Austausch des Elektromotors an der Säulenbohrmaschine: Riemenscheibe, Leistung und Montage

Beim Antriebstausch an einer Säulenbohrmaschine ist der einfachste Weg, einen Elektromotor mit gleicher Leistung, gleicher Polzahl und gleichem Wellendurchmesser wie der alte zu wählen und die Stufenscheibe auf die neue Welle zu übernehmen. Bei diesen Maschinen ergibt sich die Spindeldrehzahl aus der Motordrehzahl und den Riemenscheibenstufen; der Elektromotor selbst ist meist hinter dem Bohrkopf mit nach oben zeigender Welle befestigt. Beim Austausch werden deshalb drei Punkte gemeinsam geprüft: Riemenscheibe, Leistung und Montage.

Der Antrieb der Säulenbohrmaschine

Bei der in Werkstätten verbreitetsten Bauart der Säulenbohrmaschine sitzt der Elektromotor auf einer Konsole an der Rückseite des Bohrkopfs. Am Ende der Motorwelle befindet sich eine Riemenscheibe mit mehreren Stufen (Stufenscheibe); über der Spindel sitzt eine entsprechende, umgekehrt angeordnete Scheibe. Die Drehzahl wird gewählt, indem der Riemen auf gegenüberliegende Stufen beider Scheiben gelegt wird. Manche Modelle haben eine Zwischenscheibe mit zwei Riemen, andere eine Variatorscheibe mit veränderlichem Durchmesser, größere Maschinen einen Getriebekopf.

Unabhängig von der Anordnung sitzt der Elektromotor ganz oben an der Maschine, und die Welle zeigt nach oben. Das rückt beim Antriebstausch einige Details in den Vordergrund, die sich von horizontalen Maschinen unterscheiden: Gewicht der Riemenscheibe und Riemenzug wirken von oben auf die Motorwelle, und befestigt wird der Elektromotor meist nicht über Füße, sondern über eine Anschlussplatte oder einen Flansch.

Riemenscheibe: das Teil, das die Drehzahl bestimmt

Die Spindeldrehzahl ergibt sich aus der Nenndrehzahl des Elektromotors und dem Verhältnis der Durchmesser von Motor- und Spindelriemenscheibe: Spindeldrehzahl = Motordrehzahl × Durchmesser Motorscheibe ÷ Durchmesser Spindelscheibe. Das Drehzahlschild an der Maschine liefert diese Rechnung für jede Riemenstellung fertig und ist meist auf einen 4-poligen Elektromotor ausgelegt.

Ein hypothetisches Beispiel

Die Werte dienen nur zur Veranschaulichung des Verfahrens. Angenommen, der Elektromotor ist 4-polig mit einer Nenndrehzahl von 1420 U/min. Liegt der Riemen motorseitig auf der 120-mm-Stufe und spindelseitig auf der 60-mm-Stufe, beträgt die Spindeldrehzahl 1420 × 120 ÷ 60 ≈ 2840 U/min. Wird der Riemen motorseitig auf 60 mm und spindelseitig auf 120 mm gelegt, sinkt die Drehzahl auf etwa 710 U/min. Würde an derselben Maschine ein 2-poliger Elektromotor eingebaut, verdoppelten sich alle Stufen, und auf der höchsten Stufe liefen Spindellager und Bohrfutter weit über ihrer Auslegungsdrehzahl.

Beim Übernehmen der Riemenscheibe auf den neuen Elektromotor

• Wellendurchmesser und Passfeder: Die Nabenbohrung der Stufenscheibe ist auf die alte Motorwelle abgestimmt. Sind Wellendurchmesser und Passfedernut des neuen Elektromotors nicht identisch, passt die Scheibe nicht. Die gleiche IEC-Baugröße ist der einfachste Weg zum gleichen Wellenende.
• Höhe der Riemenscheibe: Motor- und Spindelscheibe müssen in derselben waagerechten Ebene liegen. Ist die Wellenlänge des neuen Elektromotors anders, ändert sich die Höhe, auf der die Scheibe auf der Welle sitzt; der Riemen läuft schräg und verschleißt seitlich.
• Befestigung der Riemenscheibe: Die Scheibe wird meist mit Gewindestift und Passfeder gehalten. Beim Elektromotor mit nach oben zeigender Welle rutscht eine gelockerte Scheibe nach unten; prüfen Sie nach der Montage unbedingt den festen Sitz.
• Unwucht: Eine alte, gerissene oder verbogene Riemenscheibe am neuen Elektromotor verursacht Vibrationen. Ist die Scheibe beschädigt, sollte sie zusammen mit dem Antrieb erneuert werden.

