Durchsatzstarker Einwellen-Zerkleinerer mit High-Torque-Antrieb
30 Prozent niedrigere Energiekosten
Die Shredder von Weima sorgen dafür, dass Materialien aus Kunststoff, Holz, Papier, Metall, Biomasse und Abfall schnell in die gewünschte Größe zerkleinert werden. Das Prinzip dieser Maschine lässt sich am besten mit einem überdimensional großen Aktenvernichter vergleichen. Endanwender legen Wert auf eine hohe Durchsatzleistung und Maschinenverfügbarkeit.
 Durch das harmonische Zusammenspiel von Umrichter und Motor kann der Rotor exakte Schnitte setzen.
Durch das harmonische Zusammenspiel von Umrichter und Motor kann der Rotor exakte Schnitte setzen.Bild: Baumüller Nürnberg GmbH

Beim Recycling geht es um die Aufbereitung und Wiederverwertung von Abfällen, denn Rohstoffe stehen nur begrenzt zur Verfügung. Daher bereiten Müllanlagen Abfälle auf, um wiederverwertbare Produkte zu erzeugen. So entsteht ein Kreislauf, der dazu beiträgt die Natur und Umwelt zu schonen und zudem den ökologischen Gedanken fördert.

Die Firma Weima Maschinenbau aus dem baden-württembergischen Ilsfeld hat sich auf Anlagen zur Zerkleinerung und Verdichtung von Rohstoffen spezialisiert. Das Unternehmen stellt u.a. Maschinen zur Zerkleinerung von Kunststoffabfällen her. Diese Anlagen kommen bei großen Abfallrecyclingunternehmen und Kunststoffproduzenten zum Einsatz – so auch bei einem aktuellen Kunden. Nach der Zerkleinerung werden dessen Kunststoffteile, die je nach Sieblochgröße nur noch zwei bis sechs Zentimeter groß sind, sortiert, geschmolzen und zu Kunststoffgranulat geformt. Dieses wird bei der Produktion von hochwertigen Spritzgussteilen beigemischt. Daraus lassen sich dann neue Produkte, wie Blumenkästen, Kunststofftische und Co. herstellen.

Die Zerkleinerungsanlage WKS 2200 mit einer Durchsatzleistung von bis zu 4.000kg pro Stunde wurde speziell auf die Anforderungen des Kunden hin optimiert. So besitzt sie einen hydraulisch nach oben schwenkbaren Siebkorb sowie eine Revisionsklappe auf der gegenüberliegenden Seite. Das vereinfacht die Wartung. Besonders wichtig ist zudem das exakte Maß. Die letztliche Korngröße des zerkleinerten Materials soll möglichst homogen sein. Das ist wichtig für die nächsten Prozessschritte. Diese Anforderung konnte durch eine sehr gute Drehzahlkonstanz des Baumüller-Antriebs erfüllt werden. Auch eine hohe Maschinenverfügbarkeit und ein niedriger Energieverbrauch sind weitere Kriterien, die für die Wahl des Antriebskonzepts entscheidend waren: „Durch den Einsatz von Direktantriebstechnik konnten wir den Energieverbrauch um 30 Prozent reduzieren“, so Konstruktionsleiter Stefan Roth. Weima setzt bei der WKS 2200 auf ein Direktantriebskonzept von Baumüller. Dieses besteht aus einem DST2-315 High-Torque-Motor mit Vollwelle und einem Servoantrieb vom Typ b maXX 5500.

 Die wassergekühlten Monoeinheiten 
b maXX 5500 sind kompakt, platzsparend und leistungsstark.
Die wassergekühlten Monoeinheiten b maXX 5500 sind kompakt, platzsparend und leistungsstark.Bild: Baumüller Nürnberg GmbH

Einwellen-Zerkleinerer

Die Maschine funktioniert nach folgendem Prinzip: Der Abfall wird von einem hydraulischen Schieber gegen den drehenden Rotor gedrückt. Dieser ist mit speziellen Messern versehen und zerschneidet das Material, sobald es zwischen die Rotorschneidmesser und die fest verbauten Gegenmesser gelangt. Die Korngröße des zerkleinerten Abfalls wird durch ein unterhalb des Rotors angebrachtes Sieb definiert. Je nach Kundenwunsch sind die Löcher größer oder kleiner. „Und je nach Sieblochgröße und weiteren Schnittkonfigurationen variiert die Durchsatzleistung der Maschine“, erklärt Projektleiter Stefan Reuß.

