Auswahl des Elektromotors für Kunststoffwaschanlagen: Feuchtigkeit, Spritzwasser und Betriebsdauer

Eine Kunststoffwaschanlage besteht aus einer Reihe von Maschinen, die zerkleinerte PET-, PE- oder PP-Teile von Etiketten, Erde, Öl und Papierresten befreien: Vorwaschtrommel, Friktionswäscher, Schwimm-Sink-Becken mit Schnecken, Heißwaschtank, Zentrifugaltrockner und die Pumpen, die das System versorgen. Allen diesen Maschinen sind zwei Dinge gemeinsam: Wasser und lange Laufzeiten. Genau das erschwert die Auswahl des Elektromotors. In diesem Beitrag behandeln wir der Reihe nach die Feuchtigkeits- und Spritzwasserbedingungen in der Waschanlage, die Grenzen des Standardgehäuses mit IP55 und den Einfluss der Betriebsdauer auf die Auswahl.

Wo arbeiten Elektromotoren in der Waschanlage?

Jede Maschine setzt den Antrieb einer anderen Last und einem anderen Wasserkontakt aus. Bevor Sie mit der Auswahl beginnen, sollten Sie klären, an welcher Maschine sich der Elektromotor befindet und wie nah er am Wasser steht.

• Friktionswäscher: Ein schnell drehender Rotor reinigt das Material durch Reibung im Wasser. Der Antrieb sitzt meist an einem Ende der Maschine und ist über Riemen oder Kupplung verbunden; Spritzwasser und Leckagen vom Rotor treten an dieser Stelle am häufigsten auf.
• Schwimm-Sink-Becken und Schnecken: Kleine Antriebe, die bei niedriger Drehzahl über ein Getriebe arbeiten. Sie werden am Beckenrand nahe dem Wasserspiegel montiert.
• Zentrifugaltrockner: Er entwässert das nasse Material durch Drehen bei hoher Drehzahl. Beim Anlauf ist die Rotorträgheit erheblich; um die Maschine herum herrschen feuchte Luft und Wassertropfen.
• Pumpen: Sie fördern Waschwasser und Schmutzwasser. Der Elektromotor sitzt direkt neben dem Pumpengehäuse; eine Leckage an Stopfbuchse oder Gleitringdichtung kann Wasser auf die Maschine tropfen lassen.
• Rührwerk des Heißwaschtanks: Der Antrieb steht meist vertikal auf dem Tank; heißer Dampf steigt zur Maschine auf.

Wie weit schützt IP55, und wo reicht es nicht?

Alle angebotenen Drehstrom-Modelle von HEM Motor haben Schutzart IP55. Die beiden Ziffern stehen für Unterschiedliches:

• Erste Ziffer (5): Staubgeschützt. Das Eindringen von Staub wird nicht vollständig verhindert, es kann aber keine Menge eindringen, die den Betrieb der Maschine beeinträchtigt.
• Zweite Ziffer (5): Geschützt gegen Strahlwasser mit niedrigem Druck aus allen Richtungen. Spritzwasser, Tropfleckagen und Schlauchwasser mit niedrigem Druck fallen unter diese Definition.

Dieser Schutz reicht für viele Einbaupositionen in der Waschanlage aus. Es gibt jedoch auch Bedingungen, die IP55 nicht abdeckt, und diese sind ehrlich abzugrenzen:

• Hochdruckreinigung: Wird die Anlage mit einem Hochdruckreiniger gesäubert und der Strahl direkt auf den Elektromotor gerichtet, liegt das außerhalb der IP55-Definition. Wasser kann Dichtungen überwinden und eindringen.
• Eintauchen oder Überflutung: Bei überlaufendem Becken oder einer volllaufenden Grube, in der die Maschine steht, ist ein IP55-Antrieb nicht geschützt. Ein Elektromotor mit Standardgehäuse wird nicht für Unterwasseranwendungen eingesetzt.
• Betrieb unter ständigem Wasserfluss: Steht die Maschine dauerhaft in einem Wasservorhang, ist das ein anderer Fall als die kurzzeitige Strahlwasserprüfung.
• Chemikalien und heißer Dampf: Der Dampf von heißem Waschwasser mit Lauge oder Reinigungsmittel kann Gehäuselack und Dichtungen mit der Zeit angreifen.

