Auswahl von Getriebemotoren für automatische Palettiersysteme

Auswahl von Getriebemotoren für automatische Palettiersysteme (Palletizer)

Getriebemotoren für automatische Palettiersysteme, auch Palletizer oder Automatic Palletizer genannt, müssen je nach Position in der Linie ausgewählt werden, wie z. B. für Zuführbänder, Rollenförderer, Palettenkettenförderer, Drehtische, Hubtische und Wickelmaschinen. Bei der Auswahl müssen Last, Geschwindigkeit, Anlaufmoment, Untersetzungsverhältnis, Montageart, Schaltzyklen, Frequenzumrichter und Betriebsumgebung geprüft werden. Getriebemotoren sollten nicht allein aufgrund der Leistung ausgewählt werden, da bei gleicher Leistung das Untersetzungsverhältnis, das Ausgangsdrehmoment und die Montageart stark variieren können.

Was ist ein automatisches Palettiersystem (Palletizer)?

Ein automatisches Palettiersystem, oft als Palletizer, Automatic Palletizer oder Palletizing Line bezeichnet, ist eine Anlage zum automatischen Stapeln von Kartons, Säcken, Gebinden oder verpackten Produkten auf Paletten. Dieses System wird üblicherweise am Ende der Produktionslinie nach den Prozessen Verpacken, Wiegen, Etikettieren oder Produktprüfung installiert.

In einer Palettierlinie werden die Produkte über Förderbänder in den Palettierbereich transportiert. Anschließend sammelt das System die Waren, positioniert sie, bildet Lagen, bewegt die Palette und kann sie zur Vervollständigung des Verpackungsprozesses durch eine Wickelmaschine führen, bevor sie eingelagert oder versandt wird.

Der Getriebemotor ist eine der wichtigsten Antriebskomponenten in diesem System, da die meisten Baugruppen wie Förderbänder, Rollen, Kettenförderer, Drehtische und Hubtische eine stabile Bewegung, ausreichend Zugkraft und eine präzise Geschwindigkeitsregelung erfordern.

Warum benötigt ein Palletizer Getriebemotoren?

Herkömmliche Elektromotoren haben eine hohe Drehzahl, während die Mechanismen in einem Palettiersystem eine niedrigere Geschwindigkeit und ein höheres Drehmoment benötigen. Das Getriebe reduziert die Ausgangsdrehzahl und erhöht gleichzeitig das Zugmoment, damit das System stabiler läuft.

In einer Palettierlinie unterstützt der Getriebemotor:

• Den stabilen Antrieb von Produktförderbändern.

• Das Bewegen von leeren oder beladenen Paletten.

• Die Erhöhung der Zugkraft für Ketten- und Rollenförderer.

• Die Reduzierung von Ruckeln beim Anlaufen oder Stoppen.

• Den zyklischen Start-Stopp-Betrieb gemäß PLC-Steuerung.

• Die Geschwindigkeitsregelung in Kombination mit einem Frequenzumrichter.

• Die Verringerung des Risikos von Überlastung, Motorüberhitzung oder mechanischen Schäden.

Bei einer falschen Auswahl des Getriebemotors kann das System Fehler aufweisen, wie z. B. ungleichmäßige Palettenbewegung, ruckelnde Förderbänder, laute Kettengeräusche, schnelle Motorüberhitzung, Getriebevibrationen, Überstrommeldungen des Frequenzumrichters oder ungenaue Stopp-Positionen der Linie.

Häufige Einsatzbereiche für Getriebemotoren im Palettiersystem

1. Produktzuführband

Das Produktzuführband hat die Aufgabe, Kartons, Säcke oder Gebinde in den Palettierbereich zu befördern. Diese Baugruppe erfordert in der Regel eine konstante Geschwindigkeit, einen ruhigen Lauf und die Möglichkeit, sie an die Kapazität der Linie anzupassen.

