Was ist ein Torque-Motor? Anwendungen in der Zugspannungsregelung und beim Auf- und Abwickeln

Was ist ein Torquemotor? Anwendungen in der Zugkraftregelung, beim Auf- und Abwickeln sowie bei Torque-Getriebemotoren

Ein Torquemotor ist ein Motortyp, der speziell für die Kontrolle von Drehmoment, Zugkraft oder Spannung entwickelt wurde, anstatt sich nur auf die Drehzahl zu konzentrieren. Dieser Motor wird häufig in Auf- und Abwickelmaschinen, Druckmaschinen, Verpackungsmaschinen, Textilmaschinen, Walzwerken, Folienreckanlagen, Drahtwickelmaschinen und Systemen eingesetzt, die eine konstante Zugspannung erfordern. Ein Torque-Getriebemotor ist eine Version des Torquemotors, die mit einem Getriebe kombiniert ist, um das Ausgangsdrehmoment zu erhöhen und die Drehzahl zu reduzieren.

Was ist ein Torquemotor?

Ein Torquemotor ist ein Motortyp, der darauf ausgelegt ist, während des Betriebs ein konstantes Drehmoment zu erzeugen und zu kontrollieren. Im Gegensatz zu Standardmotoren, die primär nach Leistung und Drehzahl ausgewählt werden, liegt der Fokus beim Torquemotor stärker auf der Fähigkeit, Drehmoment zu erzeugen, Zugkraft aufrechtzuerhalten, die Spannung zu kontrollieren und im Schlupfbetrieb oder bei niedrigen Drehzahlen zu arbeiten.

Einfach ausgedrückt dient der Torquemotor nicht nur dazu, „schnell zu drehen“, sondern „gleichmäßig zu ziehen“, „Kraft zu halten“, „gleichmäßig aufzuwickeln“ oder „kontrolliert zu bremsen“.

In der Industrie findet man Torquemotoren häufig in folgenden Systemen:

• Aufwickelmaschinen

• Abwickelmaschinen

• Verpackungsdruckmaschinen

• Folienwalzwerke

• Drahtwickelmaschinen

• Textilmaschinen

• Färbemaschinen

• Papiermaschinen

• Kunststoffverarbeitungsmaschinen

• Verpackungsmaschinen

• Systeme zur Materialzugkraftregelung

Bei diesen Anwendungen kann das Material bei instabiler Zugspannung knittern, reißen, durchhängen, seitlich verlaufen oder ungleichmäßig aufgewickelt werden. Aus diesem Grund werden Torquemotoren in vielen Produktionslinien eingesetzt, in denen bahnförmige Materialien wie Kunststofffolien, Papier, Textilien, Drähte, Kabel, Folien, Klebebänder oder dünne Metallbänder verarbeitet werden.

Was bedeutet Drehmoment (Torque) bei einem Motor?

Torque bedeutet Drehmoment. Dies ist die Kraft, die ein Objekt um eine Achse rotieren lässt. Bei einem Motor gibt das Drehmoment die Fähigkeit an, eine Rotationskraft zur Bewegung einer Last zu erzeugen.

Einfach erklärt:

• Die Drehzahl gibt an, wie schnell oder langsam der Motor dreht.

• Die Leistung gibt an, wie viel Arbeit der Motor in einer bestimmten Zeit verrichtet.

• Das Drehmoment gibt an, wie stark der Motor an der Antriebswelle zieht.

Praxisbeispiel:

Ein Motor mit hoher Drehzahl, aber niedrigem Drehmoment kann zwar schnell drehen, aber keine schwere Last ziehen. Umgekehrt kann ein Motor mit niedriger Drehzahl, aber hohem Drehmoment eine Last gut ziehen, was ihn ideal für das Auf- und Abwickeln, leichtes Heben, Ziehen von Material oder das Halten von Zugspannung macht.

Die Grundformel für das Drehmoment lautet:

Drehmoment = Kraft × Radius

Dabei gilt:

• Drehmoment ist das Drehmoment

• Kraft ist die einwirkende Kraft

• Radius ist der Abstand von der Drehachse zum Kraftangriffspunkt

Bei Industriemotoren wird das Drehmoment üblicherweise in N·m, kgf·cm oder kg·cm angegeben, je nach Katalog. Bei der Auswahl eines Motors ist eine korrekte Einheitenumrechnung erforderlich, um eine falsche Leistungs- oder Drehmomentauslegung zu vermeiden.

Was unterscheidet einen Torquemotor von einem Standardmotor?

