Elektromotor für Vakuumpumpen

Eine Vakuumpumpe fördert das Gas aus einem geschlossenen Volumen ab und erzeugt dort einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks. Typische Beispiele: das Evakuieren von Beuteln in Verpackungsmaschinen, das Spannen von Platten auf dem CNC-Tisch, das Ansaugen der Folie an das Werkzeug beim Vakuumformen sowie das Abführen von Dampf bei Trocknungs- und Entgasungsprozessen. Diese Seite behandelt den Elektromotor, der den Pumpenrotor antreibt; für Maschinen auf der Druckluftseite siehe die Seite Elektromotoren für Kompressoren.

Pumpenarten und Anschluss des Motors

Am häufigsten ist in der Industrie die ölgeschmierte oder trocken laufende Drehschieberpumpe. Die Schieber in den Schlitzen eines exzentrisch gelagerten Rotors gleiten an der Gehäusewand und bilden Kammern; wachsende Kammern saugen an, schrumpfende verdichten. Bei diesen Pumpen ist der Motor meist mit Flansch am Pumpengehäuse befestigt, und die Welle treibt den Rotor direkt über eine Kupplung an; einen separaten Grundrahmen gibt es nicht.

Bei der Flüssigkeitsringpumpe schleudert ein exzentrisch im Gehäuse angeordnetes Flügelrad das Wasser durch die Fliehkraft an die Gehäusewand; der entstehende Wasserring wirkt wie ein Verdichtungsraum ohne Kolben. Da sie nasse und dampfhaltige Gase problemlos fördert, ist sie in Papier-, Chemie- und Lebensmittelbetrieben verbreitet. Motor und Pumpe stehen meist auf einem gemeinsamen Grundrahmen, dazwischen sitzt eine elastische Kupplung.

Trockenlaufende Klauen- und Schraubenpumpen kommen zum Einsatz, wenn ölfreies Vakuum gefordert ist; die Rotoren laufen berührungsfrei und mit hoher Drehzahl. Bei einem Teil dieser Pumpen sitzt zwischen Motor und Pumpe ein Getriebe oder ein Riemen. Auch die in großen Anlagen der Hauptpumpe vorgeschaltete Wälzkolbenpumpe (Roots) als Booster wird von einem eigenen Motor angetrieben.

Zusammenhang zwischen Vakuumtiefe und Motorlast

Die vom Motor einer Vakuumpumpe aufgenommene Leistung ist nicht konstant, sondern hängt vom Ansaugdruck ab. Liegt der Ansaugstutzen nahe am Atmosphärendruck, ist die pro Umdrehung geförderte Gasmasse groß und das Wellenmoment hoch. Je weiter Behälter oder Leitung evakuiert werden, desto weniger Gas wird gefördert, und die Last sinkt. Die schwerste Phase erlebt der Motor also meist zu Beginn des Zyklus, wenn das Volumen noch voller Luft ist.

Bei der Flüssigkeitsringpumpe sieht es etwas anders aus: Die Leistung zum Umwälzen des Wassers bildet eine vom Vakuum unabhängige, ständige Grundlast, und die Leistungskurve erreicht ihr Maximum im mittleren Vakuumbereich. Für die Motorauswahl ist der höchste Wert der vom Pumpenhersteller angegebenen Leistungskurve maßgeblich; die Bemessungsleistung auf dem Leistungsschild muss diesen Spitzenwert abdecken. Zudem erhöhen zu viel Betriebswasser oder eine steigende Wassertemperatur den Motorstrom.

Kaltes Öl, gefülltes Gehäuse und Anlauf

Der Anlauf einer ölgeschmierten Drehschieberpumpe in einer kalten Werkstatt im Winter ist für den Motor schwer. Das zähere Öl bremst die Bewegung der Schieber, und der Motor muss in den ersten Sekunden ein höheres Moment als üblich aufbringen. Öl in der vom Pumpenhersteller empfohlenen Viskosität und eine nicht zu kalte Umgebung verringern diese Last.

Eine Flüssigkeitsringpumpe läuft dagegen schwer an, wenn ihr Gehäuse noch mit Wasser gefüllt ist; die Wassermasse muss schlagartig beschleunigt werden. Die Hersteller verlangen daher, das Wasser vor dem Start auf einen bestimmten Füllstand abzulassen. Das Anlaufverfahren wird nach dieser Bedingung gewählt: Bei kleinen Leistungen ist Direkteinschaltung üblich, bei großen Einheiten werden Sanftanlasser oder Frequenzumrichter bevorzugt. Unsere Modelle ab 4 kW sind für 400/690 V ausgelegt und eignen sich daher am 400-V-Netz auch für Stern-Dreieck-Anlauf; beim Anlauf mit gefülltem Gehäuse reicht das geringe Moment in Sternschaltung jedoch möglicherweise nicht aus.