Bei der Auswahl eines Getriebemotors für das Produktzuführband müssen folgende Punkte geprüft werden:

• Gewicht jedes einzelnen Produkts.

• Länge des Förderbands.

• Fördergeschwindigkeit.

• Häufigkeit der Start-Stopp-Zyklen.

• Neigung des Produkts zum Umkippen, Rutschen oder Verformen.

• Notwendigkeit eines Frequenzumrichters zur Geschwindigkeitsregelung.

Für leichte Güter wie kleine Kartons sind Getriebemotoren mit kleiner bis mittlerer Leistung in der Regel ausreichend. Bei schweren Säcken, großen Kartons oder kontinuierlicher Lastbeaufschlagung müssen das erforderliche Drehmoment und der Sicherheitsfaktor überprüft werden.

2. Sammelförderband

Sammelförderbänder dienen dazu, Produkte vor der Palettierung zu gruppieren. Diese Position erfordert häufig einen kontinuierlichen Start-Stopp-Betrieb basierend auf Sensoren oder Steuersignalen.

Eine wichtige Anforderung ist eine ruckfreie Bewegung, um ein Verrutschen der Produkte zu vermeiden. Bei weichen Säcken, leichten Kartons oder instabilen Gütern kann eine falsche Wahl der Geschwindigkeit sowie der Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten dazu führen, dass die Produkte vor dem Erreichen des Palettierbereichs verrutschen.

3. Rollenförderer

Rollenförderer werden üblicherweise für den Transport von Kartons, Leerpaletten oder beladenen Paletten eingesetzt. Der Getriebemotor kann den Antrieb über Ketten, Riemen oder Zwischenwellen übertragen.

Bei der Auswahl eines Getriebemotors für Rollenförderer sind folgende Punkte zu prüfen:

• Gesamtlast auf dem Förderer.

• Anzahl der angetriebenen Rollen.

• Reibung der Rollen.

• Ob sich die Last bereits beim Anlaufen auf dem Förderer befindet.

• Häufigkeit der Start-Stopp-Zyklen.

• Ob Sensoren oder eine SPS zur Zonensteuerung eingesetzt werden.

Wenn der Rollenförderer für schwere Paletten verwendet wird, sollten das Anlaufdrehmoment und die Belastbarkeit des Getriebes Priorität haben.

4. Palettenkettenförderer

Palettenkettenförderer werden häufig zum Transport von Leerpaletten oder beladenen Paletten genutzt. Dies ist eine der am stärksten belasteten Einheiten innerhalb eines Palettiersystems.

Diese Position erfordert einen Getriebemotor mit hohem Drehmoment, einem robusten Getriebe und stabiler Belastbarkeit. Bei einer zu geringen Drehmomentauslegung kann das System nur schwer anlaufen, die Kette kann ruckeln, der Motor kann überhitzen oder der Frequenzumrichter kann einen Überstromfehler melden.

Bei der Auswahl eines Getriebemotors für Palettenkettenförderer sind folgende Daten erforderlich:

• Gewicht der Leerpalette.

• Gewicht der beladenen Palette.

• Anzahl der Paletten auf dem Förderer gleichzeitig.

• Palettengeschwindigkeit.

• Kettentyp und Durchmesser der Kettenräder.

• Länge des Förderers.

• Betriebsart: kontinuierlich oder zyklisch.

5. Palettendrehtisch

Ein Palettendrehtisch dient dazu, die Ausrichtung der Palette zu ändern oder die Transportrichtung innerhalb der Linie anzupassen. Diese Einheit erfordert eine gleichmäßige Bewegung, ausreichend Drehmoment und eine präzise Stopppositionierung.

Wenn der Drehtisch schwere Lasten trägt, müssen das Anlaufdrehmoment, das Lastträgheitsmoment, die Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten sowie die Fähigkeit zur exakten Positionierung geprüft werden. In einigen Fällen kann der Einsatz von Frequenzumrichtern, Positionssensoren oder Motoren mit Haltebremse erforderlich sein.