Umfasst die Einbauposition eine dieser Bedingungen, geben Sie den Bedarf an einem höheren Schutz bei der Bestellung ausdrücklich an. Mit welchem Modell und unter welchen Bedingungen dieser Bedarf gedeckt werden kann, wird in der Angebotsphase gesondert geprüft; eine andere Schutzart als IP55 darf ohne Bestätigung nicht vorausgesetzt werden.

Montagegewohnheiten, die Spritzwasser verringern

Häufig liegt das Problem weniger in der Schutzart als darin, wo und wie der Elektromotor montiert ist. Die folgenden Maßnahmen verlängern die Lebensdauer eines IP55-Antriebs in der Waschanlage:

• Antrieb über den Wasserspiegel setzen: Heben Sie Schneckenantriebe am Beckenrand mit einem Sockel oder einer Konsole an, falls das Becken überlaufen kann.
• Spritzschutz verwenden: Ein einfaches Schutzblech gegen Spritzwasser vom Rotor ist sehr wirksam, solange es den Luftstrom der Maschine nicht behindert. Der Bereich vor der Lüfterhaube muss frei bleiben.
• Klemmenkasten richtig ausrichten: Die Kabeleinführungen sollten nach unten zeigen, und das Kabel sollte mit einer Tropfschlaufe zur Maschine geführt werden; so gelangt am Kabel ablaufendes Wasser nicht in den Kasten.
• Dichtungsleckagen verfolgen: Tropft Wasser aus der Pumpenstopfbuchse oder einer Maschinendichtung in Richtung Wellendurchführung des Elektromotors, beseitigen Sie zuerst die Leckage.
• Reinigungsanweisung erteilen: Teilen Sie dem Wartungsteam schriftlich mit, dass die Antriebe bei der Anlagenreinigung nicht mit dem Druckstrahl bearbeitet werden dürfen.

Kondensation

In einer Anlage, die nachts steht und tagsüber läuft, kann beim Abkühlen der Maschine die feuchte Luft im Inneren kondensieren. Nach längeren Stillständen ist es eine gute Gewohnheit, vor dem ersten Einschalten den Isolationswiderstand messen zu lassen. Haben Sie für Positionen mit hohem Kondensationsrisiko besondere Anforderungen, geben Sie diese bei der Bestellung an; die Umsetzbarkeit wird in der Angebotsphase bestätigt.

Betriebsdauer und Lastart

Waschanlagen laufen meist im Schicht- oder Dauerbetrieb. Für den Elektromotor bedeutet das Dauerbetrieb (S1): Die Maschine arbeitet lange nahe der Bemessungslast und kühlt sich nur mit ihrem eigenen Lüfter. Dabei ist auf Folgendes zu achten:

• Lastreserve: Läuft die Maschine dauerhaft über dem Typenschildstrom, steigt die Wicklungstemperatur und die Lebensdauer sinkt. Beim ersten Einschalten sollte der Strom unter Last gemessen und mit dem Typenschildwert verglichen werden.
• Kühlung: Kunststofffasern und Schmutz in den Kühlrippen des Gehäuses verschlechtern die Wärmeabfuhr. Regelmäßige Reinigung ist ebenso wichtig wie die Lastreserve.
• Anlauf: Friktionswäscher und Zentrifugaltrockner können wegen ihrer schweren Rotoren lange anlaufen. Ist die Maschine gefüllt stehen geblieben, wird der Anlauf noch schwerer; wählen Sie das Anlassverfahren entsprechend.
• Drehzahlregelung: Bei Schnecken und Zuführbändern kann ein Umrichter eingesetzt werden. Unsere Drehstrom-Serien eignen sich für die Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter; bei längerem Betrieb mit vollem Drehmoment bei niedriger Drehzahl kann ein Fremdlüfter erforderlich sein, bei langer Leitung zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein dU/dt- oder Sinusfilter geprüft; diese Bedingungen sind bei der Bestellung anzugeben.

