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DER KONSTRUKTEUR 11/2016

DER KONSTRUKTEUR 11/2016

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE PRODUKTE UND ANWENDUNGEN EFFIZIENZTIERE Der massige Buckelwal ist im Wasser erstaunlich wendig unterwegs und die Eule fliegt nahezu geräuschlos durch die Lüfte. Von Flossen und Flügeln dieser beiden „Effizienztiere“ ließen sich die Konstrukteure einer neuen Generation von Radialventilatoren inspirieren. Ziehl-Abegg liegt mit dem Spitzenwirkungsgrad von Radialventilatoren bei mehr als 70 %. Daher muss jeder Ansatz zur Optimierung genutzt werden. Der Luftstrom trifft bei Radialventilatoren je nach Volumenstrom in unterschiedlichen Winkeln auf die Ventilatorschaufeln. Der Wal hat beim Schwimmen im Meer ähnliche Herausforderungen zu meistern: Durch die Bewegung der Flossen ändert sich deren Winkelstellung ständig. Würden seine Brustflossen in einem zu steilen Winkel zur Gegenströmung stehen, würde sich das Wasser mit großen Verwirbelungen von den Flossen ablösen. STRÖMUNGSVERLUSTE UND GERÄUSCHE REDUZIEREN „Große Verwirbelungen sind gekennzeichnet von hohen Strömungsverlusten und Geräusch“, erläutert Dr. Walter Angelis, Technischer Leiter bei Ziehl-Abegg. In Jahrtausenden hat der Buckelwal seine Flossen optimiert. So weisen die Vorderkanten der Walfischflossen golfballgroße Beulen auf (Fachbegriff: Tuberkel). Dadurch kann ein 25 bis 30 t schweres Tier mit seinen langen Brustflossen schnell und wendig schwimmen. „Dies haben wir an der Vorderkante der Ventilatorschaufel nachempfunden und als gewelltes Profil umgesetzt“, erklärt Angelis. Auch bei der Hinterflosse des Wales, der Fluke, haben die Strömungstechniker genauer hingeschaut. Die V-förmige Kontur des hinteren Flügelabschnitts verzögert mögliche Strömungsabrisse – was den Ventilator für viele unterschiedliche Druckbereiche einsetzbar macht. Insgesamt hat die Evolution den Buckelwal im Hin- blick auf die Strömungseffizienz so optimiert, dass er trotz seiner Körpergröße als guter und wendiger Schwimmer gilt. Von diesen bionischen Erkenntnissen profitiert nun bei Ziehl- Abegg die neueste Ventilatorgeneration im Radialbereich bei Baugrößen ab 710 mm. Der Produktname ZAbluefin lehnt sich an das englische Wort für Flosse fin an. „Zusätzlich haben wir die Ventilatorschaufel noch mit einer Verwindung versehen“, fügt Angelis hinzu. Dadurch wird über die gesamte Spannweite ein optimaler Zuströmwinkel geschaffen. Nicht nur die gezackten Hinterkanten machen das Laufrad leiser. Auch die Wellung der Schaufelflächen ergibt eine Schallreduzierung. ZWEI BIONISCHE ANSÄTZE VEREINT Etwa zwei Jahre haben sich die Experten bei Ziehl-Abegg mit dem neuen Radiallaufrad für Klimazentralgeräte und Industriebelüftung beschäftigt. Eine bionische Profilierung hat sich als sehr effektiv für Effizienz und Schallarmut herausgestellt. Bei der bionisch profilierten Schaufel gibt es im Gegensatz zu derzeit marktüblichen Hohlschaufeln keine Zwischenräume, in die Schmutz oder Kondenswasser eindringen kann, was dann neben Korrosion auch zur Unwucht führen würde. Daher wird der Stahl mit einer 600-t-Presse in Wellenform gebracht, was die bionische Profilierung ergibt – „dadurch erhalten wir zusätzliche Festigkeit und können das Gewicht optimieren“, betont Angelis. Weniger Gewicht schont die Lager in den Motoren. Das neue Radiallaufrad weist Merkmale von zwei völlig unterschiedlich bionischen Ansätzen auf: sowohl von der Aerodynamik DURCH DIE BIONISCHE PROFILIE- RUNG WERDEN DIE VENTILATOREN ENERGIEEFFIZIENTER UND LEISER (Vogelkunde) als auch von der Hydrodynamik (Meeresbiologie). So sind die Hinterkanten der Ventilatorschaufeln dem Eulenflügel nachempfunden. „Die Eule als leisester Raubvogel ist bei uns schon für mehrere Designs Vorbild gewesen“, sagt Vorstandsvorsitzender Peter Fenkl. Mittlerweile gelten gezackte Hinterkanten von Ventilatoren als ein Marken zeichen von Ziehl-Abegg. Bei dem neuen Ventilator wurden die Zacken allerdings etwas angepasst und weicher gezeichnet. Die neuen Radialventilatoren ermög lichen eine Energieeinsparung bis zu 10 %. „Unsere Ingenieure haben damit ihre Spitzenstellung in der Bionik und als Technologieführer in der Ventilatorentechnik deutlich unterstrichen“, freut sich Peter Fenkl. Bild: Ziehl-Abegg; Hintergrundbild Fotolia/NoraDoa www.ziehl-abegg.com 70 DER KONSTRUKTEUR 11/2016