Leistung: Was sagt das alte Typenschild?

Die Motorleistung einer Säulenbohrmaschine legt der Hersteller nach dem größten Bohrdurchmesser, dem Werkstoff und dem Aufbau der Maschine fest. Bei Werkstattmaschinen liegt diese Leistung meist bei etwa 1 kW oder darunter; bei großen Maschinen mit Getriebe ist sie höher. Den genauen Wert entnehmen Sie dem Typenschild der Maschine oder des alten Elektromotors.

Eine Leistungsstufe höher ist meist nicht nötig. Treten bei großen Bohrdurchmessern Schwierigkeiten auf, sollte zuerst geprüft werden, ob die richtige Drehzahlstufe gewählt ist: Ein großer Bohrer verlangt eine niedrige Drehzahl, und auf der niedrigen Stufe erhöht das Riemenscheibenverhältnis das Drehmoment des Elektromotors ohnehin. Auch Riemenschlupf, ein stumpfer Bohrer oder zu hoher Vorschub können wie eine zu schwache Motorleistung wirken. Bestehen die Schwierigkeiten nach deren Beseitigung weiter, wird die nächsthöhere Leistung erwogen; da dann auch die Baugröße wachsen kann, werden Konsole und Riemenscheibe erneut auf Passung geprüft.

Gibt es in der Werkstatt nur ein Einphasennetz, kann ein Drehstrommotor nicht direkt angeschlossen werden. Die Einphasen-Baureihen von HEM Motor umfassen 0,18–5,5 kW; fragen Sie uns mit den Typenschilddaten nach einem Einphasenmotor.

Montage: vertikaler Betrieb mit Welle nach oben

An der Säulenbohrmaschine arbeitet der Elektromotor meist in vertikaler Lage mit nach oben zeigender Welle. Die Befestigung unterscheidet sich je nach Maschine:

• Elektromotor mit Anschlussplatte (Fußausführung): Der Elektromotor wird mit seinen Füßen an eine senkrechte Platte geschraubt, die am Kopf angelenkt ist. Über dieses Gelenk wird die Riemenspannung eingestellt.
• Elektromotor mit Flansch: Der Elektromotor sitzt mit dem Flansch am vorderen Lagerschild direkt auf einer Konsole. Bei dieser Anordnung müssen Lochkreis und Zentrierdurchmesser des Flansches exakt übereinstimmen.

Bei HEM Motor werden B3, B5, B14, B34, B35 sowie vertikal V1/V3/V5/V6/V15 je nach Baugröße angeboten; das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt. Geben Sie bei der Bestellung unbedingt an, dass der Elektromotor vertikal mit Welle nach oben arbeitet. Dass der alte Antrieb nur als „B14“ bezeichnet wird, bedeutet nicht, dass er zu Ihrer Konsole passt; messen Sie den Lochabstand. Für den Maßvergleich können Sie die technischen 2D-Zeichnungen, für die Montageoptionen die Frage zu den Bauformen heranziehen.

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Drehrichtung, Gewindeschneiden und elektrischer Anschluss

Bohrer schneiden rechtsdrehend. Prüfen Sie nach dem Anschluss des neuen Elektromotors die Spindeldrehrichtung ohne eingesetzten Bohrer; ist die Richtung falsch, tauschen Sie zwei Phasen an der Klemmleiste des Elektromotors.

Bei Maschinen mit Gewindeschneidfunktion dreht der Elektromotor am Bohrungsgrund in Gegenrichtung. Bei dieser Anordnung läuft er in kurzen Abständen vorwärts und rückwärts an. Ein Standard-Elektromotor kann diesen Betrieb bewältigen; Steuerschaltung für die Umkehr und Einstellung des Motorschutzes müssen jedoch zur bisherigen Maschine passen. Stellen Sie das Thermorelais auf den Strom auf dem Typenschild ein.

