Radialventilatoren

Ventilator

Tisch-Ventilator aus dem Jahre 1937

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.

Einordnung nach Maschinenart

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

Axialventilator

Axialventilator
Axialventilator mit außenliegendem Antrieb

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 sogenanntes Nabentotwasser (auch: „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 das Lager in der Mitte befindet. Diese Ausführung ist jedoch aufgrund der ungewöhnlichen Bauform des Motors eher selten und auch teurer als vergleichbare Axialventilatoren. Aufwendig ist auch das Auswuchten wegen der großen, außen liegenden umlaufenden Masse des Antriebs.

Radialventilator oder Zentrifugalventilator

Radialventilator

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	Axialgebläse mit Hybridantrieb (Druckluft / Drehstrom)	Miniatur-Radiallüfter zur Prozessorkühlung	Slotlüfter für Personalcomputer
Miniatur-Axiallüfter, Belüftung von Geräten und Gehäusen	Dachventilator mit horizontalen Luftaustritt	Radialventilator als Schiffskesselgebläse

Industrie in Deutschland

Die Industrie für Klein-Ventilatoren in Deutschland konzentriert sich in Hohenlohe und bildet einen sogenannten 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. 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. Das gesamte Ventilatoren-Programm wird heute von der TLT-Turbo GmbH in Bad Hersfeld weiter geführt.

Bereits 1879 wurden in der Karl-August-Hütte in Euskirchen Radialventilatoren gebaut. Anfangs noch aus Guss, erfolgte später eine Spezialisierung auf Sonderwerkstoffe. Hitze- und verschleißfeste Werkstoffe und Ventilatoren aus Edelstahl waren im Programm. Weiterentwicklung und Fertigung dieser Spezialanfertigungen wird heute durch BVA Kockelmann GmbH in Euskirchen durchgeführt.

Hersteller in Deutschland:

• ebm-papst GmbH & Co KG, 9000 Mitarbeiter, ca. 1 Milliarde Euro Umsatz
• Ziehl-Abegg AG, 2200 Mitarbeiter, 260 Millionen Euro Umsatz
• Gebhardt Ventilatoren, 330 Mitarbeiter, 50 Millionen Euro Umsatz
• Helios Ventilatoren, rd. 300 Mitarbeiter, www.heliosventilatoren.de
• Rosenberg GmbH, 800 Mitarbeiter, 40 Millionen Euro Umsatz
• Zenner Ventilatoren GmbH, 45 Mitarbeiter, 3 Millionen Euro Umsatz

Weblinks

Wiktionary: Ventilator – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme und Übersetzungen

Commons: Lüfter, Fächer – Bilder, Videos und Audiodateien

Commons: elektrische Lüfter und Ventilatoren – Bilder, Videos und Audiodateien