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Erster elektrischer Personenaufzug auf der Pfalzgau-Ausstellung in Mannheim, 1880

1880: erster Aufzugsmotor

1879 erfindet Werner von Siemens die erste elektrische Eisenbahn mit einer Stromzuführung, die über die Schienen erfolgt. Im gleichen Jahr hat er die Idee für einen elektrischen Aufzug. In einem Brief an seinen Bruder Carl führt er aus, dass die als Motor eingesetzte Dynamomaschine seines Erachtens zum Antrieb von Liften und Drehscheiben auf Bahnhöfen „sehr geeignet“ sei.

 

Der Elektropionier erhält bald Gelegenheit, diese Idee in die Praxis umzusetzen: Im April 1880 fragen die Organisatoren der Gewerblichen & Landwirtschaftlichen Ausstellung des Pfalzgaus zu Mannheim bei ihm an, ob Siemens für ihre Ausstellung einen „elektrischen Aufzug“ konstruieren könne – den ersten der Welt. Siemens nimmt den Auftrag an, doch die Arbeiten dauern länger als geplant. So wird die Ausstellung zunächst ohne ihre größte Attraktion im Juli eröffnet. Erst Ende August 1880 kann der Aufzug in Mannheim montiert werden. Der Motor ist an der Unterseite der Plattform angebracht und schiebt den Aufzug über ein Zahnradgewinde in die Höhe.

Das Publikumsinteresse an dem Aufzug ist gewaltig; von September bis Mitte November können über 8.000 Menschen das neue Transportmittel ausprobieren und den Blick über Mannheim genießen

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Kran am Petersenkai im Hamburger Hafen, 1891

1891: erster Kranantrieb

1891 geht am Petersenkai im Hamburger Hafen erstmals ein elektrischer Drehkran in Betrieb. Er ist eine Konstruktion des Hamburger Unternehmens Nagel & Kaemp, die elektrische Ausrüstung stammt von Siemens & Halske. Seine Hublast beträgt zweieinhalb Tonnen und seine Hubgeschwindigkeit einen Meter pro Sekunde. Der Antrieb funktioniert höchst effizient: Beim Senken schwerer Lasten wird die elektrische Energie zurückgewonnen und in einem Akkumulator gespeichert. Nach anfänglichen Schwierigkeiten arbeitet die Anlage mehr als drei Jahrzehnte zufriedenstellend.

 

1894 folgt ein weiterer Meilenstein: Im neuen Riijnhaven in Rotterdam errichtet Siemens mit dem gleichen Partner zunächst sechs, dann weitere sieben Kräne. Die zentral betriebene elektrische Krananlage löst die bisher üblichen dampfbetriebenen Kräne ab. Allein bis 1900 werden 21 Kräne mit bis zu vier Tonnen Hubkraft aufgestellt. Der Erfolg ist so durchschlagend, dass alle im Rahmen der Erweiterung der Hafenanlagen erforderlichen Kräne elektrische Antriebe erhalten.

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Doppelanker-Umkehrwalzmotor in der Georgsmarienhütte bei Osnabrück, 1906

1906/07: weltweit erster elektrischer Umkehrantrieb

1906/07 konstruiert Siemens für eine Blockstraße der Georgsmarienhütte bei Osnabrück den ersten elektrischen Umkehrantrieb der Welt. Er verfügt über eine Höchstleistung von 6.550 Kilowatt (kW). Der Doppelanker-Umkehrwalzmotor dient dazu, Stahlblöcke mit rund fünf Tonnen Gewicht auszuwalzen. Er verfügt über zwei Anker, die an die gemeinsame Welle bei jedem Walzvorgang Drehmomente bis etwa 110 Metertonnnen (mt) bei einer maximalen Drehzahl von 60 Umdrehungen pro Minute abgeben. Dadurch, dass der Motor in zwei Einheiten unterteilt ist, kann der Durchmesser des Ankers und damit dessen Schwungmasse erheblich verringert werden. Dies ermöglicht die beim Walzbetrieb erforderliche, schnelle Umsteuerung der Motoren und reduziert die hierfür erforderliche Energie.

 

Die Regelung erfolgt über eine Schwungradsteuermaschine, die aus vier identischen Gleichstrommaschinen besteht, die wiederum mit einem schweren, schnelllaufenden Schwungrad gekuppelt sind. Im Unterschied zu Dampf-Walzstraßen, bei denen zum Bremsen der Anlage Gegendampf gegeben werden muss, kann die elektrisch angetriebene Walzstraße nahezu verlustfrei gebremst werden. Die Drehrichtung lässt sich bis zu 28-mal in der Minute ändern – wesentlich öfter als für den regulären Betrieb erforderlich.

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Intelligenter Motor Simodrive Posmo A, 1999

1999: Simodrive Posmo A

Motoren von Werkzeug- oder Produktionsmaschinen werden zunächst zentral gesteuert. Erst in den 1990er-Jahren geht man analog zur gesamten Automatisierung dazu über, auch die Steuerung zu verteilen beziehungsweise zu dezentralisieren. Hierfür werden sogenannte Intelligente Antriebe entwickelt, die sich vor allem für komplexe Aufgaben eignen: Einen Meilenstein bildet der 1999 von Siemens vorgestellte Positionierantrieb Simodrive Posmo A, dessen Steuerung direkt in den Motor integriert ist.

