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Fasspumpe mit Akku-Motor

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20.02.2014 Stecker ade. Was sich in Konsumer-Märkten mehr und mehr durchsetzt, wird nun auch in Industrieanwendungen Realität: Mit einem neuen Akku-Motor können nun auch Fasspumpen betrieben werden. Im Labor werden Akku-Pumpen bereits seit einigen Jahren genutzt. Elektronisch gesteuerte bürstenlose Motortechnik in Kombinantion mit einem kompakten Lithium-Ionenakku ermöglicht nun auch den kabellosen Einsatz im rauen Betriebsalltag.

Entscheider-Facts Für Betreiber

  • Akkubetriebene Fasspumpen eröffnen eine Reihe neuer Anwendungsbereiche: Neben entlegenen Orten ohne  Netzanschluss kann dieser Akku-Motor flexibel an mehreren Pumpen genutzt werden.
  • Die Akku-Pumpe basiert auf einem bürstenlosen Motor mit sehr hohem elektrischen Wirkungsgrad. Dadurch kann als Energiequelle ein Lithium-Ionen-Wechselakku mit 1,5 Ah Kapazität eingesetzt werden.
  • Der Einsatz ist den nicht explosionsgefährdeten Betriebsbereichen vorbehalten.

„Angetreten waren wir mit der Idee, eine kostengünstige Laborpumpe zu entwickeln“, erklärt  Dr. Jörg Dassow, Vertriebsleiter  beim Maulbronner Pumpenhersteller Flux, die ursprüngliche Absicht. Die Plattform dazu sollten die im Programm vorhandenen Pumpenserien Juniorflux und Combiflux bilden – bei Letztgenannter wird der Motor über einen Schnellverschluss mit der Pumpe verbunden, sodass die Motoren einfach ausgetauscht werden können und ein Motor für mehrere Pumpen verwendet werden kann.
Doch mit Blick auf die Nachteile der für dieses Preissegment realisierbaren Akku- und Motorentechnik entstand die Idee, eine Akku-Pumpe für den rauen Betriebsalltag zu konzipieren. „Für uns war klar, dass wir dafür einen Motor mit einem sehr hohen Wirkungsgrad brauchen“, verdeutlicht Entwicklungsprojektleiter Marcel Dihlmann.Diesen Ansprüchen genügen bürstenlose Gleichstrommotoren, die dazu noch wartungsfrei sind. Bei ihnen wird über einen einfachen elektronischen Frequenzumrichter ein sich drehendes magnetisches Feld erzeugt. Dieses zieht den mit Permanentmagneten ausgestatteten Rotor mit. Gleichzeitig kann über die Frequenz des sich drehenden Feldes die Drehzahl des Motors verändert werden. „Und durch die Verwendung eines Kugellagers für die Motorwelle anstatt der sonst üblichen Sinterlager“ so Dihlmann, „lässt sich auch unser Anspruch an eine besonders hohe Lebensdauer realisieren.“    

Bürstenloser Motor

Gegenüber klassischen Bürstenmotoren, bei denen der Anker über Kohlenbürsten versorgt und die Stromrichtung ständig umgepolt wird, zeichnet sich der bürstenlose Motor durch seinen wartungsfreien Betrieb aus. Ohne mechanische Umschaltung des Stroms werden hier Reibung und Verschleiß durch Funkenbildung vermieden.
Mit einem elektrischen Wirkungsgrad von rund 90 Prozent ist es mit dem bürstenlosen Motor möglich, einen Lithium-Ionenakku (Kapazität 1,5 Ah) einzusetzen, wie er beispielsweise in professionellen Handwerker-Tools zum Einsatz kommt. Bei der niedrigsten Drehzahl von 5.000 1/min soll dieser im Dauerbetrieb bis zu zwei Stunden durchhalten. Obwohl die Combiflux-Pumpe für eher kleinere Förderströme konzipiert ist, können mit dem Akku-Motor auch 200-l-Fässer bei höchster Drehzahl (15.000 1/min) innerhalb von drei Minuten ausgepumpt werden. Die Drehzahl ist dabei über ein Stellrad im schirmstockförmigen Griff des Motors einstellbar und bleibt auch beim Wiedereinschalten der Pumpe fixiert. „Unseres Wissens ist das der erste bürstenlose Akkuantrieb für Pumpen überhaupt“, erklärt Dassow.
In der Möglichkeit, Pumpen ohne Netzanschluss einzusetzen, sieht Produktmanagerin Helga Bühnert eine Reihe neuer Anwendungsbereiche: Neben entlegenen Orten, an denen kein Netzanschluss vorhanden ist, hat sich der kabellose Antrieb bereits in einem Galvanikbetrieb mit sehr aggressiven Dämpfen bewährt. Dort kommt es regelmäßig zu Problemen mit den im Betrieb installierten Steckdosen. Dazu kommt die Möglichkeit, einen Akkumotor flexibel an mehreren Pumpen zu nutzen. Allerdings ist der Einsatz den nicht explosionsgefährdeten Betriebsbereichen vorbehalten.

Schutzmechanismen sichern Betrieb
Das IP44-Kunststoffgehäuse mit doppelwandigem, gekapseltem Aufbau schützt den Motor vor aggressiven Dämpfen. Der wechselbare Akku wird von einer dicht schließenden Elastomerhaube verdeckt. Der Hersteller hat großen Aufwand auf die Sicherheitsaspekte verwendet. Dabei hilft der Einsatz von Elektronik: Die Drehzahl wird ständig von Hall-Sensoren abgetastet, der Motor verfügt über eine Sanftanlauf-Funktion, thermischen Überlastschutz für den Betrieb sowie den Anlaufschutz bei blockierter Pumpenwelle. Sowohl in den speziell an die Pumpe adaptierten Akku als auch dessen Ladestation wurden Funktionen zur Batterieüberwachung, der Temperatur und Schutzmechanismen vor Tiefentladung integriert. Die Zellen des Akkus werden dabei einzeln überwacht. Zudem werden Akkuzellen aus Lithium-Mangan-Kombinationen eingesetzt, die als besonders sicher gelten. Eine weitere Besonderheit ist der Sleep-Modus, der vermeidet, dass sich der Akku auch bei längerem Nichtgebrauch entlädt.

Über den bürstenlosen Motor und die Pumpe können Sie hier mehr erfahren.

Hannover Messe 2014, Halle 15, Stand G43
Interpack Düsseldorf, Halle 13 Stand A58
Special Pumpen 1403ct929

Heftausgabe: März 2014

Über den Autor

Armin Scheuermann, Redaktion
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