Prüfung von Wellen- und Fußmaßen beim Austausch eines 15-kW-Elektromotors

Fällt ein Elektromotor mit 15 kW (20 HP) aus, bestellen die meisten Betriebe einen neuen Antrieb gleicher Leistung und halten das Problem damit für gelöst. Am Tag des Austauschs kostet vor Ort jedoch nicht die Leistung die meiste Zeit, sondern die mechanische Passung: Passt die Welle nicht in die Nabe von Kupplung oder Riemenscheibe, treffen die Fußbohrungen nicht auf die Bohrungen im Rahmen oder liegt die Wellenachse höher als die Maschinenachse, lässt sich der Elektromotor nicht einbauen, so richtig er auch ausgewählt sein mag. Dieser Beitrag zeigt, was beim Austausch eines 15-kW-Antriebs vor der Bestellung an Welle und Füßen in welcher Reihenfolge zu prüfen ist.

Drei Modelle und drei verschiedene Baugrößen bei 15 kW

Bei HEM Motor gibt es 15 kW ausschließlich mit Graugussgehäuse; die Aluminiumbaureihe endet bei 11 kW. Jede der drei Drehzahlvarianten sitzt in einer anderen IEC-Baugröße. Selbst bei gleicher Leistung ändern sich also mit der Drehzahl sämtliche mechanischen Abmessungen.

Alle drei Modelle haben Schutzart IP55, Isolationsklasse F und werden mit 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz versorgt. Die Baugrößen in der Tabelle sind der Ausgangspunkt der mechanischen Prüfung beim Austausch.

Warum wird zuerst die Baugröße verglichen?

Die IEC-Norm legt für jede Baugröße Achshöhe, Abstände der Fußbefestigung und Abmessungen des Wellenendes fest. Steht auf dem Typenschild des alten Antriebs also 160L und handelt es sich um einen Standard-IEC-Elektromotor, liegen Achshöhe und Fußbohrungen eines neuen 160L-Elektromotors mit großer Wahrscheinlichkeit an derselben Stelle. Der Vergleich der Baugröße ist die schnellste Prüfung, noch bevor vor Ort mit dem Maßband gemessen wird.

Zwei Punkte in dieser Tabelle werden leicht übersehen:

• Unterschied zwischen M und L: 160M und 160L haben dieselbe Achshöhe, aber einen unterschiedlichen Bohrungsabstand zwischen vorderen und hinteren Füßen. Wollen Sie einen 15-kW-Elektromotor mit 3000 U/min (160M) durch einen 15-kW-Antrieb mit 1500 U/min (160L) ersetzen, treffen die hinteren Fußschrauben nicht auf die Bohrungen im Rahmen, obwohl die Welle auf gleicher Höhe bleibt.
• Gleiche Leistung, andere Höhe: Die Baugröße 180L des Modells mit 1000 U/min ist höher als die 160er-Baugrößen. Wechselt man von einem alten Antrieb mit 1500 U/min auf einen Elektromotor mit 1000 U/min, ändern sich Kupplungsausrichtung und Sockelhöhe grundlegend.

Ist das Typenschild unleserlich, wurde der Elektromotor nach einer älteren Norm gefertigt oder verwendet der Maschinenhersteller ein Sondergehäuse, reicht der Vergleich der Baugröße nicht aus; dann müssen Sie mit Messungen vor Ort weiterarbeiten.

Checkliste Welle

Die Welle überträgt die Leistung auf die Maschine, und schon die kleinste Abweichung stoppt die Montage. Prüfen Sie vor oder nach dem Ausbau des alten Antriebs folgende Punkte:

• Wellendurchmesser: Er muss dem Innendurchmesser der Kupplungs-, Riemenscheiben- oder Zahnradnabe entsprechen. Messen Sie mit dem Messschieber und vergleichen Sie mit der Nabenbohrung.
• Wellenlänge: Die Länge, mit der die Welle aus dem vorderen Lagerschild herausragt, entscheidet, ob die Nabe vollständig aufsitzt. Eine zu kurze Welle trägt die Nabe nur zur Hälfte, eine zu lange kann am Gegenstück anstoßen.
• Passfedernut und Passfeder: Breite und Höhe der Passfeder müssen zur Nut in der Nabe passen. Die Passfeder einfach vom alten auf den neuen Elektromotor umzusetzen, ist nicht ratsam; prüfen Sie ihre Abmessungen.
• Zentrierbohrung am Wellenende: Manche Riemenscheiben und Kupplungen werden mit einer Schraube über die Gewindebohrung im Wellenende gesichert. Ist dies der Fall, prüfen Sie, ob die Bohrung vorhanden ist und welches Gewinde sie hat.
• Einfluss der Polzahl: Bei manchen Baugrößen kann das Wellenende des 2-poligen Modells von dem eines 4- oder 6-poligen Modells gleicher Baugröße abweichen. Lesen Sie in der technischen Zeichnung die Zeile für Ihre Polzahl.

Liegt das Wellenende außerhalb der IEC-Standardmaße (abgesetzte Welle, Sonderlänge, beidseitiges Wellenende, konisches Ende usw.), lässt sich dies nicht mit einem Standard-Elektromotor abdecken. Für eine solche Welle ist ein Sonder-Elektromotor erforderlich; fragen Sie uns mit Typenschildfoto und Wellenmaßen an.

