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Druckluftmotor Atex-Bedingungen: Verfahrender Motor statt viele Rührwerke

| Redakteur: M.A. Bernhard Richter

Eine rationelle Lösung unter Atex-Bedingungen: Statt eines Rührwerks pro Behälter wird ein verfahrbarer Druckluftmotor installiert, der sich die einzelnen Rührstäbe greift.

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Der mechanische Aufbau der Druckluftmotoren sorgt dafür, dass weder Wärme noch Funken entstehen, die explosionsgefährdete Stoffe entzünden könnten. Außer Druckluft benötigen sie keine Energieversorgung.
Der mechanische Aufbau der Druckluftmotoren sorgt dafür, dass weder Wärme noch Funken entstehen, die explosionsgefährdete Stoffe entzünden könnten. Außer Druckluft benötigen sie keine Energieversorgung.
(Bild: Christian Maier)

Wer PTM Mechatronics besucht, findet sich in ländlicher Beschaulichkeit zwischen Augsburg und München wieder. Doch Idylle und Fortschritt sind hier keine Gegensätze – das 1988 gegründete Unternehmen zählt, laut eigener Aussage, zu den weltweit gefragten Spezialanbietern, wenn es um Druckluftmotoren und Greifer für den Einsatz in besonderen Umgebungen geht. Pneumatische Motoren für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen bei der Herstellung von Chemikalien und Lacken, meerwasserbeständige Antriebe für den Einsatz auf Bohrinseln oder in Tauchgeräten, Edelstahlmotoren für Rührwerke in der Lebensmittelproduktion sowie Greifer für unterschiedliche Anwendungen vom Roboter bis zum Reinraum: In diesen Marktnischen sollen die Produkte von PTM einen guten Ruf haben. „Die Vorteile des Druckluftmotors gegenüber dem Elektromotor liegen vor allem darin, dass keine Funken entstehen und das Material an die Anforderungen im Einsatz angepasst werden kann“, erklärt Carsten Angermeyer, Inhaber und Geschäftsführer von PTM Mechatronics.

Radialkolbenmotor im Rühr-Einsatz

Statt auf Lamellenmotoren setzt PTM auf Druckluftmotoren mit Radialkolben, die wie bei einem Sternmotor um die Antriebswelle herum angeordnet sind und über eine Drehschiebersteuerung in Rotation versetzt werden. Mit niedrigen Drehzahlen lassen sich hohe Drehmomente erzielen und der Druckluftverbrauch ist im Vergleich zum Lamellenmotor um bis zu 90 % geringer. „Gerade bei Rührwerken in explosionsgeschützter Umgebung können Radialkolbenmotoren ihre Vorteile ausspielen“, sagt Angermeyer.

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Oft lagert in Betrieben eine Vielzahl an Flüssigkeitsbehältern, die intervallweise durchgerührt werden müssen – so etwa bei der Mischung von Farben, Chemikalien oder Duftstoffen. In solchen Fällen wäre ein Rührwerk für jeden Behälter zu teuer. Zum Einsatz sollte ein einziger Motor kommen, der auf einer automatisch verfahrbaren Vorrichtung montiert und an der Antriebswelle mit einem pneumatischen Dreibacken-Greifer ausgerüstet wird. Der Motor positioniert sich abwechselnd über einem Behälter, greift den darin eingehängten Rührstab, mischt die Flüssigkeit durch und fährt dann weiter.

Kraftübertragung auf den Drehgreifer

Dabei stellte sich für PTM eine komplexe Aufgabe: Weil der rotierende Greifer auf der Antriebswelle befestigt ist, galt es die Druckluft über ein Ventil am feststehenden Wellengehäuse in die rotierende Hohlwelle zu führen. Für diesen Zweck würde eine Drehdurchführung benötigt, die von Christian Maier GmbH & Co. KG kommen sollte.

Während sich die Vorgaben bei der Motoren-Geometrie mit konstruktiven Anpassungen umsetzen ließen, war für den Einsatz in explosionsgeschützter Umgebung ein größerer Aufwand erforderlich. Zulässig ist dort nur die Verwendung von Geräten mit Atex-Zertifizierung.

Erfolgreiche Atex-Zertifizierung

Christian Maier musste die Konstruktion so sicher gestalten, dass die Oberflächentemperatur der Drehdurchführung 200 °C abzüglich eines Sicherheitszuschlages nicht übersteigt. In den Tests wurden auch Lagerschäden herbeigeführt, um das Temperaturverhalten der Drehdurchführung zu ermitteln – Selbst unter ungünstigsten Bedingungen blieb die Oberflächentemperatur unterhalb des kritischen Bereichs. Damit wurden der Drehdurchführung sicherheitstechnische Bewertung und Atex-Zulassung ausgestellt.

Mit der Kombination aus Druckluftmotor, Drehdurchführung und Dreibackengreifer verfügt PTM nun über ein Konzept für Betriebe, die bislang entweder in eine Vielzahl an Rührwerken investieren mussten oder den wechselnden Einsatz der Rührwerke von Hand bewerkstelligen mussten. „Die Lösung hat die Möglichkeit, 20, 50 oder mehr Behältnisse automatisiert zu durchmischen“, fasst Carsten Angermeyer zusammen. Dank Atex-Zertifizierung ist die Installation auch in der Chemikalien- oder Lackherstellung möglich. (br)

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