Elektromotoren für Getriebe

Ein Getriebe setzt die hohe Motordrehzahl auf die niedrige Drehzahl herab, die die Maschine benötigt, und vergrößert dabei das Drehmoment an der Abtriebswelle im gleichen Verhältnis. Wie viel Drehmoment am Getriebeabtrieb anliegt, hängt von Leistung und Drehzahl des angebauten Elektromotors ab. Diese Seite erläutert, wie Standard-Drehstrom-Asynchronmotoren für Schnecken-, Stirnrad-, Kegelstirnrad- und Flachgetriebe ausgewählt werden; unsere weiteren Anwendungsseiten finden Sie in der Übersicht Elektromotoren für Branchen.

Aufgabenteilung zwischen Motor und Getriebe

Ein Asynchronmotor arbeitet am besten bei seiner eigenen Drehzahl: Die synchrone Drehzahl liegt beim zweipoligen Motor bei etwa 3000, beim vierpoligen bei 1500 und beim sechspoligen bei 1000 U/min. Eine Fördertrommel, ein Rührflügel oder eine Kranseiltrommel dreht sich dagegen mit wenigen Dutzend Umdrehungen pro Minute. Diese Differenz überbrückt das Getriebe. Die Übersetzung teilt die Motordrehzahl auf die Abtriebsdrehzahl herunter; lässt man die Verluste außer Acht, wird das Abtriebsdrehmoment ungefähr mit demselben Faktor multipliziert.

Für die Motorauswahl hat dieser Zusammenhang zwei Folgen. Erstens ergibt sich die Motorleistung aus dem Abtriebsdrehmoment und der Abtriebsdrehzahl, die die Maschine benötigt; allein nach der Größe des Getriebegehäuses wird kein Motor ausgewählt. Zweitens ändert sich bei gleichbleibender Übersetzung auch die Maschinengeschwindigkeit, wenn sich die Motorpolzahl ändert. Ein Ersatzmotor muss daher derselben Drehzahlklasse angehören wie der bisherige Motor.

Getriebetypen und ihre Auswirkungen auf den Motor

Schneckengetriebe

Die Schnecke auf der Motorwelle treibt das Bronzerad auf der Abtriebswelle an; Antrieb und Abtrieb stehen senkrecht zueinander. Das Getriebe erreicht auf kleinem Bauraum hohe Übersetzungen, läuft leise und ist bei Verpackungs-, kleinen Förder-, Tor- und Dosierantrieben verbreitet. Wegen der hohen Gleitreibung ist der Wirkungsgrad geringer als bei Zahnradgetrieben; dieser Verlust muss bei der Motorleistung berücksichtigt werden. Bei manchen Typen mit hoher Übersetzung lässt sich die Abtriebswelle nur schwer zurückdrehen – diese Eigenschaft darf jedoch nicht als Ersatz für eine Bremse genutzt werden.

Stirnrad- und Flachgetriebe

Schrägverzahnte Zahnräder reduzieren die Drehzahl stufenweise. Sie haben einen hohen Wirkungsgrad, übertragen große Drehmomente und werden bei Bändern, Elevatoren, Rührwerken und Extrudern im Dauerbetrieb bevorzugt. Flache Ausführungen mit parallelen Wellen lassen sich als Aufsteckgetriebe direkt auf die Fördertrommel setzen.

Kegelstirnradgetriebe

Die Kegelradstufe am Eingang lenkt die Bewegung um 90° um, die nachfolgenden Stirnradstufen vervollständigen die Übersetzung. Wo eine rechtwinklige Anordnung und zugleich ein hoher Wirkungsgrad gefragt sind, ersetzt dieser Typ das Schneckengetriebe; häufig findet er sich bei schweren Förderanlagen und Kranfahrantrieben.

