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Hybrid-Motorstarter in Textilveredelungsmaschinen

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Stefan Rodenberg / Sandra Häuslein

Warum Monforts für seine Textilveredelungsmaschinen auf Hybrid-Motorstarter von Phoenix Contact setzt, verrät das Unternehmen hier.

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Bei den Textilveredelungsmaschinen kommen die Motorstarter Contactron von Phoenix Contact zum Einsatz. Im Vergleich zu Schützlösungen bringen sie einige Vorteile im Betrieb.
Bei den Textilveredelungsmaschinen kommen die Motorstarter Contactron von Phoenix Contact zum Einsatz. Im Vergleich zu Schützlösungen bringen sie einige Vorteile im Betrieb.
(Bild: Phoenix Contact)

In Textilveredelungsmaschinen werden Stoffe durch verschiedene Behandlungsmethoden zu speziellen Textilien, die in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt werden können. Aus den veredelten Stoffen werden zum Beispiel Airbags, die Außenhaut von Tennisbällen, Reinigungstücher für Autos, Innenjalousien sowie Textilien für den medizinischen Bereich. Die A. Monforts Textilmaschinen GmbH & Co. KG, die 1884 von August Monforts gegründet wurde, stellt solche Veredelungsmaschinen her.

Seit 2013 befindet sich am Unternehmensstandort in Mönchengladbach ein 1500 Quadratmeter großes Technologiezentrum. Hier können die Anwender ihre eigenen Stoffe unter realen Fertigungsbedingungen auf den vorhandenen Maschinen testen. Dabei kann es sich um die Färbung einzelner Textilfäden bis zur Einfärbung ganzer Stoffbahnen handeln. Für die verschiedenen Färbeverfahren stehen unterschiedliche Methoden zur Verfügung. Neben dem Beschichten lassen sich die Stoffe auch fixieren, dämpfen, trocknen, kondensieren, vulkanisieren, kalandrieren sowie auf eine definierte Endbreite spannen.

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Bei sämtlichen Aktivitäten werden die Anwender von erfahrenen Monforts-Technologen unterstützt und beraten. Zum Service gehört darüber hinaus die gemeinsame Optimierung der bei den Kunden existierenden Prozessabläufe.

Wie Textilveredelungsmaschinen entstehen

Die Herstellung der Textilveredelungsmaschinen erfolgt individuell nach den jeweiligen Anwenderanforderungen. Monforts bietet also keine Serienmaschinen an. Die einzelnen Maschinen, die komplett in Mönchengladbach entwickelt werden, zeichnen sich durch ein hohes technisches Niveau aus. Ihre Produktion erfolgt seit 1984 in der Montex Maschinenfabrik im österreichischen Sankt Stefan, einer Zweigniederlassung von Monforts. Dort werden die Anlagenkomponenten in Baugruppen vorgefertigt und für den weltweiten Versand vorbereitet.

Buchtipp

Das Buch Praxishandbuch Antriebsauslegung hilft bei der Auswahl der wesentlichen Bestandteile elektrischer Antriebssysteme: Motor, Getriebe, Stellgerät, Netzversorgung sowie deren Zusatzkomponenten. Auch auf die Berechnung wird intensiv eingegangen.

Im Kundenbetrieb vor Ort bauen Monforts-Spezialisten die Anlagenstraßen auf und fahren die Maschinen schließlich unter Fertigungsbedingungen ein. Der gesamte Prozess erstreckt sich für gewöhnlich über mehrere Wochen.

Von der Roh- bis zur Fertigwarenrolle beträgt die Länge einer meist aus verschiedenen Maschinen bestehenden Anlage
30 m bis 60 m bei einer Breite von bis zu 6 m. Abhängig vom zu veredelnden Material variiert die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Textilien zwischen 30 m/min und 150 m/min.

Maschinenstillstände bei „Partiewechsel“ vermeiden

Um die Textilveredelungsmaschinen optimal zu betreiben und so wirtschaftlich wie möglich zu nutzen, laufen sie an 360 Tagen im Jahr rund um die Uhr.

