ANTRIEBSTECHNIK » Elektrische Antriebe Hochtourige Drehstrom-Spezialmotoren von Groschopp Geringe Vibrationen und wenig Verluste Geringe Vibrationen und wenig Verluste trotz hoher Drehzahlen: Diese Anforderungen an Motoren gelten zum Beispiel bei Antriebsaufgaben in der Medizin- oder Labortechnik aber auch in der Textilindustrie. Die Groschopp AG aus Viersen entwickelt hochtourige Drehstrom-Spezialmotoren, die unter anderem in Tischzentrifugen oder Textilspindeln zum Einsatz kommen. Durch die jahrelange Erfahrung und das umfangreiche Know-how des Herstellers werden die Induktionsmotoren stetig optimiert. Wolf Meyer und Christian Skaletz, Produktmanager bei Groschopp Bild: Groschopp Die grundsätzliche Funktionsweise einer Zentrifuge ist schnell erklärt: Durch schnelles Schleudern trennt sie die Bestandteile von Suspensionen und Emulsionen. Benötigt werden solche Geräte sowohl in medizinischen Laboren als auch in der Forschung – zum Beispiel für die Untersuchung von Blutproben und Zellkulturen oder in der Mikro- und Molekularbiologie. Trotz der hohen Geschwindigkeiten dürfen die Antriebe nicht zu heiß werden, um das empfindliche Material nicht zu beschädigen. Besonders die hochtourigen Drehstrom-Spezialmotoren von Groschopp eignen sich für Anwendungen dieser Art. Sie bieten aber auch Vorteile für den Einsatz in der Textilindustrie. Um das Garn aufzuwickeln, werden die Spindeln von einem Motor angetrieben. In einer Anlage kommen nicht selten mehrere hundert Motoren zum Einsatz. Um hohe Geschwindigkeiten und eine größtmögliche Produktivität beziehungsweise Wettbewerbsfähigkeit in der Textilproduktion zu erreichen, sind robuste, hochdrehende Antriebslösungen gefragt, die individuellen Anforderungen gerecht werden. „Besonders wichtig ist es, dass bei Anwendungen, die bei 10.000 bis 30.000 -1 liegen, ein vibrationsarmer Betrieb gewährleistet ist und wenig Verluste entstehen“, weiß Wolf Meyer, Produktmanager bei den Viersenern. Kompakte Induktionsmotoren Für hochtourige Drehstrom-Spezialmotoren gilt bei senkrechtem Einbau in Tischzentrifugen: besser kurz und mit einem großen Durchmesser als lang und dünn, diese Bauform hat sich ebenfalls in der Textilindustrie bewährt. Für den Einsatz in Tischzentrifugen sind spezielle hochtourige Induktionsmotoren des Antriebsspezialisten beliebt, weil sie wesentliche Vorteile bieten: Da die einzigen Verschleißteile die Lager der Welle sind, ist diese Antriebslösung nahezu wartungsfrei. Zudem lassen sich Induktionsmotoren einfach durch einen Frequenzumrichter regeln. Die Viersener Experten konzipieren und realisieren schon seit vielen Jahren erfolgreich kundenspezifische Motoren – sowohl für größere Standzentrifugen als auch für Tischmodelle mit einer kleinen Stellfläche. Für Tischzentrifugen mit geringer Stellfläche, müssen die eingesetzten Motoren kompakte Abmessungen aufweisen. Dabei ist vor allem die Gerätehöhe ein kritischer Faktor – schließlich stehen die Zentrifugen oft erhöht auf einem Labortisch, damit sie sich bequem be- und entladen lassen. Für die Bauform der Motoren bei senkrechtem Einbau bedeutet das: besser kurz und mit einem großen Durchmesser als lang und dünn. Diese Bauform hat sich ebenfalls in der Textilindustrie bewährt. Einige Zentrifugen sind luftgekühlt, andere verfügen über eine aktive Kompressorkühlung. Durch eine individuelle Auslegung der Wicklung, die insbesondere die magnetischen Eigenschaften, den Wirkungsgrad und Leistungsfaktor des Motors sowie Umgebungstemperaturen berücksichtigt, lässt sich zudem nicht nur die Motorerwärmung verringern, sondern auch der Energieverbrauch niedrig halten. „So entstehen effiziente Antriebssysteme, die bei größtmöglicher Leistung möglichst leise arbeiten und wenig Energie verbrauchen“, erklärt Meyer. Ein Labor ist keine Produktionshalle – dementsprechend sollten die Motoren auch möglichst leise laufen. Damit Geräusche sich besser absorbieren lassen, werden die Lagerschilde der Motoren in Grauguss gefertigt, was vor allem in klinischen oder wissenschaftlichen Anwendungen gewünscht ist. Zudem wird ein ruhiger und geräuscharmer Betrieb durch eine hohe Masse des Motorgehäuses sowie schwere, massive Lagerflansche erreicht, wodurch nur geringe Eigenschwingungen auftreten. 30 KEMKonstruktion » 05 | 2023