Die richtige Drehzahl am Getriebeeingang

In den Katalogen der Getriebehersteller sind Übersetzungen und Abtriebsdrehmomente in der Regel für einen vierpoligen Antrieb mit etwa 1500 U/min angegeben. Deshalb arbeiten die meisten Getriebeantriebe mit vierpoligen Motoren. Ein zweipoliger Motor baut bei gleicher Leistung zwar kleiner und leichter, doch die hohe Eingangsdrehzahl ist im Hinblick auf die Lebensdauer von Verzahnung und Lagern nicht für jedes Getriebe geeignet; prüfen Sie die maximal zulässige Eingangsdrehzahl des Getriebes. Ein sechspoliger Motor liefert bei gleicher Leistung mehr Drehmoment und kann bei langsamen Antrieben mit sehr hoher Übersetzung die Zahl der Getriebestufen verringern.

Ein Beispiel: Das 4-kW-Aluminiummodell 112M-4 von HEM Motor liefert bei einer Nenndrehzahl von 1450 U/min ein Nenndrehmoment von 26,3 Nm. Das zweipolige 4-kW-Graugussmodell 112M-2 gleicher Leistung liefert bei 2905 U/min 13,1 Nm. Das Eingangsdrehmoment, das mit der Getriebeübersetzung multipliziert wird, unterscheidet sich je nach Polzahl also fast um den Faktor zwei; ausführliche Werte finden Sie in unserem Beitrag Drehmomenttabelle.

Passung von Flansch, Welle und Montage

Bei Getriebeantrieben ist zuerst die mechanische Verbindung zu prüfen. Sitzt der Motor direkt am Eingangsflansch des Getriebes, müssen Zentrierdurchmesser, Befestigungsbohrungen, Wellendurchmesser und Passfedermaß des Motorflansches exakt mit dem Getriebeeingang übereinstimmen. Bei kleinen und mittleren Getrieben ist der kleine Flansch B14 verbreitet, bei großen Getrieben der große Flansch B5. Werden Fußmotor und Getriebe getrennt über eine Kupplung verbunden, wählt man B3 oder – bei kombinierter Fuß- und Flanschbefestigung – B34 bzw. B35.

HEM Motor bietet je nach Baugröße alle diese Anschlussarten sowie für vertikal arbeitende Antriebe die Bauformen V1, V3, V5, V6 und V15 an; Flansch- und Wellenmaß werden bei der Bestellung gemeinsam mit Ihnen abgestimmt. Für die Maßprüfung finden Sie Informationen auf den Seiten technische Zeichnungen und Flanschmotoren B5 und B14, für die Fuß-Flansch-Ausführung auf der Seite Motoren B34 und B35.

Wird der Motor mit Welle nach unten oder nach oben angebaut, ändern sich Lagerbelastung und Dichtungsbedingungen; geben Sie die Einbaulage bei der Bestellung eindeutig an.

Aluminium- oder Graugussgehäuse?

Die Baureihe von HEM Motor mit Aluminiumgehäuse umfasst 0,25–11 kW, die Baureihe mit Graugussgehäuse 0,55–355 kW. Bei kleinen und mittleren Motoren, die per Flansch am Getriebe hängen, verringert das leichte Aluminiumgehäuse die Belastung des Getriebeflansches; Verpackungs-, Abfüll- und leichte Bandantriebe gehören zu dieser Gruppe. Bei Getrieben in Brecheraufgaben mit Stoßlasten, schweren Bändern, Mischern und vibrierenden Maschinen kommt dagegen die Robustheit des Graugussgehäuses zum Tragen. Näheres zu dieser Wahl erläutert der Beitrag Aluminium oder Grauguss.

