Ein Hammerbrecher ist eine Maschine, bei der Hämmer, die über Bolzen an auf einer Welle aufgereihten Scheiben hängen, mit hoher Geschwindigkeit auf das Gestein schlagen; die zerkleinerten Teile fallen durch die Roststäbe unter dem Rotor aus. Da er mittelharte und weiche Materialien wie Kalkstein, Mergel, Gips, Kohle und trockenen Ton in einem Durchgang zu feinem Produkt zerkleinert, ist er in Gesteinsbrüchen ebenso verbreitet wie in Zement- und Kalkwerken. Diese Seite behandelt den Elektromotor, der den Rotor der Maschine antreibt; den allgemeinen Rahmen für die gesamte Anlage finden Sie auf der Seite Elektromotoren für Brecher und Steinbrechanlagen.

Drehstrom-Elektromotor von HEM Motor mit Graugussgehäuse – Beispielmotor für den Antrieb eines Hammerbrechers
Der abgebildete Drehstrommotor mit Graugussgehäuse dient als Beispiel für Antriebe, die den Rotor eines Hammerbrechers per Riemen drehen; er zeigt nicht die Maschine selbst.

Wie zerkleinert der Rotor, was trägt der Elektromotor?

Beim Drehen des Rotors schwenken die Hämmer durch die Fliehkraft nach außen und übertragen beim Aufprall auf das Gestein einen Teil ihrer Energie. Das Gestein zerbricht entweder durch den Schlag, durch das Aufprallen auf die Brechplatte im Gehäuse oder durch Reibung zwischen Hammer und Rost. Die Energie für all das stammt aus der Rotationsenergie des Rotors; der Motor gleicht die Geschwindigkeit, die die Hämmer verlieren, laufend wieder aus.

Die Last am Motor hat daher zwei Komponenten. Die erste ist die stetige Brechleistung: Sie steigt mit dem Aufgabestrom und der Härte des Materials. Die zweite sind kurze Stöße, wenn ein großer Brocken eintritt oder der Rost verstopft. Der schwere Rotor fängt den Großteil dieser Stöße mit seiner Massenträgheit ab und schützt so den Motor; deshalb verläuft der Motorstrom beim Hammerbrecher gleichmäßiger als beim Backenbrecher.

Langer Anlauf: das Beschleunigen des schweren Rotors

Der schwierigste Moment für den Motor ist beim Hammerbrecher nicht das Brechen, sondern der Anlauf. Der Rotor aus Scheiben, Hämmern und Riemenscheibe hat ein großes Trägheitsmoment; während der Motor diese Masse aus dem Stillstand auf Nenndrehzahl beschleunigt, zieht er lange einen hohen Strom. In dieser Zeit sammelt sich Wärme in der Wicklung. Wird der Motor häufig gestoppt und wieder gestartet, erwärmen aufeinanderfolgende Anläufe die Wicklung stärker als der normale Betrieb.

In der Praxis wird Folgendes empfohlen: Der Rotor wird stets leer angefahren, die Materialaufgabe erst geöffnet, wenn der Motor die volle Drehzahl erreicht hat. Anlaufzeit und Rotorträgheit werden beim Brecherhersteller angefragt und uns für die Motorauswahl mitgeteilt. Beim Stern-Dreieck-Anlauf kann das reduzierte Drehmoment einen schweren Rotor möglicherweise nicht ausreichend beschleunigen; dann kommen Sanftanlasser oder Frequenzumrichter in Betracht. Eine Steuerung, die die Zahl aufeinanderfolgender Anläufe begrenzt, und ein in der Wicklung eingebauter PTC-Thermistor sind praktische Wege, die Wicklung bei langen Anläufen zu schützen; der Thermistor ist als Bestelloption erhältlich.

Auswahl von Drehzahl, Riemenscheibe und Kupplung

Die Umfangsgeschwindigkeit der Hammerspitze ist die wichtigste Größe für die Feinheit des Produkts: Mit steigender Geschwindigkeit wird das Produkt feiner, doch auch der Verschleiß an Hämmern und Rost nimmt zu. Die Rotordrehzahl legt der Brecherhersteller fest; die Motordrehzahl wird über das Riemenscheibenverhältnis oder eine Direktverbindung darauf abgestimmt.

