Trommelmotoren verstehen Standardbaukasten für den passgenauen Förderbandantrieb

Von Andreas Flies*

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Trommelmotoren im Einsatz sehen aus, als wären sie speziell für diese eine Förderaufgabe maßgeschneidert. Betreiber und Instandhalter gehen deshalb oft davon aus, dass sich dieser spezifische Motor nur bei dem einen Hersteller beziehen lässt, dessen Produkt bereits verbaut ist. Das ist jedoch weit gefehlt.

Trommelmotoren von Rulmeca sind ein Standardprodukt. Dank zahlreicher Auslegungsoptionen führt Rulmeca jedoch tausende Varianten in ihrem ERP-System und ständig kommen neue hinzu.
Trommelmotoren von Rulmeca sind ein Standardprodukt. Dank zahlreicher Auslegungsoptionen führt Rulmeca jedoch tausende Varianten in ihrem ERP-System und ständig kommen neue hinzu.
(Bild: Rulmeca)

Trommelmotoren sind so wie Aufsteckgetriebemotoren ein Standardprodukt, das von mehr als einer Handvoll an – teils weltweit agierenden – Herstellern bezogen werden kann. Der einzige Unterschied ist, dass man für den spezifischen Zuschnitt auf die jeweilige fördertechnische Aufgabe auch all die Punkte des Pflichtenhefts erfüllen muss, die bei konventionellen Antrieben für die Umlenkrolle und das Transmissionssystem zum Gurt oder Modulband oder die angetriebenen Rollen in Rollenbahnen zur Antriebsspezifikation gelten. Im Gegenzug erhält man eine Form-fits-Function Auslegung, die all diese Anforderungen in nur einem passgenauen All-in-One Förderband- oder Rollenbahnantrieb erfüllt.

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Trommelmotor: Weniger ist mehr

Dies ist auch oftmals der entscheidende Punkt, weshalb sich Förderanlagen- und Maschinenbauer für einen Trommelmotor entscheiden: Das Design ist deutlich „schlanker“ und überzeugt durch viele Weniger-ist-mehr-Argumente: Alle anderen Komponenten braucht man weder einzudesignen, einzeln zu beschaffen oder zu fertigen noch zu montieren und sie als Ersatzteil zu bevorraten. Das macht die Stückliste kleiner, die Konstruktion und Montage einfacher und die Beschaffung schlanker.

Das fertige Produkt hat zudem keine seitlich angeflanschten Bauelemente. Der gesamte Antrieb verschwindet vielmehr in der Umlenkrolle des Förderers beziehungsweise ist in einer Rollenbahn sowohl Antrieb als auch tragende Rolle in einer einzigen Komponente. Das sieht nicht nur besser aus, sondern ist auch ergonomischer und steigert zudem auch die Arbeitssicherheit, da man sich so nicht mehr an seitlich herausstehenden Elementen stoßen kann.

Auch können Gabelstapler oder Paletten den Antrieb nicht so schnell touchieren. Im beengten Umfeld wird zudem wertvoller Platz gespart. Ein Trommelmotor hat im Gegensatz zu so manchem Getriebemotor auch keine Lüfter mit verschmutzungsanfälligen Lüftungsschlitzen. Das reduziert die Gefahr von hohem Verschleiß durch abrasive Verunreinigungen und die damit verbundenen hohen Wartungskosten. Von den dadurch hervorgerufenen zusätzlichen Standzeiten ganz abgesehen.

Spart Energiekosten und schont die Umwelt

Trommelmotoren sind zudem hoch effizient: Die abgerufene elektrische Leistung wird zu 97 Prozent auf den Gurt übertragen während traditionelle Aufsteckgetriebe oft nur einen Wirkungsgrad von 75 Prozent erreichen. Infolge sinken auch die Betriebskosten.

Die teils kritisierte schwere Zugängigkeit zu dem Motor, da er im Fördertisch verbaut und nicht nur seitlich angeschraubt wird, ist in der Regel auch nur vorgeschoben, denn zum einen ist der Motor quasi wartungsfrei, sodass es gar nicht erforderlich ist, den Motor mit ein paar Handgriffen ein- und ausbauen zu können. Zum anderen gibt es zahlreiche Beispiele der Schnellspanntechnik von Gurten, die man ohnehin braucht, wenn der Gurt häufiger gewechselt werden muss. So ist dann auch der Trommelmotor schnell zugängig.

