Bis zu 70 % weniger Varianten

In einer Förder- und Hubeinheit im Logistikzentrum von Camille Bloch am Standort Courtelary sind zwei Smart Motoren mit angepasster Anschlusstechnik versetzt eingebaut.

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Jeder Getriebemotor, der per Schütz am Netz betrieben wird, ist mithilfe der Getriebeübersetzung an die erforderliche Fördergeschwindigkeit anzupassen. Die Folge sind Anlagen mit einer hohen Anzahl unterschiedlicher Getriebemotor-Varianten. Die Entwicklungsingenieure müssen darüber hinaus die verschiedenen Netzfrequenzen (50/60 Hz) und unterschiedliche Energie­effizienz-Regelungen in den belieferten Marktregionen berücksichtigen – ein hoher administrativer Aufwand, der sich durch den gesamten Produkt-Lebenszyklus zieht: vom Engineering (Stücklisten, Konstruk­tion) über Materialwirtschaft (Bestellungen, Lagerhaltung) und Logistik (weltweite (Service-)Verfügbarkeit) bis hin zu Betrieb und Wartung (Schulung, Ersatzteilbevorratung). Mit der Zahl der Varianten steigt letztlich auch das Risiko von Fehlern, weil es leichter zu Verwechslungen kommen kann.

Hier zahlt sich die elektronische Ansteuerung des Smart Motors gleich mehrfach aus. Diese erlaubt die Anpassung der Antriebsdrehzahl bei gleicher Getriebe­über­setzung. Die konsequente, durchgängige Auslegung der Antriebe für alle Standard-Förderelemente führt zu einer Reduzierung der Variantenvielfalt um bis zu 70 %, was auch die Modularisierung im Engineering erleichtert. Dazu trägt ebenfalls bei, dass die Elektronik mit Netzspannungen von 400 bis 480 V zurechtkommt und damit für unterschiedliche Regionen (z. B. Nordamerika und Europa) die gleichen Konstruktionsbausteine und sogar die gleichen Fördermodule verwendbar sind.

Einfach zu bedienen und anzuschließen mit einem NFC-fähigen Smartphone und einer entsprechenden App.

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Sollte sich bei der Inbetriebnahme oder bei späteren Optimierungen der Förderstrecke herausstellen, dass die Transportgeschwindigkeit anzupassen ist, dann ist auch das kein Problem. Die Einstellung kann sogar vom Smartphone per NFC erfolgen. Zudem hat der Smart Motor größere Spielräume beim einzustellenden Drehzahlbereich als beispielsweise ein Getriebemotor, der unter Umständen komplett ausgetauscht werden muss, wenn die zu erzielende Geschwindigkeit zu stark vom geplanten Wert abweicht.

Schaltschrank nur noch halb so groß

Ein Vergleich des Smart Motors mit Getriebe- oder FU-Antrieben allein nach technischen Merkmalen greift jedoch zu kurz. Die Unterschiede in der Konstruktion haben nämlich massive Konsequenzen für das Maschinen- und Anlagen-Engineering, da aufgrund der integrierten Funktionen zahlreiche Komponenten entfallen können. Zu nennen sind hier unter anderem parallele Verkabelungen, Wendeschütz- sowie Motorschutz-Schaltungen von Netzmotoren. Bei diesen braucht jeder Motor eine eigene Zuleitung vom Schütz. Vorwärts-/Rückwärtslauf und unterschiedliche Geschwindigkeitsstufen (Normalbetrieb, Annäherung an Stopps) müssen mit polumschaltbaren Motoren und Wendeschützschaltungen realisiert werden, die entweder selbst noch Motorschutz-Funktionen übernehmen oder andernfalls mit entsprechenden Schaltungen zu kombinieren sind. Diese Funktionen stellt zwar auch ein Frequenzumrichter bereit; dieser verursacht allerdings zusätzliche Investitionskosten, benötigt speziell geschirmte Motorkabel und belegt zudem Platz im Schaltschrank.

Der Smart Motor ist dagegen mit einer integrierten Elektronik versehen, die vier Geschwindigkeitsstufen in unterschiedlichen Drehrichtung und den Motorschutz zur Verfügung stellt. Die Umschaltung erfolgt über 24-V-Signale – und damit ‚Feldbus-neutral‘. Hinzu kommt, dass sich die 400-V-Leitung zu weiteren Antrieben weiterschleifen lässt, was den Verkabelungsaufwand deutlich reduziert. Dadurch kann der Schaltschrank wesentlich kleiner ausfallen – in der Praxis um bis zu 50 %. Damit nicht genug: Mit Hilfe der steckbaren Anschlusstechnik, die ein Öffnen des Klemmkastens überflüssig macht, ist der Motor in Minutenschnelle fehlerfrei anzuschließen. Die Übertragung von vordefinierten Drehzahlen und Beschleunigungsrampen kann drahtlos per Smartphone erfolgen – ohne Expertenwissen oder aufwendige Schulungen der Mitarbeiter.

Drehmoment- und Stromstöße werden vermieden

Bei netzgeführten IE3-Motoren macht sich ein signifikant höheres Anlaufmoment bemerkbar, das diese Motoren im Vergleich zu bisherigen IE1- oder IE2-Motoren bauartbedingt aufweisen. Dieses hohe Anlaufmoment wirkt sowohl auf die Mechanik als auch auf das Getriebe ein und führt zu mehr Verschleiß und damit höheren Wartungsaufwänden bis hin zu mechanischen Überlastungen. Mit einstellbaren Beschleunigungs- und Verzögerungsrampen vermeidet der Smart Motor solche Drehmoment- und Stromstöße beim Anlauf. Damit wird sowohl die Mechanik des Förderbandes als auch das Fördergut geschont.

Auch das Bremsen ist elektronisch geregelt. So wird immer ein konstanter Bremsweg eingehalten, unabhängig von der Last. Die Lichtschranke für das Stopp-Signal ist daher immer an der gleichen Stelle montiert. Nicht zuletzt ist eine (optionale) Haltebremse integriert. Anders als bei Netzmotoren, bei denen beim Abfallen des Schützes die Bremse bei voller Fördergeschwindigkeit aktiviert wird und der Bremsweg lastabhängig ist, zeigt der Smart Motor eine hohe Anhaltegenauigkeit von wenigen Zentimetern und muss keine mechanische Reib­arbeit verrichten. Demensprechend gibt es an dieser Stelle keinen Verschleiß und Wartungsaufwand zum Nachstellen der Bremse oder zum Nachjustieren der Lichtschranken. Auch um die Bremsenspannung, Bremsgleichrichter und Bremsenlogik muss sich der Anwender nicht kümmern – das macht der Smart Motor selbst.

Autor:
Tim-Oliver Ricke ist Global Segment Manager Intralogistik bei Lenze.