IEC-Baugröße und Antriebsflansch beim Anbau eines neuen Elektromotors an ein Getriebe

Fällt in einem Getriebeantrieb der Elektromotor aus, ist das Getriebe meist intakt und bleibt eingebaut; getauscht wird nur der Antrieb. Der neue Elektromotor muss dann zu zwei Dingen zugleich passen: zur Anschlussfläche auf der Antriebsseite des Getriebes und zur Antriebsdrehzahl, für die die Getriebeübersetzung berechnet wurde. In diesem Beitrag erklären wir, in welcher Reihenfolge Sie IEC-Baugröße, Antriebsflansch, Antriebshohlwelle und Drehzahl prüfen sollten, bevor der Elektromotor ans Getriebe kommt. Auf einen allgemeinen Vergleich der Flanschmaße gehen wir hier nicht ein; im Mittelpunkt steht, was das Getriebe vom Elektromotor erwartet.

Was bestimmt den Elektromotor am Getriebeantrieb?

Bei einem Antrieb aus separatem Elektromotor und Getriebe sitzt der Elektromotor meist über einen Motoranschlussflansch (IEC-Adapter) an der Antriebsseite des Getriebes. Die Motorwelle greift in die Antriebshohlwelle des Getriebes, und das Drehmoment wird über eine Passfeder übertragen. Damit diese Verbindung hält, werden vier Elemente gemeinsam betrachtet:

• IEC-Baugröße: Der Getriebeantrieb ist für eine bestimmte Motorbaugröße vorbereitet. Die Baugröße legt indirekt Wellendurchmesser und Flanschgrößenfamilie fest.
• Flanschtyp: Der Antriebsadapter ist für den B5- oder B14-Flansch des Elektromotors ausgeführt. Welcher es ist, steht auf dem Getriebe-Typenschild, im Katalog oder auf dem Antriebsadapter.
• Antriebshohlwelle: Innendurchmesser und Passfedernut müssen zur Motorwelle passen, die Tiefe zur Wellenlänge.
• Antriebsdrehzahl und -leistung: Die Getriebeübersetzung wurde für eine bestimmte Motordrehzahl gewählt; auch die zulässige Antriebsleistung und das Antriebsdrehmoment des Getriebes sind begrenzt.

Passt eines dieser vier Elemente nicht, lässt sich der Elektromotor entweder physisch nicht anbauen, oder er wird zwar angebaut, die Maschine läuft aber mit falscher Drehzahl oder unter Überlast.

Gleiche Leistung, gleiche Baugröße? Die IEC-Bezeichnung lesen

Der zuverlässigste Ausgangspunkt bei der Auswahl eines Elektromotors für ein Getriebe ist die Baugröße des alten Antriebs, nicht die Leistung. Denn in einer Baugröße können mehrere Leistungen vorkommen, und dieselbe Leistung kann je nach Drehzahl eine andere Baugröße erfordern. Zwei Beispiele aus dem Programm von HEM Motor zeigen das deutlich:

• Die 4-poligen Modelle mit 2,2 kW (100L1-4) und 3 kW (100L2-4) haben beide die Baugröße IEC 100L. Da die Baugröße gleich ist, gehören sie aus Sicht des Getriebeantriebs zur selben Familie; der Leistungsunterschied wird gesondert mit der zulässigen Antriebsleistung des Getriebes abgeglichen.
• Geht man bei 4 Polen auf 4 kW, wird daraus das Modell 112M-4, und die Baugröße wechselt auf 112M. Die Entscheidung „Bauen wir einen etwas stärkeren Elektromotor ein“ kann also bedeuten, dass der Antriebsadapter des Getriebes geändert werden muss.

Auch bei gleicher Leistung kann sich die Baugröße mit der Drehzahl ändern. So hat das 4-polige Modell mit 7,5 kW die Baugröße 132M, das 6-polige dagegen 160M. Eine Drehzahländerung ohne Änderung des Getriebeantriebs ist daher oft nicht möglich. Den Zusammenhang zwischen Baugrößen und Leistungsbereichen finden Sie in der Tabelle IEC-Baugröße und Leistung.

