Wie sich Antriebsmotoren bequemer anschließen lassen

Seit 1971 entwickelt und errichtet die Witron Logistik + Informatik GmbH mit Stammsitz im oberpfälzischen Parkstein Logistik- und Kommissionier-Systeme für Handel und Industrie. Mit seinen Lösungen zählt das Unternehmen weltweit zu den Marktführern – mit über 1600 Mitarbeitern wurden bereits über 2000 Logistikprojekte umgesetzt.

Für den Tiefkühlbackwaren-Hersteller Edna International aus Zusmarshausen bei Augsburg hat Witron ein Distributionszentrum geplant und errichtet, in dem Phoenix Contacts neuer Rechteck-Steckverbinder bereits zum Einsatz kommt. Edna beauftragte den Systemintegrator Witron mit der Planung und Realisierung seines neuen Distributionszentrums in Brehna bei Leipzig. Das neue Logistikzentrum mit angebundener Fertigung ging im Oktober 2012 in Betrieb.

Mit Hilfe eines Order-Picking-Machinery-Systems mit drei COM-Maschinen von Witron werden bei -24° C zur Zeit an einem Spitzentag bis zu 13 000 Handelseinheiten vollautomatisch auf Paletten kommissioniert. Nach dem geplanten Endausbau sollen sogar 32 000 Handelseinheiten kommissioniert werden können. Dem Kommissionierbereich vorgeschaltet ist ein automatisches doppelstöckiges Tablarlager mit 35 300 Stellplätzen sowie ein mechanisiertes viergassiges Paletten-Hochregallager mit 9 600 Plätzen. Zusätzlich verlassen täglich weitere 800 artikelreine Vollpaletten die Anlage; im Endausbau sollen es 2000 sein. Die Paletten kommen direkt aus der Produktion und werden vor dem Versand im Hochregallager zwischengepuffert. Bei den extremen Minusgraden müssen im Hochregallager sämtliche aufeinander abgestimmten Prozesse, die Kommissionierung, Materialfluss und Fördertechnik umfassen, störungsfrei und hochverfügbar arbeiten.

„Bei der Installation und Inbetriebnahme dieser komplexen Anlagen reduziert die Modulbauweise unsere Installationszeiten“, berichtet Christian Armer, der als Projektleiter bei Witron die Inbetriebnahme des neu errichteten Distributionszentrums betreut hat. „So können vorkonfektionierte Leitungen eingesetzt werden, die nach dem Plug-and-Play-Prinzip eine schnelle und fehlerfreie Installation der Antriebseinheiten ermöglichen.“ 242 Motorstecker wurden in der Anlage verbaut. „Sollte bei laufendem Betrieb eine Antriebseinheit ausfallen, entstehen Stillstandszeiten“, erläutert Armer. „Wenn dann auch noch zur Wiederinbetriebnahme ein Motor getauscht werden muss, ist ein steckbarer Motoranschluss unverzichtbar.“

Die Arbeit an einem sechspoligen Motorklemmbrett ist bei diesen tiefen Temperaturen eine große Herausforderung. Ein Exkurs in die Betriebspraxis verdeutlicht den Sachverhalt: Bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten muss der Industrieelektriker die Deckelschrauben des Drehstrom-Asynchronmotors lösen und den Klemmkasten freilegen. Dann muss er die Kabelschuhe lösen und vom Klemmbrett trennen. Nach Austausch des defekten Motors erfolgen die gleichen Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge beim neuen Motor. Zunächst aber muss der Elektriker prüfen, ob die gewünschte Betriebsart (Stern oder Dreieck) geschaltet ist. Gegebenenfalls sind zunächst weitere Muttern zu lösen, um die erforderliche Betriebsart zu schalten. Wenn der Elektriker Pech hat, läuft der nun Motor falsch herum. Dann muss er die Kabelschuhe wieder trennen, Phasen vertauschen, Muttern erneut ansetzen und festschrauben. Und das alles – wie in diesem Fall – bei -24° C und einem Sauerstoffgehalt der Luft von nur 16 %.

Wie muss ein Motorstecker konzipiert sein, der durch ein verbessertes Handling die Montagezeit reduziert und so die Kosten senkt? Zunächst wird die Klemmbrettfunktion vollständig in den Kabelstecker verlegt. Dadurch erhöht sich zwar die Anzahl der Steckkontakte, denn alle sechs Enden der Motorwicklungen sind in den Kabelstecker zu führen, um dort über eine steckbare Kontaktbrücke entweder als Stern oder Dreieck verschaltet zu werden. So muss der Monteur im Feld das Motorgehäuse bei Verdrahtungen nicht mehr öffnen. Denn Anschluss und Konfiguration des Motors erfolgen über den Motorstecker. Den Stecker kann der Elektriker werkzeuglos öffnen, um den Kabelstauraum freizulegen.

Die Kontaktbuchsen sind mit der gängigen Federzugklemme ausgerüstet und deshalb bereits im Isolierkörper verbaut. Sie nehmen Litzenquerschnitte bis 2,5 mm² auf. Als weitere Arbeitsschritte folgen Kabelanschlag, Stern-Dreieck-Konfiguration sowie Umkehrung der Drehrichtung des Motors – auch diese Schritte erfolgen ohne Werkzeug. Zeitaufwändiges Crimpen entfällt bei der Federzug-Klemmentechnik. Die abisolierten Litzenenden werden mit oder ohne Aderendhülse einfach in die entsprechende Öffnung im Isolierkörper gesteckt, wo die Litze industrietauglich fest einklemmt.

Will man die Drehrichtung eines dreiphasigen Asynchronmotors ändern, müssen zwei Phasen – also zwei Litzen – miteinander vertauscht werden. Dann lassen sich die Litzen mit einem Schraubendreher oder zur Not auch mit dem Fingernagel lösen. Die Brücke zur Konfiguration der Betriebsart wird passend gesteckt, und die Verbindung ist hergestellt. Verdrahtungsfehler sind ausgeschlossen. Nach dem Schließen des Steckers ist die Kontaktbrücke von außen unlösbar fest verriegelt.

Auch für den Motorhersteller vereinfacht sich der Litzenanschlag im Motor. Da das Klemmbrett entfällt, werden die Wicklungsenden des Motors direkt an die Kontaktstifte gecrimpt und im Isolierkörper verbaut. Die Motorwicklungen sind so in einem frühen Fertigungsstadium steck- und damit prüfbar. Der Isolierkörper muss beim fertigmontierten Motor nur noch in den Motordeckel eingesetzt werden, mit dem er verrastet.

Peter Richter Produktmarketing, Phoenix Contact, Blomberg