Um sicherzustellen, dass seine neueste Spul- und Wickellösung höchste Effizienz auf kleinstem Raum bietet, entschied sich Reel Power Industrial für Permanentmagnet-Synchrongetriebemotoren des Experten Bauer Gear Motor, einer führenden Marke der Altra Industrial Motion Corporation.

Ein wichtiges Segment des Marktes ist Kupferdraht. Er wird in der Elektro-, Kommunikations- und Energieinfrastruktur verwendet – die Nachfrage der Unternehmen in allen Sektoren ist hoch. Entsprechend stark ist der Druck auf die Kupferdraht-Hersteller. Sie wünschen Lösungen, die den Draht zuverlässig und effizient auf kleinere Trommeln versandfertig aufspulen. Außerdem soll diese Maschine möglichst kompakt sein. Dies ermöglicht es den Lieferanten, die Flächeneffizienz zu maximieren, so dass mehr Maschinen auf begrenztem Raum installiert werden können und die Produktivität steigt. Unternehmen wie Reel Power Industrial haben sich auf Spul- und Wickelmaschinen spezialisiert, die ihren Kunden diese Vorteile erschließen.

Die Vorteile der PMSM-Technologie

Für die neue Maschinenvariante mit der Bezeichnung RD10 wollte Reel Power Industrial durch Neugestaltung des Walzenantriebs eine verbesserte Effizienz bei geringerem Platzbedarf erreichen. Um diese beiden Ziele zu erreichen, war es notwendig, den In-Line-Motor durch einen rechtwinkligen Getriebemotor zu ersetzen, der eine höhere Leistungsdichte bietet. Nach Prüfung von Getriebemotoren verschiedener Hersteller entschied sich Reel Power Industrial für einen Kegelradgetriebemotor der Reihe BK von Bauer mit Permanentmagnet-Synchronmotor-Technologie (PMSM).

Das kompakte Getriebe BK40 mit integriertem Motor in PMSM-Ausführung kann im Bereich 0 Hz bis 120 Hz ein gleichmäßiges Drehmoment aufrechterhalten – ideal für Spulanwendungen. Die Wärmeverluste am Rotor sind um 100 % und die Gesamtverluste um ca. 25 % reduziert. Dies gewährleistet, dass der Motor bei geringerer Leistung nicht überhitzt. Außerdem steigert die Technologie den Gesamtwirkungsgrad um 10 % oder mehr. Dies führt zu niedrigeren Gesamtbetriebskosten (TCO) durch Energieeinsparungen sowie zu reduzierten CO₂-Emissionen.

Maschinen vom Typ RD benötigen außerdem eine variable Drehzahlregelung, damit der Aufwickelvorgang gesteuert werden kann. „Ältere RD-Modelle erreichten dies über mechanische Regelantriebe mit verstellbaren Riemenscheiben. Neuere Modelle nutzten umrichtergespeiste Induktionsmotoren“, so Crosley. „Die Umstellung auf PMSM geht nicht so ohne Weiteres. Wir haben viele Frequenzumrichtersteuerungen gründlich getestet und festgestellt, dass einige Antriebshersteller keine geeigneten Algorithmen für die PMSM-Steuerung haben.“

Der BK40 wurde daher mit einem geeigneten Frequenzumrichter kombiniert, um die gewünschte Funktionalität herzustellen. Um die Leistung zu testen, wurde eine RD10 mit einer über 4.500 kg schweren Trommel beladen und mehrere Stunden lang im Start/Stopp-Zyklus betrieben. Dies sollte sicherstellen, dass der BK40 die Last bewältigen kann. Die Fachbereiche von Bauer Gear Motor und Reel Power Industrial arbeiteten eng zusammen, um den Motor so abzustimmen, dass er die Leistungsanforderungen erfüllt.

Die Serie RD10

Die Serie RD von Reel Power Industrial ist eines der erfolgreichsten Produkte des Unternehmens. Sie steht vorwiegend bei Draht- und Kabeldistributoren, wo große Trommeln mit Kupferdraht auf kleinere Trommeln für die Kabelverleger umgespult werden. Der neue wellenlose Wickler RD10 mit Walzenantrieb ist die jüngste Ergänzung der Produktreihe, die nächste Stufe in einem jahrzehntelangen Entwicklungszyklus.

