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Als Ventilator (von ventulus, lat. für „schwacher Wind“, „Lüftchen“) wird ein elektrisches Gerät bezeichnet, das dazu verwendet wird, die es umgebende Luft in Bewegung zu versetzen, ohne jedoch dabei zum Antrieb eines Gegenstandes (z. B. einem Flugzeug) zu dienen (die manuelle Version nennt man Fächer). Sie werden daher häufig auch als Lüfter bezeichnet. Ist ein umgebendes, festes Gehäuse vorhanden, so wird die Luft an einer Seite angesaugt und an der anderen ausgestoßen. Bei leistungsstarken Ventilatoren ist die Bezeichnung Gebläse gebräuchlich.

Inhaltsverzeichnis 1 Einordnung nach Maschinenart 1.1 Axialventilator 1.2 Radialventilator oder Zentrifugalventilator 1.3 Tangential- oder Querstromventilatoren 2 Anwendung 3 Industrie in Deutschland 4 Quellen 5 Siehe auch 6 Weblinks

Einordnung nach Maschinenart

Ventilatoren sind Strömungsmaschinen, die als Arbeitsmaschinen wirken. Da sie durch kontinuierliche Rotation eines Axial- bzw. Radiallaufrades arbeiten, sind es Turbomaschinen.

Axialventilator

Axialventilatoren sind die gebräuchlichste Bauform. Die Drehachse des Axiallaufrades verläuft parallel bzw. axial zum Luftstrom. Die Luft wird durch das Axiallaufrad, ähnlich wie bei einem Flugzeug- oder Schiffspropeller, bewegt. Die Vorteile von Axialventilatoren sind die, im Verhältnis zum hohen geförderten Luftdurchsatz, geringen Abmessungen. Der Nachteil ist die geringere Druckerhöhung im Verhältnis zum Radialventilator. Die Ausführung ohne Gehäuse ist bei Tisch- und Deckenventilatoren (Lüftern) üblich. Axialventilatoren mit Gehäuse und innen liegenden Antriebsmotor haben den Nachteil des Nabentotwassers hinter der Laufradnabe, den man jedoch durch geeignete Einbauten (Innendiffusor) weitgehend vermeiden kann. Da die Luft durch die Rotation hinter dem Axiallaufrad in Wirbeln austritt, wird durch feststehende Einbauten (Nachleitrad) eine Druckerhöhung erreicht. Um die Druck-Austrittsverluste aus dem Axialventilator zu minimieren werden bei größeren Ventilatoren Außendiffusoren eingesetzt.

Eine abgewandelte Ausführung des Axialventilators ist der sog. Diagonalventilator, bei dem das Gehäuse und die Lüfterschaufeln konisch geformt sind (der Radius wird zur Druckseite hin größer) und damit die Luft nicht axial, sondern diagonal austritt. Diagonalventilatoren haben bei gleicher Leistung und Größe einen größeren Luftdurchsatz und bauen einen höheren Druck auf. Deshalb können sie z. B. bei gleichem Effekt bei geringerer Drehzahl betrieben werden und sind somit leiser.

Beide Ausführungen haben ein sog. Nabentotwassers „Dead Spot“, der sich hinter dem in der Mitte des Geräts angeordneten Motor befindet: Dort findet kaum eine Luftbewegung statt. Deshalb wurden auch schon Axialventilatoren entwickelt, die den Motor in einem umgebenden Gehäuse enthalten und bei denen sich nur noch die Achse in der Mitte befindet. Diese Ausführung ist jedoch aufgrund der ungewöhnlichen Bauform des Motors eher selten und auch teurer als vergleichbare Axialventilatoren.

Radialventilator oder Zentrifugalventilator

Radialventilatoren werden überall dort verwendet, wo es auf größere Druckerhöhung bei gleicher Luftmenge wie bei den Axialventilatoren ankommt. Die Luft wird parallel bzw. axial zur Antriebsachse des Radialventilators angesaugt und durch die Rotation des Radiallaufrades um 90° umgelenkt und radial ausgeblasen. Es gibt einseitig und beidseitig ansaugende Radialventilatoren mit und ohne Gehäuse. Bei der Ausführung mit spiralförmigen Gehäuse wird die Luft über eine Austrittsfläche des Gehäuses ausgeblasen. Um die Druckverluste durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit aus dem Radialventilator zu minimieren, muss auf geeignete weiterführende Kanalgestaltung geachtet werden (ggf. Einsetzen eines Diffusors). Bei der Ausführung ohne spiralförmiges Gehäuse wird die Luft radial aus dem Radiallaufrad ausgeblasen und durch eine geeignete Gehäuseausführung wie z.B. bei Dachventilatoren ins Freie geblasen.

