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antriebstechnik 7/2019

antriebstechnik 7/2019

SPECIAL: HEAVY DUTY

SPECIAL: HEAVY DUTY MODERNISIERUNG IM METALLRECYCLING NEUER MOTOR SCHREDDERT GUT Dipl.-Sozialwirt Thorsten Sienk, freier Fachredakteur, Bodenwerder Das Metallrecycling zählt in Europa zu den wichtigsten Rohstoffquellen. Hier sind es vor allem Schredderanlagen auf Schrottplätzen, die ganze Autos, weiße Ware oder Metallprofile zerkleinern und für die weitere Aufarbeitung vorbereiten. Verfügbarkeit und Leistungen zählen: Die Decons SA, ein erfolgreiches und privat geführtes Recyclingunternehmen aus dem Department Gironde im Südwesten Frankreichs, hat jetzt gemeinsam mit EMZ aus Recklinghausen den Antrieb eines bestehenden Schredders modernisiert. Die klassischen Schrottplätze von einst sind heute hocheffizienten Recyclingparks gewichen. Sie produzieren Metallfraktionen in großen Mengen und mit hoher Reinheit. Kunden sind vor allem Stahlwerke sowie auf einzelne Metalle spezialisierte Hütten. Hinter dieser Form des Recyclings steht die Tatsache, dass sich elementare Metalle und Legierungen bei ihrer Nutzung nicht verbrauchen. Sie stehen also am Ende eines Produktlebenszyklus wieder zur Verfügung – sofern sie auf Schrottplätzen den Weg ins Recycling finden. Typische Verarbeitungsschritte sind dabei Pressen, Schneiden und das Zerkleinern in Schredderanlagen mit Anschlussleistungen im Megawattbereich. „Das Wirkprinzip entspricht einer rotierenden Hammermühle, auf deren Zylinder bewegliche Hämmer entlang einer Achse montiert sind“, erklärt Benedikt Mathiaszyk, als Geschäftsführer bei der Elektro-Maschinen-Zentrale GmbH in Recklinghausen verantwortlich für Großantriebe und Projekte. Dreht sich der Rotor, fahren die Hämmer durch die Fliehkraft nach außen und zerschlagen den von den Vorschubwalzen zugeführten Metallschrott in kleine Stücke. Die Belastungen sind so hoch, dass die Hämmer – trotz 42 antriebstechnik 2019/07 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: HEAVY DUTY 01 Der von EMZ speziell konstruierte Schreddermotor liefert eine Leistung von knapp 3 000 kW 02 Funktionsaufbau des Schredders 01 Fertigung aus einer Speziallegierung – pro Seite nur Standzeiten von zwei Tagen erreichen. Nach vier Tagen sind die Hämmer mit einem Stückgewicht von rund 135 kg also komplett zu tauschen. „Dabei verarbeiten sie allerdings einige Tausend Tonnen Schrott“, so Mathiaszyk. BESSERES THERMISCHES VERHALTEN MIT NEUEM MOTOR Nach einer umfassenden Modernisierung dieser Anlage wird der mehr als 40 t schwere Rotor des Schredders heute von einem z ehnpoligen EMZ Schleifringläufermotor angetrieben. Dieser liefert am Decons-Recyclingstandort in Le Pian Medoc nahe der südfranzösischen Stadt Bordeaux eine Nennleistung von 4 000 PS – also knapp 3 000 kW. Auslöser für den Umbau des Antriebs waren vor allem gravierende thermische Probleme beim Vorgängermotor. Der Antrieb war für die Schredderanlage schlicht zu klein dimensioniert, wurde zu heiß und musste immer wieder aufgrund der Überlast abkühlen. Die Folge: Drosselung der Produktion. Der Motor aus der speziell für den Schreddereinsatz entwickelten EMZ Baureihe ASD liefert heute mit knapp 3 000 kW Nennleistung mehr Reserven. Nach Einschätzung von Mathiaszyk ließe sich der Antrieb dank des optimierten Wärmeverhaltens auch mit 3 500 kW betreiben. Die hohe Drehmoment-Volumen-Dichte hat