6. Hubmechanismus

Einige Palettiersysteme verfügen über Hubtische oder Hubmechanismen, um die Palettenhöhe während des Schichtaufbaus anzupassen. Dies ist ein kritischer Bereich, der sorgfältig geprüft werden muss, da er sowohl die Hublast als auch die Lastsicherung im Stillstand betrifft.

Bei der Auswahl eines Getriebemotors für Hubanwendungen sind folgende Punkte zu beachten:

• Maximale Hublast.

• Hubgeschwindigkeit.

• Hubhöhe.

• Betriebsfrequenz.

• Ob eine Lastsicherung im Stillstand erforderlich ist.

• Ob ein Getriebemotor mit Haltebremse benötigt wird.

Bei Hebevorrichtungen sollte ein Motor mit elektromagnetischer Bremse in Betracht gezogen werden, um ein Lastabrutschen zu verhindern und die Sicherheit beim Stoppen zu erhöhen.

7. Palettenwickelmaschine

Nachdem die Produkte auf Paletten gestapelt wurden, führen viele Produktionslinien die Paletten durch eine Wickelmaschine. Getriebemotoren können für den Drehtisch, die Folienabzugswelle oder den Hubmechanismus der Folienrolle eingesetzt werden.

Diese Anwendung erfordert eine konstante Geschwindigkeit, damit die Folie gleichmäßig gewickelt wird, ohne zu locker oder zu straff zu sein. Wenn der Drehtisch ungleichmäßig läuft, kann die Qualität der Wicklung beeinträchtigt werden.

Auswahl eines Getriebemotors für automatische Palettiersysteme

1. Bestimmung des korrekten Einsatzortes

Es sollte nicht ein einziger Getriebemotortyp für das gesamte Palettiersystem gewählt werden. Jede Position hat unterschiedliche Lasten und Geschwindigkeiten. Ein Motor für ein Zuführband ist nicht mit einem Motor für ein Palettenkettenförderer, einen Drehtisch oder einen Hubmechanismus vergleichbar.

Vor der Auswahl muss bestimmt werden, für welche Baugruppe der Motor verwendet wird und welche Aufgabe diese Baugruppe in der Linie erfüllt.

2. Berechnung der tatsächlichen Last

Die Last ist der wichtigste Parameter. Es müssen das Produktgewicht, das Palettengewicht, die maximale Gesamtlast sowie die Anzahl der Produkte oder Paletten, die sich gleichzeitig auf dem Förderband befinden, ermittelt werden.

Bei Palettenförderern sollte nicht nur das Gewicht der leeren Palette berechnet werden. Es muss auch der Fall einer voll beladenen Palette berücksichtigt werden, da dies in der Regel die maximale Systemlast darstellt.

3. Bestimmung der erforderlichen Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit jeder Baugruppe muss auf den Durchsatz der Linie abgestimmt sein. Ist die Geschwindigkeit zu niedrig, erreicht das System nicht die gewünschte Kapazität. Ist die Geschwindigkeit zu hoch, können Produkte leicht verrutschen, umkippen oder beim Übergang zwischen den Baugruppen Stöße verursachen.

Folgendes muss bestimmt werden:

• Förderbandgeschwindigkeit.

• Rollengeschwindigkeit.

• Palettenkettengeschwindigkeit.

• Drehtischgeschwindigkeit.

• Hubgeschwindigkeit.

• Zykluszeit für einen vollständigen Vorgang.

4. Auswahl des geeigneten Übersetzungsverhältnisses

Das Übersetzungsverhältnis beeinflusst direkt die Ausgangsdrehzahl und das Drehmoment. Wenn zum Beispiel ein 4-poliger Motor eine Drehzahl von etwa 1450 U/min hat:

• Ein Übersetzungsverhältnis von 1/10 ergibt eine Ausgangsdrehzahl von etwa 145 U/min.

• Ein Übersetzungsverhältnis von 1/20 ergibt eine Ausgangsdrehzahl von etwa 72 U/min.

