Die größten Feststoffmischer der Welt Mit High-Torqueantrieb leise und energiesparend feste Stoffe mischen

Autor / Redakteur: Reinhold Kuchenmeister / Reinhard Kluger

Bei den weltweit größten Feststoffmischern von Eirich, für die Eisenerzaufbereitung im nordschwedischen Kiruna entwickelt, sorgen vier Torquemotoren von Oswald, Miltenberg, energiesparend und leise mit enormem Drehmoment über alle Drehzahlbereiche hinweg für besonders hohe Mischeffektivität.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Die Maschinenfabrik Gustav Eirich, Pionier in Sachen Feststoffmischer, entwickelt ständig neue Maschinen- und Verfahrenstechniken zum Mahlen, Mischen, Trocknen, Granulieren und Pelletieren. Das Unternehmen aus dem fränkischen Odenwald greift dabei eigenes Know-Hows und praktischer Untersuchungen im Hardheimer Technikum zurück und kooperiert mit Partnern aus Hochschulen und ausgewählten Industrieunternehmen. So entstand das Antriebskonzept für die Mischer vom Typ DW 40 binnen einer nur sechs monatigen Entwicklungsphase in Zusammenarbeit mit dem Miltenberger Elektromotorenhersteller Oswald. 1,09 MW Anschlussleistung insgesamt verdeutlicht die gewaltige Dimension dieses Mischers. Zum Vergleich: Der Düsseldorfer Flughafen samt Startbahntechnik, Flugzeughallen, Terminal und Bahnhof hat 14 MW. Der DW 40 mit 12000 l Fassungsvermögen ist ein gewaltiger Schritt in eine neue Dimension, waren doch die bislang größten Feststoffmischer auf 7000 l Fassungsvermögen beschränkt.

Innovativer Antrieb, der schon im Leerlauf spart

Der herkömmliche Mischer hat Normgetriebemotoren als Antrieb. Mit den Asynchron-Normmotoren verbunden ist ein Riemenantrieb des Werkzeugs. Sind z.B. vier Werkzeuge in einem Mischer integriert, so wird ein hoher Riemenantriebs-Turm benötigt, der hohe Lagerbelastungen mit sich bringt. Ist zusätzlich ein Getriebe im Einsatz, so entsteht genau wie beim Riemenantrieb ein wiederkehrender Wartungsaufwand. Das Nachstellen der Keilriemenspannung oder den Tausch der Riemen, den Getriebeölwechsel bis hin zur Getriebeüberholung – all dies lässt sich durch einen Torquemotor vermeiden. Der Einsatz des Torqueantriebs erübrigt auch das Spannsystem und die Überwachungseinheit für den Riemenantrieb. Außerdem entfällt die Getriebeölstandskontrolle samt Öltemperatur-Sensorik. Mehr noch: die Direktantriebe von Oswald sind wassergekühlt und benötigen kein bei diesen Leistungen recht lautes Lüftergebläse. Das kommt den Maschinenbauern in Hardheim aufgrund der Forderungen der Geräte- und Maschinenlärmschutzverordnung ( 32. BImSchV), gemäß Richtlinie 2000/14/EG sehr entgegen. Wie sagte ein Monteur in Kiruna nach der Erstinbetriebnahme: „Das Ding läuft so ruhig wie ein 12-Zylinder“

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Darüber hinaus reduziert der Einsatz der Torquemotoren den Stromverbrauch des Mischers deutlich. Der Wirkungsgradvorteil der neuen Antriebseinheit gegenüber den Getriebemotoren mit Riemen liegt bei einigen Prozentpunkten. Kombiniert mit einer hohen Zahl an Volllaststunden ergeben sich bei einem 1-MW-Mischer Einsparungen bei den laufenden Kosten von z.B. 20 000 Euro/ Jahr.

Mit eingebauter Gebäudesicherung

Neben Energieeinsparung und leisem Lauf sind weitere Torquemotoren-Vorteile das enorme, praktisch über alle Drehzahlbereiche zur Verfügung stehende, hohe und stabile Drehmoment, das auch bei langsamen Mischprozessen eine hohe Mischeffektivität ermöglicht. Damit ist insbesondere bei der Bearbeitung zähplastischer Massen eine reduzierte Anlagenschwingung verbunden. Dieser Effekt ist von hoher Bedeutung, da die Mischer oft im 1. oder 2. Stock von Stahlbauwerken untergebracht sind und es insbesondere beim Einsatz von mehreren Mischern nebeneinander zu gefährlichen Schwingungen kommen kann, die das Bauwerk gefährden. Vibrationen durch schwingende Antriebsriemen treten erst gar nicht auf! Auch sind bei Normmotoren die Anfahrströme z.B. beim Wiederanlauf nach einem Notstopp aufgrund des erforderlichen Losbrechmoments sehr hoch. Nicht zu vernachlässigen ist, dass eigen belüftete Normmotoren im unteren Drehzahlbereich keine ausreichende Kühlung erfahren. Wiederholte Anlaufvorgänge reduzieren die Motorlebensdauer. Torquemotoren sind demgegenüber auch im unteren Drehzahlbereich optimal gekühlt und stellen auch hier Maximalmomente zur Verfügung.

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Auf den Mischprozess kommt es an

Eirich baut individuell ausgelegte Maschinen, die z.B. in Werkzeug, Verschleiß-Auskleidung, Befüllung und Entlüftung ideal für die jeweilige Aufgabe geeignet sind. Entsprechend umfangreich ist der Konstruktionsaufwand, der der Effektivität des Mischprozesses dient. Denn, optimal verteilte Materialkomponenten sorgen nicht nur für hohe Qualität des Endprodukts: Der effektive Mischprozess hilft zugleich wertvolle Rohstoffe einzusparen. Beispiele: 15 Prozent weniger Bedarf an Zement bei gleicher Qualität des fertigen Bauteils. Oder, je besser Flaschenglas aufbereitet ist, umso dünnere Wandstärken sind bei Flaschen aus recyceltem Glas möglich. Und je feiner das Roherz gemahlen ist, umso größer ist die Rohstoffausbeute und umso reiner wird das gewonnene - erschmolzene Erz. Durch das „feinfühlige“ Zusammenspiel von Torquemotor und Frequenzumrichter ist eine hohe Flexibilität bei der Regelung der einzelnen Mischwerkzeuge gegeben. Jeder Wirbler lässt sich sehr präzise direkt ansteuern, was die Mischeffizienz erhöht.

Höchste Prozess-Sicherheit gefordert

Wolfgang Wörner, Konstruktionsleiter der Maschinenfabrik Gustav Eirich, wurde über Fachinformationen zu Torqueantrieben auf deren technische Möglichkeiten aufmerksam und nahm den Kontakt zu Oswald, einem Vorreiter der Torquemotoren-Entwicklung, auf. Seine Vorgabe war so kompakt wie der spätere Antrieb: „So sieht unsere Lagerung aus, und das ist die mechanische Belastung….“. Nach nur sechs monatiger Entwicklungszeit und weiteren sechs Monaten Bauzeit war der DW 40 Mischer 3.000 km vom Werk in Hardheim entfernt im nordschwedischen Kiruna installiert und in Betrieb.

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