Spezial-Metall-Laufrad macht EC-Radialventilatoren noch effizienter

03.11.2026 | Veröffentlicht in Ausgabe 11-2026

Bild: ebm-papst

EC-Radialventilator RadiPac der 3. Generation in Metallausführung.

Bei der Entwicklung von EC-Radialventilatoren gibt es nach wie vor Verbesserungen bei Energieeffizienz und Luftleistung. Moderne Fertigungsverfahren ermöglichen eine immer exaktere Annäherung der Laufradgeometrie an die ideale strömungstechnische Form. Weitere Fortschritte bringt die dritte Generation von Hochleistungs-Metalllaufrädern von ebm-papst mit dreidimensional geformten Schaufeln.

Bei den heute aerodynamisch ausgefeilten Ventilatoren werden Laufräder und Einströmdüsen in der Regel aus Kunststoff gefertigt. Per Spritzguss geformter Kunststoff ermöglicht eine präzise Gestaltung, sodass Bauteile mit sehr kleinen Toleranzen hergestellt werden können. Nachteilig sind bei Kunststoff jedoch im Brandfall, die Gasentwicklung sowie die geringere Formstabilität. Daher ist der Einsatz in manchen Märkten, wie hauptsächlich in den USA, oft in Asien und teilweise in Europa (Frankreich) nur sehr begrenzt möglich.

Durch höhere Rechenleistung und einen größeren Integrationsanteil in Simulationen konnte die Laufrad-Auslegung besser auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt und die Effizienz der Luftförderung weiter gesteigert werden. Neue Möglichkeiten in der Formgebung und Fertigung führten zur Optimierung der Metalllaufräder und zur Entwicklung der dritten Generation von Hochleistungslaufrädern mit dreidimensional geformten Schaufeln, die durch eine hohe Festigkeit und besseren Wirkungsgrad gekennzeichnet sind.

Die Hochleistungsventilatoren mit Metalllaufrad erfüllen dabei die strengen Brandschutzvorschriften in bestimmten Märkten, hauptsächlich in Nordamerika und Asien, und eignen sich vor allem für den Einsatz in RLT-Anlagen, in Präzisionsklimageräten, der Elektronikkühlung, in Kühltürmen und in vielen weiteren kälte- und klimatechnischen Anwendungen.

Metall-Laufräder kommen u. a. bei hohen Brandschutz-Anforderungen zum Einsatz.

Fortschrittliche Formgebung und Fügung

Neue und bessere Möglichkeiten in Formgebungs- und Fügeverfahren von Metallblech trugen dazu bei, Hochleistungslaufräder zu entwickeln, die im Brandfall weder schmelzen noch Rauch erzeugen und effizient überall eingesetzt werden können. Dabei sind Formen des errechneten aerodynamisch günstigsten Designs von Schaufel, Boden und Deckscheibe technisch umsetzbar.

Die Fertigungstoleranzen sind ebenfalls sehr gering, der Luftspalt zwischen Einströmdüse und Laufrad fällt so geringer aus als beim Vorgänger in Metallausführung. Dadurch ergibt sich bei der neuen Baureihe auch ein höherer Wirkungsgrad. Bei Bedarf können Hybridausführungen aus Metalllaufrad und Kunststoff-Einströmdüse mit einem kleineren Luftspalt für eine noch bessere Effizienz konfektioniert werden.

Die Einzelteile der Laufräder werden mit Hilfe von speziellen Schweißverfahren zu einer Einheit gefügt. Die Tücke liegt dabei im Detail: Die Produktion muss auch bei hohen Stückzahlen immer reproduzierbare Ergebnisse mit hoher Maßhaltigkeit und Lebensdauer ergeben. Schweißen als thermisches Verfahren ist jedoch bekannt dafür, dass es das Metallgefüge verändert und zu lokal geringerer Festigkeit führen kann.

Durch eine optimierte Formgebung der Ventilatorschaufeln an der höherbelasteten Austrittkante kann die Belastung jedoch weg von der Verbindungsstelle am Schaufelfuß und ins unveränderte Materialgefüge verlegt werden. Die nach materialspezifischen und aerodynamischen Gesichtspunkten gestalteten Einzelteile ermöglichen eine nahezu uneingeschränkte 3 D-Formgebung.