„Die RD-Serie wird seit über 30 Jahren hergestellt und regelmäßig aktualisiert, um die Vorteile innovativer Technologien zu nutzen, sobald sie verfügbar sind“, sagt Joe Crosley, leitender Elektroingenieur bei Reel Power Industrial. „Ursprünglich wurden die Wickler der RD-Serie mit einem mechanischen variablen 20-PS-Antriebssystem angeboten, das zwar ein hohes Drehmoment lieferte, aber aufwändig und teuer in der Wartung war. Als dann Frequenzumrichter und Steuerungen verfügbar waren, rüsteten wir auf, mussten aber die Leistung erhöhen, um das Drehmoment im unteren Drehzahlbereich zu erhalten. „Die RD10-Wickelmaschinen arbeiten mit einem Walzenantrieb, was das Auswechseln und Laden von großen Leitungs- und Kabelspulen beschleunigt. Der Getriebemotor der Maschine treibt eine Walze an, die die Kabeltrommel beim Aufwickeln dreht. Die Abtriebswelle des Getriebemotors ist über einen Kettenantrieb mit der Antriebswalze verbunden. Ein kleinerer Motor mit Getriebe treibt zwei Gewindestangen an, die wiederum die Auswurfwalze am Rahmen auf und ab bewegen. Die Aufrechterhaltung eines konstanten Wickeldrehmoments in allen Drehzahlbereichen ist entscheidend, um ein ordnungsgemäßes Aufwickeln zu gewährleisten.

Hohe Leistung auf kleinstem Raum

Neben dem hohen Wirkungsgrad war beim BK40 das Verhältnis von Baugröße und Leistung ein wichtiger Faktor bei seiner Auswahl für die RD10.

„Abgesehen von der inhärenten überlegenen Effizienz, die die Bauer PMSM-Technologie bietet, konnten wir dank der hohen Leistungsdichte von einem 20-PS-Motor auf einen 15-PS-Motor umsteigen. Hierdurch konnten wir sowohl die Anschaffungs- als auch die Betriebskosten senken", erklärt Crosley. „Durch die Bauer-BK-Lösung mit dem rechtwinkligen Kegelradgetriebemotor konnten wir außerdem die Breite der Maschine von ca. 3,5 m auf 2,6 m reduzieren – ein großer Mehrwert für unsere Kunden.“

Dank der so gewonnenen Platzersparnis können Endbenutzer die verfügbare Fläche wesentlich effektiver nutzen.

Das neue RD10-Modell zeichnet sich durch sanftere Beschleunigung und Abbremsung ohne Zug- oder Stauchbelastung des Kabels aus. So reduziert sich das Risiko einer Beschädigung der Litzen. Ein Fußschalter und eine zentrale Bedienersteuerung mit Handdrehzahlregler ermöglichen es dem Bediener, Material auf eine Trommel oder einen Wickelkopf aufzuspulen. Der Fußschalter kann zudem „getippt“ werden, ohne beim Antrieb den Schutz auszulösen – dies erleichtert die Verpackung des aufgespulten Materials. Eine dynamische Bremse reduziert ein „Überdrehen“. Im Vergleich zu mechanisch angetriebenen Maschinen ist die RD10 zudem deutlich leiser.

Für den kleineren Auswurfantrieb der Maschine kommt ein Drehzahlminderer der Serie 700 von Boston Gear zum Einsatz. Die Serie 700 ist der Industriestandard für Schneckengetriebe in Modularbauweise. Die Geräte verfügen über ein robustes Gehäuse aus feinkörnigem Gusseisen für maximale Festigkeit und Haltbarkeit.

„Der BK40 hat sowohl in unseren internen Tests als auch in den Tests bei unserem Kunden gut abgeschnitten. Bauer ist ein hervorragender Partner, der uns sehr unterstützt und gut mit unseren Mitarbeitern zusammengearbeitet hat“, sagt Crosley. „Wir suchen nach weiteren Anwendungen, die die inhärenten Eigenschaften der Bauer PMSM-Getriebemotoren maximieren können.“

Bildtexte:

Bild 1: Für seine neue Spul- und Wickelmaschine RD10 wählte Reel Power Industrial einen Kegelradgetriebemotor der Bauer BK-Reihe mit PMSM-Technologie.

Bild 2: Der kompakte BK40 bietet sanftes Abbremsen und Beschleunigen, einen hohen Wirkungsgrad sowie ein beeindruckendes Größen-Leistungs-Verhältnis.

Bild 3: Kabeldistributoren verwenden die Maschinen der Serie RD von Reel Power Industrial, um große Trommeln mit Kupferdraht auf kleinere Trommeln für die Kabelverleger umzuspulen.

Bild 4: Die kompakte Baureihe BK nutzt einen integrierten Motor mit PMSM-Technologie, um ein gleichmäßiges Drehmoment zu gewährleisten – ideal für Spulanwendungen.

Bild 5: Für den kleineren Auswurfantrieb der Maschine wurde ein Drehzahlminderer der Serie 700 von Boston Gear montiert.

The appointment comes in a difficult economic climate, not unlike the one in 2009, when Karl-Peter Simon took over the role himself. Bauer Gear Motor, part of Altra Industrial Motion Corporation, has used the past few months to plan the change in management and to appoint a successor who has the necessary experience and technical knowledge for the position.