Standardmotoren werden normalerweise ausgewählt, um eine Last bei einer bestimmten Drehzahl zu bewegen. Wenn die Last übermäßig ansteigt, kann der Motor heiß werden, einen Überstrom aufweisen oder an Drehzahl verlieren. Für viele Standardanwendungen wie Pumpen, Ventilatoren, Förderbänder oder Rührwerke sind AC-Motoren oder herkömmliche Getriebemotoren ausreichend.

Torquemotoren sind für Anwendungen konzipiert, die eine Drehmoment-, Zugkraft- oder Spannungsregelung erfordern. Der Motor kann bei niedrigen Drehzahlen, im Schlupfbetrieb oder bei einer an den Rollendurchmesser angepassten variablen Drehzahl arbeiten.

Wichtig ist, dass ein Torquemotor nicht einfach als „stärkerer Motor“ missverstanden werden sollte. Es handelt sich um einen Motortyp für Drehmomentregelungsaufgaben, insbesondere in Auf- und Abwickelsystemen für bahnförmige Materialien.

Warum sind Torquemotoren bei Auf- und Abwickelmaschinen wichtig?

Bei Auf- und Abwickelmaschinen ändert sich der Rollendurchmesser des Materials kontinuierlich.

Bei kleinem Rollendurchmesser muss der Motor schneller drehen, um die Bahngeschwindigkeit beizubehalten. Bei großem Rollendurchmesser dreht der Motor langsamer, erfordert jedoch eine angepasste Drehmomentregelung, damit die Zugkraft nicht übermäßig ansteigt.

Wenn die Zugkraft nicht präzise geregelt wird, kann es im System zu folgenden Fehlern kommen:

• Faltenbildung in der Bahn

• Papierrisse

• Durchhängendes Gewebe

• Drahtbruch

• Ungleichmäßige Wicklung

• Kantenverlauf

• Materialdehnung

• Instabile Anlagengeschwindigkeit

• Häufige Maschinenstopps zur Neujustierung

Torque-Motoren tragen dazu bei, eine stabilere Zugkraft oder Spannung während des Auf- und Abwickelprozesses aufrechtzuerhalten. Dies ist ein entscheidender Faktor in der Verpackungs-, Druck-, Kunststoff-, Papier-, Textil-, Kabel- und Rollenmaterialindustrie.

Wie funktioniert ein Torque-Motor?

Ein Torque-Motor funktioniert, indem er ein kontrolliertes Drehmoment erzeugt, das den Anforderungen der Last entspricht. Anstatt den Motor lediglich mit Strom zu versorgen, damit er mit einer festen Drehzahl rotiert, wird ein Torque-Motor-System in der Regel mit einer Steuerung kombiniert, um die Spannung, den Strom oder die Leistungsaufnahme des Motors anzupassen.

Bei Auf- und Abwickelanwendungen hilft die Steuerung dabei, die Zugkraft entsprechend den Materialanforderungen zu variieren. Wenn eine höhere Spannung erforderlich ist, wird das Drehmoment erhöht. Wenn eine geringere Spannung benötigt wird, wird das Drehmoment reduziert.

Bei einigen industriellen Torque-Motoren kann der Motor in einem kontrollierten Schlupfzustand arbeiten. Dies ist für Systeme geeignet, die eine konstante Spannung aufrechterhalten müssen, anstatt nur mit einer präzisen Drehzahl zu laufen.

Was ist kontinuierlicher Schlupf (Continuous Slip)?

Unter kontinuierlichem Schlupf (Continuous Slip) versteht man die Fähigkeit eines Motors, in einem Zustand des kontinuierlichen oder teilweisen Schlupfes unter den dafür vorgesehenen Bedingungen zu arbeiten.

Bei Anwendungen zur Zugspannungsregelung (Tension Control) muss der Motor nicht immer frei mit Synchrondrehzahl rotieren. Es gibt Zeiten, in denen der Motor eine Haltekraft, Zugkraft oder Bremskraft erzeugen muss, während sich die Drehzahl je nach Material ändert. Aus diesem Grund sind einige Torque-Motoren speziell für den Schlupfbetrieb ausgelegt.

Kontinuierlicher Schlupf bedeutet jedoch nicht, dass jeder Motor beliebig rutschen darf. Wenn ein Standardmotor über längere Zeit im Schlupfzustand betrieben wird, kann er schnell überhitzen, die Wicklungen können durchbrennen oder die Lebensdauer verkürzt sich. Es ist erforderlich, den richtigen Torque-Motor, die passende Steuerung und die entsprechenden Lastbedingungen zu verwenden.