Um einen zur Applikation passenden Trommelmotor zu definieren, bedarf es jedoch einiger Erfahrung, beziehungsweise guter Beratung vom Trommelmotorhersteller. Die zur Spezifikation erforderlichen Kenndaten hinsichtlich Leistung (kW), Drehmoment (Nm), Tangentialkraft (N) und Geschwindigkeiten (m/s) sind für Konstrukteure, die nicht ständig Förderbandauslegungen berechnen, nicht immer einfach zu bestimmen.

Gleiche Herausforderungen gelten aber genauso für alternative Antriebe, wobei hier noch ein deutlich höherer Aufschlag für verminderten Wirkungsgrad hinzugerechnet werden muss. Infolge kommen oft überdimensionierte klassische Motoren zum Einsatz, was in Zeiten der Nachhaltigkeit und dem Bedarf nach Energieeinsparungen eigentlich nicht mehr vertretbar ist.

Trommelmotoren bedürfen guter Beratung

Eine gute Beratung vom Motorhersteller ist deshalb essenziell, ganz gleich, welcher Motor zum Einsatz kommen soll. Besonders gut beraten ist man aber beim Trommelmotor, denn er ist für Fördertechnik konzipiert und seine Hersteller haben damit auch einen deutlichen Wissensvorsprung bei der Auslegung von Förderern aller Art. Bei Bedarf konzipieren sie für Kunden auch die Auslegungen. Solche Services wird man bei Herstellern von Standardmotoren, die für alle möglichen Anwendungen und nicht nur Förderlösungen genutzt werden, kaum finden. Schneller und besser zum Ziel zu einem energiesparenden Antrieb kommt man also mit dem Trommelmotor.

Sind die fundamentalen Leistungswerte bestimmt, findet man in den Produkttabellen schnell die passende Auslegung, wobei es kostenseitig von Interesse ist zu prüfen, ob man mit einfacheren Trommelmotoren mit internem Planetengetriebe in Polymer-, Stahl oder gemischter Ausführung auskommt oder ob eine robustere und leistungsfähigere Auslegung mit internem Stirnradgetriebe aus Stahl nötig ist.

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Durchmesservielfalt bei den Motoren

Die Durchmesser der Mantelrohre sind bei den meisten Motorherstellern identisch, da man sich hier bei dem kostengünstigen Standardportfolio der Stahlwerke bedient. Die üblichsten Durchmesserklassen sind 80er, 113er, 138er sowie 165er und 220er. Hersteller wie Rulmeca fertigen sogar noch größere Motoren von 320, 400 und 500 bis hin zu 630, 800 und 1.000 mm Durchmesser. Betrachtet man nun das Mantelrohr, ist es in diversen Stahl- und Edelstahlausführungen konfigurierbar. Letztere Varianten sind in der Lebensmittelproduktion sehr gefragt, da sie sich perfekt für Hygienic-Designs eignen. Das Rohr wird zudem ballig gedreht, damit der Gurt sich durch die Spannung zentriert.

Trommelmotoren gibt es bei Rulmeca in unterschiedlichen Planeten- oder Strinrad-Auslegungen mit Polymer-, Stahl- oder auch Mischgetriebe.
Trommelmotoren gibt es bei Rulmeca in unterschiedlichen Planeten- oder Strinrad-Auslegungen mit Polymer-, Stahl- oder auch Mischgetriebe.
(Bild: Rulmeca)

Formschlüssig für jedes Förderband

Für Gurte aus thermoplasichem Ellastomer (TPE), die in der Lebensmittelindustrie heute gerne zum Einsatz kommen, gibt es Ausführungen mit Führungsnuten oder -profilen, die auf die Auslegungen der Gurthersteller formschlüssig angepasst werden. Mit aufgebrachten Gummierungen wird die Friktion zum Gurt erhöht. Formschluss wird zudem durch auf das Mantelrohr aufgebrachte Formgummierungen erzielt. Gerne gewählt wird der Standardmotor mit aufgeschweißtem Keilstahl, sodass Kunststoff- oder Stahlkettenräder seitlich aufgesteckt werden können.

