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BAX-Motoren mit AC-Bremse: Technische Vorteile der Lüfteranordnung

Unsere Stammkunden sind seit Jahrzehnten an Bremsmotoren mit AC-Bremse gewöhnt. Die schnelle Bremsreaktion, die Langlebigkeit des Motors und die Verfügbarkeit der Ersatzteile am Lager von MOLL-MOTOR sorgen dafür, dass Kunden nach wie vor gerne zu diesem Produkt greifen. Neukunden sind manchmal zuerst überrascht über die Bauform, der Motor sieht äußerlich auffällig aus. Grund dafür ist die besondere Führung des Kühlluftstroms. In diesem Artikel erklären wir die Vorteile, die unseren italienischen Lieferanten zu dieser Konstruktion inspiriert haben.

Unsere Bremsmotoren sind Drehstrom-Asynchronmotoren, die zusätzlich mit einer elektromagnetischen Bremse ausgestattet sind. Diese Bremse blockiert den Motor, wenn kein Strom fließt. Wird der Elektromotor in Betrieb genommen, zieht der Elektromagnet die Bremsscheibe an, die Bremse wird gelöst und der Motor kann sich drehen. Bei Unterbrechung der Stromversorgung durch Abschalten oder Ausfall fällt die Bremse ein und sorgt dafür, dass die Drehbewegung schnell gestoppt wird. Die Bremse kann mit dem gleichen Stromkreis wie der Motor versorgt werden, oder bei Betrieb am Frequenzumrichter, auch getrennt davon.

KONSTRUKTIONSMERKMALE IN DER ÜBERSICHT

1Der AC-Bremsmagnet erwärmt sich kaum, er muss nicht durch den Luftstrom gekühlt werden. Dadurch wird der volle Durchmesser des Motors für die Bremsscheibe genutzt.
2Die umlaufende Einlassöffnung gewährleistet eine ausreichende Ansaugung von Kühlluft.
3 Die Luft wird, ohne Vorerwärmung durch Abwärme der Bremse, direkt auf die Kühlrippen des Motorgehäuses geführt.
4Das B-Seitige Lager erwärmt sich nur wenig, das Lagerfett hält länger, da das Lagerschild effektiv gekühlt wird.
5Das manuelle Lösen der Bremse, die „Handentlüftung“, ist durch eine Schraube möglich.

KÜHLERE AC-BREMSE UND GRÖSSERE BREMSSCHEIBE [1]

Der Bremsmagnet muss für die gesamte Dauer, die sich der Motor dreht, die Bremse offenhalten. Dafür wird mithilfe stromdurchflossener Leiter ein Magnetfeld erzeugt, das die Bremsscheibe anzieht. Spulen, die mit Wechselspannung versorgt werden, weisen dabei einen deutlich geringeren Stromfluss auf als solche, die unter Gleichspannung arbeiten. Der ohmsche Widerstand ist im AC-System außerdem geringer als im DC-System. So wird weniger Strom in Wärme umgewandelt, die AC-Bremse bleibt kühler und kann daher außerhalb des Kühlluftstroms positioniert werden.

Bei DC-Bremsmotoren, deren Kühlluft um die Bremse herumgeführt wird, ist ein Luftspalt zwischen Bremse und Lüfterhaube erforderlich. Der Durchmesser der Lüfterhaube entspricht etwa dem des Motorgehäuses, der Durchmesser der Bremsscheibe muss daher kleiner ausfallen. Beim BAX AC-Bremsmotor kann die Bremsscheibe dagegen so groß ausfallen, wie das Motorgehäuse. Schon ein kleiner Anstieg beim Radius führt zu einer wesentlich größeren nutzbaren Bremsfläche, da der Radius quadratisch in die Formel zur Berechnung der Fläche eingeht.

KÜHLUNG NUR FÜR DEN MOTOR [2&3]

Jeder Elektromotor erwärmt sich im Betrieb und muss daher gekühlt werden. Bei IEC-Drehstrommotoren ist Eigenlüftung IC411 üblich. Wird die Bremse zwischen Lüfter und Motor montiert, muss die Kühlluft zuerst an der Bremse vorbei. Bei der Anordnung bei BAX-Motoren wird die Luft dagegen nur zur Kühlung des Motors verwendet.

