Elektromotor für Trommelsiebe: Getriebeübersetzung und Anlauflast

Die Auswahl des Elektromotors für ein Trommelsieb beginnt mit der Frage, mit welcher Drehzahl die Trommel laufen muss; das Getriebeübersetzungsverhältnis wird von dieser Drehzahl aus rückwärts berechnet. Die Trommeldrehzahl wird auf einen bestimmten Anteil der kritischen Drehzahl gehalten, die vom Trommeldurchmesser abhängt, und der Elektromotor erreicht diese niedrige Drehzahl über ein Getriebe und meist zusätzlich über eine Kette oder Antriebsrollen. Der zweite bestimmende Faktor ist das Anlaufmoment, das nötig ist, um eine schwere, mit Material gefüllte Trommel aus dem Stillstand in Drehung zu versetzen.

Worin unterscheidet sich das Trommelsieb vom Schwingsieb?

Das Trommelsieb (Trommel) ist ein leicht geneigt gelagerter Zylinder aus Lochblech oder Drahtgewebe. Die Trommel dreht sich langsam um ihre Achse; während das Material im Inneren rollt, fallen feine Körner durch die Öffnungen, grobe Körner treten am Trommelende aus. Trommelsiebe sind in Kompost-, Sand- und Kies-, Erdaushub-, Recycling- und Abfallsortieranlagen verbreitet.

Der Unterschied zum Schwingsieb: Hier gibt es keine Schwingung, der Elektromotor dreht die Trommel lediglich mit konstanter, niedriger Drehzahl. Daher kann ein auf einem festen Rahmen montierter Standard-Drehstrom-Asynchronmotor eingesetzt werden. Die eigentliche technische Aufgabe ist die richtige Einstellung der Drehzahl und der Anlauf der gefüllten Trommel.

Trommeldrehzahl: kritische Drehzahl und Betriebsanteil

Dreht sich die Trommel zu schnell, drückt die Fliehkraft das Material an die Trommelwand, es rollt nicht mehr, und die Siebung kommt zum Erliegen. Diese Grenze heißt kritische Drehzahl. Sie ergibt sich näherungsweise aus der Formel kritische Drehzahl (U/min) ≈ 42,3 ÷ √D, wobei D der Innendurchmesser der Trommel in Metern ist. Trommelsiebe werden in der Regel mit einem bestimmten Prozentsatz der kritischen Drehzahl betrieben; in der Praxis liegt er häufig bei etwa einem Drittel. Der genaue Wert richtet sich nach dem Material und der Konstruktion des Siebherstellers.

Die folgende Rechnung ist ein hypothetisches Beispiel. Bei einer Trommel mit 2 m Innendurchmesser beträgt die kritische Drehzahl 42,3 ÷ 1,41 ≈ 30 U/min. Soll die Trommel mit 35 % der kritischen Drehzahl laufen, liegt die Zieldrehzahl bei etwa 10,5 U/min. Um eine so niedrige Drehzahl zu erreichen, werden statt eines einzelnen Getriebes meist ein Getriebe und eine zweite Stufe (Kettenrad oder Antriebsrolle) kombiniert.

Getriebeübersetzung berechnen

Gesamtübersetzung = Nenndrehzahl des Elektromotors ÷ Ziel-Trommeldrehzahl. Diese Übersetzung wird auf Getriebe und zweite Stufe aufgeteilt. Wird für die Beispieltrommel ein 4-poliger Elektromotor mit 1460 U/min Nenndrehzahl verwendet, ergibt sich eine Gesamtübersetzung von 1460 ÷ 10,5 ≈ 139. Wählt man ein Getriebe mit 1:35 und Kettenräder mit 1:4, beträgt die Gesamtübersetzung 140 und die Trommeldrehzahl etwa 10,4 U/min.

Wird dieselbe Trommel mit einem 6-poligen Elektromotor mit 970 U/min Nenndrehzahl angetrieben, sinkt die Gesamtübersetzung auf etwa 92. In diesem Fall kann ein Getriebe mit kleinerer Übersetzung ausreichen. Welche Polzahl gewählt wird, hängt unter anderem von der Getriebegröße, der Anbindung des vorhandenen Antriebs und der Ersatzteilverfügbarkeit ab.

Gängige Antriebsanordnungen an der Trommel

• Umlaufende Kette und Zahnkranz: Um die Trommel ist ein Zahnkranz oder Kettenrad gelegt, das vom Ritzel am Getriebeausgang angetrieben wird. Es handelt sich um einen formschlüssigen Antrieb ohne Schlupf.
• Reibrollen: Die Trommel liegt auf vier Tragrollen, von denen ein Teil angetrieben ist; der Antrieb erfolgt über Reibung. Bei nassen oder öligen Oberflächen kann beim Anlauf Schlupf auftreten.
• Zentralwelle: Bei kleinen Trommeln sitzt die Trommel auf einer Welle, die vom Getriebe direkt angetrieben wird.

Anlauflast: die gefüllte Trommel in Bewegung setzen

Steht die Trommel still, sackt das Material im Inneren zum Boden ab. Beim erneuten Anlauf muss der Elektromotor gleichzeitig die große Trägheit der Trommel, die Reibung der Tragrollen und die unsymmetrische Last überwinden, die durch das Anheben des Materials in der Trommel entsteht. Das Anlaufmoment kann daher deutlich über dem Moment im Dauerbetrieb liegen. Bildet nasses, klebriges Material am unteren Teil der Trommel einen Kuchen, steigt diese Last weiter.