“The recent events will certainly increase the challenges of this position,” explains Halmuschi, “but thanks to the good planning around my appointment, I will have time to work at Karl-Peter Simon’s side before he goes into well-deserved retirement . "

Nader Halmuschi reports to Mark Klossner, President, Altra Gearing Division, who said," Nader Halmuschi has both the technical expertise and the experience we need to continue the growth of Bauer Gear Motor. His appointment will ensure that the successes of his predecessor will be built on and that Bauer will face the future stronger than before . ” Caption

: Nader Halmuschi, Managing Director of Bauer Gear Motor GmbH.

The benefits of the IIoT are well documented and manufacturers around the world are investing in smart factories to improve production processes. However, most small and medium-sized manufacturing companies do not have the resources to invest millions of dollars in completely rebuilding their factories. Wherever it is possible to integrate conventional passive technology into an intelligent network, many manufacturers ask the question: “How can I upgrade my existing infrastructure?”

Bauer Gear Motor’s contribution to the “fourth industrial revolution” (Industry 4.0) began when a long-standing customer asked exactly this question, as Product Manager Simon Scharpf explains:

„Ein Kunde, mit dem wir schon vorher sehr eng zusammengearbeitet haben, bat uns, eine Alternative zu mechanischen Überlastkupplungen zu prüfen. Er suchte nach einer Lösung, die für die Drehmomentüberwachung und -steuerung von Fördersystemen effizienter wäre und idealerweise eine verbesserte Leistung im Betrieb und eine kürzere Reaktionszeit im Fall einer Drehmomentüberlastung bieten sollte. Wir haben schnell festgestellt, dass eine elektronische Lösung der beste Weg ist, um diese Anforderungen zu erfüllen, und dass diese den zusätzlichen Vorteil bietet, konkrete Daten über IO-Link in die Cloud übertragen zu können.“

Mechanical torque limiters protect the drive train by responding according to the predetermined breaking point principle when a certain torque load is reached. This is a simple but effective means of protecting applications such as belt conveyors where a foreign object can block the drive train and create unexpected loads. Most modern mechanical torque limiters also have a sensor that alerts the operator to the situation in the event of an overload. In this case, however, the mechanical coupling has to be partially dismantled and re-engaged, which increases the downtime for the operator. In addition, the mechanical system is self-contained and allows only binary control, i. H. either engaged or disengaged.

The TorqueControl4.0 solution from Bauer is an intelligent, electronic control system with which all Bauer geared motors operated on the mains can be integrated into an Industry 4.0 network cost-effectively and without a frequency converter. It enables the operator to set a flexible – but nevertheless precise – overload torque and to constantly monitor the performance. This enables preventive maintenance measures if irregularities occur. In addition, in the event of an overload, the central control can transmit the information to the production line and stop all machines as long as the overload situation is remedied. Once the congestion is removed, restarting the system over the network is a simple process.

With the option of connecting TorqueControl4.0 to the Industry 4.0 network via IO-Link, the environmental data of a standard geared motor can be monitored in real time for the first time, so that an immediate response can be made. This in turn increases the functionality and performance of the geared motor, whereby functions such as soft start and soft stop become available as well as the possibility of optimizing the magnetization of the motor independently of the load – which significantly increases the efficiency of the motor under partial load conditions.

Simon Scharpf continues:„TorqueControl4.0 ermöglicht nicht nur die Überwachung von Betriebszustand, Betriebsstunden, Temperatur und Lastzyklus, sondern kann auch eine unabhängige Abschaltung des Drehmoments bewirken und Zustandsdaten wie Strom, Spannung oder Leistung liefern. Die Parameter können so eingestellt werden, dass der Antrieb im Falle einer Überlastung innerhalb von Millisekunden abgeschaltet wird, um eine Beschädigung des Antriebsstrangs zu verhindern. Zugleich kann der Betreiber den Anlaufstrom wie bei einem herkömmlichen Sanftstarter begrenzen.

Durch die kontinuierliche Lastpunktüberwachung kann TorqueControl4.0 die Spannung so einstellen, dass der Antrieb im Teillastbereich effizient läuft. Wir gehen davon aus, dass dies den Wirkungsgrad des Motors in einigen Fällen um bis zu 25 % erhöht.“

TorqueControl4.0 is integrated in the terminal box of the motor so that the motor retains its standard protection class. The system is designed for a wide range of applications with a power requirement of up to 2.2 kW and is therefore particularly suitable for use in conveyor technology, intralogistics or in processes that start under load and require excellent energy efficiency and gentle power supply.

With TorqueControl4.0, any gear motor operated on the mains can be integrated into the IIoT without a frequency converter. The entire production line ultimately benefits from the data transmitted to the central control unit. In this way, manufacturing companies can bring technology from the 19th century to the factory of the future of the 21st century.

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Fig. 1:  With TorqueControl4.0, all Bauer geared motors operated on the mains can be integrated into an Industry 4.0 network cost-effectively and without a frequency converter.

Figure 2:  TorqueControl4.0 is suitable for use in conveyor technology, intralogistics or for processes that start under load and require excellent energy efficiency and gentle power supply.