Wo werden Torque-Motoren eingesetzt?

Torque-Motoren werden häufig in Systemen eingesetzt, die eine Regelung der Zugspannung, Zugkraft oder das Auf- und Abwickeln von Materialien erfordern.

Zu den gängigen Anwendungen gehören:

• Kunststofffolienwickler

• Folienabwickler

• Verpackungsdruckmaschinen

• Folienkaschiermaschinen

• Beutelblasmaschinen

• Textilmaschinen

• Färbemaschinen

• Papiermaschinen

• Papierwickler

• Drahtwickelmaschinen

• Kabelwickelmaschinen

• Klebebandwickler

• Folienwickler

• Etikettenwickler

• Rollenverpackungsmaschinen

• Bahnenverarbeitungsmaschinen (Web Material)

• Zugspannungsregelsysteme (Tension Control)

Bei diesen Anwendungen besteht das Ziel nicht nur darin, die Welle zu drehen, sondern sicherzustellen, dass das Material gleichmäßig gezogen wird, ohne zu reißen, durchzuhängen oder sich zu verformen.

Torque-Motoren in Verpackungsmaschinen

In der Verpackungsindustrie handelt es sich bei den Materialien häufig um Kunststofffolien, Verbundfolien, Papier, Etiketten, Aufkleber oder dünne Materialrollen. Bei hohen Geschwindigkeiten muss die Zugspannung stabil bleiben, damit das Material präzise durch Schneidmesser, Presswalzen, Druckwalzen oder Schweißbacken geführt wird.

Torque-Motoren können eingesetzt werden für:

• Abwickelwelle für Folien

• Aufwickelwelle für Fertigrollen

• Abfallaufwickelwelle

• Materialzugwelle

• Zusätzliche Spannvorrichtung

• Etiketten- oder Bandaufwickeleinheit

Ist die Zugspannung zu gering, wird die Folie locker und verliert ihre Position. Ist die Zugspannung zu hoch, wird die Folie gedehnt, reißt oder verformt sich. Torque-Motoren ermöglichen in vielen Anwendungen eine bessere Kontrolle dieses Bereichs als Standardmotoren.

Torque-Motoren in Druckmaschinen

In Rollendruckmaschinen muss das Material mit konstanter Zugspannung über mehrere Walzen geführt werden. Ändert sich die Zugspannung, kann das Druckbild verzerrt werden, die Farben können nicht passgenau übereinanderliegen, das Material kann knittern oder die Fertigrolle kann ungleichmäßig gewickelt werden.

Torque-Motoren werden häufig eingesetzt in:

• Abwickeleinheiten

• Aufwickeleinheiten

• Zugspannungsregelungseinheiten

• Materialaufwickeleinheiten nach dem Druck

• Abfallaufwickeleinheiten

In Verpackungsdruckmaschinen ist die Kontrolle der Zugspannung ein Faktor, der die Druckqualität und die Stabilität der Produktionslinie direkt beeinflusst.

Torque-Motoren in Draht- und Kabelwickelmaschinen

Bei Drähten, Kabeln, Garnen, Fäden oder faserartigen Materialien kann eine zu hohe Zugspannung zum Reißen oder Dehnen des Materials führen. Eine zu geringe Zugspannung führt zu lockeren, ungleichmäßigen Wicklungen oder Kabelverwicklungen.

Torque-Motoren unterstützen die Aufwickelwelle dabei, eine stabilere Zugkraft zu erzeugen, insbesondere wenn sich der Wickeldurchmesser während des Betriebs von klein auf groß ändert.

Anwendungen umfassen:

• Drahtwickelmaschinen

• Kabelwickelmaschinen

• Garnwickelmaschinen

• Fadenwickelmaschinen

• Kupferdrahtwickelmaschinen

• Feinstahldrahtwickelmaschinen

• Wickelmaschinen für faserartige Materialien

Torque-Motoren in der Papier-, Kunststoff- und Textilindustrie

Die Papier-, Kunststoff- und Textilindustrie verfügen über zahlreiche Prozesse zur Verarbeitung von bahnförmigen Materialien. Torque-Motoren tragen dazu bei, eine konstante Zugspannung aufrechtzuerhalten, während das Material über Zugwalzen, Presswalzen, Trocknungswalzen, Druckwalzen oder Aufwickelwalzen läuft.