Checkliste Füße

Bei einem 15-kW-Elektromotor in Fußausführung (B3) ist die Fußbefestigung das zweite große Risiko beim Austausch. Zu prüfen sind:

• Achshöhe: Die Höhe von der Fußauflage bis zur Wellenmitte. Weicht sie ab, liegen Antriebs- und Maschinenwelle nicht auf einer Achse; bei einer Kupplungsverbindung führt das unmittelbar zu Lager- und Kupplungsschäden.
• Bohrungsabstand quer: Der Abstand zwischen den Bohrungen am rechten und linken Fuß.
• Bohrungsabstand längs: Der Abstand zwischen vorderen und hinteren Bohrungen; hier zeigt sich der Unterschied zwischen den Baugrößen M und L.
• Abstand von der vorderen Fußbohrung zum Wellenbund: Ändert sich dieses Maß, verschiebt sich der Kupplungsabstand, selbst wenn der Elektromotor auf denselben Bohrungen sitzt.
• Durchmesser der Schraubenbohrungen: Ob die vorhandenen Ankerschrauben durch die Bohrungen des neuen Elektromotors passen.

Prüfen Sie beim Messen auch den Rahmen. Auf einem verbogenen, gerissenen oder unebenen Rahmen läuft auch der neue Elektromotor unter Spannung. Mit Ausgleichsblechen (Shims) lässt sich nachjustieren; das Problem nicht passender Fußbohrungen lösen sie jedoch nicht.

Wo lassen sich die Maße vergleichen?

Wellendurchmesser, Wellenlänge, Passfeder, Achshöhe und Abstände der Fußbohrungen je Baugröße finden Sie in den technischen 2D-Zeichnungen und im Technik- und Produktkatalog 2026. Welche Leistung zu welcher Baugröße gehört, zeigt im Überblick die Tabelle der Baugrößen. Vor Ort gemessene Werte mit diesen Zeichnungen abzugleichen, ist wesentlich sicherer als eine Bestellung auf Basis von Schätzungen. Bei Fuß-Flansch-Ausführung (B35) oder Flanschausführung wird das Flanschmaß bei der Bestellung gesondert bestätigt; die Einbauoptionen richten sich nach der Baugröße und sind in der Frage zu den Bauformen zusammengefasst.

Beispiel: Austausch eines 15-kW-Ventilatorantriebs

Der folgende Ablauf ist ein hypothetisches Beispiel. In einem Betrieb ist der 15-kW-Elektromotor eines riemengetriebenen Radialventilators durchgebrannt.

• Typenschild lesen: Auf dem alten Schild stehen 15 kW, eine Nenndrehzahl um 1465 U/min und die Baugröße 160L. Diese Angaben weisen auf das Modell 160L-4 hin.
• Welle messen: Messen Sie Durchmesser und Länge der alten Welle mit dem Messschieber und vergleichen Sie sie mit der Riemenscheibennabe; anschließend mit dem Wellenmaß in der technischen Zeichnung der Baugröße 160L.
• Füße messen: Notieren Sie den Quer- und Längsabstand der Fußbohrungen, die Achshöhe und die Schraubendurchmesser. Ist ein Spannschlitten für den Riemen vorhanden, notieren Sie auch dessen Bohrungsabstand.
• Riemenflucht beachten: Weicht der Abstand zwischen vorderer Fußbohrung und Wellenbund ab, verschiebt sich die Flucht der Riemenscheibe; prüfen Sie, ob sich die Nabe auf der Welle verschieben lässt.
• Bei Abweichungen: Passen die Maße nicht, sollte vor der Bestellung geklärt werden, ob ein Sockeladapter, eine Zwischenplatte oder eine Sonderwelle nötig ist.

Hätte der alte Antrieb im selben Beispiel 3000 U/min gehabt, käme der 160M2-2 infrage, bei 1000 U/min der 180L-6. Eine Änderung der Ventilatordrehzahl verändert jedoch auch die Leistungsaufnahme des Ventilators. Behalten Sie daher beim Austausch die Drehzahl des alten Elektromotors bei und bestätigen Sie die Leistung anhand der tatsächlichen Last, nicht anhand des Maschinennamens.

Diese Angaben benötigen wir für die Bestellung

• Gut lesbares Foto des alten Typenschilds (Leistung, Drehzahl, Baugröße, Spannung)
• Wellendurchmesser, Wellenlänge und Passfedermaß; ggf. Gewindebohrung im Wellenende
• Achshöhe und Abstände der Fußbohrungen oder Flanschmaß
• Bauform (B3, B5, B35 usw.) und Verbindungsart (Kupplung, Riemenscheibe, Getriebe)
• Netzspannung, Anlaufverfahren und Betriebsumgebung

Passende 15-kW-Modelle und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Wenn Sie bei den Maßen unsicher sind, senden Sie uns Typenschild und Maße, dann prüfen wir die Passung gemeinsam; für weitere Fragen erreichen Sie uns über unsere Kontaktseite.