• Ein Übersetzungsverhältnis von 1/30 ergibt eine Ausgangsdrehzahl von etwa 48 U/min.

• Ein Übersetzungsverhältnis von 1/50 ergibt eine Ausgangsdrehzahl von etwa 29 U/min.

Dies ist jedoch nur eine Schätzung der Ausgangsdrehzahl. Bei der tatsächlichen Auswahl müssen zusätzlich das Drehmoment, der Wirkungsgrad des Getriebes, das Anlaufmoment und die Betriebsbedingungen geprüft werden.

5. Überprüfung des Anlaufmoments

Palettiersysteme laufen oft im Start-Stopp-Betrieb. Viele Baugruppen müssen anlaufen, während die Last bereits auf dem Förderband liegt. Deshalb ist das Anlaufmoment sehr wichtig.

Wenn das Drehmoment nicht ausreicht, kann das System folgende Fehler aufweisen:

• Schwacher Anlauf des Förderbands.

• Ruckartige Bewegung der Palette.

• Spannungsschwankungen der Förderkette.

• Schnelle Überhitzung des Motors.

• Überstrommeldung des Frequenzumrichters.

• Ungewöhnliche Geräuschentwicklung des Getriebes.

6. Auswahl der Wellen- und Montageart

Getriebemotoren für Palettierer können in verschiedenen Montagearten eingesetzt werden:

• Fußbefestigung.

• Flanschbefestigung.

• Vollwelle.

• Hohlwelle.

• Geradstirnradgetriebe.

• Winkelgetriebe.

Vollwellen eignen sich für die Kraftübertragung über Kupplungen, Kettenräder oder Riemenscheiben. Hohlwellen sind ideal für die direkte Montage auf der Maschinenwelle. Winkelgetriebe eignen sich bei begrenzten Platzverhältnissen oder wenn die Antriebsrichtung geändert werden muss.

Beim Austausch eines alten Motors müssen die Maßzeichnung, der Wellendurchmesser, die Passfeder, der Flansch, die Fußbefestigung und die Einbaulage überprüft werden.

7. Überprüfung von Frequenzumrichter und Steuermodus

Frequenzumrichter werden in Palettiersystemen häufig zur Drehzahlregelung, für sanfte Anlauf- und Bremsrampen sowie zur Synchronisation mit der SPS eingesetzt. Bei falscher Parametrierung kann der Frequenzumrichter jedoch Überstrom- oder Überspannungsfehler verursachen oder zu einer Überhitzung des Motors führen.

Beim Einsatz eines Frequenzumrichters für Getriebemotoren sind folgende Punkte zu prüfen:

• Motorspannung.

• Motornennstrom.

• Motorleistung.

• Nennfrequenz.

• Minimale und maximale Frequenz.

• Hochlaufzeit.

• Bremsrampe.

• U/f-Kennlinie oder Vektorregelung.

• Notwendigkeit eines Bremswiderstands bei schnellem Stopp.

Bei schweren Lasten oder Lasten mit hohem Trägheitsmoment sollte die Bremsrampe nicht zu kurz eingestellt werden, ohne die Bremsenergieaufnahme des Frequenzumrichters zu prüfen.

8. Überprüfung der Betriebsumgebung

Die Arbeitsumgebung hat einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer von Motor und Getriebe. Palettieranlagen können in der Lebensmittel-, Verpackungs-, Zement-, Düngemittel- oder Chemieindustrie, in Lagerhäusern oder in staubigen Umgebungen eingesetzt werden.

Folgendes ist zu prüfen:

• Staub, Feuchtigkeit oder Reinigungswasser.

• Umgebungstemperatur.

• Chemische Dämpfe oder korrosive Atmosphäre.

• Tägliche Betriebsdauer.

• Stoßbelastungen.

• Anforderungen an die regelmäßige Reinigung.

Je nach Umgebung müssen die Schutzart des Motors, die Lackierung, die Dichtungen, das Getriebeöl und die geeigneten Schutzmaßnahmen gewählt werden.