Einige typische Anwendungen:

• Papierabwicklung

• Papieraufwicklung nach der Verarbeitung

• Kunststofffolienaufwicklung

• Kunststofffolienabwicklung

• Gewebespannung in Webmaschinen

• Stoffaufwicklung

• Materialaufwicklung nach der Beschichtung

• Materialaufwicklung nach der Trocknung

Bei dünnen, weichen oder leicht verformbaren Materialien hilft eine gute Drehmomentkontrolle, Ausschuss zu reduzieren und die Produktionsstabilität zu erhöhen.

Was ist ein Torque-Getriebemotor?

Ein Torque-Getriebemotor ist ein Torque-Motor, der mit einem Getriebe kombiniert ist. Ziel ist es, die Ausgangsdrehzahl zu reduzieren und das Drehmoment an der Lastwelle zu erhöhen.

Während sich Standard-Torque-Motoren für die direkte Drehmomentregelung eignen, sind Torque-Getriebemotoren besser geeignet, wenn die Last Folgendes erfordert:

• Niedrigere Drehzahlen

• Höheres Ausgangsdrehmoment

• Stabilere Zugkraft

• Robustere mechanische Verbindung

• Einfache Montage an Wickelwellen, Riemenscheiben, Kettenrädern oder Kupplungen

• Zugspannungsregelung in Systemen mit höherer Last

Einfach ausgedrückt:

Torque-Motor = Drehmomentgesteuerter Motor
Torque-Getriebemotor = Torque-Motor + Getriebe zur Erhöhung des Abtriebsdrehmoments

In der Praxis werden Torque-Getriebemotoren häufig für Auf- und Abwickelachsen eingesetzt, die eine höhere Zugkraft oder eine niedrigere Abtriebsdrehzahl als ein Direktantrieb erfordern.

Was unterscheidet einen Torque-Getriebemotor von einem Standard-Getriebemotor?

Ein Standard-Getriebemotor ist ein Motor, der mit einem Getriebe kombiniert ist, um die Drehzahl zu reduzieren und das Drehmoment zu erhöhen. Er eignet sich für Förderbänder, Rührwerke, Verpackungsmaschinen, Zuführsysteme oder allgemeine mechanische Antriebe.

Ein Torque-Getriebemotor verfügt ebenfalls über ein Getriebe, jedoch liegt das Hauptziel in der Steuerung von Drehmoment, Zugkraft oder Schlupfzuständen bei speziellen Anwendungen.

Ein Standard-Getriebemotor sollte nicht als Ersatz für einen Torque-Getriebemotor verwendet werden, wenn die Anwendung einen kontinuierlichen Schlupf oder eine präzise Zugkraftregelung erfordert. Umgekehrt ist ein Torque-Getriebemotor für einfache Förderbandanwendungen unter Umständen nicht erforderlich.

Was zeichnet Myung Youn Torque-Motoren aus?

Myung Youn Electronics ist eine südkoreanische Marke mit Produktreihen wie Digital Phase Converters, Torque-Motoren, Torque-Getriebemotoren, Inverter-Motoren, Motorsteuerungen und Motor-Fernbedienungen.

Bei den Torque-Motoren ist besonders hervorzuheben, dass das Unternehmen Modelle für Drehmomentregelung (torque control) und Zugspannungsregelung (tension control) anbietet, einschließlich Torque-Getriebemotoren sowie Ausführungen mit integrierter Steuerung.

Laut den Produktinformationen des Herstellers sind die Torque-Getriebemotoren der TQ-Serie für Anwendungen zur Drehmoment- und Zugspannungsregelung konzipiert und für den Dauer-Schlupfbetrieb geeignet. Die TQC-Serie ist eine integrierte Lösung aus Torque-Motor und Bedienfeld, die über eine kabelgebundene Fernbedienung zur Steuerung der Zugspannung verfügt und sich ideal für Maschinen eignet, die eine kompakte Installation und komfortable Bedienung erfordern.

Diese Produktreihe eignet sich hervorragend für Auf- und Abwickelmaschinen, Druckmaschinen, Verpackungsmaschinen, Textilmaschinen, Papiermaschinen sowie Anlagen, die eine präzise Kontrolle der Materialspannung erfordern.

Wie sind TQ und TQC zu verstehen?

Die Produktbezeichnungen von Myung Youn lassen sich einfach wie folgt interpretieren:

TQ – Torque-Motor / Torque-Getriebemotor

TQ bezeichnet die Gruppe der Torque-Motoren oder Torque-Getriebemotoren für die Drehmoment- und Zugspannungsregelung. Diese Serie wird in der Regel mit einer externen Motorsteuerung kombiniert und ist ideal, wenn Schaltschrank oder Steuerung bereits separat vorgesehen sind.