Antriebsflansch und Antriebshohlwelle: Checkliste für den Einsatzort

Die folgenden Prüfungen vor dem Ausbau des alten Elektromotors oder unmittelbar danach verhindern Fehlbestellungen weitgehend:

• Fotografieren Sie das Getriebe-Typenschild. Auf vielen Getriebe-Typenschildern sind Übersetzung, Abtriebsdrehzahl und die passende Motorbaugröße oder der Flanschtyp für den Antrieb angegeben. Diese Information kann sogar aussagekräftiger sein als das Typenschild des Elektromotors.
• Bestimmen Sie den Flansch des Antriebsadapters. Werden die Schrauben durch den Adapter hindurch in den Motordeckel geschraubt, oder gehen sie durch die Bohrungen des Motorflansches und werden im Adapter befestigt? Ersteres deutet auf einen B14-, Letzteres auf einen B5-Anschluss hin.
• Untersuchen Sie die Antriebshohlwelle. Notieren Sie Innendurchmesser, Breite der Passfedernut und Tiefe der Hohlwelle. Sind Verschleiß, Ovalität oder eine aufgeweitete Passfedernut vorhanden, hat der neue Elektromotor bald dasselbe Problem; die Hohlwelle muss unter Umständen getauscht werden.
• Vergleichen Sie die Wellenlänge mit der Tiefe der Hohlwelle. Die Motorwelle muss vollständig eintauchen, darf aber nicht am Grund anstoßen und so verhindern, dass der Flansch plan aufliegt.
• Reinigen Sie die Zentrierung. Reste alter Dichtungen, Rost oder Farbe stören die Zentrierung des neuen Elektromotors und verkürzen die Lebensdauer von Lager und Wellendichtring.

Die Werte für Wellen-, Flansch- und Zentriermaße je Baugröße finden Sie im technischen Produktkatalog und in den technischen 2D-Zeichnungen. Bei HEM Motor werden die Bauformen je nach Baugröße angeboten, und das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt; fügen Sie deshalb die am Getriebe genommenen Maße Ihrer Bestellnotiz bei.

Drehzahl: Die Getriebeübersetzung arbeitet mit der Motordrehzahl

Die Abtriebsdrehzahl des Getriebes ergibt sich aus der Nenndrehzahl des Elektromotors geteilt durch die Übersetzung. Beim Antriebstausch am Getriebe ist die Drehzahl daher ebenso wichtig wie der Flansch.

• Behalten Sie die Polzahl bei. Wird anstelle eines 4-poligen ein 2-poliger Elektromotor eingebaut, läuft der Getriebeabtrieb etwa doppelt so schnell; mit einem 6-poligen Elektromotor wird er um etwa ein Drittel langsamer. Maschinendrehzahl und Lastverteilung sind auf diese Änderung nicht ausgelegt.
• Kennen Sie den Unterschied bei der Nenndrehzahl. Die Drehzahl auf dem Typenschild liegt etwas unter der Synchrondrehzahl. Hypothetisch ergibt ein Elektromotor mit 1450 U/min Nenndrehzahl an einem Getriebe mit Übersetzung 30:1 etwa 48 U/min am Abtrieb. Weicht die Nenndrehzahl des alten Antriebs um einige Umdrehungen ab, ist die Änderung am Abtrieb in den meisten Anwendungen nicht spürbar.
• Besprechen Sie bei Bedarf an Drehzahlverstellung den Umrichter. Soll die Abtriebsdrehzahl geändert werden, ist der richtige Weg meist eine Neuberechnung der Getriebeübersetzung oder ein Frequenzumrichter. 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. Einzelheiten finden Sie in der Frage zum Betrieb mit Umrichter.

Auch das Getriebe hat Leistungs- und Drehmomentgrenzen

Ein größerer Elektromotor kann bedeuten, dass mehr Drehmoment ins Getriebe gelangt, als es aufnehmen kann. Prüfen Sie die zulässige Antriebsleistung und den für die Anwendung gewählten Betriebsfaktor auf dem Getriebe-Typenschild oder in den Unterlagen des Herstellers. Legen Sie die Leistung des Elektromotors nicht nach der Maschinenbezeichnung fest, sondern zusammen mit Last, Betriebsdauer, Anlaufhäufigkeit und Umgebung.