Image 3:  Simon Scharpf, Product Manager at Bauer Gear Motor GmbH

Yasar Yüce, Product Manager at Bauer Gear Motor, a brand of the Altra Industrial Motion Corporation, explains the growing popularity of stainless steel gear motors in the food and beverage processing industry.

The HACCP system (Hazard Analysis and Critical Control Point) is an internationally recognized concept for reducing risk factors in the production and processing of food. As part of this process of continuous improvement, manufacturers must continuously evaluate every process in their production line in order to identify possible dangers and to minimize risks at critical points. The main purpose of the concept is to protect people from foodborne diseases; however, it is also recognized as a best practice for improving the quality and consistency of the final product.

Understanding the process of risk analysis on the production line and making improvements helps explain the industry preferred evolution in gear motor technology. In the past, gear motors have always been considered the preferred drive because of their high efficiency and reliability. However, with the ever more stringent hygiene regulations, it soon became necessary to find special solutions for the food and beverage industry.

Aseptic actuators are designed for applications where wet cleaning is required to maintain a clean environment. Drives are typically painted with acid and alkali resistant coatings that will withstand chemicals in a pH range of 2 to 12. As a result, they are resistant to the cleaning agents and disinfectants commonly used in the food industry without their function being impaired.

Aseptic drive solutions therefore offer all the advantages of a standard geared motor and at the same time eliminate some of the hygiene risks. However, a further risk assessment as part of the HACCP concept can show that the coatings of aseptic drives are susceptible to damage. This would expose the engine surface to corrosive chemicals and contaminate the food with paint chips, even if the coating is FDA cleared. Therefore, stainless steel solutions are now often specified in the industry.

Stainless steel geared motors meet all regulations from organizations such as the FDA and NSF without the need for special coatings. As a basic material, stainless steel is fundamentally resistant to corrosion and chemicals, which ensures that repeated wet cleaning does not impair the reliability or the hygienic properties of the geared motor. Even if stainless steel is scratched, the gear motor remains resistant to corrosion and contamination.

Stainless steel geared motors – such as the HiflexDRIVE from Bauer Gear Motor – are designed in such a way that neither a fan nor cooling fins are required, which results in a completely smooth outer housing with a sealed output side. This means that the motor can be offered with a protection class up to IP69K, for protection in applications in which hot water and high pressures are used. The complete absence of ventilation parts results in a smooth surface, which means that the motor housing can be cleaned more easily and contamination of the surrounding area due to turbulence in the room air by a cooling fan is avoided.

The HiflexDRIVE series is available in three sizes from 80 Nm to 330 Nm in standard, aseptic and stainless steel versions with an output of up to 6.3 kW depending on the size selected. The two-stage gear design allows gear ratios of up to 109: 1, depending on the type of gearbox; which enables the coverage of a wide range of applications.

Increases in performance and efficiency are also achieved by integrating permanent magnet synchronous motor technology (PMSM) of energy efficiency class IE4 (ready for IE5). Permanent magnet synchronous motors offer a significantly improved degree of efficiency compared to asynchronous motors, whereby energy savings of up to 30% can be achieved. The advantage is particularly evident in the partial load range, with this technology having the additional advantage that the speed remains constant regardless of the load. This means that the motor speed does not fluctuate despite load fluctuations or voltage drops as long as the mains frequency remains constant.

Stainless steel advantage for Rücker

For Rücker GmbH, one of the leading manufacturers of dairy products in Europe, reducing the HACCP risk factors is an important approach in all further developments along the production lines. On the basis of this concept, the progress towards aseptic solutions took place based on standard geared motors and has now reached the latest evolutionary stage made of stainless steel. In every development phase, the new solutions offered clear advantages over the existing technology: improved efficiency, lower maintenance requirements and fewer risks.

A 60-meter-long coagulator that is used to process cheese curd has several agitators that keep the milk moving while the whey drains from the curd. Each stirrer moves on a path within a section; As soon as the stirrer has reached the end of the respective section, the stirrer is lifted out of the curd and moved back to the starting position.

Rücker first approached Bauer when the engineers discovered that integrating the brakes in the housing would make the system easier to clean and thus reduce the risk. Shortly afterwards, the gear motors at Rücker were converted to aseptic drives in order to benefit from the improved hygienic conditions. And now the first aseptic drives have been replaced by stainless steel devices from Bauer. The stainless steel drives still have the same integrated brake as the original motor, but with the improved hygiene and increased mechanical strength of a stainless steel housing.

Mr. Krause, the head of maintenance at Rücker, explains:“We pursue the philosophy of continuous improvement in all of our manufacturing processes. Every advance in gear motor technology has led to an improvement in practice; But we are still looking ahead and working proactively on the next steps.

“We have already had very good experiences with Bauer products; the quality was convincing. When it came time to upgrade the facilities on stainless steel, it was therefore not surprising that Bauer was the only vendor that had a stainless steel version with integrated brakes on offer. "

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Picture 1: geared motors stainless steel meet all the requirements of organizations such as the FDA and NSF without the need for special coatings.

