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Die Trockentrommel einer Asphaltmischanlage ist ein großer, geneigt rotierender Zylinder, der das kalte Gestein erhitzt und trocknet. An einem Ende brennt der Brenner; Hubschaufeln im Inneren heben das Mineralgemisch an und führen es durch Flamme und Heißgas zum anderen Ende. Der Elektromotor, der die Trommel antreibt, arbeitet unmittelbar neben dieser heißen und staubigen Konstruktion. In diesem Beitrag behandeln wir die Antriebsarten der Trommel, den Schutz des Elektromotors vor Hitze und Staub, die Lastverteilung bei Antrieben mit mehreren Elektromotoren und die Angaben, die beim Austausch nötig sind.
Zwei Wege, eine Trockentrommel anzutreiben
Trockentrommeln werden in der Regel über eine von zwei Antriebsanordnungen gedreht. Welche davon verwendet wird, bestimmt die Anzahl der Elektromotoren, die Bauform und die Punkte, auf die beim Austausch zu achten ist.
Rollenantrieb (Reibradantrieb)
Die Trommel liegt mit stählernen Laufringen, die um den Mantel gelegt sind, auf vier Tragrollen. Zwei oder alle vier dieser Rollen werden angetrieben, jede über eine eigene Motor-Getriebe-Einheit, und drehen die Trommel durch Reibung. Bei dieser Anordnung hat eine Trommel mehrere Elektromotoren, die sich dieselbe Last teilen.
Antrieb über Kette oder Zahnkranz
Ein am Trommelumfang befestigtes Kettenrad oder ein großer Zahnkranz wird von einer einzigen Motor-Getriebe-Einheit über ein Ritzel gedreht. Der Antrieb erfolgt an einer einzigen Stelle; Elektromotor und Getriebe sind deshalb leistungsstärker, und die Ausrichtung des Ritzels wird kritisch.
Unabhängig von der Anordnung hat der Anlagenhersteller die Leistung des Elektromotors nach Durchmesser, Länge, Gesteinsmenge und Drehzahl der Trommel ausgewählt. Beim Austausch wird diese Angabe vom Typenschild des alten Elektromotors abgelesen. Eine Leistung anhand von Maschinenbezeichnung oder Kapazität zu schätzen, ist nicht zulässig.
Hitze und Staub: die eigentlichen Gegner des Elektromotors
Der Trommelmantel auf der Brennerseite wird im Betrieb sehr heiß und strahlt Wärme an die Umgebung ab. Die Elektromotoren sitzen meist unter oder neben der Trommel, in unmittelbarer Nähe der Rollen. Damit ein Standard-Elektromotor in dieser Lage mit seinen Typenschildwerten arbeiten kann, müssen einige Bedingungen erfüllt sein.
- Keine direkte Hitzeeinwirkung: Ein Standard-Elektromotor wird nicht nahe am heißen Trommelmantel oder am Brennerbereich angeordnet. Zwischen Elektromotor und heißer Oberfläche muss ausreichend Abstand oder ein Hitzeschild vorhanden sein.
- Freie Kühlluft: Eigenbelüftete Elektromotoren (IC411) kühlen sich mit der Umgebungsluft, die sie über die Lüfterhaube ansaugen. Vor der Lüfterhaube muss Platz frei sein, und die angesaugte Luft darf kein Heißgas sein. Den Unterschied der Kühlarten finden Sie im Beitrag zur Kühlung IC411 und IC416.
- Umgebungstemperatur: Die Typenschildwerte gelten für eine bestimmte Umgebungstemperatur und Aufstellhöhe. Ist die Temperatur am Einsatzort hoch, geben Sie dies bei der Bestellung an; in diesem Fall muss die Leistung gegebenenfalls neu bewertet werden.
- Mineralischer Staub: Gesteinsstaub und feiner Staub aus Filterleckagen lagern sich am verrippten Gehäuse ab. Die Modelle im Programm von HEM Motor haben Schutzart IP55 und Isolationsklasse F. IP55 schützt gegen das Eindringen von Staub, eine Staubschicht auf der Gehäuseoberfläche verschlechtert die Kühlung aber dennoch. Regelmäßige Reinigung gehört in den Wartungsplan.
Lastverteilung bei Antrieben mit mehreren Elektromotoren
Drehen beim Rollenantrieb zwei oder vier Elektromotoren gemeinsam dieselbe Trommel, erfordert ein Austausch zusätzliche Sorgfalt. Wird nur einer davon ersetzt, muss der neue Elektromotor mit den übrigen harmonieren.
- Alle Elektromotoren müssen gleiche Leistung, Polzahl und Nenndrehzahl haben. Elektromotoren mit unterschiedlicher Nenndrehzahl teilen sich die Last an denselben Rollen nicht gleichmäßig; einer wird überlastet, während ein anderer kaum Last trägt.
- Getriebeübersetzungen und Rollendurchmesser müssen unverändert bleiben. Wurde auf einer Seite das Getriebe getauscht, ist dies bei der Bestellung anzugeben.
- Der Motorschutz jedes Elektromotors wird separat auf den Nennstrom seines eigenen Typenschilds eingestellt. Zur Auswahl der Schutzorgane lesen Sie den Beitrag zur Auswahl von Motorschutzrelais und Sicherung.
- Bei der ersten Inbetriebnahme wird die Drehrichtung jedes Elektromotors einzeln geprüft. Ein einziger falsch drehender Antrieb arbeitet gegen die anderen und belastet Rollen und Getriebe.
Anlauf, Stillsetzen und Drehzahlverstellung
Die Trockentrommel dreht mit großer Massenträgheit; eine gefüllte Trommel in Bewegung zu setzen, ist schwerer, als die Drehung aufrechtzuerhalten. Beim Anlauf kann sich das Gestein in der Trommel auf einer Seite gesammelt haben.
- Anlaufart: Die Wahl zwischen Stern-Dreieck, Direktanlauf, Sanftanlasser oder Frequenzumrichter trifft ein Ingenieur vor Ort – abhängig von der Trägheit der Trommel, der Wahrscheinlichkeit eines Anlaufs unter Füllung und der Belastbarkeit des Netzes durch den Anlaufstrom.
- Nachlauf nach dem Abschalten: Viele Anlagenhersteller verlangen, dass die Trommel nach dem Erlöschen des Brenners weiterdreht, bis der Mantel abgekühlt ist. Der Antriebsmotor läuft also auch während des Stillsetzens. Vorkehrungen gegen einen Stromausfall sind Sache der Anlagenplanung.
- Drehzahlverstellung: Soll die Trommeldrehzahl per Frequenzumrichter verstellt werden, gilt die allgemeine Aussage auf unserer Website: Unsere Drehstrom-Baureihen eignen sich für die Drehzahlregelung am Frequenzumrichter. Bei längerem Betrieb mit niedriger Drehzahl und vollem Drehmoment kann ein Fremdlüfter nötig sein; bei langer Leitung zwischen Umrichter und Elektromotor wird ein dU/dt- oder Sinusfilter geprüft. Diese Bedingungen werden bei der Bestellung angegeben. Einzelheiten finden Sie in der Frage zum Frequenzumrichter.
