Kleinmotoren putzen unermüdlich Fenster

Andreas Zeiff, Dietrich Homburg

Viele Prozesse in Chemie, Pharmazie oder Biotechnik laufen heute automatisch gesteuert ab. Trotzdem wird oft ein visueller Einblick auf das Geschehen im Reaktor gewünscht. Da viele der Kessel in einem explosionsgefährdeten Bereich aufgestellt sind, gelten hier besondere Anforderungen. Die Papenmeier GmbH & Co. KG., Fachbereich Lumiglas, hat sich auf Schauglasarmaturen spezialisiert. Um den Durchblick auch bei automatisierten Einrichtungen, wie z. B. Kameraüberwachung, sicherzustellen, musste auch die Reinigung des Glases automatisiert werden. Zusammen mit den Kleinmotorenspezialisten von Faulhaber entstand so ein motorisierter Scheibenwischer für die Sichtfenster im Ex-Bereich.

In Reaktionskesseln geht es meist im wahrsten Wortsinn hoch her. Das Medium wird von Rührern durchmischt, es kommen neue Reagenzien durch Leitungen im Strahl dazu und oft entstehen durch die Reaktion selbst Blasen die platzen. Alle diese Ereignisse senden Spritzer nach allen Seiten, natürlich auch auf die Beobachtungsfenster. Um immer einen klaren Einblick in den Kessel zu haben, ist daher eine Fensterreinigung Pflicht. Nicht immer eignen sich dazu Spritzdüsen, dann ist sozusagen Handarbeit mit einem Wischer gefragt. Solche handbetriebenen Ex-sicheren Wischer gibt es schon seit Langem. Größter Nachteil dieser Lösung ist die nötige Bedienung vor Ort. Die Experten von Lumiglas haben sich dieses Problems angenommen und einen motorisierten, auch ferngesteuert funktionierenden Wischer entwickelt. So ist ohne großen Personalaufwand eine kameragestützte Überwachung möglich.

Gerade in der Verfahrenstechnik muss sehr häufig Rücksicht auf die besondere explosionsgefährdete Atmosphäre rund um eine Anlage geachtet werden. Alle mechanischen und elektrischen Komponenten sind daher in geschützter Bauweise auszuführen. Im Falle der Fensterwischer bedeutet dies eine leichtgängige und dennoch gasdichte Wellendurchführung in den Reaktor. Der Antriebsmotor muss ebenfalls den einschlägigen Anforderungen entsprechen. Gleiches gilt auch für das nötige Getriebe zur Drehmomenterhöhung. Da große Antriebe den Einblick in die doch eher kleinen Schaugläser erschweren, ist zusätzlich eine möglichst kleine Bauform gefragt. Zähe oder fasrig abzuwischende Medien erfordern dabei noch ein hohes Drehmoment an der Wischerwelle. Anforderungen, die Faulhaber in ein passendes Motorkonzept umsetzte.

Um ein Gerät explosionssicher auszuführen, gibt es mehrere Möglichkeiten. So sind u. a. die Überdruckkapselung Ex p, Ölkapselung Ex o oder auch die Vergusskapselung Ex m Stand der Technik. Da der Motor einen Kollektor und Bürsten hat, erzeugt er im Betrieb Funken. Deshalb kommt als Zündschutzart nur die druckfeste Kapselung in Frage. Das Motorgehäuse wurde für die höchstmögliche Explosionsklasse IIC entwickelt und ist für den Betrieb in Zone 1 und 2 zugelassen. Die Temperaturklasse ist T5, die höchstmögliche Klasse T6 gibt es auf Anfrage. Mit Ausnahme der Motorwellendurchführung (IP 54 nach EN 60529) ist der Motor in Schutzart IP 68 ausgeführt.

In der Motorpraxis bedeutet dies: Der Motor ist trotz der druckfesten Kapselung mit 80 mm Länge und 35 mm Durchmesser kaum größer als ein vergleichbarer Nicht-Ex-Motor. Bei einer Versorgungsspannung von 24 V (DC) und einem maximal möglichen Dauerstrom von 0,5 A leistet der Motor bei +40 °C Umgebungstemperatur bis zu 9 W Wellenleistung. Der Wirkungsgrad liegt über 75 %. Das geringe Rotorgewicht des Glockenankers erlaubt eine hohe Beschleunigung. Speziell angepasste Vorsatzplanetengetriebe (32 bis 63,5 mm Länge, 35 mm Durchmesser) erhöhen das Drehmoment auf bis zu 10 Nm. Die Untersetzungsbandbreite reicht je nach Stufenanzahl (ein bis fünf Stufen) von 3,71 : 1 bis 1526 : 1. Motor und Getriebe werden direkt im Werk verbunden, um die Schutzart zu garantieren. Der Schutz gegen unzulässige Erwärmung wird durch zwei eingebaute Temperatursicherungen erreicht. Für den sicheren Betrieb ist nur eine Sicherung erforderlich; hat durch eine Störung eine Sicherung ausgelöst, ist mit der zweiten ein Weiterbetrieb möglich.

Explosionsgeschützte Kleinantriebe eröffnen völlig neue Anwendungsfelder in Ex-gefährdeten Bereichen der Verfahrenstechnik. Ob klassische Technik wie Pumpen, Schieberantrieb oder als speziell ausgelegte Kraftspender für innovative Ideen, die neuen Kleinantriebe sind für viele Einsatzbereiche das Mittel der Wahl.

Online-Info www.cav.de/0510424