Fig. 2: A 60-meter-long coagulator that is used to process cheese curd has several agitators that keep the milk moving while the whey runs out of the curd. ⁽ Image ^{source:  Rücker GmbH, Germany)}

Image 3: Yasar Yüce, Product Manager at Bauer Gear Motor GmbH.

Ensuring efficiency is important in every industry. This applies even more to critical infrastructure facilities such as sewage treatment plants that run continuously. Therefore, the selection of the optimal geared motor to efficiently meet these requirements can represent a convincing combination of economy and increased environmental protection. This is exactly what Bauer Gear Motor, a leading brand of the Altra Industrial Motion Corporation, has achieved for an eccentric screw pump in the Bayreuth sewage treatment plant in Germany.

Bauer Gear Motor is a global leader in geared motor technology – always one step ahead when it comes to supplying high-performance drives with a high degree of efficiency. Since the company was founded in 1927, Bauer Gear Motor has focused on optimal motor and gearbox solutions that offer operators application security while safeguarding investments (return on investment, ROI) and optimizing overall energy consumption.

This is important for the field of water treatment. In Bayreuth, progressive cavity pumps are required to operate almost continuously 365 days a year. With such requirements, an unsuitable motor can result in high costs for the operator. Oversizing the motor, combining it with the wrong components, missing the operating point or choosing the wrong gearing can have a negative effect on long-term energy efficiency. The specification of an optimal drive solution for this application in cooperation with the pump manufacturer was the challenge of the plant operator for Bauer.

As you would expect from a global technology leader, Bauer had a solution. In cooperation with the pump manufacturer, Bauer discovered that the installed 15 kW IE3 asynchronous motor (ASM) can be reduced to a 5.5 kW IE3 drive using PMSM technology.

Just reducing the size of the motor naturally increases energy efficiency, but the real advantage lies in the design of the PMSM drives from Bauer. An exceptionally efficient rotor design with special permanent magnets offers energy savings and improved environmental compatibility compared to conventional motors. Heat losses from the rotor are eliminated and the total losses are reduced by 25%, resulting in a consistent increase in motor efficiency of over 10% compared to competitive drives. These properties ensure a high level of efficiency even with varying operating requirements.

Other eccentric screw pumps in the sewage treatment plant are still operated with ASM variants, so that Bauer and the operator were able to make a direct comparison. When both the ASM and the PMSM variants are operated at constant speed at 25 Hz, the PMSM provides a higher level of efficiency across the entire characteristic curve, especially at low loads. At variable speed under part load conditions, the PMSM was even more efficient. At low speed and load, the PMSM achieves an efficiency of 85%, while the ASM only achieves 65%. This illustrates the wide range of partial loads and speeds that the PMSM, which is efficient due to its design, covers.

The advantages for the application are manifold. Eccentric screw pumps work at different speeds and operating points depending on the requirements, which corresponds to the wide partial load and speed range of the PMSM. In addition, this area offers a higher overload capacity, which is advantageous if another pump fails on site and the same operating requirements are distributed among fewer pumps. If the installed motors offer a higher overload capacity, this requirement can easily be met and availability ensured. A high starting torque is another typical PMSM characteristic that is important when pumping liquids. The miniaturization of the motor also makes future maintenance easier as the smaller motor can easily be replaced if necessary.

The main advantage for the operator, however, was the increase in efficiency across the entire range of requirements. An improvement in overall efficiency of at least 10% over the annual operating cycles led to considerable cost savings of up to € 9,000 per pump per year and in addition to environmental benefits. In addition to savings in energy costs, the operator can easily comply with limit values ​​for CO ₂ emissions, which are becoming increasingly strict in all industrial sectors. In combination with the design-related performance and reliability of the PMSM, which is predestined for variable operating conditions, the operator moves in the optimal efficiency range.

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Image 1: Eccentric screw pumps work at different speeds and operating points depending on the requirements, which corresponds to the wide partial load and speed range of the PMSM.

Fig. 2:  The attached frequency converters send a constant data stream to the programmable logic controller (PLC) via the PROFINET connection. In this way, the status of each individual unit can be monitored remotely.

Image 3:  Bauer Gear Motor offered an innovative permanent magnet synchronous motor (PMSM) solution that offers improved efficiency and greater economy for a sewage treatment plant in Bayreuth, Germany.

BauerCAT bietet dem Anwender die Möglichkeit, sich eine perfekte Darstellung des zusammengestellten Getriebemotors anzusehen, entweder live auf der Bauer-Website oder offline per Download. Der modular aufgebaute Konfigurator kann einen individuell zusammengestellten Antrieb nach Kundenwunsch anzeigen, indem er alle Optionen, die über die intuitive Benutzeroberfläche ausgewählt wurden, kombiniert. Ähnlich wie bei einem Fahrzeugkonfigurator ermöglicht BauerCAT dem Anwender, sich verschiedene Konfigurationen direkt anzusehen – genau so, wie sie in der Realität aussehen würden – und bietet mehrere Ansichtsfelder. BauerCAT ist aber längst nicht nur ein gewöhnlicher Konfigurator.

