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Beim Mischer für Kunststoffrohstoffe werden Elektromotor und Getriebe als Paket ausgewählt: Das Getriebe bestimmt Drehzahl und Drehmoment, die die Mischerwelle benötigt; der Elektromotor muss so stark sein, dass er dieses Drehmoment am Getriebeeingang auch bei gefülltem Mischer bereitstellt. Ausgangspunkt der Auswahl ist nicht die Maschinenbezeichnung, sondern Mischertyp, Wellendrehzahl und das bei gefülltem Behälter erforderliche Drehmoment. Wer versteht, wie die Last in Behältern entsteht, in denen Granulat, Masterbatch und pulverförmige Additive gemeinsam gemischt werden, bestimmt die Lebensdauer von Antrieb und Getriebe.
Der Mischertyp bestimmt die Last von Anfang an
In der Kunststoffbranche wird die Bezeichnung "Mischer" für sehr unterschiedliche Maschinen verwendet. Klären Sie vor der Entscheidung über Elektromotor und Getriebe, mit welcher Sie arbeiten.
- Vertikaler Schneckenmischer: Eine Schnecke in der Mitte eines konischen oder zylindrischen Behälters nimmt das Granulat unten auf, fördert es nach oben und lässt es von oben herabfallen. Die Schneckendrehzahl ist vergleichsweise niedrig; der Antrieb ist meist über Getriebe oder Riemen angebunden. Das Drehmoment hängt vom Füllgrad des Behälters und der Schüttdichte des Granulats ab.
- Horizontaler Bandmischer (Ribbon): In einem horizontalen Trog bewegen rotierende Bänder das Material in zwei Richtungen. Die Welle dreht langsam, das Drehmoment ist hoch; ein Getriebeantrieb ist fast immer vorhanden.
- Trommel- oder Freifallmischer: Hier dreht sich der Behälter selbst; die Last entsteht aus dem ungleich verteilten Gewicht von Behälter und Material. Am Getriebeausgang ist eine langsame, gleichmäßige Bewegung gefordert.
- Schnelllaufender Heiz-Kühl-Mischer (PVC-Dryblend): Die Messer drehen mit sehr hoher Umfangsgeschwindigkeit und erwärmen die Mischung durch Reibung. Bei diesen Maschinen werden häufig polumschaltbare Elektromotoren oder Sonderantriebe eingesetzt.
Für polumschaltbare Antriebe der letzten Gruppe ist ein Sonderantrieb erforderlich, der eventuell außerhalb der Standardreihe im Katalog 2026 von HEM Motor liegt; fragen Sie uns mit Typenschild und Anwendungsdaten an. Dieser Beitrag konzentriert sich auf Mischer mit Getriebe aus den ersten drei Gruppen.
Getriebeauswahl: Abtriebsdrehzahl, Drehmoment und Betriebsfaktor
Drei Werte bestimmen das Getriebe. Wer über die Antriebsleistung spricht, bevor diese geklärt sind, riskiert später Zahnrad- oder Lagerschäden.
Abtriebsdrehzahl
Die Drehzahl der Mischerwelle legt der Maschinenhersteller nach Mischqualität und Mischdauer fest. Die Getriebeübersetzung ergibt sich, indem man die Nenndrehzahl des Elektromotors durch diese Abtriebsdrehzahl teilt. Bei 4-poligen Elektromotoren liegt die Nenndrehzahl bei etwa 1450–1460 U/min; die Übersetzung wird entsprechend berechnet.
Abtriebsdrehmoment
Das an der Mischerwelle benötigte Drehmoment ergibt sich aus dem Widerstand des Materials im Behälter. In Getriebekatalogen ist für jede Übersetzung das zulässige Abtriebsdrehmoment angegeben. Das benötigte Drehmoment muss darunter liegen.
Betriebsfaktor
Getriebehersteller empfehlen je nach Lastart und täglicher Laufzeit einen Betriebsfaktor (Servicefaktor). Mischer gelten als Maschinen mit gleichmäßiger, aber schwankender Last; ein Behälter, der einige Stunden täglich läuft, hat nicht denselben Faktor wie einer im Schichtbetrieb. Das Getriebe wird gewählt, indem sein Katalogwert mit diesem Faktor verglichen wird.
Auf der Motorseite kommt es darauf an, dass der Eingangsflansch des Getriebes zur IEC-Baugröße des Elektromotors passt. Die Bauformen (B3, B5, B14, B34, B35 und vertikal V1/V3/V5/V6/V15) werden je nach Baugröße angeboten, das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt. Beim vertikalen Schneckenmischer sitzt der Antrieb meist oben auf dem Behälter mit nach unten zeigender Welle; in diesem Fall ist die vertikale Bauform bei der Bestellung anzugeben.
Antriebsleistung aus dem Drehmoment berechnen
Leistung, Drehmoment und Drehzahl hängen wie folgt zusammen: Leistung (kW) = Drehmoment (Nm) × Drehzahl (U/min) / 9550. Mit dieser Beziehung gelangt man vom Drehmoment an der Mischerwelle zur Antriebsleistung.
Die folgenden Werte sind ein angenommenes Beispiel. An der Welle eines horizontalen Bandmischers werden bei gefülltem Behälter 1400 Nm gemessen, die Welle dreht mit 25 U/min. Die Wellenleistung beträgt 1400 × 25 / 9550 ≈ 3,7 kW. Bei einem angenommenen Getriebewirkungsgrad von 0,9 sind an der Motorwelle etwa 4,1 kW erforderlich. Ein Elektromotor mit 4 kW wäre damit grenzwertig; ein höherer Füllgrad, ein dichtes Additiv oder feuchtes Material können diese Grenze überschreiten. Nach dieser Rechnung ist ein Elektromotor mit 5,5 kW die sicherere Wahl; allerdings muss auch die Abtriebsdrehmomentgrenze des Getriebes für diese Leistung geprüft werden.
| Änderung am Mischer | Auswirkung auf Elektromotor und Getriebe |
|---|---|
| Füllgrad des Behälters steigt | Wellendrehmoment steigt; Motorstrom nimmt zu |
| Pulverförmige oder feuchte Additive kommen hinzu | Materialwiderstand steigt; Anlauf wird schwerer |
| Mischdauer wird verlängert | Antrieb steht länger unter Last, Erwärmung nimmt zu |
| Wellendrehzahl soll erhöht werden | Getriebeübersetzung ändert sich; Antriebsleistung wird neu berechnet |
Sind Übersetzung Ihres Getriebes und erforderliche Leistung bekannt, finden Sie hier passende Modelle von HEM Motor und aktuelle Preise; einen Überblick über Getriebeantriebe bietet die Seite Elektromotoren für Getriebe.