Anlauf, Frequenzumrichter und Erwärmung

Das Getriebe vergrößert auch das Anlaufdrehmoment des Elektromotors im gleichen Verhältnis. Läuft eine gefüllte Förderschnecke oder ein beladenes Band im Direktanlauf an, trifft ein plötzlicher Stoß auf die Getriebeverzahnung. Ein Frequenzumrichter oder Sanftanlasser mildert diesen Stoß; der Frequenzumrichter erlaubt zudem, die Abtriebsdrehzahl ohne Änderung der Übersetzung einzustellen. Wird mit dem Frequenzumrichter lange bei niedriger Frequenz und vollem Drehmoment gefahren, läuft der wellengetriebene Motorlüfter langsamer, und ein Fremdlüfter kann erforderlich werden; bei langen Kabeln zwischen Motor und Umrichter ist ein dU/dt- oder Sinusfilter zu erwägen. Teilen Sie uns solche Bedingungen bei der Bestellung mit; Details finden Sie auf der Seite umrichtertaugliche Motoren.

Für Getriebeantriebe mit häufigem Start-Stopp-Betrieb sind PTC- oder PT100-Sensoren zur Überwachung der Wicklungstemperatur und für Motoren in feuchter Umgebung eine Stillstandsheizung als Bestelloption erhältlich. Geben Sie bei Hub- oder Schrägförderantrieben, die eine Bremse benötigen, den Bedarf an einem Bremsmotor bei der Bestellung an.

Beispielmodelle von HEM für Getriebeantriebe

Die Tabelle dient nur zur Orientierung. Der richtige Motor ergibt sich aus der Gesamtbetrachtung von Abtriebsdrehmoment und -drehzahl der Maschine, Übersetzung und Wirkungsgrad des Getriebes, Anschlussart und Betriebsumgebung.

Getriebeanwendungen nach Maschinentyp

Die meisten Getriebemotoren werden in der Fördertechnik eingesetzt; dieses Thema behandeln die Seiten Elektromotoren für Förderbänder und Elektromotoren für Fördersysteme gesondert. Auch Mischer in Betonmischanlagen, Futtermischmaschinen und Förderschnecken in Mühlen arbeiten mit Getriebemotoren.

Erforderliche Angaben für ein Angebot

Nennen Sie uns die Maschine, an der das Getriebe angebaut ist, Motorleistung (kW) und Drehzahl (U/min), Netzspannung, Bauform (B14, B5, B3, B34, B35 oder vertikale Einbaulage), das Maß des Getriebeeingangsflansches und den Wellendurchmesser sowie die gewünschte Stückzahl. Fotos der Typenschilder von bisherigem Motor und Getriebe ermöglichen die Auswahl eines gleichwertigen Ersatzes meist in einem Schritt. Modellpreise finden Sie im Shop; unsere WhatsApp- und Telefonkontakte stehen auf der Seite Kontakt.

Häufig gestellte Fragen

Kann ich bei einem Getriebeantrieb statt eines Elektromotors mit 1500 U/min einen mit 3000 U/min einbauen?

Bleibt die Übersetzung gleich, dreht die Maschine doppelt so schnell, und das Abtriebsdrehmoment halbiert sich. Zudem kann die zulässige Eingangsdrehzahl des Getriebes überschritten werden. Behalten Sie die Drehzahlklasse des bisherigen Elektromotors bei.

Der Motorflansch passt nicht zum Getriebe – was tun?

Teilen Sie uns Zentrierdurchmesser, Lochkreis sowie Wellen- und Passfedermaß des Getriebeeingangsflansches mit. Anhand dieser Maße legen wir gemeinsam den passenden Motor mit B5- oder B14-Flansch für die Baugröße fest.

Warum wird der Motor beim Schneckengetriebe stärker gewählt?

Die Gleitreibung zwischen Schnecke und Schneckenrad verursacht – besonders bei hohen Übersetzungen – höhere Leistungsverluste als bei Zahnradgetrieben. Dieser Verlust ist über den vom Getriebehersteller angegebenen Wirkungsgrad zu berücksichtigen.

Kann ich einen Getriebemotor mit einem Frequenzumrichter betreiben?

Ja, unsere Drehstrombaureihen eignen sich für die Drehzahlregelung per Frequenzumrichter. Bei langem Volllastbetrieb mit niedriger Drehzahl oder langen Motorkabeln geben Sie den Bedarf an Kühlung und Filtern bei der Bestellung an.