Tangential- oder Querstromventilatoren

Sie sehen auf den ersten Blick aus wie in die Länge gezogene Radialventilatoren, das Funktionsprinzip ist jedoch grundlegend anders. Bei den Tangentialventilatoren wird die Luft zweimal (einmal von außen nach innen und einmal andersherum) durch das Lüfterrad, welches ähnlich dem des Radialventilators aufgebaut, jedoch meist länger ist, bewegt. Die Luft wird also einmal großflächig (etwa die halbe Oberfläche des Lüfterrades) tangential zur Drehachse durch das Lüfterrad angesaugt, um 90° umgelenkt, in dessen Inneren wieder tangential zur Drehachse aufgenommen, wieder umgelenkt und in das Gehäuse geführt, wovon die Luft in der Regel durch einen schmalen, der Länge des Lüfterrades entsprechenden Spalt abgegeben wird. Der Antrieb befindet sich grundsätzlich außerhalb des Luftstroms. Tangentialventilatoren können große Luftmengen gleichmäßig über eine breite Austrittsfläche abgeben und sind daher gut zur Mantelkühlung von z. B. in modernen Elektroherden oder Tageslichtprojektoren geeignet. Sie finden des weiteren auch in Klimageräten und in den flachen Heizlüftern Einsatz. Tangentialventilatoren können bei sehr großem Luftdurchsatz extrem leise konstruiert werden, da sie schon bei geringen Drehzahlen hohe Druckwerte liefern.

Anwendung

Je nach Einsatz gibt es Ventilatoren in vielen Formen und Größen, von kleinsten Ausführungen wie z.B. für die Kühlung in Computern oder Haushaltsgeräten, über mittelgroße Ausführungen wie z.B. für die Lüftungs- und Klimatechnik bis hin zu größten Ausführungen wie z.B. für den Einsatz in der Großindustrie zur Verfahrenstechnik.

Typische Bauformen und Anwendungen

Deckenventilator.jpg Deckenventilator

Luefter 900 mm 50 kW turbo.jpg Axialgebläse mit Hybridantrieb (Elektrisch/Druckluft), Einsatz auch in explosionsgefährdeten Bereichen

Radialluefter.jpg Miniatur-Radiallüfter zur Prozessorkühlung

Slotluefter (smial).jpg Slotlüfter für Personalcomputer

Luefter.jpg Miniatur-Axiallüfter, Belüftung von Geräten und Gehäusen

Industrie in Deutschland

Die Industrie für Klein-Ventilatoren in Deutschland konzentriert sich in Hohenlohe und bildet einen sogenanten Cluster. Dieser Cluster entstand aus einer einzigen Firma, ist aber inzwischen so ausgeprägt, dass er in der ersten Themenausgabe "Cluster" des Magazins der Unternehmensberatungsfirma McKinsey (McK Wissen) ausführlich als Musterbeispiel für das Phänomen Cluster dargestellt wird.

In der Stadt Künzelsau in Hohenlohe siedelten sich nach dem zweiten Weltkrieg auf Einladung der Aufzugsfirma Stahl die Brüder Heinz und Günther Ziehl mit der Firma Ziehl-Abegg an, um diese mit Außenläufermotoren zu beliefern. Die R.Stahl AG hatte vor dem Krieg bis zur Zerstörung durch Bombenangriffe von der Firma Ziehl-Abegg in Berlin Außenläuferelektromotoren bezogen.