Sobald der Anwender mit der Konfiguration eines Getriebemotors zufrieden ist, kann er CAD-Dateien oder Dokumentation für alle Anforderungen der Konstruktion oder Spezifikation ausgeben. So können generierte Modelle beispielsweise als STEP-, SAT- oder IGES-Dateien ausgegeben werden, die sich nahtlos in die CAD-Programme der Endanwender integrieren lassen. Diese Daten können auch nativ aus der lokal installierten Version exportiert werden, was eine herstellerunabhängige Designintegration ermöglicht.

2D-Bilder mit allen relevanten Abmessungen können ebenfalls im Handumdrehen erstellt werden. Wichtige Informationen wie Höhe, Breite, Länge und Dicke der Welle werden technisch genau und automatisch generiert angezeigt. 3D-Bilder können ebenfalls erstellt werden, sodass der Anwender vielfältigere Möglichkeiten bei der Präsentation seiner optimalen Antriebsspezifikation erhält.

Darüber hinaus können Anwender in der Offline-Version alle oben aufgeführten Funktionen in Form eines einzigen PDF-Spezifikationsdokuments exportieren. Eine Kombination aus Visualisierungen in 2D und 3D, Abmessungen und Spezifikationen: dieses PDF-Dokument kann automatisch erstellt werden, um eine Übersicht über alle wichtigen Informationen zu einem spezifizierten Getriebe zu liefern – ein echter Vorteil bei der Konstruktion oder Beschaffung.

Bauer, eine führende Marke der Altra Industrial Motion Corporation, bietet ein Sortiment von Getriebemotoren mit einer Vielzahl austauschbarer Teile an, das mit einem herkömmlichen Katalog nicht genau genug abgebildet werden kann. BauerCAT hingegen bietet Planern die Möglichkeit, sich den geplanten Antrieb schnell und genau anzeigen zu lassen, damit sich dieser nahtlos in bestehende Konstruktionen oder Systeme integrieren lässt. Dabei haben sie unmittelbaren Zugriff auf alle wichtigen Spezifikationen.

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Yasar Yüce, Product Manager at Bauer Gear Motor, a leading brand of Altra Industrial Motion Corporation, explains why stainless steel is often seen as the best option, but also asks whether this is always the case for end users.

The challenges for engines in the food and beverage industry are diverse. Strict hygiene standards apply to all equipment in production plants. Wet cleaning with high pressure water jets and chemicals take place regularly, so any equipment that is operated under these conditions must offer a high level of penetration protection in order to protect the internal parts from damage. A high IP protection class is essential.

Wet cleaning is used to limit the spread of contaminants. In order to limit this spread further, components such as gear motors should have a smooth design so that impurities and germs cannot adhere to them as far as possible. The smooth surface must also be retained over the long service life, as geared motors are expected to work according to the same hygiene standards for many years without endangering the quality of the food or beverages produced in the system. Corrosion carries the same risks, which is why a very resistant exterior is a minimum requirement for every geared motor.

The hygiene standards are prescribed by federal and state laws, so that all coatings or materials that are used in a design must comply with these regulations that are already in force. Organizations such as B. the FDA and the NSF ensure compliance with these standards in the USA.

Stainless steel gearmotors are often chosen because they can meet all application requirements without the need for additional coatings. As a base material, stainless steel is corrosion and chemical resistant and ensures that repeated wet cleaning does not impair the reliability or FDA conformity of the geared motor.

A stainless steel solution is easier to handle than a gear motor, which relies on a special coating to comply with hygiene regulations. Scratches in stainless steel do not affect the corrosion or contamination resistance of the geared motor, so its FDA compliance is maintained. However, if the top layer of the surface coating is damaged, this presents the possibility of contamination. Many anti-corrosion properties are lost in the process. This vulnerability is less than ideal in areas with mechanical risks, where the geared motors may be exposed to shock damage or high maintenance intervals.

On-site maintenance technicians must be aware that any loss of compliance of a gearmotor while correcting the problem will result in lost production. In an industry that operates with small profit margins per unit, protecting downtime is essential to ensuring profitability. With lower maintenance requirements and increased service life that lead to long-lasting FDA compliance, stainless steel gearmotors remain the industry standard.

A good example of these coordinated advantages is the HiflexDRIVE geared motor program from Bauer in stainless steel, which is characterized by its compact design, modular integration, energy efficiency and a smooth outer housing that is easy to clean. The advantages are easier installation, lower operating costs and higher productivity thanks to wet cleaning that can be carried out more quickly – all important properties for the system operator.

The HiflexDRIVE was developed for all areas of conveyor technology and is equipped with permanent magnet synchronous motor (PMSM) technology, which offers considerable energy savings under load and enables the geared motor to keep the speed constant even in the event of overload or in the event of a voltage drop – ideal for conveyor applications.

