Ratgeber
Unwucht ist normalerweise ein grosser Feind rotierender Massen. Bei einem verbauten Elektromotor kann sie das gesamte System zum Rütteln bringen, bestes Beispiel ist eine nicht exakt waagerecht aufgestellte Waschmaschine. Hohe Schleuderdrehzahlen führen hier zu gefährlichen Unwuchteffekten. Es gibt allerdings Elektromotoren, deren Rotationsachse absichtlich wackelt und die damit eine dynamische Unwucht erzeugt. Lesen Sie hier, wie ein solcher Rüttelmotor aufgebaut ist und für welche Einsatzzwecke man ihn verwendet.
Rein technisch gesehen entspricht ein Vibrationsmotor einem typischen industriellen Elektromotor mit grosser Leistung. Bis auf einen entscheidenden Unterschied: Die Welle des Motors ragt an beiden Seiten aus dem Motorblock heraus. An den Wellenenden sind mehrere halbkreisförmige Scheiben montiert, die so genannten Unwuchtscheiben. Je grösser und schwerer diese Scheiben sind und je schneller der Motor läuft, desto grösser sind die durch die Unwucht entstehenden Fliehkräfte, die über 2000 Newton betragen können. Die Kräfte äussern sich in Vibrationen, die über den Montagesockel des Motors an Arbeit leistende Maschinen - zum Beispiel Förderbänder - weitergegeben werden. Experten bezeichnen diese Art Vibrationsmotoren denn auch als Elektro-Aussenvibratoren.
Angetrieben wird ein Rüttelmotor üblicherweise durch Gleichstrom (12 bis 24 V) oder Drehstrom. Über die Kopplung mit einem Frequenzumrichter lassen sich einerseits asynchrone Drehstrommotoren betreiben, andererseits kann damit die Schwingfrequenz und -kraft an den jeweiligen Arbeitsprozess angepasst und optimiert werden.
Am häufigsten sind Vibrationsmotoren in Maschinen zu finden, die Schüttgüter auflockern, fördern, verdichten und trennen. Sie lassen sich aber ebenso sowie zur Reduzierung von Reibung einsetzen.
In der Lebensmittel-, pharmazeutischen und chemischen Industrie werden häufig Wendelförderer, Schwingförderer und Schwingtrichter eingesetzt. Sie dienen hier zum Bewegen und Positionieren von Schüttgut oder kleinen Komponententeilen. Durch die Anwendung von Rüttlern können Materialien oft effektiver als mit anderen Methoden durch einen Prozess bewegt werden. Zur Positionierung kleiner Komponenten sind sie ebenso geeignet, beispielsweise dann, wenn automatisierte Geräte die Teile mechanisch aufgreifen sollen, um sie der Montage zuzuführen.
Viele Zulieferbetriebe für die Bauindustrie setzen zur Trennung von Schüttgütern mit Partikeln unterschiedlicher Grösse Schwingsiebe ein. So werden zum Beispiel Sand, Kies, Flussgestein und gebrochenes Gestein sowie andere Zuschlagstoffe mit Hilfe von Schwingsieben nach ihrer Partikelgrösse getrennt.
In landwirtschaftlichen Betrieben sind Getreidesilos oft mit Vibrationsmotoren ausgestattet. Die Vibration sorgt dafür, dass sich anhaftendes Schüttgut von den Silowänden löst und der Bunker ohne Störung entleert werden kann.
Um Produkte hinsichtlich ihres Vibrationswiderstands zu testen, sind Rütteltische im Einsatz. Tests dieser Art führen üblicherweise Experten in der Automobil-, Luftfahrt- und Verteidigungsindustrie durch. Die Rütteltische sind in der Lage, drei verschiedene Arten von Schwingungsprofilen zu erzeugen: Sinusschwingung, Zufallsschwingung und synthetischer Schock. Bei allen drei Anwendungen wird das zu prüfende Teil typischerweise mit einem oder mehreren Beschleunigungsaufnehmern ausgerüstet, um die Reaktion der Komponente auf die Vibrationen zu messen.
