Motoren - eine Übersicht

Motor ist nicht gleich Motor! Je nachdem für welchen Zweck man einen Motor braucht, ändert sich auch die Art des Motors. So wundert es nicht, dass im Laufe der Zeit eine Vielzahl an Motoren entwickelt wurde, die spezielle Einsatzgebiete abdecken sollten.

Geschichtlicher Rückblick

Vielleicht kann man schon die Ägypter der Antike zu den ersten Entwicklern von Motoren zählen, in dem sie zur damaligen Zeit durch den Einsatz von Hebeln verschiedene tonnenschwere  Steine oder Steinobjekte anhoben. Denken wir an das Leben unserer Vorfahren, so kommt es in Betracht, dass bereits um das Jahr 100 n. Chr Herons Rauchturbinen zu den ersten Motoren gezählt werden können. Diese wurden dazu eingesetzt, große Tore zu öffnen. Mit Sicherheit zählt auch das Dampfauto von 1678, welches Ferdinand Verbiest für den Kaiser von China gebaut haben soll, zu den Vorläufern der heutigen Motoren. Richtungsweisend für die Motoren unserer Zeit waren wahrscheinlich die Errungenschaften von  Thomas Savery und Thomas Newcomen und deren im Jahre 1778 von James Watt weiter ausgebaute Dampfmaschine. Ein Grund für die industrielle Revolution war ohne Zweifel die Dampfmaschine, welche die Lebensstandards der Menschen zur damaligen Zeit signifikant veränderte. Die Dampfmaschinen veränderten sich, und so wurden sie zunehmend mobil und waren nicht mehr an einen Ort gebunden. Richard Trevithick  war der Vorreiter der Hochdruckdampfmaschine und somit der Lokomobile, welche es ermöglichte motorisierte Feldarbeiten zu errichten. Es folgten Dampfmotoren welche in Schiffen, Lokomotiven, Traktoren usw. zum Einsatz kamen und bei Straßenarbeiten von großem Nutzen waren. Robert Stirling erfand im Jahre 1816 den nach ihm benannten Heißgasmotor. Ihm war vor allem die Sicherheit beim Betrieb von Maschinen wichtig und daher versuchte er die Unfallgefahr bei diesen Motoren zu umgehen.

Étienne Lenoir zählt zu den Erfindern der ersten einsatzfähigen Verbrennungsmotoren. Dabei handelte es sich um einen Gasmotor nach dem Zweitaktprinzip. Im Jahre 1862 wurde dessen Errungenschaft von Nikolaus August Otto durch die Erweiterung um das Viertaktprinzip ausgebaut. Heute spricht man beim Viertaktmotor vom sogenannten Ottomotor. In seiner Anfangszeit war der Ottomotor praktisch nicht für den Automobilantrieb zu gebrauchen. Dazu war er zu unhandlich und übergroß. Gottlieb Daimler und Carl Friedrich Benz lösten dieses Manko zur gleichen Zeit. Die Dampfmaschinen waren noch etliche Zeit im Einsatz, bis sie schließlich aufgrund der höheren Energiedichte der Kraftstoffe von Verbrennungsmotoren abgelöst wurden. Die Zukunft von Verbrennungsmotoren ist momentan ungewiss, da diese auf erneuerbare Energien setzt. Fossile Brennstoffe sind nur begrenzt vorhanden und ermöglichen begrenzte Zeit den Betrieb von Verbrennungsmotoren.

Motoren werden momentan in jeglichen Größen und zu unterschiedlichsten Zwecken eingesetzt. So findet man sie nicht nur in der Industrie, sondern auch in Spielzeugen und im Haushalt. Elektromotoren gibt es für Gleichstrom, Wechselstrom und Drehstrom.

Der Spindelmotor

Am Beispiel des Spindelmotors ist die Fortentwicklung der Motoren bis in die heutige Zeit deutlich erkennbar. Unter einem Spindelmotor versteht man einen elektrisch kommutierten Motor, welcher meistens zum Direktantrieb verwendet wird. Siehe auch hier. Man nimmt an, dass die Bezeichnung „Spindelmotor“ ihren Ursprung aus der Textilindustrie nahm, als Elektromotoren Spindeln von Webstühlen oder Textilmaschinen  betrieben haben. Man kann davon ausgehen, dass die Bezeichnung „Spindelmotor“  ihren Ursprung in der Maschinenbautechnik hat;  die Achsen einer CNC-Maschine werden ebenso als Spindeln bezeichnet. Der Elektromotor sorgt für den eigentlichen Antrieb. Er wird dementsprechend „Spindelmotor“ genannt.
Aus der Festplattenherstellung entsprang die englische Bezeichnung „spindle motor“. Bereits im Jahre 1990 wird der Begriff „spindle motor“ zum ersten Mal in einer europäischen Patentschrift erwähnt und eingereicht. Ebenfalls im  Jahr 1990  ist in einem US-amerikanischen Patent der Begriff „Disk Spindle Motor“ gefallen. Vor diesen genannten Patentanträgen galten Spindel und Motor als zwei unabhängig von einander geführte Begriffe. Zurzeit, als die ersten Festplatten gebaut wurden,  waren Speicherplatten – auf einer Welle montiert, welche u.a. Spindel genannt wurden. Der Motor sprach die Spindeln über einen Riemen an und brachte sie in Bewegung. Im Laufe der Zeit verschmolzen die beiden Komponenten Spindel und Motor zu einem Element.

Anforderungen an Motoren

Die Eigenschaft von Motoren ist es vor allem elektrische, chemische oder thermische Energie in mechanische Bewegung umzuwandeln. Zeitgemäße Motoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen enormen Wirkungsgrad also hohe Effizienz aufweisen. Das bedeutet bei der Verwertung der zugeführten Energie ergeben sich nur geringfügige Energieverluste. Ebenso ist auf einen niedrigen Schadstoffaustoß bei Motoren zu achten.  Zudem weisen moderne Motoren ein geringes Gewicht auf. Die Ausfallquote eines Motors sollte so niedrig wie möglich sein, während seine Lebensdauer so hoch wie möglich ausfallen sollte. Zu den standardmäßigen Kennzahlen eines Motors gehören u.a. seine

  • Leistung
  • Masse
  • Drehzahl
  • Wirkungsgrad

Je nachdem welche Anforderungen an einen Motor gestellt werden, ändert sich auch die Art des Motors. So greifen auch Hobby-Handwerker zu verschiedenen Motoren, je nachdem welche Geräte in Bewegung gesetzt werden sollen. Möchte man selber einen Umbau oder Einbau eines Motors vornehmen, empfiehlt es sich immer, eine fachkundige Auskunft vorzunehmen.
 

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