Riementrieb

In der verbreitetsten Anordnung treibt ein 4- oder 6-poliger Motor die Rotorscheibe über Keilriemen an. Das Riemenscheibenverhältnis erlaubt es, die Rotordrehzahl einzustellen; außerdem dämpft das kurze Durchrutschen des Riemens einen Teil des mechanischen Stoßes, wenn ein unbrechbares Eisenteil in den Brecher gelangt. Der Preis dafür ist eine dauerhafte Radialkraft auf das antriebsseitige Lager des Elektromotors. Die Riemenscheibe sollte nahe am Wellenbund sitzen, die Riemenspannung auf dem Wert des Riemenherstellers gehalten und neue Riemen nach den ersten Betriebsstunden nachgespannt werden.

Direkte Kupplungsverbindung

Liegt die Rotordrehzahl nahe der Motornenndrehzahl, kann er direkt über eine elastische Kupplung angeschlossen werden; dabei wirkt keine Riemenlast auf das Lager, doch Stöße gelangen auch direkt auf die Welle. In manchen Anlagen wird eine hydrodynamische Kupplung zwischengeschaltet, damit der Motor die Last beim Anlauf schrittweise übernimmt. Bei der Kupplungsanordnung müssen Motor und Brecher auf einem gemeinsamen Grundrahmen stehen, und die Ausrichtung ist mit der Messuhr vorzunehmen.

Rotor mit zwei Drehrichtungen, Verschleiß und Vibration

Viele Hammerbrecher werden mit wechselnder Drehrichtung betrieben, um beide Seiten der Hämmer zu nutzen. Die Drehrichtung eines Standard-Drehstrommotors wird durch Tauschen zweier Zuleitungsphasen umgekehrt; erfolgt dies über einen Richtungswahlschalter in der Steuerung, darf der Motor erst nach vollständigem Stillstand in Gegenrichtung angefahren werden. Beim Riementrieb müssen auch Riemenscheibe und Riemen für beide Richtungen geeignet sein.

Mit zunehmendem Verschleiß der Hämmer oder wenn einer bricht und abfällt, gerät der Rotor aus dem Gleichgewicht. Die Vibration des unwuchtigen Rotors überträgt sich über Riemen und Grundrahmen auf den Motor, verkürzt die Lagerlebensdauer und lockert die Fußschrauben. Werden die Hämmer paarweise gegenüberliegend gewechselt, die Vibration nach dem Wechsel geprüft und die Schrauben des Motorsockels regelmäßig nachgezogen, schützt das auch den Motor.

Die Motorumgebung bei staubigem und feuchtem Material

Da der Hammerbrecher feines Produkt erzeugt, verbreitet er viel Staub in seiner Umgebung. Sammelt sich Staub zwischen den Kühlrippen, verschlechtert sich die Wärmeabfuhr; kommt dieser Zusammenhang zwischen Staub und Wicklungstemperatur mit langen Anläufen zusammen, erwärmt sich der Motor schneller als erwartet. Die Reinigung von Lüfterhaube und Kühlrippen gehört in den Wartungsplan, und der Motor sollte nach Möglichkeit auf der vom Staubaustritt des Brechers abgewandten Seite aufgestellt werden.

Die Drehstrommotoren von HEM werden mit IP55-Gehäuse und Isolationsklasse F geliefert. Bei feuchtem Material wie Ton und Mergel kann der Rost verstopfen; dann steigen die Rotorlast und der Motorstrom. Eine Stromüberwachung oder ein Überlastrelais meldet die Verstopfung, bevor sich der Motor erwärmt. Für Anlagen, die im Winter lange stillstehen, kann eine Stillstandsheizung angefordert werden. Für Umgebungen mit sehr hoher Staubkonzentration oder brennbarem Staub ist ein Standardmotor nicht geeignet; diese Bedingung muss bei der Bestellung unbedingt angegeben werden.

