Automatisierung

Antriebstechnik für die Maschinen von Morgen

Einsatzbereiche für Servomotoren

26.08.2021 - Servomotoren können aufgrund ihrer kompakten und robusten Bauweise, hohen Überlastfähigkeit sowie integrierbarer Regeltechnik in zahlreichen Branchen und Applikationen eingesetzt werden: von der automatisierten Fertigung über die Nahrungsmittelverarbeitung bis hin zu batteriebetriebenen Fahrzeugen. Mit welchen Eigenschaften die Motoren heute ­ausgestattet sind und für welchen Einsatz sie sich eignen, lesen Sie in folgendem Artikel.

„Wir verstehen uns als Partner des Maschinen- und Apparatebaus und bieten eine individuelle Beratung, um die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung exakt zu erfüllen“, erklärt Christian Skaletz, Produktmanager im Bereich Induktions- und Servomotoren bei Groschopp. „Wenn Applikationen hohe Drehmomente, eine hohe Dynamik oder Positioniergenauigkeit erfordern, wie zum Beispiel in der Fördertechnik oder Verpackungsindustrie, sind Servomotoren die richtige Wahl. In Kombination mit Servoreglern sorgen sie für einen nachhaltigen und verlässlichen Antrieb verschiedener Applikationen – und das individuell am Bedarf des Kunden.“

Die Black-Panther-Serie von Groschopp steht für elektronisch-kommutierte Servomotoren der dritten Generation. Durch die konsequente Optimierung der aktiven Kernelemente Stator, Rotor und Magnete sowie den Einsatz einer Einzelzahnwicklung konnte die Leistungsdichte im Vergleich zu herkömmlichen Servomotoren um den Faktor zwei bis drei gesteigert werden. Die für eine sinusförmige Bestromung optimierten und daher häufig als Drehstrom-Synchron-Servomotoren bezeichneten Motoren produzieren in Kombination mit einem Servoregler ein konstantes und gleichförmiges Drehmoment. Die bürstenlose Konstruktion schließt zudem Hochfrequenzstörungen durch Funkenbildung aus.

Die EGK-Servomotoren der Baureihen EGK48 bis 80 von Groschopp eignen sich zum Einsatz im Wechsellast- oder Positionierbetrieb. Sie bieten eine Leistungsdichte von 170 W bis 2.300 W, Nenndrehmomente zwischen 0,6 Nm und 5,5 Nm und eine kompakte Bauweise. In der Regel verfügen die Motoren über ein integriertes Standard-Gebersystem mit Resolver, alternative Ausführungen sind möglich. Standardmäßig erreichen die Servoantriebe die Schutzart IP54, mit optionalem Wellendichtring die Schutzart IP65. Die Standard-Servomotoren EGKUZ mit Leistungen zwischen 0,4 kW und 3 kW ergänzen das Port­folio des Herstellers.

Niederspannungs-Servomotor für dezentrale Einsätze

Die kompakte und dynamische EGK-Baureihe (Black Panther) wurde ursprünglich für 325 V/560 V Systeme entwickelt. „Der Trend geht jedoch mehr und mehr hin zu dezentralen Einsatzorten von Motoren sowie Reglern“, so Skaletz. „Immer mehr Applikationen werden zudem mit Akkus betrieben.“ Deshalb bietet Groschopp mit dem EGK65-30NAE auch Motoren für Kleinspannungen von 24 V bis maximal 60 V an. Sie lassen sich direkt in ein batteriebetriebenes System integrieren und eignen sich ideal für mobile Anwendungen – wie zum Beispiel autonome Shuttle-Systeme oder führerlose Flurförderzeuge in der Logistik. 
Die optional realisierbare Sinuskommutierung des EGK80-40 bewirkt verglichen mit der bisherigen Blockkommutierung, eine höhere Effizienz, sehr gute Gleichlaufeigenschaften vor allem bei niedrigen Drehzahlen sowie eine geringere Geräusch- und Wärmeentwicklung. Wie die anderen Baugrößen zeichnet er sich durch eine hohe Leistungsdichte, Positioniergenauigkeit und Dynamik aus. 