Drehrichtung und Rückdrehgefahr

Bei Drehschieberpumpen ist eine falsche Drehrichtung schädlich: Die Schieber können in ihren Schlitzen klemmen, und der Ölkreislauf funktioniert nicht. Beim ersten Anschluss ist der Motor kurz laufen zu lassen und die Drehrichtung mit dem Pfeil am Pumpengehäuse zu vergleichen; falls nötig, werden zwei Phasen getauscht. Steht die Pumpe, kann das evakuierte Volumen Gas zurücksaugen und den Rotor rückwärts drehen; das verhindert ein Rückschlagventil auf der Saugseite, das zur Pumpe gehört. Auf Motorseite gilt: eine rückwärts drehende Welle nicht erneut starten.

Drehzahlregelung, Temperatur und Dampf

In zentralen Anlagen, deren Vakuumbedarf im Tagesverlauf schwankt, wird die Pumpendrehzahl per Frequenzumrichter geregelt, um das gewünschte Vakuumniveau zu halten. Unsere Drehstrom-Baureihen sind dafür geeignet. Läuft die Pumpe stundenlang langsam und verlangt dennoch ein hohes Moment, nimmt die Luftleistung des Wellenlüfters ab, und ein separat gespeister Fremdlüfter wird ergänzt; ist der Umrichter weit vom Schaltschrank entfernt, wird gegen Spannungsspitzen an den Motorklemmen ein dU/dt- oder Sinusfilter eingesetzt. Die vom Pumpenhersteller zugelassenen minimalen und maximalen Drehzahlen dürfen nicht überschritten werden; Details auf der Seite umrichtergeeignete Elektromotoren.

Das Gehäuse einer ölgeschmierten Pumpe wird im Betrieb deutlich warm, und der angeflanschte Motor nimmt einen Teil dieser Wärme auf. Setzt sich aus dem Auslass entweichender Öldampf an den Kühlrippen fest, verschlechtert sich die Kühlung; die Wartung des Abluftfilters schützt also auch den Motor. Unsere Motoren haben ein Gehäuse in IP55 und Isolationsklasse F. Enthält das angesaugte Gas brennbare Lösemitteldämpfe, ist der Standardmotor für diese Umgebung nicht ausgelegt; explosionsgeschützte Motoren sind nicht im Katalog 2026 von HEM Motor enthalten, und dieser Umstand muss bei der Bestellung unbedingt angegeben werden.

Beispiele für die Motorauswahl

Diese Zeilen dienen nur der Orientierung; welcher Motor passt, wird anhand von Leistungskurve der Pumpe, gewünschter Drehzahl, Anschlussart und Bedingungen vor Ort gemeinsam entschieden. Zur Information: Das Modell 160M-4 liefert bei 1465 U/min ein Nenndrehmoment von 71,7 Nm, das Modell 180M-4 bei 1470 U/min 120,2 Nm. Die Varianten mit Flanschanschluss sind auf der Seite Motoren mit Flansch B5 und B14 zusammengefasst.

Welche Angaben werden für ein Angebot benötigt?

Nennen Sie uns Marke und Bauart der Pumpe (Drehschieber, Flüssigkeitsring, Klauen), benötigte Leistung und Drehzahl, die Spannung vor Ort, die Bauform (Flansch B5/B14 oder Fuß-Flansch B35), Wellen- und Flanschmaße, den Einsatz eines Frequenzumrichters und die Stückzahl. Ein Foto vom Leistungsschild des vorhandenen Motors erleichtert die Auswahl erheblich. Für kleine einphasige Vakuumeinheiten ist auch unsere Baureihe Einphasenmotoren eine Option.

Preise finden Sie in unserem Shop für Elektromotoren; unsere WhatsApp- und Telefonnummern stehen auf der Seite Kontakt.

Häufig gestellte Fragen

Warum nimmt der Motor einer Vakuumpumpe zu Beginn des Zyklus mehr Strom auf?

Liegt der Ansaugdruck nahe am Atmosphärendruck, fördert die Pumpe pro Umdrehung mehr Gas, und das Wellenmoment steigt. Je weiter das Volumen evakuiert wird, desto weniger Gas wird gefördert, und auch der Strom sinkt.

Warum tut sich der Motor der Drehschieberpumpe im Winter beim Anlauf schwer?

Die Viskosität des abgekühlten Öls steigt, und es bremst die Bewegung der Schieber. Das vom Pumpenhersteller empfohlene Öl und eine nicht zu kalte Umgebung der Pumpe erleichtern den Anlauf.

Kann der Motor einer Vakuumpumpe mit einem Frequenzumrichter betrieben werden?

Ja, unsere Drehstrommotoren können am Umrichter betrieben werden. Die Drehzahlgrenzen des Pumpenherstellers sind einzuhalten; läuft der Motor lange langsam, geben Sie den Bedarf an einem zusätzlichen Kühllüfter bei der Bestellung an.

Kann bei einer Pumpe, die Lösemitteldämpfe ansaugt, ein Standardmotor eingesetzt werden?

Für Bereiche mit brennbaren Dämpfen ist der Standardmotor in IP55 nicht geeignet. Diese Bedingung ist bei der Bestellung anzugeben; der passende Motor wird nach der Explosionsschutz-Beurteilung der Anlage bestimmt.