Elektromotor für Stoffwickelmaschinen

Die Stoffwickelmaschine wickelt den vom Ende der Linie kommenden Stoff auf eine Spule oder Papphülse zu einem Ballen auf; manche Modelle zählen beim Wickeln die Meter, schneiden den Ballen ab und wechseln auf eine neue Hülse. Diese Seite erläutert, wo an dieser Maschine ein Standard-Drehstrom-Asynchronmotor seine Arbeit verrichtet und wo er einem Servo- oder maschinenspezifischen Antrieb den Vorrang lässt. Zu den übrigen Maschinen der Branche gelangen Sie über die Seite Elektromotoren für Textilmaschinen.

Welche Welle treibt der Motor an der Wickelmaschine an?

Bei Wickelmaschinen gibt es zwei grundlegende Anordnungen, und die Aufgabe des Antriebs ändert sich je nach Anordnung vollständig.

Umfangs-(Oberflächen-)Wicklung: Der Ballen liegt auf einer oder zwei drehenden Wickelwalzen auf und wird durch Reibung mitgenommen. Der Motor treibt nur diese Walze an, meist über ein Getriebe oder einen Riemen. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Walze gleich der Liniengeschwindigkeit des Stoffes gehalten wird, muss sich die Motordrehzahl auch bei wachsendem Ballen nicht ändern. In dieser Anordnung arbeitet der Standard-Asynchronmotor am besten.

Zentrumswicklung: Die Welle der Hülse wird direkt angetrieben. Mit zunehmendem Ballendurchmesser muss die Welle für dieselbe Stoffgeschwindigkeit langsamer drehen, während das zum Spannen des Stoffes erforderliche Moment steigen muss. Bleibt die Stoffspannung nicht konstant, verringert sich bei Maschenware die Breite, bei Webware treten Randwellen und Teleskopieren auf. Diese Bewegung erfordert eine synchrone Regelung von Spannung und Geschwindigkeit; bei den meisten Maschinen wird ein Servomotor, ein vektorgeregelter Spezialantrieb, eine Tänzerwalze oder ein geschlossener Regelkreis mit Kraftmessdose eingesetzt. Einen Standard-Asynchronmotor bieten wir für eine solche Welle nicht als direkt geeignet an; ob der Motor für diese Aufgabe verwendbar ist, entscheidet der Maschinenhersteller anhand seines eigenen Regelungssystems.

Klar ist auch, welche Aufgaben der Motor nicht übernimmt: Messung der Stoffspannung, Kantensteuerung, Meterzählung oder das Abschneiden des Ballens sind Aufgaben der Sensorik und Steuerung der Maschine, nicht des Antriebs. Schneidmesser und Ballenwechselarme arbeiten meist mit eigenen kleinen Motoren oder pneumatisch.

Benötigte Daten bei einer Motoranfrage für den Wickelantrieb

Um einen Motor für die Wickelmaschine auszuwählen, muss zuerst bekannt sein, um welche Welle es geht. Danach klären folgende Angaben den größten Teil der Aufgabe:

• Wickelanordnung (Umfangswickelwalze, Zentrumswelle, Stoffabzugswalze).
• Höchste Liniengeschwindigkeit des Stoffes und größter Ballendurchmesser; diese stehen in den Unterlagen des Maschinenherstellers.
• Kraftübertragung zwischen Walze und Motor: Getriebe, Riemen oder Kette.
• Ob der Motor an einem Frequenzumrichter oder mit fester Netzdrehzahl arbeitet.
• Typenschild und Baugröße des Bestandsmotors.

So ergeben sich Leistung und Drehzahl für die Wickelwalze

Bei der Umfangswicklung entsteht das erforderliche Moment aus der Lagerreibung der Wickelwalze, der Spannung beim Abziehen des Stoffes und der Massenträgheit beim Beschleunigen des Ballens. Beim Abbremsen eines schweren Ballens vor der Entnahme und beim erneuten Hochlaufen mit einer neuen Hülse liefert der Motor kurzzeitig ein erhöhtes Moment. Diese Werte berechnet der Konstrukteur der Maschine; da sie von Stoffart, Warenbreite und Ballengewicht abhängen, wäre es nicht richtig, einen einzelnen kW-Wert als „passend für Wickelmaschinen“ zu empfehlen.