Bild: Groschopp Die hochtourigen Drehstrom-Spezialmotoren von Groschopp sind robust, nahezu wartungsfrei, und ermöglichen einen verlustarmen Betrieb. NEXTGEN INKREMENTALE DREHGEBER Hierbei spielt auch die Materialverteilung – zum Beispiel die Ausbildung der Flansche – eine große Rolle. Hilfreich ist auch eine geringe Wellendurchbiegung, die durch einen möglichst kleinen Lagerabstand erreicht wird. Einen erhöhten Rundlauf gewährleisten die Experten des Unternehmens durch eine definierte Wuchtgüte. Eine minimierte Restunwucht sorgt dafür, dass der Motor nicht seinerseits das System anregt. Der Hersteller realisiert auch Lösungen mit elektronisch kommutiertem Motor mit integrierter Platine zur Drehzahl und Unwuchterkennung. Außerdem setzt das Unternehmen in bestimmten Fällen besonders verlustarme Elektrobleche ein. „Je präziser und feiner diese gefertigt werden, desto genauer ist die Ausrichtung des Magnetfelds, das in den Läufer des Induktionsmotors induziert wird“, erklärt Christian Skaletz, Produktmanager bei Groschopp. „Je besser die Richtung der Magnetfelder vorgegeben ist, desto höher sind auch die Wirkung beziehungsweise die zu erreichenden Drehzahlen. Die Verluste fallen geringer aus und weniger Wärme entsteht.“ Auf die richtige Schmierung kommt es an Ein weiterer wichtiger Faktor, bei der Motorenfertigung ist der Einsatz qualitativ hochwertiger Fette zur Schmierung der Kugellager. Denn diese sind bei hochdrehenden Induktionsmotoren besonders hohen Belastungen ausgesetzt. Eine unzureichende Schmierung könnte nicht nur zu einem hohen Geräuschpegel führen, sondern auch Schäden durch Hitze verursachen und damit die Lebensdauer der Komponenten signifikant verkürzen. Deshalb werden die Induktionsmotoren von Groschopp laufend getestet und zum Beispiel die Auswahl der Fettqualität immer weiter verbessert. „Neben der Schmierung wirkt sich auch die Auswahl und die Qualität der Wälzlager direkt auf Lautstärke und Vibrationen aus“, betont Meyer. „Durch auftretende Axialund Radiallasten ist neben den richtigen Wälzlagern zusätzlich aber auch die entsprechende Vorspannungs-Einstellung sehr wichtig.“ Nicht zuletzt spielt die Gestaltung der Lagersitze (Fest-/Loslager) sowie des Schiebesitzes eine entscheidende Rolle. Wenn dann immer noch Eigenschwingungen auftreten, sind gegebenenfalls zusätzlich noch Sonderlösungen beim Design der Motorwelle erforderlich: „Die Entwicklung solcher Lösungen ist schwierig, oft sind mehrere iterative Schritte notwendig“, erklärt Meyer. „Manche Sonderausführungen der Welle erfordern ebenfalls ein hohes Maß an Erfahrung in der Fertigung.“ Apropos Welle: Je nach Einsatz muss auch das Material dieser zentralen Komponente angepasst werden. So realisiert der Hersteller bei Bedarf auch Wellen aus nicht rostendem Edelstahl. Zusammenfassend lässt sich sagen: Die Anforderungen von Tischzentrifugen und Textilspindeln sind vielfältig und lassen sich in den seltensten Fällen mit Motoren „von der Stange“ abdecken. Als etablierter Anbieter hochtourige Drehstrom- Spezialmotoren verfügt Groschopp über das nötige Know-how, um individuelle Antriebskonzepte umzusetzen. (jg) www.groschopp.de INFO Mehr zu den Elektromotoren von Groschopp: hier.pro/QKjnv Inkrementalgeber - jetzt noch besser Exakt nach Ihren Vorgaben gefertigt! 100% kompatibel zu Vorgängermodellen Höhere Auflösung und weniger Energieverbrauch – dank TMR-Technologie Programmierbar – kompatibel mit dem Tool UBIFAST Online-Orders: Testen Sie unseren neuen WebShop – ab Losgröße 1! www.posital.com