Beispiel: Antriebstausch an einem Förderbandgetriebe (hypothetisch)

Der folgende Ablauf ist ein zur Erläuterung konstruiertes, hypothetisches Beispiel und keine reale Kundenanwendung. Angenommen, an einem Schneckengetriebe in einer Verpackungslinie soll der Elektromotor wegen eines Wicklungsschadens getauscht werden. Auf dem alten Typenschild stehen 3 kW, 1500 U/min und Baugröße 100L; auf dem Getriebe-Typenschild sind Übersetzung und ein Flanschanschluss für den Antrieb angegeben.

• Baugröße zuordnen: Für 3 kW und 4 Pole gibt es im Programm von HEM Motor das Modell 100L2-4 mit Baugröße 100L. Die gleiche Baugröße wie beim alten Antrieb verweist auf dieselbe Familie am Getriebeantrieb.
• Flanschtyp bestätigen: Anhand der Schraubenrichtung wird bestimmt, ob der Adapter B5 oder B14 ist; Zentrierdurchmesser und Bohrungsangaben werden mit den Katalogwerten für Baugröße 100 verglichen.
• Hohlwelle prüfen: Innendurchmesser, Passfedernut und Tiefe der Antriebshohlwelle werden mit dem Wellenmaß des Elektromotors verglichen.
• Umgebung und Versorgung bestätigen: Ist die Linie staubig, wird ein Graugussgehäuse in Betracht gezogen. Der 100L2-4 ist für 230/400 V (Δ/Y) ausgelegt und wird am 400-V-Netz im Stern (Y) geschaltet. War der alte Antrieb für 400/690 V ausgelegt, darf nicht vergessen werden, dass sich die Klemmenschaltung ändert.

Beispielmodelle für Getriebeantriebe

Die folgenden Modelle stammen aus dem 4-poligen Leistungsbereich, der am Getriebeantrieb häufig vorkommt. Da die Baugrößen unterschiedlich sind, entspricht auch der Antriebsadapter jeweils einer anderen Familie.

• 100L2-4 mit Graugussgehäuse: 3 kW (4 PS), 4-polig, 1450 U/min, IEC 100L, 230/400 V (Δ/Y), 50 Hz, IP55, Isolationsklasse F.
• 132M-4 mit Graugussgehäuse: 7,5 kW (10 PS), 4-polig, 1460 U/min, IEC 132M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, IP55, Isolationsklasse F.
• 160M-4 mit Graugussgehäuse: 11 kW (15 PS), 4-polig, 1465 U/min, IEC 160M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz, IP55, Isolationsklasse F.

Allgemeine Informationen zu Getriebeanwendungen sind auf der Seite Elektromotoren für Getriebe zusammengestellt. Aktuelle Preise finden Sie auf den Produktseiten.

Angaben für die Bestellung eines Elektromotors für ein Getriebe

• Leistung, Drehzahl und Baugröße des alten Elektromotors (mit Foto des Typenschilds)
• Foto des Getriebe-Typenschilds: Übersetzung, Abtriebsdrehzahl und gegebenenfalls die für den Antrieb angegebene Baugröße bzw. der Flansch
• Flanschtyp des Antriebsadapters (B5 oder B14), Zentrierdurchmesser, Lochkreisdurchmesser und Bohrungsangaben
• Innendurchmesser, Passfedernut und Tiefe der Antriebshohlwelle
• Netzspannung, Anlaufverfahren und gegebenenfalls Angaben zum Umrichter
• Art der Maschine, Betriebsdauer und Umgebungsbedingungen

Passende Modelle und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen. Um das zu Ihrem Getriebe passende Modell zu bestimmen, können Sie die Typenschilder von Elektromotor und Getriebe über die Seite zum Typenschild-Versand senden oder uns über unsere Kontaktseite schreiben.