Geeignet für:

• Auf- und Abwickelmaschinen

• Maschinen mit separatem Schaltschrank

• Produktionslinien mit Bedarf an individueller Steuerung

• Systeme, die eine Kombination mehrerer Steuergeräte erfordern

TQC – Torque-Motor mit integrierter Steuerung

TQC ist eine Bauform, bei der Torque-Motor und Steuerung bzw. Bedienfeld integriert sind. Die Vorteile liegen in einer kompakteren Installation, einer komfortableren Bedienung und der Eignung für Maschinen, die eine Komplettlösung aus Motor und Steuerung benötigen.

Geeignet für:

• Maschinen, die eine schnelle Installation erfordern

• Kleine bis mittelgroße Maschinen

• Unabhängige Auf- und Abwickeleinheiten

• Maschinen, die eine Fernbedienung zur Einstellung der Zugspannung benötigen

• Modernisierung von Anlagen oder Austausch alter Motoren

Bei der praktischen Auswahl sollten Katalogdaten, Einbaulage (horizontal/vertikal), Ausgangsdrehmoment, Wellenabmessungen, Spannung, Steuerung und Lastbedingungen geprüft werden.

Wann sollten Torque-Motoren eingesetzt werden?

Torque-Motoren sollten eingesetzt werden, wenn die Anwendung eine Drehmoment- oder Zugspannungsregelung erfordert, anstatt lediglich eine Last mit konstanter Geschwindigkeit anzutreiben.

Einsatzgebiete:

• Materialien in Rollenform

• Bedarf an Zugspannungsregelung

• Bedarf an gleichmäßigem Aufwickeln

• Bedarf an stabilem Abwickeln

• Bedarf an Motoren, die für den Schlupfbetrieb geeignet sind

• Sich kontinuierlich ändernde Rollendurchmesser

• Materialien, die leicht knittern, reißen, sich dehnen oder verlaufen

• Bedarf an konstanterer Zugkraft als bei Standardmotoren

• Druck-, Verpackungs-, Textil-, Papier- und Kunststoffmaschinen

Wenn die Anwendung lediglich den Antrieb von Förderbändern, Pumpen, Ventilatoren oder herkömmlichen Rührwerken umfasst, sind AC-Motoren, Getriebemotoren oder Frequenzumrichter möglicherweise besser geeignet.

Wann sollten Torque-Getriebemotoren eingesetzt werden?

Ein Torque-Getriebemotor sollte verwendet werden, wenn sowohl eine Zugkraftregelung als auch eine niedrige Drehzahl bei gleichzeitig höherem Ausgangsdrehmoment erforderlich sind.

Ein Torque-Getriebemotor eignet sich für:

• Wickelwellen für schwere Materialien

• Spulen mit großem Durchmesser

• Abwickelwellen, die ein konstantes Bremsmoment erfordern

• Draht-/Kabelwickelmaschinen

• Wickler für Papier, Folien oder Textilien

• Schrottaufwickelvorrichtungen

• Wickelbaugruppen mit Zahnrädern, Riemenscheiben oder Kupplungen

• Anwendungen, die ein höheres Drehmoment als ein Direktantriebsmotor erfordern

Wenn das Drehmoment eines Direktantriebs-Torquemotors nicht ausreicht oder die Ausgangsdrehzahl zu hoch ist, hilft der Einsatz eines Getriebes, das Drehmoment zu erhöhen und das System besser steuerbar zu machen.

Auswahl eines geeigneten Torquemotors

Bei der Auswahl eines Torquemotors sollte man sich nicht nur auf die Motorleistung verlassen. Es ist erforderlich, die vollständigen Parameter des Materials, der Wickelwelle und der Betriebsbedingungen zu bestimmen.