Letztendlich arbeiten die Laufräder mit fünf Schaufeln und der verbesserten Geometrie deutlich leiser und effizienter im Betrieb als ihre Vorgänger in Metallausführung. Durch eine dazu noch bessere Festigkeit der Laufräder können, bei fast identischem Gewicht, zudem noch höhere Drehzahlen erreicht werden. Das bewirkt außerdem eine gesteigerte Luftförderung bei gleichen Abmessungen. Der maximale Laufraddurchmesser beträgt dabei 800 mm.

Es sind höhere Drehzahlen und damit größere Luftleistungen möglich.

Baugrößen und Einsatzmöglichkeiten

Für einen möglichst universellen Einsatz wurden die Änderungen bei der dritten RadiPac- Ventilatorgeneration in Metallausführung von ebm-papst auf die relevanten Baugruppen beschränkt. So sind die Montageplatte und zahlreiche Randbaugruppen nahezu identisch bzw. kompakter, ein einfacher Austausch gegen alte Ventilatoren ist einfach möglich. Auch vorhandene Vorleitgitter für mehrere gleiche Ventilatoreinheiten und Einströmdüsen für die Ventilatoren sind kompatibel.

Die Ventilatoren der Baureihe liegen mit Laufraddurchmessern von 280 bis 800 mm vor und erreichen eine Motorleistung von ca. 170 W bis 24 kW. Zudem können die größeren Baugrößen 710 und 800 mit stärkeren Motoren bestückt werden, was zu höheren Fördervolumen bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad führt. Letztere entspricht beim 800 mm-Ventilator rund 50 000 m³/h Fördervolumen (frei ausblasend) und bei 2000 Pa Druckerhöhung immer noch 30 000 m³/h.

Je nach Anwendungsanforderung gibt es die RadiPac-Ventilatoren in langer (Standardtype) oder optional auch als kompakte Kurzversion. Bei der Standardversion sitzt das Laufrad vorne am Motor, bei der Kompaktversion für platzkritische Anwendungen wird das Laufrad am Rotorflansch befestigt, sodass der Motor in das Laufrad hineinragt.

Eine automatische Resonanzerkennung verhindert Schäden am Lagersystem der Laufräder.

Elektronik und Motoren

Radialventilatoren werden in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Je nach Einbausituation kann es in bestimmten Drehzahlbereichen zu Resonanzen kommen. Wird ein Ventilator häufig in einem solchen kritischen Bereich betrieben, kann das Lagersystem des Antriebsmotors Schaden nehmen und so zum vorzeitigen Ausfall des Ventilators führen. Für Anlagenbetreiber sind diese Vibrationen zwar messbar, lassen sich aber nicht einfach abstellen.

ebm-papst löst dieses Problem bei den RadiPac-Radialventilatoren mit einer automatischen Resonanzerkennung. Diese registriert bei einem Hochlauf bis zur Nenndrehzahl mögliche anwendungsspezifische Resonanzdrehzahlen, die dann im späteren Betrieb ausgespart oder schnell durchfahren werden. Das schont die Lager und erhöht die Zuverlässigkeit.

Alle Ventilatoren können über 0-10 VDC oder Modbus RTU gesteuert werden, sind mit integrierten EMV-Filtern ausgerüstet und erfüllen die einschlägigen EU- und oder z. B. UL-Zulassungen für den US-Markt. Darüber hinaus ist ein Fernmonitoring der Ventilatoren ebenso möglich wie eine einfache Einbindung externer Sensoren an die Lüftersteuerung. Zusätzlich wurden die EC-Motoren an aktuelle Anforderungen angepasst, welche ohne die teuren Seltenerdmagnete auskommen. Hohe Effizienz über das gesamte Drehzahlband erlaubt in Verbindung mit der intelligenten Steuerung einen exakt auf den jeweiligen Luftbedarf abgestimmten, energiesparenden Betrieb.

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