Spätestens mit der flächendeckenden Versorgung weiter Landstriche in den zivilisierten Industriestaaten wurden neben dem elektrischen Licht auch Elektromaschinen zu wertvollen Helfern in der Produktion, im Handwerk und selbst im privaten Bereich. Unter Elektromaschinen werden dabei zunächst alle Maschinen zusammengefasst, die mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet sind.

Elektromaschinen sind praktische und vielfältige Helfer im Betrieb. (Bild: © am70 – shutterstock.com)

Der Elektromotor als Basis

Grundlage jeder Elektromaschine ist der Elektromotor. In der Bauweise ähneln Elektromotoren selbst bei unterschiedlicher Bauart in wesentlichen Grundzügen einander. Um eine Achse ist ein Kern positioniert, der wiederum von Spulen ummantelt wird. Die Spulen bewegen sich zwischen magnetischen Feldern. Werden die Spulen mit elektrischem Strom versorgt, bauen sich dort wechselnde elektrische Felder auf, die den magnetischen Kern in einen Drehbewegung versetzen. Diese Drehbewegung wird auf die Achse übertragen. Zur Stromübertragung werden so genannte Kohlebürsten eingesetzt, die das wesentlichste Verschleissteil in Elektromotoren sind. Diese klassische Bauart wird bis heute vielfach eingesetzt und erhält nur unwesentliche Modifikationen.

Einsatzgebiete von Elektromotoren

Aufgrund seiner kompakten Bauweise kann der Elektromotor sehr vielseitig eingesetzt werden. Je nach benötigter Leistung unterscheiden sich dabei die Motoren hinsichtlich Ihrer Grösse, des Bedarfs an Elektroenergie und natürlich auch im Gewicht. Kleinere Elektrogeräte wie etwa Bohrmaschinen benötigen einen eher kleineren Elektromotor, grosse Elektromaschinen wie beispielsweise grosse Kreissägen benötigen entsprechend grössere und leistungsfähigere Elektromotoren.

Elektromaschinen bieten vielfältige Vorzüge

Elektromaschinen zeichnen sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. Dazu gehören beispielsweise

• ein abgasfreier Betrieb
• der im Vergleich zu Verbrennungsmotoren leisere Lauf
• eine gleichmässige Leistungsabgabe
• Möglichkeiten des mobilen Einsatzes und
• vielseitige Anwendungen bei Verwendung unterschiedlicher Getriebe.

Damit übertreffen Elektromotoren teilweise den Verbrennungsmotor. Vorteilhaft erweist sich auch der vergleichsweise hohe Wirkungsgrad moderner Elektromotoren. Mittlerweile können bei Einsatz entsprechender Akkus Elektromotoren auch als Hauptantrieb in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Strassenbahnen und Schienenfahrzeuge fahren schon seit vielen Jahrzehnten unter Nutzung elektrischer Energie und den entsprechend leistungsfähigen Elektromotoren.

Die Statistik zeigt die größten Schweizer Elektronik- und Elektrotechnikunternehmen im Jahr 2013 nach Umsatz. (© Statista)

Ein weiteres Plus: geringer Wartungsaufwand

Über die bislang genannten Vorteile hinaus erweisen sich Elektromotoren und damit auch die meisten Elektromaschinen als relativ wartungsarm bis wartungsfrei und wenig störanfällig. Abgesehen von den Kohlebürsten und etwaigen mechanischen Beeinträchtigungen durch Störungen im Betrieb erweisen sich die Elektromotoren als äusserst robust und wenig ausfallgeneigt. Das beweisen in privaten Haushalten Millionen von Waschmaschinen, Wäschetrocknern und Staubsaugern die über viele Jahre hinweg zuverlässig arbeiten.

Wichtiger wird die Zuverlässigkeit im gewerblichen Bereich, wo Elektromaschinen in vielen Bereichen, teils auch unter den harten Bedingungen der Produktion eingesetzt werden. Hier leisten Elektromaschinen vom Betonmischer auf Baustellen bis hin zur Transporthilfen im Maschinenbau oder bei Hochleistungspressen eine zuverlässige Arbeit.

Das führt dazu, dass Elektromaschinen immer häufiger eingesetzt und entsprechend weiterentwickelt werden. Der Umgang mit den elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschinen erweist sich dabei als verhältnismässig einfach, problemlos und ausdauernd. Dabei muss selbstverständlich auch den Getrieben und Steuerungen ein grosses Augenmerk beigemessen werden, da ein Elektromotor allein nur in seltenen Fällen die Antriebseinheit einer Maschine ausmacht. Leistungsfähige und gut abgestimmte Getriebe sowie intelligente Steuerungen machen Elektromaschinen noch komfortabler, vielseitiger und leistungsfähiger.

Elektromaschinen: zukünftige Entwicklung

Viele Elektromaschinen haben sich fest und sicher im Arbeitsalltag und darüber hinaus etabliert. Besonders im Maschinenbau dominieren Elektromaschinen die Produktion, beispielsweise als Drehmaschinen, Fräsen oder ähnliche Werkzeugmaschinen. Darüber hinaus haben die Elektromaschinen längst auch den Bereich der Baugewerke und des Handwerks erobert. Nicht wegzudenken sind bestimmte Elektromaschinen im Haushalt, die dort gern unter dem Sammelbegriff Kleinelektro gehandelt werden. Hier geht der Einsatzbereich bis hin zur elektrischen Zahnbürste, die weniger als Elektromaschine, sondern vielmehr als komfortabler Haushaltsgegenstand wahrgenommen wird.

In der Entwicklung der Elektromaschinen ist trotz der breiten Vielfalt der Anwendungen längst noch nicht das Ende der Entwicklung erreicht. Derzeit geht der Trend dahin, dass viele Elektromaschinen kleiner, effizienter und vor allem sparsamer im Energieverbrauch werden. Dazu kommt ein grösseres Augenmerk auf strapazierfähige und noch wartungsärmere Bauweisen. Letztlich dürfte als Ziel stehen, dass Elektromaschinen die Verbrennungsmaschinen vollständig ersetzen. Hier sind hohe Anforderungen an die Akku-Technik umzusetzen. Spannend bleibt auch die Entwicklung intuitiver Steuerungen, die Elektromaschinen letztlich zu intelligenten Helfern in der Produktion, im Handwerk und im Haushalt werden lässt. Erste Erfolge zeigen sich hier bei selbsttätig arbeitenden Elektrogeräten ab, die allerdings nur der Anfang der weiteren Entwicklung der Elektromaschinen sein dürften.

Wartung und Reparatur durch spezialisierte Fachbetriebe

Moderne Elektromaschinen sind oftmals komplexe Systeme aus Antrieb, Getriebe und Steuerung. Die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Arbeit erfordert sichere und durchdachte Lösungen, die durchaus auch immer teurer werden. Damit wächst letztlich auch der Bedarf an fachmännischer Wartung und kosteneffizienter Reparatur. Umsetzen lassen sich solche Forderungen nur von spezialisierten Fachbetrieben, die die vielseitigen Anforderungen kennen und  effizient umsetzen können. Während vor allem kleine Elektromaschinen in der Neuanschaffung oftmals günstiger sind als in der Reparatur, können und sollten grössere, teure Elektromaschinen einer regelmässigen Revision und Wartung und im Bedarfsfall eine systementsprechenden Reparatur unterzogen werden. Das lohnt sich allemal, vor allem dann, wenn teure Elektromaschinen für besondere Aufgaben eine wichtige Rolle in der Produktion, Versorgung oder im Handwerk übernehmen.

Bild oben links: © salavan – shutterstock.com