In der Praxis ist das Typenschild des an der Maschine arbeitenden Antriebs die solideste Quelle. Leistung und Drehzahl auf dem Schild werden zusammen mit der Getriebeübersetzung bewertet. Da die Walze langsam dreht, findet man an diesen Maschinen meist einen 4-poligen Motor mit 1500 U/min Synchrondrehzahl und nachgeschaltetem Getriebe; über einen Umrichter wird die Drehzahl verändert und an die Liniengeschwindigkeit angeglichen. Zur Getriebeseite informieren die Seiten Elektromotoren für Getriebe und Stirnradgetriebe in Fußausführung; Motorleistung, Getriebeeingangsdrehzahl und Abtriebsdrehzahl an der Walze sind getrennte Werte und sollten nicht verwechselt werden.

Die Tabelle bietet eine erste Unterscheidung, keine endgültige Auswahl. Welche Welle mit welchem Motor gedreht wird, hängt von der Konstruktion der jeweiligen Maschine ab.

Vergleich von Getriebeflansch, Welle und Fußmaßen

Der Motor der Wickelwalze ist meist an ein Getriebe angebaut; deshalb ist die erste zu prüfende Angabe die IEC-Baugröße (zum Beispiel 90S, 90L, 100L). Danach folgt die Bauform: B5 oder B14 bei Motoren, die per Flansch am Getriebe sitzen, B34 oder B35 bei Fuß und Flansch, Fußausführung B3 bei Riemenantrieb. Wellendurchmesser und -länge, Passfedermaß, Fußlochabstand und Flanschdurchmesser werden einzeln mit dem Altmotor verglichen. Elektrisch werden auch Spannung, Schaltungsart und Strom geprüft.

Selbst die gleiche IEC-Baugröße bedeutet nicht, dass jedes Detail übereinstimmt; Flansch- und Wellenmaß werden bei der Bestellung bestätigt. Für den Maßvergleich können die Maßtabelle der Baugrößen, für die verfügbaren Bauformen die Seite Bauformen genutzt werden.

Fasern, Feuchtigkeit und Temperatur im Wickelbereich

Die Wickelmaschine steht in der Regel am Ende der Linie, am Auslauf des Spannrahmens oder Trockners. Der Stoff ist trocken, doch von den Kanten abgelöste Fasern werden in die Lüfterhaube gesaugt. Je stärker Haubengitter und Kühlrippen verstopfen, desto schwächer die Kühlung; eine kurze Reinigung zwischen den Schichten ist deshalb wichtig.

Unsere Motoren sind in Schutzart IP55 und Isolationsklasse F ausgeführt; der Umgebungsbereich laut Katalog liegt bei −15 bis +40 Grad, die Höhengrenze bei 1000 Metern. Soll der Motor sehr nahe am Spannrahmenauslauf an einer Stelle mit Heißluft montiert werden oder überschreitet die Umgebung diese Grenzen, ist dies bei der Bestellung anzugeben. Bei Maschinen, die am Wochenende stillstehen, kann sich im Gehäuse Kondensat bilden; eine Stillstandsheizung ist als Bestelloption erhältlich.

Drehzahlangleichung per Umrichter und Anläufe beim Ballenwechsel

Bei der Umfangswicklung muss die Motordrehzahl mit den übrigen Walzen der Linie abgestimmt bleiben; der Motor arbeitet deshalb meist an einem Frequenzumrichter. Unsere Drehstrom-Baureihen eignen sich für die Drehzahlregelung per Umrichter. Läuft der Motor lange bei langsamer Linie mit vollem Moment, reicht sein Eigenlüfter nicht aus, und ein Fremdlüfter kann nötig werden. Liegt der Schaltschrank weit von der Maschine entfernt, wird ein dv/dt- oder Sinusfilter geprüft; Details auf der Seite umrichtertaugliche Elektromotoren.

Bei jedem Ballenwechsel hält die Walze an und beschleunigt erneut. Bei Aufträgen mit kleinen Partien bedeutet das mehrere Anläufe pro Stunde. Zur Überwachung der Wicklungstemperatur kann bei der Bestellung ein PTC- oder PT100-Fühler ergänzt werden. Auch hier ist der Unterschied zwischen Umrichter und Servo wichtig: Der Umrichter stellt die Motordrehzahl ein, sorgt aber allein nicht für die Spannungs- und Positioniergenauigkeit der Zentrumswicklung.