• Direktanlauf: Der Elektromotor liefert das volle Anlaufmoment; Kette, Ritzel und Getriebe erfahren jedoch einen plötzlichen Stoß.
• Stern-Dreieck: Das Anlaufmoment sinkt auf etwa ein Drittel. Bei gefüllter Trommel erreicht der Elektromotor in Stern möglicherweise nicht die erforderliche Drehzahl; diese Schaltung eignet sich eher, wenn beim Anlauf keine Last anliegt.
• Frequenzumrichter: Ermöglicht einen Anlauf mit kontrollierter Rampe und erlaubt zudem eine Feinabstimmung der Trommeldrehzahl auf das Material. Unsere Drehstrom-Baureihen eignen sich für die Drehzahlregelung am Frequenzumrichter; bei längerem Betrieb mit vollem Drehmoment und niedriger Drehzahl kann ein Fremdlüfter erforderlich sein, bei langen Kabeln zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein dU/dt- oder Sinusfilter geprüft; diese Bedingungen sind bei der Bestellung anzugeben.

Die wirksamste betriebliche Maßnahme besteht darin, die Trommel nach dem Abschalten der Beschickung eine Zeit lang leer laufen zu lassen, um sie zu entleeren, und sie erst dann anzuhalten. So beginnt der nächste Anlauf leicht. Bevor Sie einen größeren Elektromotor in Betracht ziehen, sollte auch geprüft werden, ob Getriebe und Kette dem Anlaufstoß standhalten; für Abtriebsdrehmoment und Betriebsfaktor des Getriebes sind die Werte des Getriebeherstellers maßgebend.

Beispielmodelle für Trommelsiebe

Beispiele mit Graugussgehäuse für Antriebe, die auf einem festen Rahmen arbeiten und die Trommel über ein Getriebe drehen. Die Leistung wird gemeinsam mit Trommelgröße, Materialdichte, Kapazität und Anlaufbedingungen festgelegt:

• 132M-4 mit Graugussgehäuse: 7,5 kW, 4-polig, 1460 U/min, 400/690 V, IEC 132M, Nenndrehmoment 49,1 Nm.
• 160M-4 mit Graugussgehäuse: 11 kW, 4-polig, 1465 U/min, 400/690 V, IEC 160M, Nenndrehmoment 71,7 Nm.
• 160L-6 mit Graugussgehäuse: 11 kW, 6-polig, 970 U/min, 400/690 V, IEC 160L, Nenndrehmoment 108,3 Nm.

Das Graugussgehäuse wird auf Siebplätzen mit hoher Staub- und Stoßbelastung bevorzugt; die Elektromotoren haben IP55 und Isolationsklasse F. Für Elektromotoren im Freien ist ein zusätzlicher Schutz gegen Regen und Sonne zu berücksichtigen. Passende Modelle von HEM Motor und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen; allgemeine Informationen zu Getriebeantrieben bietet die Seite Elektromotoren für Getriebe, Optionen für den Einsatz vor Ort die Seite Elektromotoren für den Bergbau.

Fazit und benötigte Angaben für die Bestellung

Legen Sie beim Trommelsieb zuerst die Ziel-Trommeldrehzahl anhand des Trommeldurchmessers und der Herstellerangaben fest und teilen Sie dann die Gesamtübersetzung auf Getriebe und zweite Stufe auf. Wählen Sie Leistung und Anlaufverfahren nach den Bedingungen beim Anlauf mit gefüllter Trommel; berücksichtigen Sie auch den Anlaufstoß auf Getriebe und Kette. Für die Bestellung werden Trommeldurchmesser und -drehzahl, Antriebsanordnung, Getriebeschild, Materialart und -feuchte, Angabe zum Anlauf mit gefüllter Trommel, Typenschild des vorhandenen Elektromotors, Anlaufverfahren und Bedingungen am Einsatzort benötigt.

Alle passenden Modelle und aktuellen Preise finden Sie in unserem Online-Verkaufsbereich. Senden Sie Typenschildfoto, Drehzahl und Montageangaben Ihres vorhandenen Elektromotors über die Seite Typenschild senden und fordern Sie ein Angebot für das passende Modell an. Für eine Beratung mit Ihren Trommeldaten nutzen Sie unsere Kontaktseite.

Häufig gestellte Fragen

Erhöht eine höhere Drehzahl des Trommelsieb-Antriebs die Kapazität?

Bis zu einem gewissen Punkt ja; nähert sich die Drehzahl jedoch der kritischen Drehzahl, haftet das Material an der Wand, und die Siebung verschlechtert sich. Prüfen Sie vor einer Drehzahländerung die Angaben des Siebherstellers.

Sollte beim Trommelsieb ein 4-poliger oder ein 6-poliger Elektromotor eingesetzt werden?

Beide sind möglich; der Unterschied liegt in der Gesamtübersetzung. Wurde das vorhandene Getriebe für einen 4-poligen Elektromotor ausgelegt, ist es am einfachsten, dieselbe Polzahl beizubehalten.

Warum läuft die gefüllte Trommel morgens nicht an?

Nasses Material kann am Boden einen Kuchen gebildet haben, sodass die Last unsymmetrisch ist; zudem senkt der Stern-Dreieck-Anlauf das Anlaufmoment. Die ersten Schritte sind, die Trommel vor dem Anhalten zu entleeren und das Anlaufverfahren zu überprüfen.

Sind der Antrieb eines Schwingsiebs und der eines Trommelsiebs dasselbe?

Nein. Beim Trommelsieb dreht der Elektromotor die Trommel von einem festen Rahmen aus und kann ein Standard-Asynchronmotor sein; am Siebkasten befestigte Unwuchtmotoren sind dagegen eine eigene Produktgruppe.