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Die Auswahl des Elektromotors für einen Rollenförderer stützt sich auf drei Fragen: Mit welcher Geschwindigkeit soll die Linie laufen, welche Last tragen die Rollen bei welcher Reibung, und auf welchem Weg wird der Antrieb auf die Rollen übertragen? Die Liniengeschwindigkeit ergibt sich aus Motordrehzahl, Getriebeübersetzung, Kettenradübersetzung und Rollendurchmesser; die erforderliche Leistung hängt weniger vom Gewicht der Last ab als vom Rollwiderstand der Rollen und von der Massenträgheit beim Anlauf. Dieser Beitrag zeigt, wie diese Berechnung bei angetriebenen Rollenförderern aufgebaut und das Getriebe ausgewählt wird.
Wie verteilt sich die Leistung beim angetriebenen Rollenförderer auf die Rollen?
Beim Gurtförderer zieht eine einzige Trommel den gesamten Gurt. Beim Rollenförderer trägt dagegen jede Rolle die Last über sich, und der Antrieb wird über eine Ketten- oder Riemenanordnung auf die Rollen verteilt. Die häufigsten Anordnungen in der Praxis:
- Kette von Rolle zu Rolle: Am Ende jeder Rolle sitzt ein Doppelkettenrad, benachbarte Rollen sind mit kurzen Ketten verbunden. Verbreitet bei schweren Lasten, Paletten- und Kistenlinien. Die Kettenverluste summieren sich mit der Rollenzahl.
- Durchlaufende Kette: Eine einzige lange Kette läuft unter den Rollenkettenrädern hindurch. Es gibt weniger Teile, die Kettenspannung erfordert jedoch über die gesamte Linie Aufmerksamkeit.
- Königswelle (Line Shaft) und O-Ring-Riemen: Von einer entlang der Linie drehenden Welle wird jede Rolle über elastische Riemen angetrieben. Üblich bei leichten Karton- und Kastenlinien; die Riemen lassen einen gewissen Schlupf zu.
Unabhängig von der Anordnung dreht der Elektromotor meist an einem Ende oder in der Mitte der Linie über ein Getriebe das Hauptkettenrad. Lange Linien werden in mehrere Abschnitte unterteilt, jeder Abschnitt hat seinen eigenen Elektromotor.
Motorrollen, bei denen der Antrieb in die Rolle eingebaut ist (Trommelmotor oder Motorrolle mit Kleinspannung), sind eine eigene Produktgruppe. Für diese Aufgabe ist ein spezieller Elektromotor nötig, der außerhalb des Umfangs der Standardbaureihe im Katalog 2026 von HEM Motor liegen kann. Der Standard-Drehstrommotor ist für Anordnungen gedacht, die die Rollen von außen über Kette oder Riemen antreiben.
Liniengeschwindigkeit berechnen
Auf der Rollenbahn entspricht die Fördergeschwindigkeit der Umfangsgeschwindigkeit der Rollen; bei Riemenanordnungen verringert ein geringer Schlupf diese Geschwindigkeit etwas. Die Rechenkette lautet: Nenndrehzahl des Elektromotors ÷ Getriebeübersetzung = Getriebeabtriebsdrehzahl; diese wird über das Kettenradverhältnis in die Rollendrehzahl umgerechnet; Rollendrehzahl × Rollenumfang (π × Durchmesser) = Liniengeschwindigkeit.
Die folgenden Werte sind ein angenommenes Beispiel. Die Zielgeschwindigkeit beträgt 20 m/min, der Rollendurchmesser 60 mm. Da der Rollenumfang etwa 0,188 m beträgt, muss die Rollendrehzahl 20 / 0,188 ≈ 106 U/min sein. Haben Getriebeabtrieb und Rollenkettenrad dieselbe Zähnezahl (1:1), ist bei einem 4-poligen Elektromotor mit 1400 U/min Nenndrehzahl eine Getriebeübersetzung von 1400 / 106 ≈ 13,2 nötig. Gewählt wird die nächstliegende marktübliche Standardübersetzung, und die tatsächliche Liniengeschwindigkeit wird mit dieser Übersetzung neu berechnet.
| Veränderte Größe | Wirkung auf die Liniengeschwindigkeit |
|---|---|
| Größerer Rollendurchmesser | Bei gleicher Drehzahl steigt die Liniengeschwindigkeit proportional zum Durchmesser. |
| Größere Getriebeübersetzung | Die Linie wird langsamer, das Drehmoment an der Rolle steigt. |
| Größeres Kettenrad auf der Rollenseite | Die Linie wird langsamer; das ist eine zusätzliche Untersetzung nach dem Getriebe. |
| 6-poliger statt 4-poliger Elektromotor | Die Linie wird um etwa ein Drittel langsamer; die Übersetzung ist neu zu wählen. |
Last, Reibung und Anlaufdrehmoment
Trägt der Rollenförderer die Last waagerecht, muss der Elektromotor nur einen kleinen Teil des Gewichts der Fördergüter überwinden: die Reibung der Rollenlager, den Rollwiderstand des Förderguts auf den Rollen und die Kettenverluste. Dieser Anteil schwankt stark mit der Bodenbeschaffenheit des Förderguts. Ein Kunststoffkasten mit hartem Boden rollt leicht; ein Karton mit weichem Boden oder eine Holzpalette erzeugt mehr Widerstand. Deshalb können zwei Linien mit gleichem Gewicht unterschiedliche Leistung benötigen.
Den Reibbeiwert für die Leistungsberechnung entnehmen Sie den Daten des Rollen- und Kettenherstellers; denken Sie sich keinen geschätzten Wert aus. Für die Berechnung werden folgende Angaben benötigt:
- Gesamtlast im ungünstigsten Fall (bei vollständig belegter Linie)
- Anzahl, Gewicht und Durchmesser der Rollen
- Kettenanordnung und Anzahl der Ketten (jedes Kettenglied bringt Verluste)
- Liniengeschwindigkeit und angestrebte Beschleunigungszeit beim Anlauf
Beim Anlauf überwindet der Elektromotor nicht nur die Reibung, sondern auch die Massenträgheit aller Rollen und Fördergüter auf der Linie. Bei einer vollen, langen Rollenbahn kann die Rollenmasse nahe an der Masse der Fördergüter liegen. Deshalb wird geprüft, ob das Anlaufdrehmoment ausreicht – getrennt von der Leistung im Dauerbetrieb. Das Nenndrehmoment des Elektromotors finden Sie auf der Produktseite oder in der Drehmomenttabelle.
