Auswahl des Elektromotors für Steigförderer: Anlauf unter Last und Antriebsanordnung gegen Rücklauf

Beim Steigförderer unterscheidet sich die Auswahl des Elektromotors in zwei Punkten vom horizontalen Band: Die Leistung zum Anheben des Materials kommt in der Berechnung hinzu, und es wird eine Einrichtung benötigt, die verhindert, dass das beladene Band bei Stromausfall zurückläuft. Ein Standard-Asynchronmotor hält das Band nicht von selbst; das Rücklaufen verhindert eine Rücklaufsperre (Backstop) im Getriebe oder an der Antriebswelle oder ein Antrieb mit Bremse. Der Anlauf unter Last ist wegen der Steigungslast schwerer als beim horizontalen Band, und das Anlaufverfahren ist entsprechend zu wählen.

Wie verändert die Steigung die Last des Elektromotors?

Beim horizontalen Band überwindet der Elektromotor im Wesentlichen die Reibung. Beim Steigband kommt die Arbeit hinzu, die nötig ist, um das Material auf eine bestimmte Höhe zu heben. Diese Hubleistung ist proportional zur Fördermenge pro Stunde und zur Gesamthöhe; sie hängt weniger von der Bandlänge als vom Höhenunterschied zwischen Kopf- und Umlenktrommel ab.

Die folgende Rechnung ist ein hypothetisches Beispiel. Bei einem Band, das 100 Tonnen Material pro Stunde 6 m hoch fördert, beträgt die Leistung allein für das Anheben etwa (100.000 ÷ 3600) × 9,81 × 6 ≈ 1,6 kW. Reibung von Band, Tragrollen und Trommeln, das Aufgeben des Materials auf das Band und Getriebeverluste kommen zu diesem Wert hinzu. Die Gesamtleistung ist nach dem Berechnungsverfahren des Bandherstellers zu ermitteln; hier geht es darum, den Anteil der Steigung sichtbar zu machen.

• Mit zunehmender Steigung wachsen bei gleicher Bandlänge Höhe und Hubleistung.
• Beginnt das Material auf der Steigung zurückzurollen, sinkt die Kapazität; das ist kein Problem des Elektromotors, sondern der Band- und Steigungsauslegung.
• Wird die Kapazität erhöht, steigt die Hubleistung im gleichen Verhältnis; beim Steigband wirkt sich eine Kapazitätsänderung stärker auf die Motorleistung aus als beim horizontalen Band.

Rücklauf: Was passiert bei Stromausfall?

Fällt bei einem beladenen Steigband der Strom aus oder wird der Elektromotor abgeschaltet, zieht das Gewicht des Materials das Band zurück. Das Band kann in Gegenrichtung beschleunigen, das Material fällt an die untere Aufgabestelle zurück, der Aufgabebunker läuft über, und die Antriebselemente werden in Gegenrichtung belastet. Bei Steigbändern ist das sowohl betrieblich als auch für die Arbeitssicherheit ein ernstes Risiko.

Ein Asynchronmotor erzeugt im stromlosen Zustand kein Haltemoment. Auch bei hoher Getriebeübersetzung lassen sich die meisten Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebe rückwärts drehen. Von Schneckengetrieben ist bekannt, dass sie bei manchen Übersetzungen selbsthemmend sind; da sich dieses Verhalten jedoch mit Vibration und Verschleiß ändern kann, gilt es allein nicht als Sicherheitsmaßnahme.

Einrichtungen gegen Rücklauf

Bei Anwendungen, die einen Bremsmotor erfordern, ist für diese Aufgabe eine Sonderausführung nötig; sie liegt unter Umständen außerhalb der Standardbaureihe im Katalog 2026 von HEM Motor. Fragen Sie uns mit Typenschild- und Anwendungsdaten. Ein Standard-Elektromotor kann als Antrieb in Anordnungen eingesetzt werden, bei denen der Rücklauf über eine Rücklaufsperre gelöst ist. Auswahl und Auslegung der Sicherheitseinrichtung liegen in der Verantwortung des Maschinenherstellers.

Der kritische Schritt beim Antriebstausch mit Rücklaufsperre: die Drehrichtung

Wird der Elektromotor bei einem Antrieb mit Rücklaufsperre falsch herum angeschlossen, versucht er gegen die Sperre anzulaufen. Er dreht dann nicht, nimmt einen hohen Strom auf, und Sperre, Getriebe oder Kupplung können beschädigt werden. Das erste Einschalten nach dem Austausch erfordert deshalb besondere Sorgfalt:

• Fotografieren Sie vor dem Austausch die Phasenfolge und den Klemmenanschluss des alten Elektromotors.
• Prüfen Sie die Drehrichtung des neuen Elektromotors nach Möglichkeit ohne angeschlossene Kupplung oder Riemen, im Leerlauf und mit einem sehr kurzen Probelauf.
• Ist die Drehrichtung richtig, schließen Sie die Verbindung ab; ist sie falsch, tauschen Sie zwei Phasen an der Klemmleiste.
• Muss die Drehrichtung bei angekuppeltem Antrieb getestet werden, ist der Probelauf sehr kurz zu halten und sofort abzubrechen, wenn der Elektromotor brummt.

