Ersatz-Elektromotor kaufen: Wie prüft man die Eignung für mehrere Maschinen?

Für jede Maschine einer Anlage einen eigenen Ersatz-Elektromotor vorzuhalten, ist teuer und belegt Lagerfläche. Instandhaltungsteams stellen deshalb oft die Frage: „Kann ein einziger Ersatz-Elektromotor mehrere Maschinen abdecken?“ Die Antwort lautet häufig ja – allerdings nicht allein anhand der Leistung auf dem Typenschild, sondern nur, wenn Drehzahl, Baugröße, Welle, Bauform, Spannung und Anlaufart gemeinsam verglichen werden. In diesem Beitrag zeigen wir, wie Sie einen Ersatz-Elektromotor für mehrere Maschinen bestimmen und in welchen Fällen ein gemeinsamer Ersatz nicht funktioniert. Wie der Ersatz-Elektromotor im Lager aufbewahrt wird, ist ein eigenes Thema; das behandeln wir im Beitrag zur Lagerung von Ersatz-Elektromotoren.

Zuerst die Bestandsaufnahme: Welcher Elektromotor sitzt in welcher Maschine?

Ohne eine korrekte Liste der Elektromotoren in der Anlage lässt sich kein gemeinsamer Ersatzplan aufstellen. Tragen Sie für jede Maschine die folgenden Angaben in eine Tabelle ein; die meisten stehen auf dem Typenschild, einige werden vor Ort ermittelt:

• Leistung (kW) und Nenndrehzahl laut Typenschild
• IEC-Baugröße (z. B. 132M, 160L)
• Bauform (B3, B5, B14, B34, B35, vertikal)
• Typenschildspannung (230/400 V oder 400/690 V) und Schaltung vor Ort (Stern oder Dreieck)
• Anlaufart (direkt, Stern-Dreieck, Sanftanlasser, Umrichter)
• Angeschlossenes Gerät (Kupplung, Riemenscheibe, Getriebe, Pumpe) und das Bauteil am Wellenende
• Gehäusewerkstoff und Einsatzumgebung (Staub, Feuchtigkeit, Außenbereich)

Ermitteln Sie in diesem Schritt auch die Elektromotoren mit unleserlichem Typenschild. Im Störfall nach einem Ersatz für einen Elektromotor mit verblasstem Schild zu suchen, dauert erheblich länger als eine geplante Ersatzteilarbeit.

Gruppenbildung: Maschinen, die sich einen Ersatz teilen können

Ist die Tabelle fertig, teilen Sie die Maschinen in Gruppen ein. Damit eine Gruppe denselben Ersatz-Elektromotor nutzen kann, müssen alle folgenden Kriterien übereinstimmen:

Die Spannungszeile wird oft übersehen. Der Elektromotor einer Maschine, die am 400-V-Netz mit Stern-Dreieck anläuft, muss die Angabe 400/690 V (Δ/Y) tragen, denn seine Betriebsschaltung bei 400 V ist Dreieck. Ein Elektromotor mit 230/400 V wird an 400 V in Stern geschaltet und eignet sich nicht für Stern-Dreieck. In der Baureihe von HEM Motor tragen die Modelle ab 4 kW die Angabe 400/690 V, kleinere Leistungen 230/400 V; diese Unterscheidung spielt bei der Wahl des gemeinsamen Ersatzes eine direkte Rolle.

Lohnt es sich, eine Leistungsstufe höher vorzuhalten?

Gibt es in derselben Baugröße zwei Leistungen, kann man die größere als Ersatz vorhalten und auch an der Maschine mit kleinerer Leistung einsetzen. Die Liste von HEM Motor enthält ein Beispiel dafür: Die 4-poligen Modelle mit 2,2 kW (100L1-4) und 3 kW (100L2-4) haben beide Baugröße 100L. Mechanisch passt der 3-kW-Elektromotor also an die Stelle einer 2,2-kW-Maschine.

Dieser Ansatz hat jedoch Grenzen:

• Die Schutzeinstellung ändert sich. Motorschutzrelais oder Bimetallauslöser müssen auf den Typenschildstrom des eingebauten Elektromotors neu eingestellt werden. Ein mit der alten Einstellung belassener Schutz löst entweder unnötig aus oder schützt den Elektromotor nicht. Zu den Aufgaben der Schutzorgane lesen Sie unseren Beitrag zum Motorschutz.
• Kabel und Schaltgeräte werden geprüft. Größere Leistung bedeutet höheren Nennstrom; Kabelquerschnitt und Schütz müssen dafür ausgelegt sein.
• Ändert sich die Baugröße, entfällt der Vorteil. Bei 4 Polen und 4 kW ist die Baugröße 112M; dieser Elektromotor kann dann nicht als gemeinsamer Ersatz für 100L-Maschinen dienen.
• Es ist keine Dauerlösung. Ein Elektromotor der nächsthöheren Leistung taugt als vorübergehender Ersatz; der tatsächliche Bedarf der Maschine ergibt sich aus Last, Betriebsdauer und Anlaufbedingungen. Einen Elektromotor nach der Maschinenbezeichnung größer oder kleiner zu wählen, ist nicht richtig.