Bei Elektromotoren kleiner Leistung lautet das Typenschild meist 230/400 V (Δ/Y). Am 400-V-Drehstromnetz wird dieser Elektromotor im Stern (Y) geschaltet. Die Lage der Klemmenbrücken am alten Elektromotor zu notieren und beim neuen dieselbe Schaltung herzustellen, verringert das Risiko eines Fehlanschlusses.

Beispielmodelle für Säulenbohrmaschinen

Die folgenden 4-poligen Modelle sind Beispiele für Leistungen bei Werkstatt-Säulenbohrmaschinen. Alle sind für 230/400 V (Δ/Y), 50 Hz ausgelegt und haben IP55 und Isolationsklasse F:

• 80M1-4 mit Aluminiumgehäuse: 0,55 kW, 4-polig, Nenndrehzahl 1400 U/min, IEC 80M, 1,31 A (400 V).
• 80M2-4 mit Aluminiumgehäuse: 0,75 kW, 4-polig, Nenndrehzahl 1420 U/min, IEC 80M, 1,75 A (400 V).
• 90S-4 mit Graugussgehäuse: 1,1 kW, 4-polig, Nenndrehzahl 1445 U/min, IEC 90S, 2,48 A (400 V).

80M1-4 und 80M2-4 teilen sich die Baugröße 80M; bei gleichem Wellenende und gleichen Anschlussmaßen lässt sich die Leistung wählen. Beim Wechsel auf Baugröße 90S können sich Wellenende und Flanschmaß ändern; dann werden Riemenscheibe und Konsole erneut auf Passung geprüft. Bei stark beanspruchten, vibrationsreichen Maschinen kann ein Graugussgehäuse vorzuziehen sein. Den aktuellen Preis finden Sie auf den Produktseiten. Für allgemeine Industriemaschinen können Sie auch die Seite Elektromotoren für allgemeine industrielle Anwendungen ansehen.

Fazit: Was für den Antriebstausch benötigt wird

Der Kern des Antriebstauschs an einer Säulenbohrmaschine besteht darin, Drehzahl und Wellenende des alten Elektromotors beizubehalten und den neuen Antrieb mit Welle nach oben in dieselbe Konsolenanordnung zu setzen. So können Stufenscheibe, Drehzahlschild und Riemen unverändert weiterverwendet werden. Senden Sie für ein Angebot:

• Foto des alten Typenschilds (Leistung, Drehzahl, Spannung, Baugröße)
• Befestigungsart des Elektromotors (Anschlussplatte mit Füßen oder Flansch) und nach Möglichkeit ein Foto der Konsole
• Bohrungsdurchmesser der Riemenscheibennabe und Passfedermaß
• Netzart (400-V-Drehstrom oder einphasig) und ob eine Gewindeschneidfunktion vorhanden ist

Passende Modelle und aktuelle Preise finden Sie in unserem Online-Verkaufsbereich. Senden Sie das Foto des Typenschilds, die Drehzahl und die Montageangaben Ihres vorhandenen Elektromotors über die Seite Typenschild senden und fordern Sie ein Angebot für das passende Modell an.

Häufige Fragen

Meine Bohrmaschine hat bei großen Bohrungen Mühe – sollte ich einen größeren Elektromotor einbauen?

Prüfen Sie zuerst Drehzahlstufe, Schärfe des Bohrers und Riemenspannung. Wird ein großer Bohrer auf niedriger Stufe betrieben, erhöht das Riemenscheibenverhältnis das Drehmoment; das Problem liegt meist nicht an der Motorleistung.

Passt die alte Stufenscheibe auf den neuen Elektromotor?

Ja, wenn Wellendurchmesser und Passfedernut des neuen Elektromotors mit dem alten übereinstimmen. Die gleiche IEC-Baugröße ist der einfachste Weg dazu; andernfalls wird die Scheibe nachgearbeitet oder ersetzt.

Was muss ich bei der Bestellung eines Elektromotors mit Welle nach oben angeben?

Geben Sie an, dass der Elektromotor vertikal mit Welle nach oben arbeitet, ob die Befestigung über Anschlussplatte mit Füßen oder Flansch erfolgt und bei Flanschausführung die Maße. Das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt.

In meiner Werkstatt gibt es nur Einphasenstrom – was soll ich tun?

Ein Drehstrommotor kann nicht direkt an ein Einphasennetz angeschlossen werden. Fragen Sie uns mit dem Typenschild des alten Elektromotors nach einem Einphasenmotor.