Nächste Messe: 14.03.-16.03.2017 LogiMAT Stuttgart KUNDENSPEZIFISCHE EMV-DICHTUNGEN MIT IP-SCHUTZ Zur Abdichtung gegen HF- und Umwelteinflüsse bietet Infratron neben seinem umfangreichem Standardprogramm auch maßgeschneiderte Lösungen an. Das Basismaterial ist ein wasserdichter Neoprenschaum, der je nach Bedarf mit verschiedenen leitfähigen Materialien kombiniert wird. Dafür kommen Drahtgestricke, Textilien, Metallfolien oder auch leitfähige Silikone in Frage. Damit können binnen weniger Tage und sehr flexibel Flachdichtungen genau nach Kundenspezifikation gefertigt werden. Auf diese Weise werden hohe und höchste HF-Dämpfungswerte und bei Bedarf auch Umweltdichtigkeit bis IP69k erzielt. Neben einer umfassenden Design-Unterstützung bietet der Hersteller auch die Möglichkeit an, die benötigte Dichtung werksseitig an einen vorhandenen Prototypen anzupassen. www.infratron.de BLOCKIERBARE GASFEDERN AUS DEM BAUKASTEN Ein komfortables und sicheres Verstellen von Sitzen und Lenksäulen ermöglichen die blockierbaren Gasfedern Varilock von Suspa. Sie kommen z. B. in flexibel neigbaren Passagiersitzen in Bus, Bahn und Flugzeug, für die Winkelverstellung von Lenksäulen in Landmaschinen und Lkws oder für höhenverstellbare Armlehnen in Nutzfahrzeugen zum Einsatz. Sie eignen sich auch für Wohn-, Büro- und Schulmöbel oder Anwendungen der Medizin- und Rehatechnik. Ein Baukastensystem ermöglicht eine spezifische Anpassung. Die Gasfedern mit Kräften zwischen 100 und 1000 N bestehen aus einem Druckrohr mit Kolbenstange inklusive Kolben, dessen Ventil über einen Auslösestift betätigt wird. Bei geschlossenem Ventil arretiert die Gasfeder in der gewünschten Position und löst je nach Druckmedium eine elastische oder starre Blockierung aus. Der Kolbenstangendurchmesser beträgt 10 mm. Die Sonderfunktion Time Reset sorgt für die automatische Rückstellung der Rückenlehnen von Passagiersitzen. Das nach da? Läuft. www.suspa.com BIODYNAMISCHE BELEUCHTUNG AM MONTAGEARBEITSPLATZ Gesundheit, Sicherheit, Produktivität und Energieeffizienz lauten die Ziele für industrielle Beleuchtungslösungen, denen sich Waldmann verschrieben hat. Der Hersteller hat neue Beleuchtungslösungen für die Raum- und Maschinenbeleuchtung im Portfolio. Mit der Studie Tameto VTL zeigt er außerdem, wie biodynamisches Licht am Industriearbeitsplatz umgesetzt werden kann. Tameto VTL basiert auf den Empfehlungen der Berater von A.T. Kearney, des Verbands ZVEI sowie der langjährigen Erfahrung von Waldmann in der Entwicklung von industriellen und biologisch wirksamen Beleuchtungslösungen. Die Studie Tameto VTL zeigt nun die erste Umsetzung einer biologisch wirksamen Beleuchtung im industriellen Umfeld. Damit bringt Waldmann die positive Wirkung des natürlichen Lichts an den Montagearbeitsplatz. Dazu orientiert sich der Indirektlichtanteil am Tageslicht und verändert die Lichtintensität und Lichtfarbe nach einer fest definierten zeitlichen Regelkurve. Das neutrale Licht im Direktlichtanteil ist stufenlos dimmbar und sorgt so für den bestmöglichen visuellen Komfort. www.waldmann.com Unsere Förderanlagen. Automatisch, innovativ, wirtschaftlich & leise. Wir beraten Sie gerne. www.haro-gruppe.de

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