Auswahltabelle nach Einsatzbereich im Palettierer

Häufige Fehler bei der Auswahl von Getriebemotoren für Palettierer

Einige häufige Fehler sind:

• Unzureichendes Drehmoment für das Palettenförderband gewählt.

• Anlaufmoment nicht berücksichtigt.

• Falsches Übersetzungsverhältnis gewählt, was zu einer zu schnellen oder zu langsamen Systemgeschwindigkeit führt.

• Wellen-, Flansch- oder Fußmontageausführung nicht überprüft.

• Frequenzumrichter-Einstellungen für Beschleunigung und Verzögerung zu abrupt gewählt.

• Trägheitsmoment des Drehtisches nicht berechnet.

• Keine elektromagnetische Bremse für lasttragende Mechanismen verwendet.

• Kettenräder, Riemenscheiben, Rollen oder Kupplungen nicht überprüft.

• Motor nicht für den kontinuierlichen Start-Stopp-Betrieb geeignet.

Wenn der Motor überhitzt, die Kette ruckelt, die Paletten ungleichmäßig laufen, das Getriebe vibriert, das Förderband laut ist oder der Frequenzumrichter einen Überstromfehler meldet, sollte nicht vorschnell ein Motor mit der gleichen Leistung wie das Altgerät eingebaut werden. Es ist notwendig, die Last, das Übersetzungsverhältnis, die Antriebsart, den Betriebszyklus und die Einstellungen des Frequenzumrichters erneut zu überprüfen.

Empfehlungen zur Auswahl von DSK-Getriebemotoren für Palettiersysteme

DSK-Getriebemotoren aus Korea bieten eine Vielzahl von Getriebemotoren, die je nach Einsatzort und Lastanforderungen für automatische Palettiersysteme in Betracht gezogen werden können.

Einige Auswahlkriterien als Referenz:

• Stirnradgetriebemotoren eignen sich für Produktzuführbänder und gerade Förderstrecken.

• Kegelradgetriebemotoren eignen sich für rechtwinklige Antriebe oder platzsparende Installationen.

• Hohlwellengetriebemotoren eignen sich für Baugruppen, die direkt auf die Maschinenwelle montiert werden müssen.

• Schwerlastgetriebemotoren eignen sich besser für Palettenkettenförderer, Schwerlastrollenbahnen oder Baugruppen, die ein hohes Drehmoment erfordern.

• Motoren mit elektromagnetischer Bremse sollten für Hubtische, Drehtische oder Positionen in Betracht gezogen werden, die im Stillstand gehalten werden müssen.

Bei der Auswahl eines DSK-Getriebemotors für einen Palettierer müssen Leistung, Übersetzungsverhältnis, Abtriebsdrehzahl, Montageart, Wellenabmessungen, Lastmoment und technische Zeichnungen vollständig überprüft werden. Die Auswahl sollte nicht allein auf Basis von Bildern oder der Motorleistung erfolgen.

Erforderliche Informationen für eine präzisere Auswahl von Getriebemotoren

Damit MDriveTech Sie bei der Auswahl des passenden Getriebemotors für Ihr automatisches Palettiersystem unterstützen kann, sollten folgende Informationen bereitgestellt werden:

• Position des Motors in der Produktionslinie.

• Lastart: Kartons, Säcke, Leerpaletten oder beladene Paletten.

• Maximale Lastgewicht.

• Erforderliche Geschwindigkeit.

• Start-Stopp-Zyklus.

• Anzahl der Starts pro Stunde.

• Antriebsart: Kette, Riemenscheibe, Kupplung, Rolle oder Direktantrieb.

• Durchmesser von Kettenrad, Riemenscheibe, Rolle oder Antriebswelle.

• Gewünschte Montageart.

• Verwendung eines Frequenzumrichters.

• Bedarf an einer elektromagnetischen Bremse.