in Frankreich den Weg frei gemacht, den stärkeren Motor ohne kostspielige Umbauten auf dem Fundament des alten Antriebs zu montieren. Ähnlich einfach gestaltete sich die Kupplungsverbindung zwischen Motor- und Kardanwelle – zumindest was die vorhandenen Einbaumaße betraf. Im Gegensatz dazu war die Auslegung der mechanischen Kraftübertragung durch EMZ deutlich anspruchsvoller. Der Schreddermotor ist über eine Kardanwelle direkt mit dem Schredderrotor gekuppelt. Diese Konstruktion ist notwendig, da der komplette Schredder flexibel auf kräftigen Stahlfedern lagert, während der Schredder motor auf einem starren und massiven Betonfundament verankert ist. Berechnungen des Herstellers der Kardanwelle haben im Vorfeld der Umrüstung Drehmomentstöße bis 500 kNm zu Tage gefördert, die wiederum axiale Stoßbelastungen von bis zu 60 t verursachen können. VOLLE LEISTUNG, AUCH WENN’S HART KOMMT Die schnellen und harten Drehmomentstöße haben Auswirkungen auf den Hochspannungsmotor. Die gesamte Konstruktion ist rüttelfest bis zu maximalen Schwingwerten von 28 mm/s ausgelegt. Das Design des Gehäuses, der Welle, der elektrischen Aktivteile sowie der Kohlebürsten, Lager und Schleifringe musste EMZ deshalb verstärken und die gesamte Konstruktion so robust machen, dass der Vergleich mit einem Rüttelmotor durchaus zutreffend ist. Sämtliche Anpassungen standen dabei unter der Prämisse, die volle Leistung des Motors ohne Derating und mit hoher Verfügbarkeit zu liefern. „Alles an diesem Motor ist besonders“, fasst Mathiaszyk zusammen und spricht von einer engen Zusammenarbeit mit dem Hersteller der Kardanwelle. Das Unternehmen sei nach Auskunft des Geschäftsführers anfangs genauso von der Höhe der ermittelten Drehmomentwerte überrascht gewesen, wie der Hersteller des Schredders. Die Kennzahlen sind letztlich eingegangen in eine optimierte Wellenkonstruktion mit Ölpressverband statt Passfeder, die gerade bei den typischen Stoßbelastungen schnell ausschlägt und damit Spiel erzeugt. Beim Prinzip des Ölpressverbandes wird die Kupplungshälfte mit einer Presspassung auf dem Wellenende aufgeschrumpft und geht so eine kraftschlüssige Verbindung ein. „Dank der starken Haftreibung erhalten wir fast die Festigkeit einer 02 geschweißten Verbindung“, meint der Geschäftsführer. Das Abziehen der Kupplungshälfte bei Wartungen bzw. Reparaturen erfolgt dann über das Erzeugen eines Öldrucks durch eine Ölnut in der Welle. STEUERUNG DES LASTVERHALTENS Eine weitere Maßnahme, die den Schleifringläufermotor von EMZ für den Einsatz in Schredderanlagen so richtungsweisend macht, ist die Steuerung des Lastverhaltens. Der Antrieb in der Anlage des französischen Recyclingunternehmens arbeitet, da starr am Netz betrieben, mit einer festen Lastdrehzahl von 595 min -1 bei einer Spannung von 5 500 V und einer Frequenz von 50 Hz. Angesichts der hohen Stoßmomente des mehr als 40 t schweren Schredderrotors und der daraus resultierenden Stromspitzen, stand EMZ vor der Aufgabe, die Lastströme wirksam zu begrenzen. Hierbei setzt das Unternehmen aus Recklinghausen auf eine präzise, sichere und wartungsarme Technik: Den Flüssigkeitsanlasser. Spezialist auf diesem Gebiet ist MKS. Das Unternehmen aus Jülich war ebenfalls eng in das Projekt eingebunden – mit dem Ziel, „gemeinsam die www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2019/07 43

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