 

Damit lassen sich „elektronische Wellen” ohne Mechanik aufbauen, und die einzelnen Motoren können sich untereinander „verständigen”, um beispielsweise bei einer Papiermaschine die Drehzahlen der verschiedenen Motoren miteinander abzugleichen. Dies reduziert den Verschleiß und ermöglicht höhere Produktionsgeschwindigkeiten – wichtige Beiträge zu einem nachhaltigen Wirtschaften. 

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Erzmühle in der brasilianischen Goldmine Paracuta, 2009

2008: weltweit erste Erzmühle mit Frozen Charge Shaker

In der brasilianischen Goldmine Paracatu der in Kanada ansässigen Kinross Gold Corporation nimmt Siemens 2008 die weltweit erste Erzmühle mit „Frozen Charge Shaker“-Funktionalität in Betrieb. Mithilfe dieser im getriebelosen Mühlenantrieb Simine Mill GD integrierten Lösung lässt sich festgeklebte Ladung gezielt von der Innenwand der Mühle lösen. Dies verhindert eine Beschädigung der Mühle durch unkontrolliert herabfallende Ladung und verkürzt die Wartungszeiten erheblich. Bei einem Produktionswert von einigen Tausend US-Dollar pro Stunde kann so bei jedem Wartungsintervall ein Produktionsausfall von einigen Millionen US-Dollar vermieden werden.

Zu Wartungszwecken müssen in Bergbaubetrieben eingesetzte Rohrmühlen für mehrere Stunden oder Tage abgeschaltet werden. In dieser Zeit kann sich die verbleibende Mühlenbeladung verfestigen und an der Mühlenwand festkleben. Dieser Zustand wird als „Frozen Charge“ bezeichnet. Bei Wiederinbetriebnahme der Mühle besteht die Gefahr, dass sich die Frozen Charge nicht sofort von der Mühlenwand löst, sondern zunächst von der Mühle hochgehoben wird und dann aus größerer Höhe nach unten fällt. Dabei kann die Mühle stark beschädigt werden. Mithilfe der in Simine Mill GD integrierten Funktion Frozen Charge Shaker können nun Ablagerungen durch eine geeignete Bewegung der Mühle gelöst werden. 

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Integrated Drive Systems (IDS) für den Antrieb und die Automatisierung von Regalbediengeräten, 2014

2013: Integrierter Antriebsstrang IDS

Eine neue Dimension für die Lösung von Antriebsaufgaben stellt Siemens 2013 mit dem Integrated Drive System (IDS) vor. Das Konzept des neuartigen Antriebssystems beruht technologisch auf einer dreifachen Integration: Auf Basis der horizontalen Integration sind die Komponenten des Antriebsstrangs passend für die jeweilige Aufgabenstellung bereits werksseitig optimal aufeinander abgestimmt. Als Grundlage hierfür dient das umfassende Siemens-Portfolio bei Getrieben, Kupplungen, Motoren und Umrichtern.

 

Die vertikale Integration – also die Integration des Antriebsstrangs in die Systemarchitekturen der industriellen Fertigungsprozesse – sieht die Einbindung von IDS in die TIA-Architektur von Siemens vor: Dies ermöglicht ein Maximum an Kommunikation und Steuerung.

 

Die Life-Cycle-Integration stellt die dritte Dimension des IDS dar. Siemens bietet umfassende Lösungen entlang des gesamten Lebenszyklus einer Fertigungs- oder Prozessautomatisierung. Von Design über Planung, Engineering, Inbetriebnahme und Betrieb bis hin zu modernen Industrie-Services können damit weitreichende Optimierungspotenziale gehoben werden.

 

 

 

 

 

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Direktantrieb-Förderbandantriebssystem in der peruanischen Cuajone-Mine, 2015

2015: weltweit größtes Direktantrieb-Förderbandantriebssystem

Antapaccay und Las Bambas sind 2012/13 die ersten Kupferminen Perus, die mit getriebelosen Antrieben ausgestattet werden. Zwei Jahre später liefert Siemens das weltweit größte Direktantrieb-Förderbandantriebssystem für die peruanische Cuajone-Mine des mexikanischen Bergbauunternehmens Southern Copper Corporation (SCC). Die Bandanlage ersetzt eine Eisenbahnlinie zum Transport des Erzes aus der Mine zur Aufbereitungsanlage. Dabei setzt Siemens außer herkömmlichen Antrieben vor allem auf integrierte Antriebssysteme (IDS) mit Direktantrieben, die wegen der geringeren Anzahl verschleißanfälliger Bauteile wie Getriebe, Kupplungen und Motorlager eine hohe Verfügbarkeit aufweisen. Außerdem ermöglichen die Direktantriebe den Einsatz eines durchgehenden Förderbands. So kann auf Übergabestationen verzichtet werden, was die Störanfälligkeit, Wartungsintensität und Kosten senkt.

 

Die Bandanlage besteht aus drei Einzelabschnitten, die mit insgesamt fünf integrierten Antriebssystemen ausgestattet sind: Für das größte Band werden zwei Direktantriebe mit jeweils 6.000 Kilowatt (kW) Leistung geliefert. Die zwei kleineren Zu- und Abfuhrbänder werden mit zwei 500-kW-Niederspannungsmotoren und einem 1.200-kW-Mittelspannungsmotor angetrieben.