Elektromotor für Kegelstirnradgetriebe

Ein Kegelstirnradgetriebe lenkt die Bewegung mit dem Kegelradpaar der ersten Stufe um 90 Grad um; während der Motor parallel zur Maschine liegt, wird die Abtriebswelle rechtwinklig an Trommel, Fahrrad oder Rührwelle angeschlossen. Gefragt ist diese Anordnung bei schweren Bändern mit wenig Platz, bei Kranfahrantrieben, Schnecken und großen Rührwerken. Diese Seite beschreibt die Auswahl des Drehstrom-Asynchronmotors, der den Antrieb eines solchen Getriebes übernimmt; das übergeordnete Thema finden Sie auf der Seite Elektromotoren für Getriebe.

Die vom Motor angetriebene Stufe beim Winkelantrieb

Der Motor treibt das kleine Kegelritzel auf der Antriebsseite des Getriebes an. Das Ritzel dreht das gegenüberliegende Tellerrad, die Bewegung wird um 90 Grad umgelenkt und an die Stirnradstufen weitergegeben; die letzte Stufe dreht die Voll- oder Hohlwelle am Abtrieb. Da die Motordrehzahl in der ersten Stufe mit ihrem höchsten Wert auf die Kegelverzahnung trifft, sind Zahnräder und Lager dieser Stufe der empfindlichste Punkt, der die zulässige Antriebsdrehzahl des Getriebes bestimmt.

Die Richtung ändert nicht der Motor; den rechten Winkel bildet die Kegelstufe des Getriebes. Die Maschinenlast an der Abtriebswelle, die über Trommel oder Rad eingeleitete Radialkraft und das Bremsmoment bei Fahrantrieben sind Sache des Getriebes und der tragenden Maschinenkonstruktion. Der Motor liefert der Antriebswelle lediglich die Drehbewegung mit der gewünschten Drehzahl und Leistung.

Was Sie vom Typenschild des Kegelstirnradgetriebes ablesen

Bei dieser Getriebeart enthalten Typenschild oder Katalogzeile meist Typ und Größe, Gesamtübersetzung, Abtriebsdrehzahl, Einbaulage und die IEC-Größe des Antriebsanschlusses. Festzuhalten ist auch, ob die Abtriebswelle hohl oder voll ist, ob maschinenseitig eine Drehmomentstütze verwendet wird und welche Getriebefläche nach unten zeigt; diese letzte Angabe wirkt sich direkt auf die Motorlage aus.

Weitere für die Motorauswahl erforderliche Angaben sind die von der Maschine geforderte Abtriebsdrehzahl und das Abtriebsmoment, die tägliche Betriebsdauer des Antriebs, die Zahl der Anläufe pro Stunde und die Größe der Massenträgheit der Last (zum Beispiel eine fahrende Kranbrücke oder ein langes Band).

Antriebsdrehzahl, Abtriebsdrehzahl und Ermittlung der Motorleistung

Gerechnet wird mit zwei Drehzahlen: Die Nenndrehzahl des Elektromotors ist die Antriebsdrehzahl des Getriebes, die von der Maschine geforderte Geschwindigkeit die Abtriebsdrehzahl. Die Abtriebsdrehzahl ergibt sich, indem die Antriebsdrehzahl durch die Gesamtübersetzung geteilt wird. Die Motorleistung erhält man, indem die aus Abtriebsmoment und Abtriebsdrehzahl berechnete Leistung durch den Getriebewirkungsgrad geteilt wird. Kegelstirnradgetriebe gehören zu den Zahnradgetrieben und arbeiten mit geringeren Verlusten als Bauarten mit Gleitreibung; dennoch ist für die Rechnung der Wirkungsgrad maßgeblich, den der Getriebehersteller für diese Größe und Übersetzung angibt.

Diese Zeilen zeigen die je nach Anwendung zu bedenkenden Punkte; Motorleistung und Modell sind keine endgültige Auswahl und werden anhand der Getriebedaten und der Maschinenlast gesondert berechnet.