Beispielmodelle mit Graugussgehäuse für Waschanlagen

Das Graugussgehäuse wird wegen seiner Steifigkeit in feuchter und schwingungsreicher Umgebung in Waschanlagen häufig bevorzugt. Die folgenden Modelle sind Beispiele für verschiedene Aufgaben in der Anlage; die von Ihrer Maschine benötigte Leistung hängt von den Herstellerangaben und der Kapazität ab.

Alle Modelle haben Schutzart IP55, Isolationsklasse F und 50 Hz. Der 90L-4 mit Typenschildangabe 230/400 V wird am 400-V-Netz in Stern geschaltet; die Modelle mit 400/690 V werden am 400-V-Netz in Dreieck geschaltet. Die Polzahl sollte der bisherigen Maschine entsprechen. Weitere Informationen zur Kunststoffbranche finden Sie auf der Seite Elektromotoren für die Kunststoff- und Gummiverarbeitung, zur Pumpenseite auf der Seite Elektromotoren für Pumpen.

Angenommenes Beispiel: wiederkehrender Ausfall am Friktionswäscher

Dieses Szenario ist ein Erläuterungsbeispiel und kein realer Kundenfall. Angenommen, der vierpolige 11-kW-Antrieb des Friktionswäschers in einer PET-Waschanlage fällt in kurzen Abständen aus.

• Untersuchung: Die Maschine sitzt direkt unter der Rotordichtung; aus der Dichtung austretendes Wasser läuft über das Gehäuse zum Klemmenkasten. Die Kabeleinführungen zeigen nach oben. Die Anlage wird jeden Abend mit Druckwasser gereinigt.
• Bewertung: Hauptursache sind der ständige Wasserfluss und der Druckstrahl, die außerhalb der IP55-Definition liegen. Eine neue Maschine an derselben Stelle erleidet dasselbe Schicksal.
• Abhilfe: Die Dichtung wird erneuert, über der Maschine wird ein Spritzschutz angebracht, der die Lüfterhaube nicht verdeckt, der Klemmenkasten wird so ausgerichtet, dass die Kabeleinführungen nach unten zeigen, und das Wartungsteam wird angewiesen, die Antriebe nicht mit dem Strahl zu bearbeiten.
• Elektromotor: Mit gleicher Leistung und Polzahl das Modell 160M-4 Grauguss; bei gleicher Baugröße bleiben Sockel und Riemenanordnung erhalten.
• Restrisiko: Gibt es auch nach diesen Maßnahmen eine Position, an der die Maschine ständig Wasser ausgesetzt ist, wird der Bedarf an höherem Schutz bei der Bestellung angegeben und in der Angebotsphase bewertet.

Angaben für Ihre Bestellung

• Maschine, an der sich der Elektromotor befindet, und seine Aufgabe in der Anlage
• Foto des Typenschilds der bisherigen Maschine: Leistung, Nenndrehzahl, Spannung, Baugröße
• Bauform (Fuß, Flansch, vertikal) und Verbindungsart (Riemen, Kupplung, Getriebe)
• Wasserkontakt: Spritzwasser, Tropfwasser, Hochdruckreinigung, Überflutungsrisiko; heißes Wasser oder chemische Dämpfe
• Tägliche Betriebsdauer, Anlaufhäufigkeit, Anlassverfahren und Netzspannung

Passende Modelle und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Um anhand der Typenschilddaten Ihrer Anlagenmaschine das passende Modell zu erfragen, nutzen Sie die Seite für die Typenschild-Anfrage; Ihre Schutzanforderungen können Sie uns über unsere Kontaktseite mitteilen.