Anlauf unter Last und Anlaufverfahren

Steht ein Steigband still, bleibt Material darauf liegen. Beim Anlauf muss der Elektromotor zusätzlich zu Reibung und Trägheit auch die Steigungslast überwinden; diese Last liegt vom Anlauf an in voller Höhe an. Eine Anlaufschaltung, die beim horizontalen Band problemlos funktioniert, kann beim Steigband daher unzureichend sein.

• Direktanlauf: Liefert das höchste Anlaufmoment. Er erzeugt plötzliche Spannungen in Band und Trommeln; bei langen Bändern werden die Bandverbindungen belastet.
• Stern-Dreieck: Senkt das Anlaufmoment auf etwa ein Drittel. Bei einem beladenen Steigband ist das Risiko hoch, dass der Elektromotor in der Sternstufe keine ausreichende Drehzahl erreicht; läuft das Band unter Volllast an, ist dieses Verfahren sorgfältig zu prüfen.
• Frequenzumrichter: Ermöglicht Anlauf und Stillsetzen mit kontrollierter Rampe. Beim Stillsetzen verzögert der Umrichter das Band über eine Rampe; bei Stromausfall fällt jedoch auch der Umrichter aus, deshalb ist eine Rücklaufsicherung weiterhin erforderlich. Unsere Drehstrom-Baureihen sind für die Drehzahlregelung mit Frequenzumrichter geeignet. Bei längerem Betrieb mit niedriger Drehzahl und vollem Drehmoment kann ein Fremdlüfter erforderlich sein; bei langen Kabeln zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein dv/dt- oder Sinusfilter geprüft. Diese Bedingungen sind bei der Bestellung anzugeben.

Beim Steigband sollte der Drehmomentbedarf beim Wiederanlauf nach einem Stillstand zusammen mit dem Nenndrehmoment des Elektromotors bewertet werden. Die Nenndrehmomente finden Sie auf den Produktseiten und in der Drehmomenttabelle.

Beispielmodelle für Steigbänder

4-polige Beispiele mit Graugussgehäuse für den Betrieb mit Getriebe und Rücklaufsperre. Die Leistung wird nach Kapazität, Höhe, Bandlänge und Anlaufbedingung unter Last gewählt:

• 132S-4 mit Graugussgehäuse: 5,5 kW, 4-polig, 1460 U/min, 400/690 V, IEC 132S, Nenndrehmoment 36 Nm.
• 160M-4 mit Graugussgehäuse: 11 kW, 4-polig, 1465 U/min, 400/690 V, IEC 160M, Nenndrehmoment 71,7 Nm.
• 160L-4 mit Graugussgehäuse: 15 kW, 4-polig, 1465 U/min, 400/690 V, IEC 160L, Nenndrehmoment 97,8 Nm.

Passende Modelle von HEM Motor und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Allgemeine Informationen zu Förderbandantrieben stehen auf der Seite Elektromotoren für Förderbänder. Bei Elektromotoren, die per Flansch an ein Getriebe angebaut werden, wird die Bauform je nach Baugröße angeboten und das Flanschmaß bei der Bestellung bestätigt.

Fazit und Angaben für ein Angebot

Berücksichtigen Sie beim Steigförderer die Förderhöhe in der Leistungsberechnung, verhindern Sie den Rücklauf mit Rücklaufsperre oder Bremsantrieb und wählen Sie das Anlaufverfahren nach dem Anlauf unter Last. Nehmen Sie das Band bei einem Antrieb mit Rücklaufsperre nach dem Motortausch nicht in Betrieb, ohne die Drehrichtung zu prüfen. Für ein Angebot benötigen wir Kapazität, Bandlänge und Steigung (bzw. Höhenunterschied), Bandgeschwindigkeit, Getriebe-Typenschild, Art der Rücklaufsicherung, Anlaufverfahren, Typenschild des vorhandenen Elektromotors und Umgebungsbedingungen.

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. Bei Fragen zur Antriebsanordnung schreiben Sie uns über unsere Kontaktseite.

Häufige Fragen

Hält das Getriebe ein Steigband gegen Rücklauf?

Die meisten Stirnrad- und Kegelstirnradgetriebe lassen sich rückwärts drehen. Die Selbsthemmung eines Schneckengetriebes gilt nicht als zuverlässige Maßnahme; eine Rücklaufsperre oder Bremse ist erforderlich.

Warum läuft der Elektromotor am Förderer mit Rücklaufsperre nicht an und brummt?

Höchstwahrscheinlich ist er falsch herum angeschlossen und drückt gegen die Sperre. Schalten Sie den Elektromotor sofort ab, tauschen Sie zwei Phasen an der Klemmleiste und prüfen Sie die Drehrichtung mit einem kurzen Probelauf.

Verhindert ein Frequenzumrichter den Rücklauf?

Beim normalen Stillsetzen verzögert er über eine Rampe, bei Stromausfall arbeitet der Umrichter jedoch nicht. Die Rücklaufsicherung muss vom Umrichter unabhängig sein.

Kann beim Steigband ein Stern-Dreieck-Anlauf verwendet werden?

Wenn das Band leer anläuft, ja. Bei einem beladenen Steigband sinkt das Anlaufmoment auf ein Drittel, sodass der Elektromotor in der Sternstufe hängen bleiben kann; dies ist bei der Bestellung anzugeben.