Da Außenläufermotoren sich besonders gut für verschleißarme Ventilatoren eignen, drängte der Konstruktionsleiter von Ziehl-Abegg, Wilhelm Gebhardt, den Eigner Heinz Ziehl dazu auch Dachventilatoren herzustellen. Da dieser aber weiter auf Großkunden setzte, stattete er 1958 Gebhardt mit Geld aus, so dass er eine Ventilatorenfabrik gründen konnte, die er mit Elektromotoren belieferte. Wegen des außerordentlichen Erfolgs von Gebhardt begann auch Ziehl-Abegg mit dem Ventilatorenbau, aber nur von Ventilatoren mit über 300 Millimeter Durchmesser.

Für Ventilatoren unter 300 Millimeter Schaufelraddurchmesser schickte Heinz Ziehl seinen Arbeitsvorbereitungsleiter Gerhard Sturm 1963 mit 35 Mann und Startkapital nach Mulfingen, ins benachbarte Jagsttal, zur Gründung eines eigenen Unternehmens. Damals bekam das Unternehmen zum Schutz der Landwirtschaft im Jagsttal die Auflage vom Land Baden-Württemberg nie mehr als 85 Mitarbeiter zu beschäftigen. 2001 hatte EBM, Elektrobau Mulfingen, am Stammsitz 2000 Mitarbeiter (8000 weltweit) und stellte 13 Millionen Kleinventilatoren her. Seit 1992 ist EBM auch Mutterfirma der für Ventilatoren zur Kühlung von Computern bekannten Firma Papst Motoren in St. Georgen und seit 1997 der MVL in Landshut. 2003 erfolgte die Umfirmierung dieser drei Firmen in ebm-papst GmbH & Co. KG.

1980 machte sich der Vertriebsleiter von Ziehl-Abegg Karl Rosenberg selbständig, dessen Rosenberg GmbH ebenfalls Millionenumsätze macht.

So wie Ziehl-Abbeg die Gründung von Firmen förderte, so förderte EBM finanziell die Gründung von zahlreichen Zulieferfirmen (z. B. PVS) durch ehemalige Mitarbeiter von denen es 2001 für 40 Millionen Euro Teile einkaufte.

• ebm-papst GmbH & Co KG, 9000 Mitarbeiter, ca. 1 Milliarde Euro Umsatz, http://www.ebmpapst.com
• Ziehl-Abegg Gmbh & Co KG, 2200 Mitarbeiter, 220 Millionen Euro Umsatz, http://www.ziehl-abegg.de
• Gebhardt Ventilatoren, 330 Mitarbeiter, 50 Millionen Euro Umsatz, http://www.gebhardt.de
• Rosenberg GmbH, 800 Mitarbeiter, 40 Millionen Euro Umsatz, http://www.rosenberg-gmbh.com
• Systemair
• GLT
• DLK

Ein weiteres Ventilatoren-Zentrum entstand in Bad Hersfeld. Hier gründete Benno Schilde in 1874 die spätere Benno Schilde GmbH. 1884 baute Benno Schilde den ersten aus Stahlblech geschweißten Radialventilator. 1922 firmierte das Unternehmen mit 600 Mitarbeitern zur Benno Schilde AG. 1964 stieg die Mitarbeiterzahl auf 1600 und das Unternehmen firmierte jetzt unter Schilde AG, Bad Hersfeld. Im Jahr 1970 kam es zur Verschmelzung mit den Büttner-Werken in Krefeld-Uerdingen zur Büttner-Schilde-Haas AG später Babcock-BSH AG. 1973 kamen die Turbon Werke in Berlin, ein Tochter-Unternehmen der Babcock-Borsig AG, zur jetzigen Babcock-BSH AG. Somit war in Bad Hersfeld die Fertigung der mittleren Ventilatoren mit einem Laufraddurchmesser bis 1120 mm und großen Ventilatoren mit einem Laufraddurchmesser bis 3000 mm konzentriert. Mit dem Einstieg der Turbo Lufttechnik GmbH im Jahr 2000, wurden in Bad Hersfeld auch die ganz großen Axial- und Radialventilatoren mit einem Laufraddurchmesser bis 4400 mm für die Verfahrenstechnik gefertigt.

Quellen

• zum Abschnitt Industrie in Deutschland: McK Wissen, Nr. 1, 1.Jahrgang 2002, S. 10 bis 19

Siehe auch

• Ventil, Radiator, Pankha, Fächer

Weblinks

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