Erforderliche Checkliste:

1. Anwendung: Aufwickeln oder Abwickeln

2. Material: Papier, Folie, Textil, Draht, Kabel oder andere Materialien

3. Materialbreite

4. Materialstärke

5. Kerndurchmesser der Spule

6. Minimaler Spulendurchmesser

7. Maximaler Spulendurchmesser

8. Bahngeschwindigkeit der Anlage

9. Erforderliche Zugkraft

10. Spulengewicht

11. Horizontale oder vertikale Ausrichtung der Wickelwelle

12. Direktantrieb oder Antrieb über Getriebe

13. Ist ein kontinuierlicher Schlupfbetrieb (continuous slip) erforderlich

14. Tägliche Betriebsdauer

15. Wird eine Fernsteuerung benötigt

16. Ist eine automatische Steuerung per PLC erforderlich

17. Stromversorgung

18. Einbauraum

19. Umgebungsbedingungen: Staub, Feuchtigkeit, hohe Temperaturen

20. Anforderung an den Austausch eines Altmotors gemäß Abmessungen

Ohne diese Informationen ist die Auswahl eines Torquemotors fehleranfällig. Eine zu kleine Dimensionierung führt dazu, dass der Motor die Zugkraft nicht halten kann oder überhitzt. Eine zu große Dimensionierung erschwert die feine Regelung, erhöht die Kosten und kann zu einer Überdehnung des Materials führen.

Auswahl eines Torque-Getriebemotors

Bei der Auswahl eines Torque-Getriebemotors müssen neben den Informationen zum Torquemotor auch die Spezifikationen des Getriebes geprüft werden.

Zu bestimmende Informationen:

• Übersetzungsverhältnis

• Gewünschte Ausgangsdrehzahl

• Erforderliches Ausgangsdrehmoment

• Bauform: Fußmontage, Flanschmontage, vertikale oder horizontale Welle

• Abmessungen der Abtriebswelle

• Verbindungsart: Kupplung, Kettenrad, Riemenscheibe, Direktwelle

• Radial- und Axiallast

• Drehrichtung

• Einbauraum

• Ist eine Bremse erforderlich

• Wird eine integrierte oder externe Steuerung benötigt

Bei Wickel-/Abwickelmaschinen ändern sich Drehzahl und Drehmoment je nach Spulendurchmesser. Daher muss der Zustand sowohl bei kleinem als auch bei großem Spulendurchmesser geprüft werden, anstatt nur einen Betriebspunkt zu berechnen.

Häufige Fehler bei der Auswahl eines Torquemotors

1. Auswahl nur nach PS oder kW

Ein Torquemotor sollte nicht allein nach der Leistung ausgewählt werden. Es ist notwendig, Drehmoment, Zugkraft, Spulendurchmesser und Bahngeschwindigkeit zu berechnen.

2. Nichtberücksichtigung des maximalen Wickeldurchmessers

Wenn der Wickeldurchmesser zunimmt, ändert sich der Drehmomentbedarf. Wenn die Berechnung nur für den kleinen Wickeldurchmesser erfolgt, reicht die Kraft des Motors bei einem großen Wickeldurchmesser möglicherweise nicht aus.

3. Fehlende Bestimmung der Materialzugspannung

Jedes Material hat unterschiedliche Zugspannungsgrenzen. Dünne Folien, Papier, Textilien, Drähte und Kabel erfordern jeweils unterschiedliche Spannungsniveaus.

4. Verwendung eines Standardmotors anstelle eines Torquemotors

Standardmotoren können überhitzen oder die Zugspannung nicht präzise steuern, wenn sie im Schlupfbetrieb oder bei kontinuierlichem Haltebetrieb eingesetzt werden.

5. Falsche Wahl des Controllers

Torquemotoren erfordern einen geeigneten Controller. Wenn der Controller nicht dem richtigen Typ entspricht, kann die Drehmomenteinstellung schwierig sein, der Motor kann überhitzen oder instabil laufen.

6. Keine Temperaturprüfung im praktischen Betrieb

Drehmoment- und Schlupfanwendungen können erhebliche Wärme erzeugen. Nach der Installation müssen Temperatur und Strom gemessen sowie der Motor unter realen Lastbedingungen überprüft werden.

Anzeichen für eine falsche Auswahl des Torquemotors

Ein System mit einem falsch gewählten Torquemotor weist häufig folgende Anzeichen auf:

• Material hängt durch

• Material ist zu stark gespannt

• Ungleichmäßige Wicklung

• Wicklung läuft schief

• Folie weist Falten auf

• Papier reißt

• Draht reißt

• Motor wird schnell heiß

• Controller ist schwer einzustellen

• Instabile Geschwindigkeit

• Maschinenstopps zur häufigen Nachjustierung erforderlich

• Zugspannung ändert sich zu stark mit dem Wickeldurchmesser

Wenn diese Fehler auftreten, müssen das erforderliche Drehmoment, der Wickeldurchmesser, die Bahngeschwindigkeit, der Controller und die mechanische Kraftübertragung überprüft werden.

