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Bei einem Gurtförderer treibt der Elektromotor den Gurt nicht direkt an, sondern über ein Getriebe. Beim Austausch des Fördererantriebs lautet die eigentliche Frage deshalb nicht „wie viel kW“, sondern „bewegt der neue Motor zusammen mit dem Getriebe den Gurt mit derselben Geschwindigkeit und derselben Zugkraft?“. Nenndrehzahl des Elektromotors, Getriebeübersetzung und Trommeldurchmesser bestimmen gemeinsam die Gurtgeschwindigkeit; die Art der Verbindung zwischen Motor und Getriebe bestimmt, wie viele Stunden der Austausch dauert. In diesem Beitrag zeigen wir, wie Sie diese drei Glieder der Reihe nach prüfen und wo ein Standard-Drehstrom-Elektromotor am Förderer ausreicht und wo nicht.
Woraus ergibt sich die Gurtgeschwindigkeit?
Die Gurtgeschwindigkeit ist das Ergebnis dreier Werte: Nenndrehzahl des Elektromotors, Übersetzung des Getriebes und Durchmesser der Antriebstrommel. Teilt man die Motordrehzahl durch die Getriebeübersetzung, erhält man die Trommeldrehzahl; multipliziert mit dem Trommelumfang ergibt sich der Weg, den der Gurt pro Minute zurücklegt. In dieser Kette ist der Elektromotor das erste Glied, das die Geschwindigkeit bestimmt.
Die folgende Rechnung verwendet angenommene Werte und dient nur zur Veranschaulichung der Methode:
- Nenndrehzahl des Elektromotors 1450 U/min, Getriebeübersetzung 30:1. Die Trommeldrehzahl beträgt dann etwa 48,3 U/min.
- Bei einem Trommeldurchmesser von 0,4 m beträgt der Umfang etwa 1,26 m. Die Gurtgeschwindigkeit liegt bei 48,3 × 1,26 ≈ 61 m/min, also knapp über einem Meter pro Sekunde.
- Wird an dasselbe Getriebe ein 4-poliger Elektromotor mit 1460 U/min Nenndrehzahl angebaut, beträgt die Trommeldrehzahl 48,7 U/min; der Unterschied ist in der Praxis nicht spürbar.
- Wird an dasselbe Getriebe ein 6-poliger Elektromotor mit 955 U/min Nenndrehzahl angebaut, sinkt die Trommeldrehzahl auf etwa 31,8 U/min, und der Gurt wird um rund ein Drittel langsamer.
Das Ergebnis ist einfach: Bleibt die Polzahl gleich, verändern kleine Unterschiede zwischen den Nenndrehzahlen verschiedener Hersteller die Gurtgeschwindigkeit nicht nennenswert. Ändert sich die Polzahl, muss auch die Getriebeübersetzung neu berechnet werden.
Drehmoment am Getriebeausgang und Motorleistung
Das Getriebe senkt die Drehzahl und erhöht das Drehmoment ungefähr um sein Übersetzungsverhältnis; ein Teil dieses Zuwachses geht durch Verzahnungsverluste verloren. Auch wenn das Nenndrehmoment des Elektromotors klein wirkt, ist das Drehmoment am Getriebeausgang, das den Gurt zieht, deshalb viel größer. Das Nenndrehmoment des Elektromotors finden Sie in der Drehmomenttabelle oder auf der Produktseite.
Die am Förderer benötigte Leistung hängt von der Menge des Förderguts, der Gurtlänge, der Steigung, der Rollenreibung und der Gurtgeschwindigkeit ab. Eine Pauschalregel wie „für diese Länge so viel kW“ gibt es deshalb nicht. Beim Austausch sind Leistung und Drehzahl auf dem Leistungsschild des alten Elektromotors der verlässlichste Ausgangspunkt. Lief der alte Motor problemlos, ist es sinnvoll, bei gleicher Leistung und gleicher Polzahl zu bleiben. Wurde der alte Motor ständig heiß, löste der Thermoschutz aus oder lief er mit beladenem Gurt nicht an, sollte vor dem Wechsel auf einen größeren Motor die Ursache der Lastzunahme geklärt werden: festsitzende Rollen, falsch gespannter Gurt, erhöhte Kapazität oder geänderte Steigung.
Anlauf mit beladenem Gurt
Bleibt die Linie stehen, liegt meist noch Material auf dem Förderer, der dann beladen wieder anläuft. Beim Anlauf muss der Elektromotor die Trägheit von Gurt, Material und Trommeln beschleunigen und zusätzlich die Reibung überwinden. Bei langen, geneigten oder schwer beladenen Gurten kann diese Anlauflast deutlich über der Last im Dauerbetrieb liegen.
- Direktanlauf: Der Elektromotor liefert das volle Anlaufmoment, Gurt und Getriebe erfahren jedoch einen Stoß; Riemen und Verbindungselemente werden stark beansprucht.
- Stern-Dreieck: Senkt den Anlaufstrom, reduziert aber auch das Anlaufmoment auf etwa ein Drittel. Bei beladenem, geneigtem Gurt erreicht der Motor in Sternschaltung unter Umständen keine ausreichende Drehzahl.
- Frequenzumrichter: Ermöglicht einen sanften, kontrollierten Anlauf und erlaubt die Einstellung der Gurtgeschwindigkeit. Unsere Drehstrom-Baureihen eignen sich für die Drehzahlregelung per Frequenzumrichter; bei längerem Betrieb mit niedriger Drehzahl und vollem Drehmoment kann ein Fremdlüfter nötig sein, bei langer Leitung zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein dv/dt- oder Sinusfilter geprüft; diese Bedingungen sind bei der Bestellung anzugeben.
Mit welcher Methode der alte Elektromotor auch anlief – wenn es keine Probleme gab, ist die Beibehaltung dieser Methode der risikoärmste Weg. Möchten Sie die Anlaufart ändern, geben Sie dies bei der Bestellung an.