• Betriebsumgebung.

• Tägliche Betriebsdauer.

• Bilder oder Modellnummer des alten Motors bei einem Austausch.

• Mechanische Zeichnungen, falls vorhanden.

Je vollständiger die Informationen sind, desto präziser ist die Auswahl des Getriebemotors, wodurch das Risiko einer falschen Geschwindigkeit, eines zu geringen Drehmoments oder einer inkompatiblen Montage minimiert wird.

Fazit

Getriebemotoren sind eine entscheidende Komponente in automatisierten Palettiersystemen (Palletizer). Diese Geräte sorgen dafür, dass Förderbänder, Rollenbahnen, Kettenförderer, Drehtische und Hubvorrichtungen stabil laufen, über ausreichend Zugkraft verfügen und den Arbeitszyklen der Produktionslinie entsprechen.

Um den richtigen Getriebemotor für eine Palettierlinie auszuwählen, müssen Last, Geschwindigkeit, Anlaufmoment, Untersetzungsverhältnis, Montageart, Antriebsart, Frequenzumrichter, Schaltfrequenz sowie die Betriebsumgebung überprüft werden. Ein Motor sollte nicht allein nach der Leistung ausgewählt werden, da bei gleicher Leistung das Untersetzungsverhältnis und das Ausgangsdrehmoment stark variieren können.

MDriveTech bietet Beratung bei der Auswahl von Getriebemotoren, Getrieben, Frequenzumrichtern und industriellen Antriebslösungen für automatisierte Palettiersysteme, Förderbänder, Rührwerke, Förderschnecken, Verpackungsmaschinen und Produktionslinien. Für jede spezifische Anwendung trägt die korrekte Überprüfung der Parameter von Anfang an dazu bei, den Systembetrieb zu stabilisieren, Fehler zu reduzieren und Ausfälle während des Betriebs zu minimieren.
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FAQ

Wie lautet der englische Begriff für ein automatisiertes Palettiersystem?

Ein automatisiertes Palettiersystem wird je nach Kontext meist als Palletizer, Automatic Palletizer, Palletizing Line oder Palletizing System bezeichnet.

Wo werden Getriebemotoren in einem Palettiersystem eingesetzt?

Getriebemotoren werden typischerweise in Zuführbändern, Sammelbändern, Rollenbahnen, Palettenkettenförderern, Drehtischen, Hubtischen, Palettenmagazinen und Palettenwicklern eingesetzt.

Was ist bei Getriebemotoren für Palettenförderbänder zu beachten?

Es müssen das Gewicht der voll beladenen Palette, die Anzahl der Paletten auf dem Förderband, die Fördergeschwindigkeit, die Kettenart, der Kettenraddurchmesser, die Schaltzyklen sowie das Anlaufmoment überprüft werden.

Sollte ein Frequenzumrichter für Palettier-Getriebemotoren verwendet werden?

Ein Frequenzumrichter kann verwendet werden, um die Geschwindigkeit anzupassen, sanfte Anlauf- und Bremsrampen zu realisieren und eine Synchronisation mit der SPS zu ermöglichen. Es ist jedoch wichtig, die Motordaten korrekt einzustellen, geeignete Frequenzgrenzen zu definieren und das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen zu prüfen.

Wann ist ein Getriebemotor mit Haltebremse erforderlich?

Ein Getriebemotor mit Haltebremse sollte für Hubvorrichtungen, Drehtische oder Positionen, an denen die Last im Stillstand gehalten werden muss, in Betracht gezogen werden, um ein Absinken der Last zu verhindern und die Sicherheit zu erhöhen.

Warum werden Getriebemotoren in Palettiersystemen heiß?

Ein Motor kann durch Überlastung, ein zu gering gewähltes Drehmoment, ein ungeeignetes Untersetzungsverhältnis, häufige Start-Stopp-Zyklen, falsch konfigurierte Frequenzumrichter, blockierte Lasten oder Ölmangel im Getriebe heiß werden.