Grundlegende Drehmomentformel für Wickelwellen

Bei Auf- oder Abwickelwellen kann das erforderliche Drehmoment basierend auf der Zugspannung und dem Wickelradius geschätzt werden:

Drehmoment = Zugspannung × Radius

Dabei gilt:

• Drehmoment ist das erforderliche Drehmoment

• Zugspannung ist die Materialzugkraft

• Radius ist der Wickelradius zum Berechnungszeitpunkt

Je größer der Wickel und damit der Radius, desto höher ist das erforderliche Drehmoment, um die gleiche Zugspannung aufrechtzuerhalten.

Beispiel:

Bei gleicher Zugspannung benötigt ein Wickel mit einem Radius von 200 mm ein höheres Drehmoment als ein Wickel mit einem Radius von 100 mm. Dies ist der Grund, warum Auf-/Abwickelmaschinen sowohl für den kleinsten als auch für den größten Wickeldurchmesser ausgelegt sein müssen und nicht nur auf der Motorleistung basieren dürfen.

Sollte ein Torquemotor für Förderbänder verwendet werden?

Normalerweise sollten für Förderbänder je nach Anwendung Getriebemotoren, AC-Motoren mit Frequenzumrichter oder BLDC-Power-Roller verwendet werden. Ein Torquemotor ist für Standardförderbänder keine gängige Wahl.

Ein Torquemotor sollte nur in Betracht gezogen werden, wenn das Förderband spezielle Anforderungen an Zugkraft, kontrollierten Schlupf oder Zugspannung hat. Für den Standard-Warentransport sind Getriebemotoren einfacher auszuwählen und wirtschaftlicher.

Sollte ein Torquemotor anstelle eines Frequenzumrichters verwendet werden?

Ein Torquemotor sollte nicht als Ersatz für einen Frequenzumrichter verstanden werden. Torquemotoren und Frequenzumrichter lösen zwei unterschiedliche Aufgabenstellungen.

• Frequenzumrichter zur Regelung der Drehzahl von AC-Motoren

• Torquemotoren zur Steuerung von Drehmoment oder Zugkraft

• Drehmomentregler zur Einstellung der Kraft/des Drehmoments von Torquemotoren

• Servosysteme für präzise Steuerung von Position, Geschwindigkeit und Drehmoment

In einigen modernen Systemen können Frequenzumrichter oder Servosysteme ebenfalls zur Drehmomentregelung eingesetzt werden. Für einfache Auf- und Abwickelanwendungen können spezialisierte Torquemotoren jedoch eine einfachere und wirtschaftlichere Lösung darstellen.

MDriveTech Beratung für Torquemotoren und Getriebe-Torquemotoren

MDriveTech bietet technische Beratung bei der Auswahl von Torquemotoren, Getriebe-Torquemotoren, Getriebemotoren, Frequenzumrichtern und Antriebslösungen für Industriemaschinen.

Bei der Auswahl eines Torquemotors sollten Kunden folgende Informationen bereitstellen:

• Anwendung: Aufwickeln oder Abwickeln

• Materialtyp

• Materialbreite

• Minimaler und maximaler Rollendurchmesser

• Bahngeschwindigkeit

• Erforderliche Zugkraft

• Rollengewicht

• Stromversorgung

• Motorbauform

• Ist ein Getriebe erforderlich?

• Ist ein integrierter Regler erforderlich?

• Fotos des alten Motors oder des Typenschilds bei Ersatzbedarf

Basierend auf diesen Informationen kann MDriveTech bei der Auswahl der passenden Lösung unterstützen, um Fehlkäufe bei Motoren oder Reglern sowie ein unzureichendes Drehmoment im Betrieb zu vermeiden.

Hotline: 0868 789 647
E-Mail: [email protected]

FAQ – Häufig gestellte Fragen zu Torquemotoren

Was ist ein Torquemotor?

Ein Torquemotor ist ein Motor, der speziell für die Erzeugung und Steuerung von Drehmoment, Zugkraft oder Spannung ausgelegt ist. Diese Motoren werden häufig in Auf- und Abwickelmaschinen, Druckmaschinen, Verpackungsmaschinen, Textilmaschinen, Papiermaschinen und Systemen zur Zugspannungsregelung eingesetzt.

Was ist ein Getriebe-Torquemotor?

Ein Getriebe-Torquemotor ist ein Torquemotor in Kombination mit einem Getriebe. Das Getriebe reduziert die Ausgangsdrehzahl und erhöht das Drehmoment, was für Auf-/Abwickelwellen geeignet ist, die eine höhere Zugkraft benötigen.