Verzicht auf Hydraulik

Durch den Verzicht auf die Hydraulik ergeben sich viele Vorteile: Es gibt eine geringere Anzahl an Verschleißteilen, da die Schläuche und auch das Getriebe entfallen. Zudem lässt sich eine Menge an Energie einsparen und auch der Geräuschpegel verringert sich. „Der größte Vorteil ist die Energieeffizienz des Motors. Er ist auch sehr gut regel- und steuerbar. Und wir haben den Vorteil, dass das Drehmoment steigt bei abnehmender Drehzahl, was sehr gut zum Zerkleinerungsprozess passt und ein enormer Vorteil ist“, so Stefan Reuß weiter. Für die Übersetzung des Direktantriebs wurde ein Riemen genutzt, der die Kraft auf den Rotor überträgt und so das Schneidwerkzeug antreibt. Mit dieser Lösung lassen sich Schwingungen kompensieren und auch der Wartungsaufwand wird stark minimiert. Die High-Torque-Motoren DST2-315 sind aufgrund ihrer guten Rundlaufeigenschaften für Zerkleinerungsanlagen geeignet. Zudem sind sie robust, platzsparend und energieeffizient.

Der Rotor mit Schnittspaltjustierung sorgt für eine geeignete Schnittgeometrie. Das Resultat: homogenere Zerkleinerungsergebnisse, universelle Einsetzbarkeit, hohe Durchsatzleistungen, geringerer Energieverbrauch, Störstoffunanfälligkeit und niedriger Verschleiß. Sollte das aufgegebene Material Fremdkörper enthalten, ist dies nicht kritisch: Denn die integrierte Sicherheitstechnik der Maschine löst sofort einen Not-Stopp aus. D.h. der Shredder bleibt stehen, die Revisionsklappe kann geöffnet und der Fremdkörper schnell und sicher entfernt werden. Beim Anfahren ist dann ein hohes Drehmoment nötig, das von der Direktantriebstechnik problemlos erzeugt wird.

Kompakte Antriebstechnik

Bei der Entwicklung der neuen Shredderanlage WKS 2200 arbeitete Weima mit Baumüller zusammen. Ausschlaggebend für den Antriebsspezialisten waren neben den platzsparenden, kompakten, wassergekühlten Komponenten das Applikations-Know-How und die hohen Drehmomente, die mit den Torquemotoren aus dem Stillstand heraus erzeugt werden können. Weima-Konstruktionsleiter Stefan Roth: „Wir haben mit Baumüller einen Partner gefunden, der alles aus einer Hand liefert. Wir haben Antriebe gesucht, bei denen wir in einer hohen Drehzahlbandbreite fahren können. In diesem Fall fahren wir in einem Bereich von 0 bis 160 Umdrehungen am Rotor.“

Durch das reibungslose Zusammenspiel von Regler, Frequenzumrichter und Motor konnte der Energieverbrauch der Anlage um 30 Prozent reduziert werden. Die Servoumrichter b maXX 5500 regeln den High-Torque-Motor DST2-315. Baumüller übernahm darüber hinaus die Antriebsdimensionierung und Erstinbetriebnahme des Shredders. Aufgrund der Anbindung der Rotorwelle über den Riemen, muss der Motor Radialkräfte von bis zu 40.000 N aufnehmen können. Durch eine spezielle Lagerung und die entsprechende Validierung anhand von Schwingungsmessungen kann dies gewährleistet werden.

Baumüller Nürnberg GmbH

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