Der Anlagenteil, in dem die Textilien getrocknet werden, wird naturgemäß aufgeheizt. Um unnötige Maschinenstillstände bei einem sogenannten „Partiewechsel“ zu vermeiden, wird eine neue Bahn an die sich ihrem Ende zuneigenden gerade eben verarbeiteten Textilbahn angenäht und in die warme Maschine eingefädelt. Auf diese Weise entfallen das energieaufwändige Abkühlen und Aufheizen der Trockner.

Veranstaltungstipp

Auf dem Anwenderforum Relaistechnik erklären Experten in Best-Practice-Bespielen die Realisierung von Schaltaufgaben in Maschinen, Geräten, Systemen oder bei der Prozessteuerung vor. Darüber hinaus werden Besonderheiten spezieller Relais betrachtet und die Relaisentwicklungen im Kontext zu Smart Grid, Energy Storage, Smart Home und Automotive aufgezeigt.

Schütze durch Motorstarter ersetzen

Der größte Teil der in den Maschinen verbauten Antriebe wird über Frequenzumrichter geregelt. Sie sorgen dafür, dass die Textilbahnen in der Anlage spannungsarm mit einer einheitlichen Geschwindigkeit transportiert werden.

Die Antriebskomponenten, in denen kein Frequenzumrichter zur Anwendung kommt, wurden in der Vergangenheit über Schützlösungen geschaltet. Nachdem der Hybrid-Motorstarter Contactron von Phoenix Contact jedoch erstmals erprobt worden war, entschieden sich die Verantwortlichen bei Monforts, die Motorsteuerungen von Schützen auf Hy­brid-Motorstarter umzurüsten. Und zwar weil die Vorteile der Contactron-Module gegenüber Schützlösungen schnell ersichtlich waren: Für den Wendebetrieb benötigten die Schütze nämlich die vierfache Breite des Hybrid-Motorstarters, sodass der neue Ansatz 75 % Platz im Schaltschrank einspart.

Kombination aus elektromechanischen Relais und elektronischen Halbleiterschaltern

Bei den Contactron-Modulen handelt es sich um eine Kombination aus elektromechanischen Relais und elektronischen Halbleiterschaltern, die durch einen Mikrocontroller gesteuert und überwacht werden. Die Halbleiter übernehmen den verschleißbehafteten Ein- und Ausschaltvorgang der Motoren, während die Relais lediglich den Strom führen. Um den reibungslosen Ablauf kümmert sich der Mikrocontroller, der ebenfalls für den Motorschutz durch eine elektronische Bimetallfunktion verantwortlich ist.

Aufgrund des Zusammenspiels von mechanischen Relais und Halbleitern lassen sich die Hybrid-Motorstarter sehr kompakt realisieren – und das bei vier Funktionen in einem Gerät: Motorstart, Wendefunktion, Motorschutz gegen Überlast und Not-Halt.

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Was Hybrid-Motorstarter ausmacht

Ferner stellen die Hybrid-Motorstarter eine höhere Verfügbarkeit der Maschinen sicher, indem sie deutlich verschleißärmer als konventionelle Schütze arbeiten. Vergleiche gehen von einer zehnmal längeren Lebensdauer der Contactron-Module aus. Insbesondere in Maschinen mit einer hohen Schaltspielhäufigkeit ist die Langlebigkeit wichtig.

Weil die Motorstarter eine Anzahl von bis zu 30 Millionen elektrischer Schaltspiele aufweisen, müssen sie während der Lebensdauer der Maschinen meist nicht ausgewechselt werden. Der Anwender profitiert somit von einem geringen Wartungsaufwand und minimalen Stillstandzeiten. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber mechanischen Komponenten, die hier schnell an ihre Grenzen stoßen und häufiger ausgetauscht werden müssen.

Daher ziehen die Verantwortlichen bei Monforts eine Rückkehr zur ehemaligen Schützlösung nicht in Betracht und bauen auch zukünftig auf die langlebigen und zuverlässigen Komponenten und Systeme von Phoenix Contact.

SPS 2019: Halle 9, Stand 310

* Stefan Rodenberg ist im Vertriebsmarketing Elektronik bei der Phoenix Contact Deutschland GmbH in Blomberg tätig.

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