Linearmotor

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AirTrain am John F. Kennedy-Flughafen (New York). Zwischen den Schienen der Stator des Linearmotors.

Zur Reduzierung der Bauhöhe und damit Tunnelbaukosten in extremer Tiefe fahren die U-Bahnen der Tokioter Toei Oedo-Linie mit Linearmotor

Ein Linearmotor ist eine elektrische Antriebsmaschine. Im Gegensatz zu den verbreiteten rotierenden Maschinen versetzt ein Linearmotor die mit ihm verbundenen Objekte nicht in eine drehende sondern in eine geradlinige Bewegung (Translationsbewegung).

[Bearbeiten] Funktionsprinzip

Linearmotoren folgen demselben Funktionsprinzip wie ein Drehstrommotor, wobei die ursprünglich kreisförmig angeordneten elektrischen Erregerwicklungen (Stator) auf einer ebenen Strecke angeordnet sind. Der "Läufer", der im Drehstrommotor rotiert, wird beim Linearmotor von dem längs bewegten Magnetfeld über die Fahrstrecke gezogen. Daher rührt auch die vielfach verwendete Bezeichnung Wanderfeldmaschine.

Die erforderliche Abstandshaltung zwischen Läufer und Linear-Wicklung kann z.B. mit Rädern, Luftkissen oder durch elektromagnetisch geregeltes Schweben erfolgen.

Eine andere Möglichkeit zur Konstruktion eines Linearmotors ist die Abwicklung eines rotierenden Schrittmotors in die Ebene.

Ein Linearmotor kann auf eine beliebige Länge gebaut werden z.B. für Bahnantriebe (Transrapid / RailCab oder auch Achterbahnen). Für weiträumige Bewegungen (z.B. Transportantriebe) kann der Linearmotor auch in gekurvter Form ausgeführt werden.

Interessanterweise wurde der Linearmotor früher als der rotatorische Motor erfunden. 1854 wurde das US Patent 10480 "Improvement in electro-magnetic engines" von Charles Grafton Page erteilt. Dieses Patent beschreibt einen Solenoid-Linearmotor mit Schubkurbel, der zum Antrieb von Lokomotiven gedacht war.

[Bearbeiten] Einsatz in Werkzeugmaschinen

Linearmotoren kommen zunehmend in Werkzeugmaschinen, sowie bei Positioniersystemen und Handlingsystemen in der Lineartechnik, zum Einsatz. Normalerweise werden Vorschubkräfte von einem sich drehenden Elektromotor erzeugt und in einem Getriebe in eine translatorische Bewegung umgesetzt. Die Bewegung wird also indirekt herbeigeführt. Linearmotoren ermöglichen es direkt eine translatorische Bewegung darzustellen, man nennt sie deswegen auch Direktantriebe.

Linearmotoren haben in diesem Bereich den Vorteil hoher Beschleunigungen von bis zur sechsfachen Fallbeschleunigung und von Verfahrgeschwindigkeiten bis 800 m/min. Die maximalen Kräfte, die mit asynchronen Polysolenoid-Linearmotoren erreicht werden, liegen derzeit bei 30 kN. Für die Erreichung noch höherer mechanischer Kräfte werden ebenfalls supraleitende Konzepte entwickelt.

Linearmotoren werden auch in Zerspanenden Werkzeugmaschinen eingesetzt. Weltweit setzen heute schon viele Hersteller auf diese neue Antriebsmöglichkeit z.B. DMG, Hermle, Comau oder Excello.
Linearmotoren werden auch häufig in Positioniergeräten oder verschiedenen anderen Maschinenarten, etwa bei Ultraschallmikroskopen, Plasmaschneidanlagen, Laserschneidanlagen und Wasserstrahlschneidanlagen, eingesetzt.