Wellenförmige Unterlegscheiben, Spiraldruckfedern, Tellerfedern... Die Liste erprobter Federn, die für eine Vielzahl von Anwendungen in Frage kommen, ist...
Inhaltsverzeichnis
1. Flexible Montagemöglichkeiten
2. Von Prüfstand bis Verdichter
3. Hybridkugellager sorgen für Laufruhe und Präzision
4. Statt Riemenantrieben und Hydraulik
Mit den elektrischen Direktantrieben seiner Baureihe MSP spielt GMN zwei Trümpfe aus. So punkten die Modelle mit einer kompakten Bauweise und hohen Drehzahlen. Außerdem sind sie vielseitig gestaltet, so dass sie in vielen Branchen eingesetzt werden können – vom Maschinen- und Anlagenbau über die Prozessindustrie bis zur Prüftechnik. Diese Märkte will das jüngste Geschäftsfeld des Herstellers „Elektrische Antriebe“ mit seinen E-Motoren erobern. Seit sieben Jahren beschäftigt das Unternehmen sich mit der Konstruktion von E-Motoren. Dabei fahren die Ingenieure und Techniker zweigleisig, denn neben den Standardmodellen entwickeln sie auch Lösungen im Kundenauftrag. In beiden Fällen können sie auf die langjährige Erfahrung des Herstellers im Bau von Maschinenspindeln sowie deren Lagerung und Abdichtung aufbauen. „Mit der MSP-Serie bieten wir unsere erste Standardmotoren-Reihe“, berichtet Joachim Schnüttgen, Technikleiter des Geschäftsfelds. „Im Fokus steht die einfache Adaption der Modelle. Wir haben Antriebe geschaffen, die leicht in bestehende Applikationen integrierbar sind und dem Anwender und Konstrukteur einfache und normierte mechanische Schnittstellen bieten.“
Flexible Montagemöglichkeiten
Das Resultat sind zehn wassergekühlte Synchronmotoren mit einer Leistung von 7,5 bis 45 kW, die in jeweils drei normierten Bauformen verfügbar sind – mit Fuß, Flansch oder einer Kombination beider Formen. Die Stecker für die Zuführung von Strom und Fluid sind verdrehbar und lassen sich links, rechts oder oben am Motor anschließen. Somit muss man Kabel und Medienleitungen nicht um das Gehäuse herumführen, sondern kann sie kurzhalten. Gleichzeitig sind die Antriebe durch Drehzahlen von bis zu 18.000 min-1 sehr kompakt: Das Modell MSP 112.4-30/9000 etwa besitzt bei einer IEC-Baugröße 112 eine Leistung von 30 kW und ein Drehmoment von 32 Nm. Ein klassischer Asynchronmotor mit gleicher Leistung und Luftkühlung wäre etwa fünfmal so groß.
Von Prüfstand bis Verdichter
„Aufgrund der hohen Umlauffrequenz eignet sich die Baureihe für die Prüftechnik“, so Schnüttgen. Da die Antriebe über große Kraftreserven verfügen, ermöglichen sie den Betrieb der Prüflinge bis in den technischen Grenzbereich hinein. Zudem eignen sie sich für viele Anwendungen im Maschinen- und Anlagenbau – etwa, wenn mehr Leistung in einem vorhandenen Bauraum benötigt wird. Ein präziser Motor mit breitem Drehzahlspektrum ist auch in der Verfahrenstechnik Voraussetzung für einen reibungslosen Betrieb, denn Pumpen und Verdichter müssen exakt auf das Medium und die Prozessbedingungen abgestimmt werden.
Hybridkugellager sorgen für Laufruhe und Präzision
Zur hohen Laufruhe und mechanischen Präzision der Antriebe tragen Hybridkugellager aus eigener Herstellung bei. Die Modelle des Herstellers mit Keramikkugeln überzeugen sowohl mit ihrer hohen Tragfähigkeit, die die von Standard-Stahlkugellagern deutlich übersteigt, als auch mit geringen Reibungsverlusten. Hinzu kommt ein effektiver Schutz vor Lagerströmen, denn das verwendete Siliziumnitrid wirkt elektrisch isolierend. Zudem garantiert der Maschinenbauer eine hochgenaue Fertigung mit engen Toleranzen und geringen Lagerluft-Werten von wenigen hundertstel Millimetern. Wert legten die Konstrukteure zudem auf den Wuchtzustand der Motorwelle: Die Wuchtgüte übertrifft den G 0,63-Wert nach DIN ISO 21940-11:2017-03 (früher DIN ISO 1940-1). „Wir besitzen bei diesem Thema langjährige Erfahrung und führen den Wuchtprozess dynamisch auf mehreren Ebenen aus“, erzählt Schnüttgen. „Dies führt zu einer sehr geringen Restunwucht. Außerdem sind die Motoren dank optimierter Magnetkreisgeometrie quasi frei von Rastmomenten und laufen auch bei höchsten Drehzahlen ruhig und schwingungsarm.“ Für Anwendungen, bei denen höhere Leistungen oder Drehzahlen benötigt werden, bietet der Hersteller zwei Alternativen zu den Komplettmotoren: zum einen die Einbauelemente und Antriebskits aus der Schwesterreihe PSM, die die elektromagnetischen Komponenten der MSP-Motoren und die darauf abgestimmte Welle umfassen. Auf deren Basis kann der Kunde einen auf seine Bedürfnisse angepassten Antrieb konstruieren und die Lagerung, Kühlung, Gehäuseform und die Anschlüsse entsprechend wählen. Zum anderen fungiert der Hersteller als Entwicklungsdienstleister, der innerhalb weniger Monate Motoren nach Maß liefert.
Statt Riemenantrieben und Hydraulik
Bereits heute können die Modelle des Herstellers wegen ihrer hohen Umlaufgeschwindigkeit und Leistungsdichte in vielen Anwendungen Riemenantriebe und konventionelle Antriebsstränge ersetzen. Wechselt man von einem mechanischen System zum elektrischen Direktantrieb, profitiert man von höherer Zuverlässigkeit und geringeren Wartungskosten. Künftig könnten auch hydraulische Antriebe durch die Motoren ersetzt werden. Diese sind gegenüber hydraulischen Lösungen effizienter und sauberer. Zudem können die Modelle auch in thermisch sensiblen Anwendungen zum Einsatz kommen, da die Wasserkühlung die Verlustwärme mit dem Kühlmedium effizient abführt. „In der Vergangenheit haben High-Torque-Direktantriebe eine enorme Entwicklung durchlaufen und sind heute aus dem Spektrum der Motorenersteller nicht mehr wegzudenken“, stellt Schnüttgen fest. „Warum sollte sich Ähnliches nicht auch mit High-Speed-Antrieben umsetzen lassen? Wir sind guter Dinge und sehen uns als versierten Ansprechpartner für dieses Thema.“ jg
Details zu elektrischen Direktantrieben von GMN:
