Nord-Antriebslösungen sorgen für hohe Betriebssicherheit und lange Wartungsintervalle

Überall im Einsatz

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Was haben Theaterdrehbühnen, Dosierpumpen für pharmazeutische Zwischenprodukte und Mischanlagen für die Herstellung von Lebensmitteln gemeinsam? Sie werden von Getriebemotoren von Getriebebau Nord in Bewegung gesetzt. dei besuchte das norddeutsche Unternehmen und sprach mit Bernd Klimek und Thomas Hagemann.

Seit der Unternehmensgründung im Jahr 1965 beschäftigt sich Getriebebau Nord mit der Entwicklung und dem Bau von Antriebskomponenten. Damals fertigten acht Mitarbeiter ausschließlich Getriebe. Heute beschäftigt das international aktive Unternehmen weltweit 1400 Menschen. Wie die Mitarbeiterzahl ist auch das Produktprogramm gewachsen. Es umfasst heute neben den Getrieben auch Motoren, Frequenzumrichter und Servoantriebe.

Getriebe mit unterschiedlichen Abtriebsdrehmomenten
„An sich fertigen wir alle Getriebearten, beginnend beim einfachen Schneckengetriebe über Stirnrad- und Flachgetriebe bis hin zu Kegelrad- und Planetengetrieben“, erläutert Thomas Hagemann. Der in der Projektierung arbeitende Maschinenbautechniker ergänzt: „Der Anwender kann von uns sowohl das einzelne Getriebe bekommen als auch den kompletten Getriebemotor, eine Kombination aus Getriebe und Elektromotor inklusive Frequenzumrichter. Getriebeseitig decken wir ein sehr weites Drehmomentspektrum ab. Unser kleinstes Getriebe hat ein maximales Abtriebsdrehmoment von 30 Nm unser größtes eines von 100 000 Nm. Die von uns eingesetzten Elektromotoren decken einen Leistungsbereich von 120 W bis 200 KW ab.“ Im Hinblick auf die verwendeten Nordac-Frequenzumrichter erläutert Bernd Klimek, verantwortlich für die Öffentlichkeitsarbeit des Unternehmens: „Hierbei handelt es sich nicht um Zukaufware. Nord entwickelt und baut sie selbst. Nur so können wir sicherstellen, dass die Frequenzumrichter genau die Anforderungen erfüllen, die der Einsatz in Getriebemotoren mit sich bringt.“
Wartungsarme Blockgehäusebauweise
Sämtliche Nord-Getriebe sind in Blockgehäusebauweise erhältlich. Hagemann erläutert die Unterschiede zu herkömmlichen Getriebegehäusen: „Früher waren Getriebe in zweigeteilten, verschraubten Gehäusen untergebracht. Häufig passten beide Gehäusehälften nicht genau zusammen. Die Folge: Die nicht parallel laufenden Achsen, die Lagerstellen und die eingebauten Dichtungen waren einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt. Diese negativen Erscheinungen, die die Getriebe auch recht wartungsanfällig machten, gibt es bei der Blockgehäusebauweise nicht. Alle Lagerstellen sind in einem Gehäuseblock untergebracht, das in einer Aufspannung auf einer CNC-Maschine gefertigt wird. Dadurch entfallen zwangsläufig alle Ungenauigkeiten, die aus einer Umspannung des Werkstücks herrühren können. Aufgrund der deutlich höheren Achsengenauigkeit laufen die Getriebe sehr ruhig. Außerdem zeichnet sich das gesamte System durch eine sehr hohe Verdrehsteifigkeit aus, die in letzter Konsequenz auch die Überlastfähigkeit des gesamten Antriebs erhöht.“
Da es bei den Blockgehäusen keine dreh-momentbeaufschlagten Dichtflächen gibt, konnte die Gefahr von Ölleckagen auf ein Minimum reduziert werden – ein Umstand, der besonders für Anwender in der pharmazeutischen und chemischen Industrie sowie der Lebensmittelindustrie von besonderem Vorteil ist.
Hoher Wirkungsgrad garantiert
Besonders erfolgreich ist Getriebebau Nord mit seinen Energiespar-Antrieben, die als Alternative zu Schneckengetriebemotoren entwickelt wurden. Mit diesen geregelten Antrieben – sie bestehen in der Regel aus einem zweistufigen Kegelradgetriebe und einem Elektromotor mit Nordac-Frequenzumrichter – sind auf der Betriebskostenseite Einsparungen von bis zu 40% möglich. Dieser signifikante Spareffekt ergibt sich aus der Tatsache, dass das Zusammenspiel aller Komponenten hinsichtlich der aufgenommenen Energie und der abgegebenen Leistung optimiert wurde.
Nach den Worten von Hagemann sind die zweistufigen Kegelradgetriebe in punkto Abtriebsdrehmoment und Übertragungsverhältnis zwar den Schneckengetrieben sehr ähnlich. „Allerdings zeichnen sie sich durch einen wesentlich höheren Wirkungsgrad aus. Gleiches gilt für die eingesetzten Motoren. In den Nord-Energiespar-Antrieben setzen wir ausschließlich Motoren der Effizienzklasse 1 ein. Diese High-Efficiency-Motoren müssen laut einer freiwilligen Vereinbarung zwischen EU und Motorenherstellern einen definierten, sehr hohen Mindestwirkungsgrad haben. In allen anderen Nord-Getriebemotoren befinden sich standardmäßig Elektromotoren der Effizienzklasse 2. Es handelt sich hierbei um im Wirkungsgrad gesteigerte Motoren.“
Auch die Nordac-Frequenzumrichter leisten ihren Beitrag zur Energieeinsparung. Zum einen ist ihr elektrischer Wirkungsgrad größer als 98%. Zum anderen sorgt die sensorlose Strom-Vektor-Regelung für eine genaue Anpassung der Antriebsdaten an die vom Anwender geforderten Leistungsparameter.
„Ein weiterer Faktor, der bei der Leistungsoptimierung von Antrieben unbedingt zu berücksichtigen ist, sind die verwendeten Schmierstoffe“, stellt Hagemann fest. „In den Nord-Energiespar-Antrieben kommen ausschließlich vollsynthetische Schmieröle zum Einsatz. Diese Spezialschmierstoffe reduzieren den Reibungsverlust im Antrieb um etwa 2%. Außerdem ist ihre Standzeit fast doppelt so lang wie bei herkömmlichen Getriebeölen. Ein Wechsel des Schmierstoffs ist erst nach 20 000 Betriebsstunden notwendig, das entspricht einer Zeit von vier Jahren.“
KompakteKlemmkastenumrichter
Bei den Klemmkastenumrichtern der Baureihe Trio ist der Frequenzumrichter nicht mehr in einem separaten Schaltschrank untergebracht, sondern ist direkt auf dem Motor montiert. Auf diese Weise entsteht eine kompakte Einheit, bestehend aus Getriebe, Motor und Frequenzumrichter. „Die Antriebe der Trio-Baureihe bieten wir bis zu einer Leistung von 7,5 KW und einer Schutzart von IP 65 an“, fasst Hagemann zusammen.
Eine andere aktuelle Entwicklung bei Getriebebau Nord ist die Umstellung der Antriebe auf Servotechnik. Dabei werden die Nord-Getriebe mit sehr dynamisch arbeitenden Servomotoren kombiniert, deren Funktion Servoregler überwachen und steuern. Prädestiniert sind diese Antriebe für alle Anlagen, bei denen es auf exakte Bewegungen und kurze Taktzeiten ankommt. Dazu zählen beispielsweise Verpackungs- und Abfüllmaschinen.
Breites Anwendungsspektrum
„Unsere Antriebe werden überall dort eingesetzt, wo sich etwas bewegt“, bemerkt Klimek. „Aufgrund ihres modularen Aufbaus lassen sich Nord-Antriebe problemlos an fast jeden Anwendungsfall anpassen. Hauptabnehmer unserer Antriebe sind der allgemeine Maschinenbau ebenso wie der Anlagen- und Apparatebau für die Lebensmittelindustrie.“
Auf die hohen Hygieneanforderungen der Lebensmittelindustrie angesprochen, antwortet Hagemann: „Wir sind in der Lage diese zum Teil recht extremen Forderungen zu erfüllen. Die Getriebegehäuse sind reinigungsfreundlich gestaltet. Sie haben große Oberflächen mit wenigen Hinterschneidungen, aus denen sich Schmutzreste nur sehr schwer entfernen lassen. Darüber hinaus machen spezielle, FDA-konforme Anstriche die Gehäuse unempfindlich gegenüber Spritzwasser oder Reinigungsmitteln. Als Antriebselement kommen nur wasserdichte Motoren in Schutzart IP 66 zum Einsatz. Ebenfalls FDA-konform sind die verwendeten Schmierstoffe und Dichtungswerkstoffe.“
Antriebslösungen für Rührwerke
In der Lebensmittelindustrie dienen Nord-Getriebemotoren beispielsweise zum Antrieb von Fördereinrichtungen in Waschanlagen sowie in Abfüll- und Etikettiermaschinen. Ein anderes wesentliches Anwendungsgebiet sind Rührwerke. Da sich Rührwerksantriebe in der Regel oberhalb des Mischbehälters befinden, müssen sie bei hoher Leistung sehr kompakt gebaut sein. „Diese Forderung“, erläutert Hagemann, „erfüllen unsere Flachgetriebe, weil die einzelnen Getriebestufen untereinander angeordnet sind. Vorteilhaft für diese Anwendungen ist außerdem die als Hohlwelle ausgeführte Abtriebswelle.“ Klimek weiter: „Konstruktionsbedingt verfügen die Flachgetriebe auf kleinstem Raum über recht groß dimensionierte Lager. Sie sind deshalb ohne Schwierigkeiten in der Lage, beträchtliche Querkräfte wie sie bei Rühr- und Mischvorgängen typisch sind, aufzunehmen.“
Aufgrund der Anordnung des Getriebemotors besteht immer die Gefahr, dass bei Ausfall der Dichtung an der Abtriebswelle Getriebeöl in den Mischbehälter eindringen kann. Abhilfe schafft hier die Dry-Welle. Bei dieser Wellenausführung befindet sich zwischen Getriebegehäuse und Produktionsbehälter ein Leckageraum, der das austretende Öl auffängt. Ein im Leckageraum installierter Sensor signalisiert sofort den Ölaustritt.
Unabhängig davon, ob es sich um ein kleines Rührwerk oder einen riesigen Mischtank handelt – Getriebebau Nord kann ein geeignetes Flachgetriebe zur Verfügung stellen. „Unser Programm umfasst Flachgetriebe mit Abtriebsdrehmomenten von 80 bis 100 000 Nm. Ihr Wirkungsgrad liegt bei 95%“, resümiert Hagemann. (le)
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