Elektromotor für Spannrahmenventilatoren

Der Spannrahmen ist eine Trocknungs- und Fixierlinie, die den Stoff an den Kanten mit Nadeln oder Kluppen hält und quer gespannt durch aufeinanderfolgende Ofenfelder führt. Die heiße Luft in den Feldern wird von Ventilatoren umgewälzt, die in jedes Feld eingebaut sind, und über Düsenkanäle auf die Unter- und Oberseite des Stoffes geblasen. Diese Seite behandelt nur den Drehstrommotor, der diese Ventilatoren antreibt; zu den übrigen Antrieben der Textillinie siehe die Seite Elektromotoren für Textilmaschinen.

Die Aufgabe des Ventilatormotors im Spannrahmenfeld

In jedem Feld gibt es einen oder mehrere Umluftventilatoren. Das Laufrad dreht sich im Feld neben den Heizflächen (Gasbrenner, Thermalöl- oder Dampfwärmetauscher); der Motor sitzt dagegen an der Außenwand des Feldes, außerhalb der heißen Zone. Die Ventilatorwelle führt durch ein Lagergehäuse in der Wand und ist direkt über eine Kupplung oder über einen Riementrieb mit dem Motor verbunden. Je nach Maschinentyp kann der Motor waagerecht an der Seitenwand oder senkrecht auf der Decke des Feldes sitzen.

Neben den Umluftventilatoren gibt es Abluft- (Kamin-)Ventilatoren, die die Feuchte aus dem Stoff und die Dämpfe der Ausrüstungschemikalien ins Freie fördern. Bei manchen Linien gibt es am Auslauf einen separaten Luftbereich, der den Stoff kühlt. Alle diese Ventilatoren bilden eine dauernd drehende Last mit seltenen Anläufen.

Der Ventilatormotor transportiert den Stoff nicht. Den Hauptantrieb der Nadelkette, die Voreilwalzen (Overfeed), die Breitenverstellung und den Foulard – also die Bereiche der Linie, die einen Geschwindigkeitsgleichlauf verlangen – betreibt meist das synchrone Antriebssystem des Maschinenherstellers mit Servo- oder maschinenspezifischen Motoren. Für diese Bewegungen gilt ein Standard-Asynchronmotor nicht von vornherein als geeignet; dort entscheidet der Maschinenhersteller.

Diese Angaben sollten vor der Motorauswahl für den Spannrahmenventilator vorliegen

Ausgangspunkt der Auswahl ist nicht der Motor, sondern der Ventilator. Laufraddurchmesser, Schaufelform und Betriebsdrehzahl bestimmen, welche Leistung der Motor liefern muss. Die Zahl der Felder und der Ventilatoren je Feld zeigt, wie viele Motoren und Reservemotoren benötigt werden. Auch die Übertragungsart ist wichtig: Ein direkt gekuppelter Ventilator dreht mit der Motordrehzahl, bei einem riemengetriebenen Ventilator stellt das Riemenscheibenverhältnis die Drehzahl ein.

Das Typenschild des vorhandenen Motors liefert die meisten dieser Angaben auf einen Blick. Leistung, Drehzahl, Spannung und Schaltung vom Typenschild bilden zusammen mit der Fuß- oder Flanschanordnung am Gehäuse eine solide Ausgangsbasis für den neuen Motor. Ob die Ventilatoren am Frequenzumrichter oder direkt am Netz laufen, sollte ebenfalls von Anfang an geklärt sein.

Wo liest man Leistung und Drehzahl des Ventilators ab?

Die benötigte Wellenleistung des Spannrahmenventilators legt der Maschinen- oder Ventilatorhersteller fest; der Motor deckt diese Leistung mit einer gewissen Reserve. Einen einzelnen kW-Wert als „passend für Spannrahmenventilatoren“ anzugeben, wäre falsch; die Ventilatoren zweier gleich breiter Maschinen können unterschiedliche Durchmesser und Drehzahlen haben.

Bei Ventilatoren ändert sich der Leistungsbedarf etwa mit der dritten Potenz der Drehzahl. Die Riemenscheibe für mehr Luft zu vergrößern, sieht nach einer kleinen Änderung aus, bringt den Motor aber leicht über den Typenschildstrom. Auch die Luftdichte spielt eine Rolle: Bei kaltem Ofen ist die Luft im Inneren dichter, und der Ventilator nimmt bei gleicher Drehzahl mehr Leistung auf. Deshalb werden die Ventilatoren bei manchen Maschinen im Kaltstart mit niedriger Drehzahl oder geschlossener Klappe angefahren. Ist eine Änderung geplant, sollte man auf die Daten des Ventilatorherstellers zurückgreifen.

Bei der Drehzahl werden für Spannrahmenventilatoren häufig 4-polige Motoren (etwa 1500 U/min synchron) gewählt; bei Riemenantrieben können auch 2- oder 6-polige Motoren verwendet werden. Welche Variante richtig ist, ergibt sich aus der Typenschilddrehzahl des Ventilators und dem Riemenscheibenverhältnis. Modelle nach Drehzahl finden Sie auf der Seite Elektromotoren mit 1500 U/min.

Die Modelle in der Tabelle sind nur Beispiele; die endgültige Auswahl erfolgt nach Ventilatordaten, vorhandenem Motortypenschild und Einbaumaßen.

Anschluss an der Feldwand: Baugröße, Welle und Fußmaße

Beim Tausch wird zuerst die IEC-Baugröße verglichen (z. B. 132M, 160M). Dann folgt die Bauform: Fußausführung B3 auf einer Konsole außerhalb des Feldes, Flanschausführung B5 oder B14, die kombinierte Ausführung B34/B35 oder senkrechte Bauformen auf der Decke. Wellendurchmesser und -länge, Passfeder, Fußlochabstand, Wellenhöhe über dem Boden und Flanschmaß sind einzeln mit dem alten Motor zu vergleichen. Elektrisch werden außerdem Spannung, Schaltung (Stern/Dreieck) und Stromwert geprüft.

Bei direkt gekuppelten Ventilatoren ist die Kupplungsausrichtung wichtig, bei riemengetriebenen die Riemenscheibenachse und der Verstellweg der Motorspannschiene. Die Maße können Sie mit der Maßtabelle der Baugrößen vergleichen; welche Bauformen angeboten werden, erklärt die Frage zu den Bauformen. Auch wenn die Maße übereinstimmen, sollte die letzte Kontrolle vor Ort erfolgen.

Hitze, Öldampf und Flusen rund um den Ofen

Die Katalogwerte gelten für Umgebungstemperaturen zwischen −15 und +40 Grad Celsius und Aufstellhöhen bis 1000 m. Oberseite und Seitenwände der Spannrahmenfelder können diese Grenze im Sommer überschreiten; ist die Temperatur am Motorstandort hoch, ist dies in der Bestellung anzugeben. Die Motoren werden mit Schutzart IP55 und Isolationsklasse F geliefert.

Die Wärme, die die Ventilatorwelle aus der heißen Zone zum Motor leitet, zu unterbrechen, ist Aufgabe von Lagergehäuse und Kühlscheibe; diese Anordnung liegt maschinenseitig. Konstruktionen, bei denen die Motorwelle direkt ins Feld reicht oder der Motor im Heißluftstrom sitzt, sind für einen Standardmotor nicht ausgelegt.

Ölige Dämpfe aus Ausrüstungs- und Veredlungschemikalien hinterlassen in der Abluftleitung und rund um den Motor eine klebrige Schicht. Daran haften auch vom Stoff abgelöste Flusen und verstopfen das Gitter der Lüfterhaube. Die Motorkühlung lässt nach, die Wicklung erwärmt sich. Regelmäßige Reinigung und ein PTC- oder PT100-Wicklungsfühler (Bestelloption) machen dieses Risiko sichtbar. Für Linien, die am Wochenende abkühlen, kann auch eine Stillstandsheizung angefragt werden.

Luftgeschwindigkeitseinstellung, Frequenzumrichter und Anlauf

Bei vielen Spannrahmenlinien wird die Ventilatordrehzahl per Umrichter eingestellt; bei leichten Maschenwaren wird die Luftgeschwindigkeit gesenkt, bei schweren Geweben erhöht. Unsere Drehstromreihen eignen sich für die Drehzahlregelung per Frequenzumrichter; Details auf der Seite umrichtertaugliche Elektromotoren. Da die Ventilatorlast bei niedriger Drehzahl stark abnimmt, kühlt sich der Motor in den meisten Fällen mit seinem eigenen Lüfter; ist jedoch in heißer Umgebung ein langer Betrieb bei niedriger Drehzahl geplant, wird geprüft, ob ein Fremdlüfter nötig ist. Ist das Kabel zwischen Schaltschrank und Motor lang, wird der Bedarf an dU/dt- oder Sinusfilter geprüft.