Wofür werden Torquemotoren verwendet?

Torquemotoren werden zur Steuerung von Zugspannung, zum Aufwickeln, Abwickeln, Halten von Zugkräften oder zur Erzeugung eines konstanten Drehmoments in Maschinen zur Verarbeitung bahnförmiger Materialien eingesetzt.

Unterscheidet sich ein Torquemotor von einem Standardmotor?

Ja. Standardmotoren dienen primär dazu, Lasten mit einer bestimmten Drehzahl und Leistung anzutreiben. Torquemotoren konzentrieren sich auf die Steuerung von Drehmoment und Zugspannung, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen oder im kontrollierten Schlupfbetrieb.

Können Torquemotoren für Folienwickler verwendet werden?

Ja. Folienwickler sind eine geeignete Anwendung für Torquemotoren, da eine präzise Zugspannungsregelung erforderlich ist, um Faltenbildung, Dehnung oder Risse der Folie zu vermeiden.

Können Getriebe-Torquemotoren für Drahtwickelmaschinen verwendet werden?

Ja. Getriebe-Torquemotoren eignen sich für Maschinen zum Wickeln von Draht, Kabeln, Garn oder faserartigen Materialien, da hier eine konstante Zugkraft und ein hohes Ausgangsdrehmoment erforderlich sind.

Können Torquemotoren Servomotoren ersetzen?

In einigen grundlegenden Anwendungen zur Zugspannungsregelung kann ein Torquemotor eine wirtschaftlichere Lösung als ein Servomotor sein. Wenn jedoch eine präzise Positionssteuerung, Achssynchronisation oder komplexe Bewegungssteuerung erforderlich ist, ist ein Servomotor besser geeignet.

Kann ein Torquemotor einen Frequenzumrichter ersetzen?

Nicht vollständig. Ein Frequenzumrichter wird hauptsächlich zur Drehzahlregelung von AC-Motoren verwendet. Ein Torquemotor dient zur Steuerung des Drehmoments oder der Zugspannung. Diese beiden Lösungen dienen unterschiedlichen Zielen.

Was ist ein kontinuierlicher Schlupf (Continuous Slip) bei einem Torquemotor?

Kontinuierlicher Schlupf ist die Fähigkeit des Motors, unter den zulässigen Konstruktionsbedingungen in einem Zustand des kontinuierlichen oder teilweisen Schlupfes zu arbeiten. Diese Funktion eignet sich für bestimmte Anwendungen der Zugspannungsregelung, erfordert jedoch den Einsatz des richtigen Motors und Controllers.

Welche Parameter sind bei der Auswahl eines Torquemotors erforderlich?

Es sind Informationen zu Materialtyp, Breite, minimalem/maximalem Rollendurchmesser, Bahngeschwindigkeit, erforderlicher Zugspannung, Rollengewicht, Montageart, Stromversorgung, Steuerung und Betriebsbedingungen erforderlich.

Fazit

Ein Torquemotor ist eine Antriebslösung, die speziell für Anwendungen entwickelt wurde, bei denen Drehmoment, Zugkraft und Zugspannung kontrolliert werden müssen. Dieser Motortyp eignet sich hervorragend für Auf- und Abwickler, Druckmaschinen, Verpackungsmaschinen, Textilmaschinen, Papiermaschinen, Kunststoffverarbeitungsmaschinen, Drahtwickelmaschinen und Linien zur Verarbeitung von bahnförmigen Materialien.

Ein Torque-Getriebemotor ist die geeignetere Wahl, wenn das System eine niedrige Drehzahl und ein höheres Ausgangsdrehmoment erfordert. Durch die Kombination mit einem Getriebe kann ein Torque-Getriebemotor eine bessere Zugkraft für Aufwickelwellen, Abwickelwellen oder Mechanismen erzeugen, die eine Zugspannungsregelung benötigen.

Bei der Auswahl eines Torquemotors sollte nicht nur auf die Leistung in PS/kW geachtet werden. Es ist notwendig, basierend auf Zugspannung, Rollendurchmesser, Bahngeschwindigkeit, Materialtyp, erforderlichem Drehmoment, Steuerung und den tatsächlichen Betriebsbedingungen zu berechnen. Die Wahl des richtigen Motors trägt zu einer gleichmäßigeren Wicklung bei, reduziert Materialrisse, verringert Ausschuss und erhöht die Stabilität der Produktionslinie.