Variantenreduktion: Ein Getriebemotor für Food, Pharma und Intralogistik

Mit den IE5+-Motoren hatte Nord Drivesystems bereits sehr energieeffiziente elektrische Antriebe für die Lebensmittelindustrie und Intralogistik entwickelt. Den hocheffizienten Motor hat Nord nun in ein einstufiges Stirnradgetriebe integriert und damit den Systemwirkungsgrad optimiert und effektiv Variantenreduktion betrieben. Kompakter Bauraum, hohe Leistungsdichte und sehr geringe Geräuschemissionen sind nur einige der Vorteile für Anwender in den sensiblen Branchen Intralogistik sowie Lebensmittel und Pharma.

Bauweise benötigt weniger Wartungsaufwand

Wichtige Merkmale des neuen Getriebemotors Duodrive sind der hohe Systemwirkungsgrad und die konsequente Variantenreduktion bei gleichzeitig glatter, unbelüfteter und kompakter Bauweise. Da viele Verschleißteile wegfallen, sinkt auch der Wartungsaufwand. Zusammen mit der einfachen Inbetriebnahme der Komplettlösung per Plug-and-play ergibt sich eine signifikante Senkung der Total Cost of Ownership (TCO) gegenüber bisherigen Antriebssystemen.

Als Motoren kommen energieeffiziente IE5+-Permanentmagnet-Synchronmotoren zum Einsatz. Das ist eine Antriebsgeneration, die sich durch deutlich geringere Verluste als die IE4-Motoren auszeichnet. Die neue Generation erreicht die hohen Wirkungsgrade über einen breiten Drehmomentbereich und ist damit optimal für den wirtschaftlichen Betrieb auch im Teillastbereich ausgelegt. Sie bietet hohen Leistungsdichten bei geringem Bauraum. Die Baugröße 71 für den Leistungsbereich von 0,35 bis 1,1 kW mit einem Dauerdrehmoment von 1,6 bis 4,8 Nm ist bereits seit 2020 auf dem Markt. Jetzt erweitert die Baugröße 90 mit einem Dauerdrehmoment von bis zu 18,2 Nm und einem Leistungsbereich bis 4 kW das neue Synchronmotoren-Portfolio.

Konsequente Integration

Dabei geht Nord Drivesystems bei der Integration der Getriebemotoren im hygienischen wash-down-Design konsequent vor: Der IE5+-Synchronmotor ist in einem Gehäuse zusammen mit einem einstufigen Stirnradgetriebe untergebracht. Das Konzept der vollständigen Integration des Motors in das Getriebegehäuse ist eine Innovation auf dem Markt der Antriebstechnik und wurde vom Hersteller zum Patent angemeldet. So erzielt das neue System eine nochmals deutlich höhere Energieeffizienz als das bestehende Logidrive-Konzept, das einen IE5+-Synchronmotor und mit einem Nordbloc.1 Kegelradgetriebe kombiniert.

Mit bis zu 92 Prozent erreicht die neue Getriebemotorkombination einen der höchsten Wirkungsgrade in dieser Leistungsklasse und im Teillastbetrieb eine sehr hohe Systemeffizienz. Die erste verfügbare Baugröße deckt Getriebeübersetzungen von i=3,24 bis i=16,2 ab und ist für den Abtriebsdrehmomentbereich bis 80 Nm und Drehzahlen bis 1.000 min-1 ausgelegt.

Voll kompatibel trotz Variantenreduktion

Das Duodrive ist kompatibel mit der Antriebselektronik von Nord und kann mit allen marktüblichen Hohlwellenabmessungen (20 bis 40 mm) sowie Flanschausführungen (B5 und B14) oder einer Drehmomentstütze ausgestattet werden. Für den Motoranschluss sind je nach Kundenwunsch Harting-Han-Stecker, M12-Rundsteckverbinder oder eine Klemmenleiste vorgesehen. Auch verschiedene Optionen wie zum Beispiel Drehgeberrückführung oder eine Haltebremse sind möglich.

Da es leicht zu reinigen, korrosionsbeständig und wash-down-fähig ist, ist die Einheit für den Einsatz in hygienesensiblen und rauen Umgebungen geeignet und sorgt durch geringen Reinigungsaufwand für hohe Anlagenverfügbarkeit und geringe Reinigungskosten. Optional kann das Antriebssystem mit einer besonderen Oberflächenveredelung geordert werden. Bei entsprechender Konfiguration der Anschlussleitungen sind Schutzarten bis IP 69K möglich.

Baut kleiner

Durch die Integration von Motor und Getriebe ist die Einheit kompakt und leicht. Entsprechend ist die Leistungsdichte höher. Dabei fallen viele mögliche Verschleißteile wie Wellendichtringe weg und Wartungsaufwand und Reibungsverluste sinken. Weniger Lagerstellen, minimiertes Ölvolumen verringern ebenfalls Verluste. Zudem ist die Einheit so ausgelegt, dass sie ohne bauliche Änderungen und mit dem gleichen Ölvolumen in verschiedenen Einbaulagen montiert werden kann.

Das verringert die Variantenzahl in Intralogistikprojekten und vereinfacht das Handling. Auch ist die Einheit schmaler als Wettbewerbsprodukte. Da die Leistung des Getriebemotors ohne Änderung der äußeren Abmessungen im gleichen Design skaliert werden kann, ist bei Leistungsanpassungen zudem keine Änderung des Anlagenlayouts erforderlich.

Cool bleiben und Ruhe bitte!

Die geringeren Verluste senken auch die Verlustleistung, die als Wärme abgeführt werden muss. Daher kommt die neue Einheit wie der IE5+-Motor bereits ohne Lüfter aus. Dadurch läuft der Getriebemotor deutlich leiser: Die Lärmemissionen betragen demnach maximal 65 dB(A). Hier wirken sich auch die geringere Vibrationen durch die gegengelagerte Motorwelle aus. Mit solchen Eigenschaften soll Duodrive für ein angenehmeres Arbeitsumfeld, beispielsweise in Fördereinrichtungen am Flughafen-Check-in oder an Warenausgaben im B2C-Bereich sorgen.

Ohne Lüfter kommt es zudem nicht zur Verwirbelung von Stäuben und Keimen, was Anwendungen im Reinraum- und Hygieneumfeld ebenso zu Gute kommt wie der Luftqualität am Arbeitsplatz. Die geringere Wärmeverlustleistung bewirkt angenehmere Temperaturen für das Personal in Logistikzentren und erhöht die Arbeitssicherheit, da die Antriebsoberflächen gefahrlos berührt werden können.

Per Variantenreduktion Kosten einsparen

Ein konstantes Drehmoment über einen weiten Drehzahlbereich ermöglicht eine gezielte Variantenreduzierung. So können administrative Aufwände minimiert und Herstellungs-, Logistik-, Lager- und Serviceprozesse schlanker gestaltet werden. Positiv ist auch die signifikante Reduktion der Gesamtbetriebskosten (TCO): Die Lösung wird unter Ausnutzung der hohen Überlastfähigkeit der Motoren und des großen Verstellbereichs der Flachgetriebe auf jeden Kunden individuell zugeschnitten und gezielt auf das individuelle Lastkollektiv der Anlage ausgelegt. Durch seine Bauweise und den Betrieb am Frequenzumrichter kann das Duodrive mit der gleichen Motorvariante weltweit universell eingesetzt werden.

Der Autor Jörg Niermann ist Bereichsleiter Marketing bei Nord Drivesystems.

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