Eigenoberflächenkühlung IC411 bei Elektromotoren bedeutet, dass am „hinteren Ende“ des Motors, also gegenüber der zur Kraftübertragung genutzten Welle, ein Teil der Motorwelle aus dem Gehäuse heraussteht. Auf diesem ist ein Radiallüfter angebracht, also ein Lüfter, der die Luft nicht in eine bestimmte Richtung bläst wie ein Tischventilator, sondern ihn allein durch seine Drehbewegung nach außen drängt. In der Mitte entsteht ein Unterdruck, hier strömt Luft durch ein Gitter nach. Die nach außen strömende Luft wird gegen eine gewölbte Lüfterhaube gedrückt, die am äußeren Rand nur in Richtung Motor geöffnet ist. Auf der anderen Seite ist die Haube dagegen abgerundet. Der radiale, also nach außen gerichtete Luftstrom wird durch die Haube umgeleitet und in Richtung vorderes Ende des Motors umgelenkt. Dabei überstreicht er die Oberfläche des Motors, die durch Kühlrippen, die aus dem Gehäuse ragen, absichtlich vergrößert ist, um eine bessere Übertragung der Wärme an die Luft zu ermöglichen.

Die nachströmende Luft wird normalerweise durch ein Gitter angesaugt, das sich in der Mitte der Lüfterhaube befindet. Das ist nicht möglich, wenn die Bremse hinter dem Lüfter montiert wird. Der BAX-Motor hat daher zwischen Bremse und Lüfter eine Reihe von Öffnungen [2], die kreisförmig um den Motor angeordnet sind. Durch diese kann die Luft nachströmen, dieses Designelement ist auffällig und ungewöhnlich. Dadurch wird die Luft durch die Abwärme der Bremse kaum vorerwärmt, die Kühlwirkung kann sich am Motorgehäuse [3] voll entfalten.

KÜHLERE LAGER HALTEN LÄNGER [4]

Luftgekühlte Elektromotoren werden dort am besten gekühlt, wo die Luft zuerst auftrifft, da sie hier noch die niedrigste Temperatur aufweist, und dort, wo sie die größte Oberfläche überstreicht. Bei DC-Bremsmotoren ist die Bremse üblicherweise zwischen Lüfter und dem Lagerschild montiert. Der Name Lagerschild bezeichnet den hinteren Enddeckel des Gehäuses und leitet sich davon ab, dass darin ein Kugellager eingebettet ist, welches die Motorwelle in ihrer Position fixiert und die reibungsarme Drehbewegung des Rotors ermöglicht. Durch diese Position der Bremse trifft die Kühlluft nun wärmer am Lagerschild auf und überstreicht nur eine kleinere Fläche desselben. Strahlungswärme der erwärmten Bremse kann die Temperatur des Lagerschilds zusätzlich erhöhen.

Einen wesentlichen Beitrag zur reibungsarmen Drehbewegung im Lager leistet das Schmierfett, welches die Kugeln des Lagers und die Laufbahnen benetzt. Lagerfette sind temperaturempfindlich und verlieren bei Überhitzung einige ihrer wichtigsten Eigenschaften, die Lager nützen sich schneller ab. Bei BAX-Motoren wird dagegen eine optimale Kühlung des Lagerschilds gewährleistet, auch das Lager selbst, und sein Schmiermittel bleiben kühler. Dies sorgt für längere Lebensdauer des Motors.

PLATZSPARENDE HANDENTLÜFTUNG [5]

Elektromagnetische Bremsen verriegeln, wenn kein Strom fließt. Doch bei Wartungsarbeiten an der Anlage muss der Motor auch händisch gedreht werden können. DC-Bremsmotoren sind daher oft mit einem Entlüftungshebel ausgestattet, um die Bremse damit manuell zu lösen. Dieser Hebel steht vom Motor ab, und führt durch eine Ausnehmung in der Lüfterhaube. Durch diese Konstruktion kann es leichter zum versehentlichen Entriegeln kommen, oder Gegenstände könnten in den Motor fallen.

Bei der Konstruktionsweise des BAX-Motors ist die Bremse jedoch am äußersten Ende des Motors angebracht. Statt auf einen Hebel, kann daher auf eine Schraube gesetzt werden, mit der die Bremse schnell und unkompliziert gelöst wird. Durch das Schraubloch können weder Gegenstände in den Motor fallen, noch besteht die Gefahr einer versehentlichen Entriegelung.

All diese technischen Besonderheiten wurden Ende der 1980er Jahre vom italienischen Hersteller M.G.M. ausgetüftelt. MOLL-MOTOR hält diese Bremsmotoren zur sofortigen Lieferung ab Lager bereit. Die meisten Kunden schätzen diese Besonderheiten, während wir nur wenigen Kunden Bremsmotoren mit klassischem Aufbau liefern. Der Mehrpreis zahlt sich insbesondere für Endanwender aus, denn der Mehrpreis wird durch eine deutlich längere Lebensdauer mehr als kompensiert. Unsere MOLL-MOTOR Vertriebsingenieure helfen gerne, die perfekte Lösung für Ihren Bremsmotorbedarf zu finden.

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