Wird bei einem bestehenden Antrieb der Motor getauscht, sind Leistung und Drehzahl vom Leistungsschild des alten Elektromotors maßgeblich. Ein 6-poliger Motor ergibt bei gleicher Übersetzung eine niedrigere Antriebs- und damit eine niedrigere Abtriebsdrehzahl; diese Wahl ist nur sinnvoll, wenn sich die von der Maschine geforderte Abtriebsdrehzahl ändert und das Getriebe für diese Antriebsdrehzahl katalogisiert ist.

Prüfung von Flansch, Welle und Lage am Kegelstirnradeingang

Bei Kegelstirnradgetrieben wird der Motor meist mit B5-Flansch an den IEC-Antriebsadapter des Getriebes angeschlossen; die Motorwelle greift in die Kupplungshälfte oder die Nut im Adapter. Bei manchen Typen gibt es eine separate Antriebswelle, und der Motor wird in Fußausführung über Kupplung oder Riementrieb angeschlossen. Welche Variante vorliegt, erkennt man an der Antriebsseite des Getriebes.

Der Maßvergleich beginnt mit der IEC-Baugröße; danach folgen Flanschaußendurchmesser, Zentrierdurchmesser, Lochkreis der Schrauben, Wellendurchmesser, Wellenlänge und Passfeder. Beim Riementrieb kommen Fußlochabstand und Achshöhe hinzu. Ohne Vergleich mit den technischen Zeichnungen und der Maßtabelle der Baugrößen lässt sich nicht sagen, ob ein Motor direkt an dieses Getriebe passt.

Durch die Winkelbauweise kann der Motor unabhängig von der Richtung der Abtriebswelle horizontal bleiben; wird das Getriebe jedoch seitlich oder kopfüber montiert, kann auch der Motor in eine vertikale Lage wechseln. Ob der Motor mit Welle nach unten (V1) oder Welle nach oben (V3) steht, wohin der Klemmenkasten zeigt und wo die Kabeleinführung liegt, ist bei der Bestellung anzugeben. Die verfügbaren Optionen finden Sie unter der Frage Bauformen, die Flanschtypen auf der Seite Motoren mit Flansch B5 und B14.

Der Motor unter Bedingungen im Freien, mit Staub und in der Höhe

Kegelstirnradantriebe arbeiten häufig an Bändern im Freien, an Hafen- und Lagerkranen oder auf staubigen Mischerplattformen. Die Winkelanordnung setzt den Motor neben die Maschine, mitunter direkt über die Fahrbahn; dort ist er Regen, Schnee, Sonne und spritzendem Material direkt ausgesetzt. Die Motoren haben Schutzart IP55 und Isolationsklasse F; dennoch darf sich auf dem Motor keine Mulde bilden, in der sich Wasser sammelt, und bei Lage mit Welle nach oben ist gegebenenfalls ein Schutzdach vorzusehen.

Die Katalogwerte gelten von −15 bis +40 Grad Celsius und bis 1000 m Aufstellhöhe; wird im Winter an einem kälteren oder im Sommer an einem heißeren Standort oder in größerer Höhe gearbeitet, ist dies bei der Bestellung anzugeben. Für Motoren, die bei langen Stillständen Feuchtigkeit ziehen, ist eine Stillstandsheizung als Bestelloption erhältlich.

Umrichter bei Fahrantrieben und schweren Anläufen

Bei Anwendungen wie Katz- oder Brückenfahrwerken beschleunigt und verzögert der Motor jedes Mal eine große Masse. Bei Direkteinschaltung trifft diese Trägheit als plötzlicher Momentenstoß auf die Kegelstufe. Ein Umrichter glättet die Beschleunigung über Rampenzeiten und verringert das Pendeln der Last. Wird lange bei niedriger Frequenz mit vollem Moment gearbeitet, reicht der Eigenlüfter möglicherweise nicht aus und ein Fremdlüfter kann nötig sein; bei langem Motorkabel wird ein dU/dt- oder Sinusfilter geprüft. Details zum Thema finden Sie auf der Seite umrichtergeeignete Motoren.

