Antriebssysteme in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie müssen Hygieneansprüche, technologische Erfordernisse und Energieeffizienz mit Produktschonung und anspruchsvollen Umgebungsbedingungen in ein wirtschaftliches Gleichgewicht bringen. Wichtige Merkmale des neuen Getriebemotors DuoDrive von Nord Drivesystems sind deshalb ein hoher Systemwirkungsgrad und die Variantenreduktion bei gleichzeitig glatter, unbelüfteter und kompakter Bauweise. Da viele Verschleißteile wegfallen, reduziert sich der Wartungsaufwand. Zusammen mit der Inbetriebnahme per Plug&Play ergibt sich eine deutliche Senkung der Total Cost of Ownership (TCO) gegenüber bisherigen Antriebssystemen. DuoDrive eignet sich gleichermaßen für den Einsatz in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie wie in der Intralogistik.
Als Motoren kommen IE5+ Permanentmagnet-Synchronmotoren zum Einsatz, die sich durch geringere Verluste als die IE4-Baureihe auszeichnen. Der IE5+ Motor erreicht seinen hohen Wirkungsgrad über einen breiten Drehmomentbereich und ist damit für den wirtschaftlichen Betrieb im Teillastbereich ausgelegt. Er bietet eine hohe Leistungsdichte 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 bzw. einem Leistungsbereich bis 4,0 kW das hocheffiziente Synchronmotoren-Portfolio.

Vollständige Integration des Motors in das Getriebegehäuse

Mit dem DuoDrive stellt Nord einen Getriebemotor im hygienischen Washdown-Design vor, bei dem der IE5+ Synchronmotor in einem Gehäuse zusammen mit einem einstufigen Stirnradgetriebe untergebracht ist. Das DuoDrive-Konzept erzielt als System eine nochmals höhere Energieeffizienz als in den bereits bewährten Nord-Systemlösungen, bei denen der IE5+ Synchronmotor und das Nordbloc.1-Kegelradgetriebe kombiniert werden. Die erste verfügbare DuoDrive-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.

Vollständige Kompatibilität zu ­Marktstandards

Das DuoDrive ist kompatibel mit der Nord-Antriebselektronik 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 mit dem DuoDrive möglich. Da es leicht zu reinigen, korrosionsbeständig und wash-down-fähig ist, ist das DuoDrive auch für den Einsatz in den hygienesensiblen und rauen Umgebungen der Lebensmittelindustrie geeignet und sorgt durch geringeren Reinigungsaufwand für höhere Anlagenverfügbarkeit und geringere Reinigungskosten. Optional kann das Antriebssystem mit der robusten Oberflächenveredelung nsd tupH von Nord ausgerüstet werden, auch Schutzarten bis IP 69K sind bei entsprechender Konfiguration der Anschlussleitungen möglich.

Korrosionsbeständige Aluminiumantriebe

Mit der erwähnten Oberflächenveredelung nsd tupH bietet der Hersteller eine Antikorrosionsbehandlung für Getriebe, Glattmotoren, Frequenzumrichter und Motorstarter im washdown-optimierten Aluminiumgussgehäuse. Dabei wird eine mit dem Grundwerkstoff verbundene Schutzschicht erzeugt, die nicht abplatzt oder abblättert. Das spezielle Verfahren macht die Aluminiumoberfläche härter und ähnlich korrosionsfest wie Edelstahl. Die Antriebe lassen sich zudem leicht reinigen und sind weitgehend unempfindlich gegenüber Säuren und Laugen. Selbst der Einsatz von Hochdruckreinigern oder der Kontakt mit vielen aggressiven Medien sind möglich. nsd tupH-Antriebe bieten damit eine Alternative zu lackierten Getriebemotoren oder solchen aus Edelstahl. Eine nsd-tupH-Veredelung ist für fast alle Nord-Produkte aus Aluminium realisierbar. DIN- und Normteile sowie die Abtriebswellen sind bei nsd-tupH-Antrieben aus Edelstahl ausgeführt. Die lüfterlosen Glattmotoren verhindern die Verbreitung von Keimen und gewährleisten zudem eine hohe Laufruhe. Sie sind als Synchron- und Asynchronmotoren erhältlich und erfüllen die Effizienzklassen IE2, IE3, IE4 und jetzt sogar IE5+.

Kleinerer Bauraum, höhere Leistungsdichte

Durch die Integration des Motors und des Getriebes in einem einzigen Gehäuse ist das DuoDrive leicht und kompakt bei hoher Leistungsdichte. Zahlreiche Verschleißteile wie Wellendichtringe fallen weg und damit Wartungsaufwand und Reibungsverluste. Durch das minimierte Ölvolumen sind auch die Plantschverluste geringer. Die DuoDrive-Konstruktion kann ohne Änderungen und mit gleichem Ölvolumen in verschiedenen Einbaulagen montiert werden. Dadurch sinkt die Variantenzahl in Produktionslinien und Logistikanlagen zusätzlich. Die Gehäusemaße bewirken ein geringes Gassenmaß in Fördertechnikinstallationen. Da die Leistung des Getriebemotors ohne Änderung der äußeren Abmessungen im gleichen Design skaliert werden kann, ist bei Leistungsanpassungen keine Änderung des Anlagenlayouts erforderlich.

Weniger Emissionen am Arbeitsplatz

Die insgesamt geringeren Verluste des DuoDrive senken auch die Verlustleistung, die als Wärme abgeführt werden muss. Ein Lüfter ist nicht nötig. Dadurch läuft der Getriebemotor deutlich leiser: Die Lärmemissionen betragen maximal 65 dB(A). Hier wirken sich auch die geringeren Vibrationen durch die gegengelagerte Motorwelle aus. So sorgt DuoDrive für ein angenehmeres Arbeitsumfeld, beispielsweise an Fördereinrichtungen oder Produktionsanlagen. Ohne Lüfter kommt es nicht zur Verwirbelung von Stäuben und Keimen, was Anwendungen im Reinraum- und Hygieneumfeld ebenso zugutekommt wie der Luftqualität am Arbeitsplatz. Die geringere Wärmeverlustleistung bewirkt angenehmere Temperaturen für das anwesende Personal und erhöht die Arbeitssicherheit, da die Antriebsoberflächen gefahrlos berührt werden können.

Variantenreduzierung und Kosteneinsparung

Das konstante Drehmoment über einen weiten Drehzahlbereich ermöglicht mit dem DuoDrive eine gezielte Variantenreduzierung. So können administrative Aufwände minimiert und Herstellungs-, Logistik-, Lager- und Serviceprozesse schlanker gestaltet werden. So kombiniert DuoDrive die Vorteile des Baukastens und des höheren Wirkungsgrades mit den Möglichkeiten der Variantenreduzierung und amortisiert sich innerhalb kurzer Zeit. Positiv ist auch die signifikante Reduktion der 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.
DuoDrive ist modular im Baukastensystem mit allen Getrieben und der Antriebselektronik von Nord Drivesystems kombinierbar, so dass Systemlösungen für die Lebensmittelindustrie aus einer Hand entstehen, bei denen alle Teile nahtlos aufeinander abgestimmt sind. Durch seine Bauweise und den Betrieb am Frequenzumrichter kann das DuoDrive mit der gleichen Motorvariante weltweit universell eingesetzt werden.

Autor
Jörg Niermann, Bereichsleiter Marketing, Nord Drivesystems Gruppe

© Bilder: Nord Drivesystems