Spannrahmenventilatoren halten im Tagesverlauf nicht häufig an und laufen wieder an; der eigentlich belastende Moment ist der erste Anlauf des großen Laufrads bei kaltem Ofen. Erfolgt dieser Anlauf bei direkt am Netz betriebenen Linien per Stern-Dreieck, ist zu prüfen, ob die Wicklungsschaltung des Motors dafür geeignet ist.

Angaben beim Tausch eines defekten Ventilatormotors

• Gut lesbares Foto des Motortypenschilds (Leistung, Drehzahl, Spannung, Strom).
• Feldnummer und Aufgabe des Motors: Umluft- oder Abluftventilator?
• Bauform und Lage: waagerecht mit Füßen, mit Flansch oder senkrecht auf der Decke.
• Übertragung: direkte Kupplung oder Riementrieb; Riemenscheibendurchmesser.
• Ob der Ventilator am Umrichter oder direkt am Netz läuft.
• Temperatur am Motorstandort in den Sommermonaten und Aufstellhöhe.
• Gewünschte Stückzahl und Bedarf an Reservemotoren.

Diese Angaben können Sie per WhatsApp übermitteln; wie das geht, steht im Beitrag Typenschild senden. Für Telefon und WhatsApp nutzen Sie die Seite Kontakt.

Motorgruppen für Spannrahmenventilatoren

Alle Produkte sind auf der Seite Elektromotor kaufen aufgeführt. Für den schweren Betrieb rund um den Ofen greifen die meisten Anwender zur Gruppe Elektromotoren mit Graugussgehäuse. Als Beispiele können die Modelle 5,5 kW 132S-4, 7,5 kW 132M-4 und 11 kW 160M-4 betrachtet werden. Dies sind Beispiele; die Eignung für die Maschine wird anhand von Ventilatordaten und Maßen gesondert bestätigt. Allgemeine Informationen zu Ventilatorantrieben finden Sie auf der Seite Elektromotor für Radialventilatoren.

Häufig gestellte Fragen

Warum verschleißen die Lager von Spannrahmen-Ventilatormotoren so schnell?

Die häufigsten Ursachen sind Wärme von der Ventilatorwelle, zu stark gespannte Riemen und Flusen, die die Lüfterhaube verstopfen. Regelmäßige Kontrolle von Riemenspannung und Haubengitter verlängert die Lebensdauer.

Kann für Umluft- und Abluftventilator derselbe Motor verwendet werden?

Bei gleicher Leistung, Drehzahl und gleichen Maßen kann dasselbe Modell verwendet werden. Da der Abluftventilator jedoch in einer Leitung mit öligem Dampf sitzt, ist gesondert zu prüfen, ob der Motor außerhalb des Luftstroms bleibt.

Darf ich die Riemenscheibe für mehr Luft vergrößern?

Da die Ventilatorleistung etwa mit der dritten Potenz der Drehzahl steigt, kann schon eine kleine Drehzahlerhöhung den Motor überlasten. Ziehen Sie zuerst die Daten des Ventilatorherstellers heran; bei Bedarf wird ein Motor der nächsthöheren Leistung geprüft.

Kann ich auch den Motor des Stoffkettenantriebs durch die Motoren auf dieser Seite ersetzen?

Ketten- und Voreilantriebe laufen synchron zur Liniengeschwindigkeit und nutzen meist Servo- oder maschinenspezifische Motoren. Für diesen Bereich wird ein Tausch ohne die Antriebsangaben des Maschinenherstellers nicht empfohlen.

Warum erscheint der Strom beim Anlauf mit kaltem Ofen hoch?

Kalte Luft ist dichter; der Ventilator nimmt bei gleicher Drehzahl mehr Leistung auf. Mit der Erwärmung des Ofens sinkt der Strom. Bewerten Sie den Anlaufstrom zusammen mit den Klappen- und Umrichtereinstellungen der Maschine.