Letztlich gibt es passende Auslegungen für quasi jeden weltweit verfügbaren Gummi-, PVC-, PU- oder TPE-Gurt sowie für Kunststoffmodulbänder und Stahlgurte. Vor allem diese spezifischen Auslegungsformen lassen den Motor immer individuell aussehen, obwohl sie aus einem Standardbaukasten gefertigt werden.

Elektrik und Elektronik

Auch die Art, wie der Stromanschluss des Motors erfolgt, ist unterschiedlich konfigurierbar. So gibt es Lösungen, die das fertig konfektionierte Kabel einfach nur gerade ausführen oder solche mit einer um 90 Grad abgewinkelte Kabelausführung. Optionen sind zudem runde Klemmkästen.

Erstere Variante wählt man in der Regel, wenn die erforderliche Kabellänge bekannt ist. Den Klemmenkasten nutzt man, wenn man flexibel bleiben will und erst vor Ort die passende Länge bestimmen kann und das Kabel selbst anschließen will. Mitunter ist es auch einfacher, einen Förderer mit Klemmkasten zu verpacken, als das Kabel zum Transport aufzuwickeln und seitlich vom Förderer hängen zu haben.

Neben der reinen Stromversorgung integriert sein können zudem thermischer Überlastungsschutz und elektromagnetische Bremsen, Rücklaufsperre für Steigförderer sowie Inkrementalgeber und Encoder für Steuerungsaufgaben bei Positionierungsaufgaben und exakt steuerbarem Vorschub beispielsweise für Pick & Place-Anwendungen. Hier gibt es Auslegungen unterschiedlichster Präzision von 24 Inkrementen bis hin zu Lösungen mit einer Positionierungsgenauigkeit von 4096 Inkrementen pro Umdrehung.

Zu beachten: Der Achszapfen

Bei den Achsen gibt es, je nach Hersteller, übrigens unterschiedliche Durchmesser. Einige Hersteller wollen sich dadurch vom Wettbewerb differenzieren. Günstig ist es, wenn man Hersteller auswählt, die alle gängigen Achsdurchmesser fertigen, da die Trommelmotoren dadurch in jede Verlagerung Halt finden, sodass in der laufenden Serienproduktion keine Änderungen der Konstruktion erforderlich wird, nur weil man den Trommelmotorhersteller wechseln will.

Firmen wie Rulmeca geben eine Bestandsgarantie für 80er Trommelmotoren mit 17 mm Achse und 13,5er Schlüsselfläche. Optional sind auch weiterhin eine 20 mm Achse mit 14er Schlüsselfläche und eine optionale Zapfenkappe mit 35 mm Durchmesser und 21er Schlüsselfläche verfügbar.

Ein passgenaues Produkt von der Stange

Schlussendlich bleibt festzuhalten, dass es gar nicht so immens komplex ist, „seinen“ Trommelmotor zu spezifizieren, zumal auch Umlenkrollen aus den gleichen Rohren der Stahlproduzenten hergestellt werden. Es gibt also ohnehin schon diese Vorgaben, die an anderer Stelle der Konstruktion zum Einsatz kommen. Aus einer Hand kann man diese zudem auch bei dem einen oder anderen Trommelmotorhersteller beziehen und bekommt ein homogenes Set für jedwede Gurtauslegung.

Der Trommelmotor-Baukasten ist folglich rund und vielfältig auf nahezu alle Bedürfnisse anpassbar. Dennoch ist es ein Standardprodukt, das bei diversen Herstellern quasi aus dem Regal heraus beschafft werden kann – vor allem wenn man Rahmenverträge eingeht und den Bestand beim Hersteller bevorraten lässt, sodass täglich geliefert werden könnte. Hersteller wie Rulmeca Maschinenbau-OEM und Förderanlagenbauer kann dabei umfassend unterstützen, die passende Antriebsauslegung für die jeweilige Fördertechnik im Standardbaukasten zu finden. (in)

* Andreas Flies, Vertriebsleiter Deutschland, Österreich und Schweiz für Stückgutfördertechnik bei Rulmeca

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