellung anzugeben; Einzelheiten in der Frage zum Frequenzumrichter.

Die auf dem Typenschild angegebene Nenndrehzahl liegt etwas unter der Synchrondrehzahl. So steht auf dem Typenschild des 4-kW-Modells der 3000-U/min-Klasse 2905 U/min, auf dem des 3-kW-Modells der 1500-U/min-Klasse 1450 U/min. Vergleichen Sie beim Austausch den Typenschildwert mit dem des alten Elektromotors.

Drehrichtung, Anlauf und Stillsetzen

Die Zähne eines Kreissägeblatts schneiden in eine bestimmte Richtung; dreht der Elektromotor falsch herum, schneidet das Blatt nicht, sondern hält das Material fest oder kann es zurückschleudern. Nach dem Anschluss des neuen Elektromotors wird ohne Blatt ein kurzer Probelauf durchgeführt und die Drehrichtung mit dem Pfeil an der Maschine verglichen. Stimmt sie nicht, werden zwei Phasen der Zuleitung getauscht.

Beim Anlauf belastet die Trägheit von Blatt und Welle den Elektromotor. Kleine Elektromotoren mit dem Typenschild 230/400 V (Δ/Y) werden am 400-V-Netz in Stern geschaltet und laufen meist direkt an. Elektromotoren mit 400/690 V (Δ/Y) arbeiten am 400-V-Netz in Dreieck und eignen sich für Stern-Dreieck-Anlauf. Geben Sie das Verfahren passend zu Ihrem Schaltschrank bei der Bestellung an.

Ein schnelles Stillsetzen des Blatts ist wichtig. Befindet sich auf der Rückseite des Elektromotors eine Bremseinheit, handelt es sich um einen Bremsmotor, der nicht als gleichwertig mit einem Standard-Elektromotor gilt; er ist als Sonderausführung mit den Typenschilddaten anzufragen. Erfolgt das Stillsetzen über eine elektronische Bremse im Schaltschrank, kommt ein Standard-Elektromotor in Betracht.

Leistungswahl und Beispielmodelle

Ohne Kenntnis von Blattdurchmesser, Dicke und Härte des Materials, Vorschubgeschwindigkeit und täglicher Betriebsdauer lässt sich keine genaue Leistung angeben. Der zuverlässigste Ausgangspunkt ist das Typenschild des Elektromotors, der auf derselben Maschine störungsfrei gearbeitet hat. Die folgenden Modelle sind Beispiele für Leistungs- und Drehzahlklassen, die bei Kreissägen mit Riemen- oder Kupplungsantrieb häufig vorkommen:

• 3 kW Grauguss 100L2-4: 4-polig, 1450 U/min, IEC 100L, 230/400 V (Δ/Y), 6,02 A, 19,8 Nm.
• 4 kW Aluminium 112M-2: 2-polig, 2905 U/min, IEC 112M, 400/690 V (Δ/Y), 7,45 A, 13,1 Nm.
• 5,5 kW Grauguss 132S1-2: 2-polig, 2930 U/min, IEC 132S, 400/690 V (Δ/Y), 10,1 A, 17,9 Nm.
• 7,5 kW Grauguss 132S2-2: 2-polig, 2930 U/min, IEC 132S, 400/690 V (Δ/Y), 13,7 A, 24,4 Nm.

Alle diese Modelle haben eine IEC-Standardwelle; die lange Welle zur direkten Aufnahme des Blatts ist bei ihnen nicht vorhanden. In Werkstätten mit starker Spanstaubbelastung bietet das Graugussgehäuse eine robustere Bauweise; alle Modelle werden mit Schutzart IP55 und Isolationsklasse F geliefert. Allgemeine Informationen zu Holzbearbeitungsmaschinen finden Sie auf der Seite Elektromotoren für Holzbearbeitungsmaschinen. Den aktuellen Preis finden Sie auf der Produktseite des jeweiligen Modells.

Beispiel: Austausch an einer Plattensäge mit Riemenantrieb

Dieses Beispiel ist hypothetisch und beschreibt keine reale Kundenanwendung. An einer Plattenaufteilsäge, deren Sägewelle in separaten Lagern läuft und vom Elektromotor über Riemen angetrieben wird, stehen auf dem alten Typenschild 5,5 kW, 2930 U/min und Baugröße 132S.

• Am Wellenende sitzt nur eine Riemenscheibe; die Motorlager tragen das Blatt nicht. Ein Standard-Elektromotor kommt in Betracht.
• Die Werte stimmen mit dem Modell 132S1-2 mit Graugussgehäuse überein; da die Polzahl gleich bleibt, ändert sich die Blattgeschwindigkeit nicht.
• Die Nabe der Riemenscheibe wird mit Durchmesser und Passfeder der neuen Welle verglichen; passt sie, wird die alte Riemenscheibe weiterverwendet.
• Der Elektromotor sitzt auf einem Spannschlitten mit Füßen; der Bohrungsabstand wird mit den technischen 2D-Zeichnungen verglichen.
• Ohne Blatt wird die Drehrichtung geprüft, anschließend wird der Überlastschutz auf den neuen Bemessungsstrom eingestellt.

Säße das Blatt an derselben Maschine direkt auf der Motorwelle, gälte dieser Ablauf nicht; wegen der erforderlichen Sonderwelle würde ein Sonder-Elektromotor mit Typenschild und Fotos angefragt.

Diese Angaben benötigen wir vor der Bestellung

• Foto des Typenschilds des vorhandenen Elektromotors: Leistung, Drehzahl, Spannung, Strom und Baugröße müssen lesbar sein
• Fotos von Wellenende und Flansch; ob das Blatt direkt auf der Welle sitzt oder über Riemen bzw. Kupplung angetrieben wird
• Blattdurchmesser und die auf dem Blatt angegebene Höchstdrehzahl
• Bauform, Netzspannung, Anlaufverfahren und ob der Elektromotor eine Bremse hat

Drehstrommodelle, die zu Ihrer Kreissäge passen können, und deren aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Sind Welle oder Flansch speziell, senden Sie uns Typenschild und Fotos; dann klären wir gemeinsam die passende Lösung. Für andere Anliegen nutzen Sie unsere Kontaktseite.