The HiflexDRIVE is specially designed for the requirements of the food and beverage industry. The smooth stainless steel housing does not need a fan or cooling fins and in this way prevents the creation of dirt pockets and re-infections of the surrounding area through turbulence in the room air by a cooling fan. The high mechanical strength of the stainless steel housing also ensures that the hygienic properties are maintained over the long term.

The HiflexDRIVE is available with a high degree of protection up to IP69K and is therefore suitable for wet cleaning in which hot water and high pressure are used. The gear oil and shaft seals are also specially designed for use under these conditions. This and the water-repellent stainless steel housing ensure that the cleaning agents and disinfectants widely used in the industry cannot affect the performance of the engine.

The HiflexDRIVE is available in the efficiency classes IE1 to IE5 and offers inherent scalability of the gear torques in the range from 80 to 330 Nm, which are required for most applications in the food and beverage industry.

The nice thing about mechanical engineering is that every application is different. So that doesn’t mean that stainless steel is the optimal solution for every food and beverage production area. In areas where there is no risk of impact, special hygienic coatings can offer an alternative option for plant operators. Bauer Gear Motor is aware of this and offers a range of aseptic geared motors with optimized coating systems that are resistant to almost all common industrial cleaning agents in the pH range from 2 to 12 – including an IE4 Super-Premium Efficiency permanent magnet motor solution.

Our engineers help customers assess their application environments and provide expert advice on which solution is best. In cooperation with the customer, we can then specify and install an optimal gear motor solution that extends the operating time. In our experience, it is true that stainless steel has become the industry standard solution in the food and beverage industry – but it is important that we offer our customers the most suitable solution for their needs.

Bauer Gear Motor, Huco, Kollmorgen und Twiflex werden während der gesamten Veranstaltung am Altra Industrial Motion-Stand in Halle 9.1, Stand D74 verfügbar sein, um Produkte und Anwendungsanforderungen zu diskutieren.

Motoren für Hygienebereiche

Elektromotoren sind die treibende Kraft hinter vielen Aspekten der Fleischverarbeitung, aber um in dieser stark regulierten Branche erfolgreich zu sein, ist eine innovative, hygienische Bauweise die Mindestanforderung. Die in dieser Branche notwendigen Nassreinigungen verlangen, dass Elektromotoren einen hohen Eindringschutz, ein glattes Äußeres sowie Korrosions- und Verschmutzungsresistenz mitbringen. Zwei Altra Industrial Motion-Marken werden auf der IFFA ihr Konzept für diese Vielzahl an Anforderungen zeigen.

Bauer Gear Motor ist ein Weltmarktführer im Bereich Getriebemotoren und wird an dem Stand seine spezialisierte HiflexDRIVE-Serie für Hygienebereiche zeigen. Sowohl der HiflexDRIVE in Aseptikausführung (für Betriebsbedingungen ohne mechanisches Stoßrisiko) als auch der HiflexDRIVE in Edelstahlausführung (für Bereiche mit mechanischem Stoßrisiko) eignet sich hervorragend für fördertechnische Anwendungen. Beide sind in den Energieeffizienzklassen IE2 bis IE5 erhältlich und lüfterlos, um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen in die Anwendungsumgebung verteilt werden können. Je nach Anforderung können die Schutzarten IP67 oder IP69K festgelegt werden, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit in Bereichen mit regelmäßigen Nassreinigungen bieten.

Servomotoren sind ein besonderer Kompetenzbereich der Firma Kollmorgen, die ihren AKMH^TM-Motor mit zur Messe bringt. Er ist eine hygienische und langlebige Lösung für Umgebungen mit intensiver Nassreinigung. Der Motor kann einem Sprühstrahl von ca. 100 bar und Chemikalien im pH-Bereich 2 bis 12 standhalten. Ein spezieller belüfteter Schlauch durch das Kabel oder die Steckverbinder gleicht den Druck vom Inneren des Motors zum äußeren Gehäuse aus und verhindert letztendlich Wassereintritt. Mit 316L-Edelstahl-Außenfläche und 32 μm Oberflächengüte hat er auch keine Ablagerungsstellen wie Metall-Verbindungsnähte und gewährleistet eine hygienische Gestaltung.

Bremsen für Hygienebereiche

Selbst bei den schnell laufenden Fleischverarbeitungslinien gibt es Zeiten, zu denen die Dinge zum Stillstand kommen müssen. Ob es sich um ein Förderband oder einen Fleischwolf handelt – hygienische Bremsen sind unabdingbar, um einfache Beladung, Entladung und Nassreinigungen sicherzustellen.