Beispiele für die Motorauswahl

BrecheranordnungKraftübertragungWorauf zu achten istBeispielmotor von HEM
Kleiner Hammerbrecher mit einem RotorKeilriemen, 4-poligAnlaufzeit, Riemenspannung22 kW 1500 U/min 180L-4
Mittelgroßer KalksteinbrecherKeilriemen, 4-poligBetrieb in zwei Drehrichtungen, Staub45 kW 1500 U/min 225M-4
Brecher mit niedriger RotordrehzahlKeilriemen, 6-poligHohes Wellendrehmoment, Riemenscheibendurchmesser37 kW 1000 U/min 250M-6
Großer Brecher mit einem RotorRiemen oder KupplungSanftanlauf, Reserve durch SF 1,1575 kW 1500 U/min 280S-4

Diese Motoren sind nur Beispiele; der richtige Motor wird anhand von Rotorträgheit und Last des Brechers, gewünschter Drehzahl, Anschlussart und den Bedingungen vor Ort ausgewählt. So liefert etwa das Modell 225M-4 bei 1485 U/min ein Nenndrehmoment von 289,4 Nm, das Modell 250M-6 bei 985 U/min 358,7 Nm; der Servicefaktor des 75-kW-Modells 280S-4 beträgt 1,15.

Welche Angaben sind für eine Motoranfrage erforderlich?

Nennen Sie uns Marke und Typ des Brechers, die erforderliche Leistung (kW) und Drehzahl (U/min), Netzspannung, Bauform des Elektromotors (bei Riementrieb meist Fußausführung B3), Art der Kraftübertragung, Anlaufverfahren, ob in zwei Drehrichtungen gearbeitet wird, und die Stückzahl. Ein Foto des Typenschilds des zu ersetzenden Elektromotors beantwortet die meisten Fragen bereits allein. Fuß- und Flanschausführungen variieren je nach Baugröße; Wellen- und Flanschmaße werden bei der Bestellung gemeinsam geprüft.

Passende Modelle und Preise finden Sie in unserem Elektromotoren-Shop, für große Leistungen lohnt sich ein Blick auf Motoren mit Graugussgehäuse. Planen Sie einen Betrieb am Umrichter, erläutert die Seite umrichtertaugliche Motoren die Themen Kühlung bei niedriger Drehzahl und Kabelfilter. Unsere WhatsApp- und Telefonkontakte stehen auf der Seite Kontakt.

Häufig gestellte Fragen

Warum zieht der Hammerbrechermotor beim Anlauf lange einen hohen Strom?

Das Trägheitsmoment des schweren Rotors ist groß, und bis der Motor diese Masse aus dem Stillstand auf Nenndrehzahl gebracht hat, zieht er einen Strom nahe dem Anlaufstrom. Leeres Anfahren und ein geeignetes Anlaufverfahren verkürzen diese Zeit nicht, entlasten aber Wicklung und Netz.

Kann beim Hammerbrecher ein Motor mit 3000 U/min verwendet werden?

Bei kleinen Brechern mit hoher Rotordrehzahl kommen 2-polige Motoren vor, bei den meisten Maschinen werden jedoch 4- oder 6-polige Motoren mit Riementrieb bevorzugt. Welche Drehzahl geeignet ist, bestimmen Rotordrehzahl und Riemenscheibenverhältnis; entschieden wird anhand der Daten des Brecherherstellers.

Schadet das Umkehren der Rotordrehrichtung dem Elektromotor?

Der Motor kann in beiden Richtungen laufen; die Drehrichtung wird durch Tauschen zweier Phasen umgekehrt. Ein Schaden entsteht, wenn er nicht im Stillstand, sondern während des Laufs in Gegenrichtung angefahren wird. Vor dem Richtungswechsel muss die Steuerung den vollständigen Stillstand abwarten.

Was tun, wenn nach dem Hammerwechsel die Vibration am Elektromotor zunimmt?

Zuerst wird geprüft, ob die Hämmer paarweise gegenüberliegend und mit gleichem Gewicht montiert sind. Danach werden Riemenspannung, Rundlauf der Riemenscheibe und Fußschrauben des Elektromotors kontrolliert. Hält die Vibration an, muss die Rotorwuchtung auf der Brecherseite behandelt werden.