Was Sie für den Tausch eines alten Wickelmotors senden sollten

Möchten Sie den vorhandenen Motor ersetzen, genügt es, uns die folgenden Angaben per WhatsApp zu senden. Ein scharfes Foto vom Typenschild beantwortet die meisten Fragen schon allein; wie es aufgenommen wird, beschreibt der Beitrag Typenschild senden.

• Gut lesbares Foto vom Motortypenschild (Leistung, Drehzahl, Spannung, Strom).
• Welche Welle der Motor antreibt: Umfangswickelwalze oder Abzugswalze?
• Art der Anbindung an das Getriebe und Bauform (B3, B5, B14, B34, B35).
• Maß von Wellendurchmesser, Flanschdurchmesser oder Fußlochabstand.
• Ob der Motor an einem Umrichter arbeitet und ob die Liniengeschwindigkeit eingestellt wird.
• Gewünschte Stückzahl und Bedarf an Reservemotoren.

An einer Welle, für die der Maschinenhersteller einen Servo- oder Spezialmotor vorsieht, sollte kein Tausch gegen einen Standardmotor erfolgen; sind Sie unsicher, teilen Sie uns auch die Maschinendaten mit. Telefon- und WhatsApp-Kontakt finden Sie auf der Seite Kontakt.

Motoren für den Wickelwalzenantrieb

Alle Modelle des Shops finden Sie auf der Seite Elektromotoren kaufen, leichte Ausführungen in der Kategorie Elektromotoren mit Aluminiumgehäuse, solche für härtere Bedingungen unter Elektromotoren mit Graugussgehäuse. Beispiele aus der 4-poligen Klasse, die an Wickelwalzen mit Getriebe häufig vorkommt:

• 1,1 kW 90S-4 mit Aluminiumgehäuse (1445 U/min)
• 1,5 kW 90L-4 mit Aluminiumgehäuse (1445 U/min)
• 2,2 kW 100L1-4 mit Graugussgehäuse (1450 U/min)

Diese Modelle sind Beispiele; ihre Eignung für die Maschine wird zusätzlich anhand des Momentbedarfs der Walze, der Getriebeübersetzung und der Einbaumaße bestätigt.

Häufig gestellte Fragen

In meiner Stoffwickelmaschine sitzt ein Servomotor – kann ich stattdessen einen Asynchronmotor einbauen?

Ein Servomotor treibt in der Regel eine Welle an, die eine Spannungs- oder Positionsregelung erfordert. Einen Standard-Asynchronmotor betrachten wir für diese Aufgabe nicht als direkt geeignet; eine Änderung lässt sich nur auf Grundlage des Regelungssystems des Maschinenherstellers bewerten.

Muss bei der Umfangswicklung die Motordrehzahl geändert werden, wenn der Ballen wächst?

In der Regel nicht. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Walze gleich der Stoffgeschwindigkeit bleibt, hängt die Walzendrehzahl auch bei wachsendem Ballendurchmesser von der Liniengeschwindigkeit ab. Was sich ändert, ist die zunehmende Massenträgheit des Ballens.

Warum wird der Wickelmotor häufig warm?

Häufige Ursachen sind Fasern in der Lüfterhaube, langer Betrieb mit vollem Moment bei niedriger Drehzahl und häufige Ballenwechsel. Fremdlüfter und Wicklungsfühler können bei der Bestellung angefragt werden.

Gibt es für die Wickelmaschine eine Einphasen-Option?

Steht in der Werkstatt nur 220 V zur Verfügung, deckt unsere Einphasen-Baureihe 0,18 bis 5,5 kW ab; bei Linien mit Drehzahlangleichung per Umrichter ist jedoch der Drehstrommotor verbreiteter. Details auf der Seite Einphasen-Elektromotoren.

Können Stoffabzugswalze und Wickelwalze denselben Motor verwenden?

Bei manchen Maschinen werden beide über eine Kette von einem Motor angetrieben, bei anderen hat jede Walze einen eigenen Motor und Umrichter. Welche Anordnung umgesetzt wird, entscheidet der Maschinenhersteller; es genügt, dies bei der Bestellung anzugeben.