Darauf kommt es beim Kauf an
Rüttelmotoren finden sich oft in Produktionsumgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit, Staubbelastung oder Temperatur. Die Oxidationsbeständigkeit des Motorgehäuses ist deshalb ebenso wichtig wie eine staubdichte Konstruktion und eine optimale Kühlung. Da Vibrationsmotoren konstruktionsbedingt einer extremen mechanischen Belastung ausgesetzt sind, spielt die Qualität der mechanischen Komponenten eine sehr wichtige Rolle. So sollte die Welle in überdimensionierten Kugel- beziehungsweise Rollenlagern aus hochfestem Stahl rotieren.
FAQ – häufig gestellte Fragen
Lässt sich die Unwucht auch direkt an den Unwuchtscheiben ändern?
Üblicherweise kommen Vibrationsmotoren mit einer 100-prozentigen Unwucht in den Handel. Zur direkten Verstellung sind die Gehäuseabdeckungen der Scheiben zu entfernen (Sicherheitsmassnahmen beachten!) und die Lamellenscheiben nach Bedarf zu entfernen. Die entnommen Scheiben müssen dann durch Ausgleichsscheiben mit gleicher Dicke und gleichem Innendurchmesser ersetzt werden. Ganz wichtig ist dabei der symmetrische Austausch der Scheiben an beiden Enden der Welle. Zum groben Justieren der Unwucht reicht es aus, die äusseren Lamellenscheiben jeweils um bis zu 180° zu drehen.
Worauf ist beim paarweisen Betrieb von Vibrationsmotoren zu achten, zum Beispiel bei Schwingförderbändern?
Da solche Transportanlagen immer mit zwei oder mehr synchronisierten Vibratoren ausgestattet sind, müssen aus Sicherheitsgründen immer alle Motoren laufen oder stillstehen. Sichergestellt wird dies durch die Verriegelung der beteiligen und vorgeschrieben Motorschutzschalter. Beim Ausfall eines Motors sorgt die Verriegelung dafür, dass alle Motoren gleichzeitig gestoppt werden.
Sind Vibrationsmotoren nur in senkrechter Montage funktionsfähig?
Aussen-Vibratoren lassen sich auch an Schrägen montieren, wichtig ist allerdings eine plane und stabile Montagefläche. Befestigt werden Vibratoren mit vier speziellen Schrauben, Sicherungsscheiben und Muttern. Letztere sind je nach Schraubentyp mit einem bestimmten Anzugsmoment zu montieren und regelmässig auf festem Sitz hin zu überprüfen.
Praxistipps
Damit Sie bei der Aufstellung und beim Betrieb eine Aussen-Vibrators auf der sicheren Seite sind, beachten Sie bitte folgende Hinweise:
Machen Sie sich mit Sicherheits-, Gesundheits- und Arbeitsschutzvorschriften vertraut. Dazu gehören unter anderem die technischen Normen für elektrische Geräte, die Vorschriften für die Innenverkabelung, die Explosionsschutzrichtlinien für Fabriken oder das Baunormengesetz.
Wählen Sie den Vibrationsmotor aus, der für die vorgesehene Anwendung und Einsatzumgebung optimal geeignet ist. Die wichtigsten Leistungsparameter sind die Betriebsspannung (230 oder 400 V), das Arbeitsmoment (cm pro kg), die Zentrifugalkraft (N) und die Nenndrehzahl (zum Beispiel 3000 U/min).
Installieren Sie in lebensmittelverarbeitenden Anlagen oder anderen Installationen, die vor Öl geschützt werden müssen, Ölwannen oder andere Schutzformen vor Ölleckagen.
Lesen Sie vor der Verwendung des Vibrationsmotors die gesamte zugehörige Dokumentation und die Vorschriften sorgfältig durch.