Twiflex Limited ist daran gewöhnt, diese Anforderungen zu erfüllen, wie die als feder- oder pneumatisch betätigte Variante erhältliche Scheibenbremszange SMR veranschaulicht. Zur optimalen Packungsdichte bei knappem Platzangebot kann die Bremse in jedem beliebigen Winkel am Umfang der Bremsscheibe angebracht werden. Eine Kombination aus Edelstahlteilen und Spezialbeschichtungsoptionen kann spezifiziert werden, um hohe Verunreinigungs- und Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten, ideal für die Unempfindlichkeit gegenüber Nassreinigungen. Die SMR bietet darüber hinaus Vielseitigkeit, weil bei größerer Scheibengröße einfach Bremszangen hinzugefügt werden können, um die Gesamtmomentkapazität zu erhöhen.

Kupplungen für Hygienebereiche

Eine Möglichkeit, um die Zuverlässigkeit rotierender Maschinen auf Dauer zu gewährleisten, ist die Verwendung hochwertiger Kupplungen. Angesichts geringer Gewinne pro Einheit in der Fleischindustrie, kann die Spezifikation hygienischer Kupplungen die Betriebszeit verbessern und gleichzeitig dabei helfen, verbundene Anlagenkomponenten vor übermäßigen Lasten und Stößen zu schützen.

Als Antwort darauf wird Huco mit einer großen Auswahl seiner speziell für die Fleischindustrie entwickelten Edelstahlkupplungen am Stand sein. Sie alle bieten hervorragende kinematische Eigenschaften und Präzision im Betrieb. Besucher werden Single-, Step- und Multi-Beam-Kupplungen, die Doppelschlaufenkupplung Flex P, die Edelstahlbalgkupplungen Flex B und Flex K, eine Kombikupplung zum Ausgleich von Winkel- und Radialversatz sowie die Membrankupplung Flex M und die dreiteilige Oldham-Kupplung betrachten können.

Internationale Kompetenz

Indem Altra Industrial Motion Corp. führende Antriebstechnikmarken zu einer vereinigten Gruppe zusammengeführt hat, bietet sie weltweit Zugang zu integrierten Produkten und Systemen, Vor-Ort-Service mit einer globalen Reichweite und gleichbleibend hochwertigen Komponenten aus dem gesamten Konzern. Dies gewährleistet, dass Endanwender einen einzelnen Ansprechpartner für ihr System haben, wobei die gemeinsame Erfahrung aller Marken für die Lösung von Anwendungsherausforderungen jederzeit zur Verfügung steht.

Der Preis wurde von Katrin Schütz, Staatssekretärin im Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau des Landes Baden-Württemberg, mit der Anmerkung überreicht: „Mittelständische Industrieunternehmen und Start-ups in Baden-Württemberg sind führend bei der Umsetzung von Industrie 4.0, wie auch die heutige Auszeichnung zeigt.“

TorqueControl 4.0 wurde für die schnelle elektronische Drehmomentmessung entwickelt. Diese ist im Getriebemotor als mechatronische Lösung integriert. Hierdurch können Bauer Getriebemotoren in Industrie-4.0-Netzwerke eingebunden werden und schützen den Antriebsstrang schnell und sicher vor Überlastung. Unter dem Motto „Geared Motor Goes Online“ können netzbetriebene Getriebemotoren mit TorqueControl 4.0 zu einer Komponente mit vielen nützlichen Zusatzfunktionen aufgewertet und über IO-Link in die Maschinensteuerung integriert werden.

Bauer-Geschäftsführer Karl-Peter Simon erklärt: „Durch schnelle und präzise Messung von Strom und Spannung können wir mit TorqueControl 4.0 den Antrieb bei Überlast selbständig abschalten und Drehmomentverläufe zyklisch anzeigen, melden und auswerten. Mithilfe dieser Informationen kann die SPS den Zustand des Getriebemotors überwachen und das System schützen, ohne dass hierfür eine zusätzliche mechanische Überlastkupplung erforderlich ist. Außerdem ermöglicht uns die kontinuierliche Lastpunkterfassung, die Magnetisierung des Motors durch Anpassen der Spannung zu verändern. So kann bei Anwendungen, die vorwiegend im Teillastbereich laufen, der Wirkungsgrad deutlich gesteigert werden – teilweise um bis zu 25 %.

Wir sind alle sehr stolz auf diese Auszeichnung, und wir verstehen sie als Anerkennung für unser Bestreben, Lösungen zu entwickeln, mit denen unsere Kunden von den konkreten Möglichkeiten von Industrie 4.0 profitieren können."

Die Allianz Industrie 4.0 Baden-Württemberg ist eine Netzwerk-Initiative mit dem Ziel, wichtige Innovatoren zusammenzubringen und Unternehmen zu unterstützen, die die Weiterentwicklung der Industrie 4.0 vorantreiben. Der Preis wird seit 2015 vergeben, und insgesamt wurden bislang 127 Unternehmen für ihre Leistungen ausgezeichnet.

Die Bauer Gear Motor GmbH konnte die Auszeichnung am 2. Juli 2018 entgegennehmen. Sie wurde Karl-Peter Simon und Simon Seybold durch Katrin Schütz überreicht.