Verborgene Unterschiede an Wellenende, Kupplung und Flansch

An zwei Maschinen kann „Baugröße 160M, 4-polig, B3“ stehen, und trotzdem lässt sich der Ersatz-Elektromotor an der einen problemlos, an der anderen nur mühsam einbauen. Die Unterschiede zeigen sich meist am Bauteil am Wellenende:

• Bohrungsdurchmesser und Passfedernut von Kupplungsnabe oder Riemenscheibe sind auf die Motorwelle gefertigt. An einer der Maschinen wurde bei einer früheren Reparatur womöglich eine Buchse eingesetzt oder die Bohrung aufgeweitet.
• Bei Flanschmaschinen kann es für dieselbe Baugröße unterschiedliche Flanschgrößen geben. Bei HEM Motor wird die Bauform je nach Baugröße angeboten und das Flanschmaß bei der Bestellung bestätigt; vergleichen Sie für einen gemeinsamen Ersatz den Flansch mit dem Gegenstück jeder einzelnen Maschine.
• Lage des Klemmenkastens und Kabeleinführung können bei beengtem Einbau die Montage beeinflussen. Fotografieren Sie das vor Ort und notieren Sie es.

Wellen-, Flansch- und Fußmaße nach Baugröße finden Sie im technischen und Produktkatalog und in den 2D-Zeichnungen. Ergänzen Sie in der Ersatzteiltabelle für jede Maschine das Ergebnis des Vergleichs mit dieser Zeichnung.

Beispiel: Ersatzplan für eine Linie mit vier Maschinen (angenommen)

Die folgende Aufstellung ist ein zur Erläuterung konstruiertes, angenommenes Beispiel und keine reale Kundenanlage. In einer Fertigungslinie gibt es folgende Elektromotoren:

• Maschine A: 7,5 kW, 4-polig, 132M, B3, mit Kupplung, Stern-Dreieck-Anlauf, staubige Umgebung
• Maschine B: 7,5 kW, 4-polig, 132M, B3, mit Riemenscheibe, Direktanlauf
• Maschine C: 11 kW, 4-polig, 160M, B3, mit Kupplung, Stern-Dreieck-Anlauf
• Maschine D: 15 kW, 4-polig, 160L, B3, über Kupplung an ein Getriebe angebunden

Die Bewertung sieht so aus:

• A und B haben gleiche Leistung, Drehzahl, Baugröße und Bauform. Ein einziger 132M-4 Grauguss (7,5 kW, 1460 U/min, IEC 132M, 400/690 V) kann als gemeinsamer Ersatz für beide dienen. Wegen der staubigen Umgebung wurde Grauguss gewählt. Ob Kupplungsnabe an A und Riemenscheibe an B auf die Welle passen, wird gesondert geprüft.
• C hat Baugröße 160M und lässt sich mit dem Ersatz von A und B nicht abdecken. Als eigener Ersatz wird der 160M-4 Grauguss (11 kW, 1465 U/min, IEC 160M, 400/690 V) in Betracht gezogen.
• D hat Baugröße 160L. Die Achshöhe entspricht zwar der von C, Fußlochabstand und Gehäuselänge unterscheiden sich aber. Als eigener Ersatz wird der 160L-4 Grauguss (15 kW, 1465 U/min, IEC 160L, 400/690 V) eingeplant.

Im Ergebnis scheinen drei Ersatz-Elektromotoren für vier Maschinen auszureichen. Welche Maschine im Stillstand am teuersten ist und wie die Störungshistorie aussieht, hilft bei der Entscheidung, welcher der drei Ersatzmotoren zuerst beschafft wird.

Hinweis für Maschinen kleiner Leistung

Dieselbe Logik gilt auch bei kleinen Leistungen. So kann der 112M-4 Grauguss (4 kW, 1450 U/min, IEC 112M, 400/690 V) als gemeinsamer Ersatz für mehrere Pumpen oder Ventilatoren mit 4 kW, 4 Polen und Baugröße 112M dienen; bei Flanschanwendungen wird die Flanschübereinstimmung für jede Maschine gesondert geprüft. Aktuelle Preise finden Sie auf den Produktseiten.

Angaben für die Anfrage eines Ersatz-Elektromotors

• Typenschildfoto des Elektromotors jeder Maschine, die der Ersatz abdecken soll
• Für jede Maschine Bauform, Bauteil am Wellenende (Kupplung, Riemenscheibe, Getriebe) und bei Flanschausführung die Flanschdaten
• Netzspannung und Anlaufart an jeder Maschine
• Einsatzumgebung und an welcher Maschine die härtesten Bedingungen herrschen
• Einsatzbereich der Maschinen und tägliche Betriebsdauer

Passende Modelle und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Senden Sie uns die Typenschilddaten Ihrer Maschinen über die Seite zum Senden des Typenschilds oder über unsere Kontaktseite, dann prüfen wir gemeinsam, welche Maschinen sich einen Ersatz teilen können.