Wird bei Fahr- und Steigförderantrieben ein Bremsmotor benötigt, geben Sie dies bei der Bestellung an; Sicherheitseinrichtungen wie Lasthaltung, Sturmsicherung und Endschalter liegen in der Verantwortung des Maschinenherstellers und werden getrennt von der Motorauswahl betrachtet. Zur Überwachung der Wicklungstemperatur bei häufigen Anläufen kann ein PTC- oder PT100-Fühler ergänzt werden. Für Kranantriebe siehe zusätzlich die Seite Motoren für Hebe- und Transportkrane.

Welche Angaben Sie beim Motortausch senden sollten

Für einen von einem Kegelstirnradgetriebe abgebauten Motor genügen meist scharfe Fotos von Motor- und Getriebeschild sowie einige Maße. Übermitteln Sie diese per WhatsApp auf dem Weg, der auf der Seite Leistungsschild senden beschrieben ist.

• Leistungsschild am Motor: Leistung, Drehzahl, Spannung, Frequenz und Schaltung
• Typenschild des Getriebes: Typ, Größe, Übersetzung und Einbaulage
• Antriebsanschluss: mit Flansch am IEC-Adapter oder über Kupplung an separater Antriebswelle
• Flanschdurchmesser, Wellendurchmesser und -länge, Passfedermaß
• Motorlage und Ausrichtung des Klemmenkastens
• Umgebungsangaben wie Aufstellung im Freien, Staub, große Höhe
• Bedarf an einem Bremsmotor und gewünschte Stückzahl

Unsere Kontaktdaten finden Sie auf der Seite Kontakt; Anfragen nehmen wir per WhatsApp und Telefon entgegen.

Motorgruppen im Shop für Winkelantriebe

Da Kegelstirnradgetriebe vor allem im mittleren und großen Leistungsbereich verbreitet sind, sind Motoren mit Graugussgehäuse in den meisten Anwendungen die erste Wahl; bei kleineren Leistungen kommen auch Motoren mit Aluminiumgehäuse in Betracht. Auch 6-polige Varianten (Klasse 1000 U/min) stehen in derselben Liste; die gesamte Baureihe finden Sie im Shop für Elektromotoren.

Die in der Tabelle genannten Graugussmotoren 7,5 kW 132M-4 und 11 kW 160L-6 sind Beispiele; die Eignung für Ihren Antrieb wird anhand der Maß- und Lastangaben gesondert bestätigt. Für das Getriebegehäuse gibt es auf unserer Website die Kategorie Kegelstirnradgetriebe; die Empfehlungen auf dieser Seite betreffen ausschließlich den Motor.

Häufig gestellte Fragen

Ich habe das Schneckengetriebe durch ein Kegelstirnradgetriebe ersetzt – muss ich auch den Motor tauschen?

Da das Kegelstirnradgetriebe mit geringeren Verlusten arbeitet, kann bei gleichem Abtriebsmoment ein kleinerer Motor ausreichen; entschieden wird jedoch anhand einer Berechnung mit Wirkungsgrad und Übersetzung des neuen Getriebes. Auch Antriebsflansch und Wellenmaß sind am neuen Getriebe zu prüfen.

Kann an ein Kegelstirnradgetriebe ein 2-poliger Motor angeschlossen werden?

Da die Kegelverzahnung der ersten Stufe mit der höchsten Drehzahl arbeitet, ist die zulässige Antriebsdrehzahl des Getriebes entscheidend. Lässt der Katalog diese Drehzahl nicht zu, darf kein 2-poliger Motor verwendet werden; in den meisten Anwendungen wird ein 4-poliger Motor bevorzugt.

Ändert sich die Motorlage, wenn das Getriebe kopfüber montiert wird?

Ja. Ändert sich die Einbaulage des Getriebes, kann der Motor von horizontal auf vertikal wechseln und der Klemmenkasten in eine andere Richtung zeigen. In diesem Fall sind die Lage V1 oder V3 und die Kabeleinführung bei der Bestellung gesondert anzugeben.

Reicht ein Standardmotor für ein Kranfahrwerk?

Der Motor liefert nur die Fahrbewegung; Bremsen, Anhalten und Sicherheitseinrichtungen gehören zur Maschinenkonstruktion. Wird ein Bremsmotor benötigt, geben Sie dies bei der Bestellung an und teilen Sie auch Anlaufhäufigkeit und Massenträgheit mit.