Integrierter Servoregler reduziert Verdrahtungsaufwand

Durch die Integration des Servoreglers reduzieren sich der Verdrahtungsaufwand und Platzbedarf auf ein Minimum. Der Schaltschrank kann kleiner ausgelegt werden oder je nach Anwendung komplett entfallen. Trotz der kompakten Regelelektronik muss gegenüber zentralen Reglern auf keinerlei Funktionen verzichtet werden. Das voll integrierte Antriebskonzept benötigt kein Anlernen des Motors an den Regler. Er bietet somit eine Out-of-the-box-Lösung, die sofort einsatzbereit ist. Über die digitalen und analogen Ein- und Ausgänge sowie die interne MPU (Motion Process Unit) lassen sich komplexe Abläufe programmieren.
Durch seine frei programmierbare Software sowie elektronischen und konstruktiven Möglichkeiten ist der EGK65-30NAE für jede Anwendung konfigurierbar. Der hochautomatisierte Niederspannungs-Servomotor ist mit einer CAN-Schnittstelle und optional mit Profinet-Schnittstelle erhältlich. Zudem bietet Groschopp ein breites Getriebesortiment, um den Antrieb zu komplettieren. Aufgrund seiner glatten Oberfläche ist der Motor leicht zu reinigen. Er kommt ohne Kühlrippen aus und ist somit auch für Anwendungen mit gehobenen Hygienestandards geeignet, wie beispielsweise in der Lebensmittel-, Pharma- sowie Kosmetikindustrie.

Motorkonzept für raue Umgebungen

In der Nahrungsmittelverarbeitung besteht die Gefahr, dass die Antriebstechnik bei der Reinigung mit dem Hochdruckreiniger oder durch den Einsatz aggressiver Medien beschädigt wird. Um einem solch rauen Betriebsumfeld gerecht zu werden, bietet Groschopp die EGK-Servomotoren, aber auch die Induktionsmotoren der IGK- und IGL-Serie sowie die Vario-Schneckengetriebe VE31 wahlweise mit einer Sila-Coat-Beschichtung oder in Edelstahl an. Eine Erweiterung der Schutzart auf bis zu IP69K ist bei den Antrieben ebenfalls möglich.

Sila-Coat bietet im Vergleich zum Hartcoatieren den Vorteil, dass durch die Versiegelung der Oberfläche mit einem Elek­trophorese-Tauchlack die Korrosions- und die Alkalibeständigkeit der Komponenten im Vergleich zu einer herkömmlichen Lackierung erheblich gesteigert wird. Zudem entsteht so eine glatte Oberfläche, an der klebrige Lebensmittel wie zum Beispiel Teigreste in der Backwarenherstellung nicht haften bleiben. Das erleichtert den Reinigungsprozess und reduziert den Einsatz von Reinigungsmitteln. Aktuell kommt ein EGK80-80 mit dieser Beschichtung in der automatischen Verarbeitung von Gemüse und Obst zum Einsatz, weitere Skalierungen auf die Serien EGK65 und EGK48 sind bereits in Planung. Insgesamt sind Motoren mit Sila-Coat-Beschichtung im Vergleich zur Edelstahlvariante deutlich kompakter, da sie eine bessere Wärmeleitfähigkeit aufweisen, das heißt die Verlustleistung wird besser abtransportiert. „Die Bauform entspricht etwa der eines herkömmlich lackierten Motors“, erklärt Skaletz.

Für besonders raue Umgebungen, wie zum Beispiel in Fleischereibetrieben, in denen die Antriebe unter hohem Zeitdruck gereinigt werden und dementsprechend mechanisch robust sein müssen, bietet Groschopp die Motoren und Getriebe auch in Edelstahl an. So garantiert der Hersteller, dass es zu keinerlei Rissen oder Abplatzungen an der Oberfläche sowie zu Schäden durch Korrosion kommt.

Ob die Antriebskomponenten komplett aus Edelstahl gefertigt oder etwas preisgünstiger mit Sila-Coat beschichtet werden sollten, empfiehlt Groschopp seinen Kunden individuell je nach Anwendung. Es sind auch Kombinationen aus dem Baukasten möglich, zum Beispiel ein Sila-Coat-Motor mit einem Edelstahlgetriebe.

Nachhaltige Antriebstechnik

Genau wie die heutigen Maschinen und Anlagen muss auch die Antriebstechnik immer innovativer und leistungsfähiger werden. Im Rahmen der Forschung und Entwicklung entstehen bei Groschopp Antriebslösungen, die weit über die Möglichkeiten von Standard-Produkten hinausgehen. „Wir bieten maßgeschneiderte Lösungen, die – je nach Einsatzbereich – die maximale Kontrolle der Winkelposition, Drehgeschwindigkeit und Beschleunigung ermöglichen“, erklärt Skaletz. „In unserem eigenen Elektroniklabor führen wir die elektrischen Anpassungen sowie Neuauslegungen der Motoren durch und validieren Prototypen.“ Die Antriebe des Unternehmens sind auch bei hohen Belastungen langlebig und dadurch nachhaltig. Selbst alte Motoren werden von Groschopp noch geliefert, gewartet oder repariert. „Unser Streben nach Nachhaltigkeit zeigt sich nicht nur in unseren effizienten Motoren, sondern auch im Umwelt- und Qualitätsmanagement unseres Unternehmens“, so Skaletz abschließend.

Autor
Nabila Dewolfs, Vertrieb & Marketing

Kontakt

Groschopp AG

Greefsallee 49
41747 Viersen
Deutschland

+49 2162 374 0
+49 2162 374 108

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