Getriebe werden überflüssig

Die meisten Bewegungen, die wir von Maschinen ausführen lassen, sind im Endeffekt linear. Der Transport zum Beispiel, das Stanzen, Pressen und Pumpen oder die Fadenführung im automatischen Webstuhl sind Vorgänge, die sich aus gradlinigen Bewegungen zusammensetzen. Dennoch wird der Antrieb für unsere Maschinen von Rotations-Motoren geliefert, als Drehbewegung, die erst mechanisch in Translationen umgewandelt werden muß, wobei natürlich Energie verloren geht.

Beim Benzinmotor oder bei der Dampfmaschine wird sogar eine geradlinige Bewegung, der Kolbenhub, zunächst in eine Rotation übersetzt, die dann bei vielen Anwendungen wieder in linear verlaufende Prozesse verwandelt wird, letztlich auch bei Fahrzeugen, deren Aufgabe es ist, sich in der Ebene fortzubewegen.

Erst seit jüngster Zeit ist die Technik bestrebt, Bewegungsumwandlungen und damit gleichzeitig bewegliche Maschinenteile einzusparen. Dazu gehören die neuen Erfindungen kolbenloser Verbrennungsmaschinen, der Wanckelmotor beispielsweise und auch der Düsenantrieb für Flugzeuge.

Auch die Arbeiten der Ingenieure am Electrical Engineering Laboratory in Manchester, über die Dr. Laithwaite in der letzten Ausgabe der englischen Zeitschrift "Nature" berichtet, dienen dem Ziel, den Weg zwischen Energiequelle und mechanischer Endleistung zu verkürzen. Laithwaite nutzt das Prinzip des Induktions- oder Drehstrommotors für Horizontalbewegungen aus.

Grob gesagt besteht der Induktionsmotor aus dem sogenannten Stator, einem feststehenden Ring aus Elektromagneten, und einem Rotor, einer Trommel aus Kupferstäben, die im Zentrum des Ringes drehbar aufgehängt ist. Die Elektromagneten des Stators werden von einem Dreiphasenstrom gespeist, und zwar so, daß durch die phasenverschobenen Wechsel des Stromes ein sich drehendes Magnetfeld entsteht, das den Rotor mitreißt und somit ebenfalls in Drehung versetzt.

Beim Induktionsmotor gibt es keine elektrische Verbindung zwischen dem beweglichen und dem feststehenden Teil. Diesem Vorteil gegenüber anderen Elektromotoren, dem Fortfall von Schleifern oder Bürsten, verdankt der Induktionsmotor seine große Beliebtheit in der Industrie.

Die Ingenieure in Manchester haben nun den Statorring gewissermaßen aufgeschnitten und als Streifen in der Ebene ausgebreitet. Jetzt dreht sich das Magnetfeld nicht mehr, sondern es wandert von einem Ende des Streifens zum anderen, und ein Stück Kupfer, das in dieses Feld gebracht wird, wandert mit. Statt des Kupferstückes kann man ein Förderband aus flexiblem Metall über den Statorstreifen laufen lassen. Solche Transportbänder hat Laithwaite bereits praktisch erprobt; sie werden allerdings wirtschaftlich erst dann interessant, wenn ihre Geschwindigkeit mehr als 20 Stundenkilometer beträgt.

Getriebe werden überflüssig

Sehr viele industrielle Arbeitsprozesse verlangen eine Maschine, die etwas hin- und herbewegen kann. Auch das läßt sich mit dem aufgeschnittenen Elektromotor erreichen, genauer gesagt mit zwei aneinandergelegten Statorstreifen, deren Felder aufeinander zulaufen. Der "Rotor" wird dann von den Feldern hin- und hergerissen.

Gegenwärtig basteln die Ingenieure in Manchester an einer neuartigen Einschienenbahn, die ohne bewegliche Maschinenteile arbeitet. Hier sind die Rollen von Stator und Rotor vertauscht. Die Elektromagneten sind am Fahrzeug befestigt, ihr wanderndes Feld stößt sich an der festverlegten Metallschiene ab und treibt den Wagen. Das erste Modell dieser Bahn entwickelte bereits eine Geschwindigkeit von 40 km/st, das nächste soll schon mehr als 50 Stundenkilometer erreichen.

Wenn man den Streifen, der aus dem Ring des Induktionsmotors entstanden ist, zu einer länglichen Röhre wickelt, dann erhält man eine Kanone. Die Munition könnte eine Kupferkugel sein, die von dem Magnetfeld, das sich nun in der Längsrichtung des Rohrs bewegt, herausgeschleudert wird. Als Waffe ließe sich diese Maschine heutzutage zwar nicht verwenden, wohl aber als Pumpe für flüssiges Metall. In Kernreaktorstationen wird dieses Prinzip schon praktisch angewandt.

Lineare Motoren werden zweifellos in einer Reihe von Industriezweigen als Antriebsmaschinen bedeutsam werden, nicht nur, weil sie einen größeren Wirkungsgrad als ihre Vorgänger, die Rotationsmotoren, haben, sondern weil man sich bei ihrer Verwendung komplizierte Getriebeaggregate und damit viele Sorgen sparen kann.

Thomas von Randow