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Mit dem EC-Motor der Zeit voraus: Effi­zi­enter, leiser, intel­li­genter

In den vergan­genen 50 Jahren hat sich die Venti­la­to­ren­technik in großen Schritten weiter­ent­wi­ckelt. Das wäre nicht möglich, würde man bei der Entwick­lung nicht das Ganze sehen: luft­tech­ni­sche Zusam­men­hänge und damit das perfekte Zusam­men­spiel von Motor­technik, Elek­tronik und Strö­mungs­technik. Ein prägender Akteur dieser Evolu­tion war das Unter­nehmen ebm-papst.


Vor über einem halben Jahr­hun­dert begann im baden-würt­tem­ber­gi­schen Mulfingen die Erfolgs­ge­schichte des Venti­la­toren- und Moto­ren­her­stel­lers ebm-papst. Seitdem hat die Venti­la­to­ren­technik einen ähnlich umwäl­zenden Wandel erlebt wie die Auto­mo­bil­in­dus­trie. Während damals der VW Käfer 1200 mit seinen 38 PS statt­liche neun Liter Benzin auf 100 Kilo­meter schluckte, verbraucht ein moderner Golf mit 90 PS ledig­lich um die 4 Liter.

Eine vergleich­bare Effi­zi­enz­stei­ge­rung um den Faktor sechs haben über die vergan­genen 50 Jahre auch Venti­la­toren hinge­legt. Zudem entfernte sich die Branche immer mehr davon, den Venti­lator als isoliertes Produkt zu verkaufen. Heute bieten Hersteller komplette Funk­tions- und Monta­ge­mo­dule an, die sich per Plug & Play ohne großen Aufwand in verschie­denste Kunden­an­wen­dungen inte­grieren lassen. Drei Phasen beschreiben die wich­tigsten Verän­de­rungen des letzten halben Jahr­hun­derts in der Venti­la­to­ren­technik.

Kleine Außen­läufer als Initi­al­zün­dung

Der „Behr­lüfter“ – der erste Außen­läu­fer­motor, den ebm-papst 1963 produ­ziert und vermarktet, damals noch als Firma ebm. (Foto | ebm-papst)

ebm-papst über­nahm mit seiner Entste­hung im Oktober 1963 eine führende Rolle in der Entwick­lung der Venti­la­to­ren­technik. Damals gründet Gerhard Sturm das Unter­nehmen ebm, um kleine Motoren der Baugröße 60 herzu­stellen. Ein Novum, da es derar­tige Motoren damals nur in deut­lich größeren Ausfüh­rungen gab.

Dank ihrer Bauweise lassen sich Außen­läufer voll in der Lauf­rad­nabe versenken – eine kompakte Funk­ti­ons­ein­heit entsteht. Auf die kleinen Motoren hatte der Markt gewartet: Sie fanden sich bald nach der Einfüh­rung in verschie­densten Anwen­dungen, in denen der Bauraum knapp ist. Die Einsatz­ge­biete reichten von Dunst­ab­zugs­hauben und anderen Haus­halts­ge­räten bis zur Friseurtro­cken­haube von Schwarz­kopf.

Doch der Start verläuft nicht reibungslos: Bereits drei Jahre nach Grün­dung bedrohen die Kinder­krank­heiten dieses Motors das Unter­nehmen massiv. Die Kunden rekla­mieren Venti­la­toren, die bereits nach kurzer Zeit klap­pern. ebm-papst setzt alles auf eine Karte und bietet auf dem Höhe­punkt der Krise einen neu entwi­ckelten Motor als Lösung aller Probleme an – inklu­sive vier­jäh­riger Garantie! Wie mutig dieser Schritt ist, verdeut­licht der Umstand, dass das Team das neue Produkt noch gar nicht ausgiebig getestet hat.

Mitar­beiter bei der Produk­tion von Radi­al­ven­ti­la­toren 1968 in Mulfingen. (Foto | ebm-papst)

Doch der Coup gelingt – und das neue Produkt wird zum abso­luten Verkaufs­schlager: der 68er Außen­läufer-Asyn­chron­motor. In den folgenden Jahren leitet ebm-papst verschie­dene andere Produkte von diesem Grund­motor ab und entwi­ckelt ihn konse­quent weiter. Parallel dazu moder­ni­siert und auto­ma­ti­siert das Unter­nehmen seine Produk­tion Schritt für Schritt, um so der stetig stei­genden Nach­frage aus dem In- und Ausland nach­zu­kommen. Der Mut zur stän­digen Weiter­ent­wick­lung treibt Firmen­gründer Gerhard Sturm an. Und dieses Credo schreibt er auch seiner Firma auf die Fahne: Jedes Produkt muss seinen Vorgänger ökolo­gisch und ökono­misch über­treffen.

Auch die Anwen­dungs­ge­biete erwei­tern sich bis zum Anfang der Sieb­ziger Jahre stetig: Motoren und Lüfter von ebm-papst drehen sich nun in Compu­tern, Klima­ge­räten, Ölbren­nern und Band­ma­schinen von Tonstu­dios und treiben Rühr­werke in der Geträn­ke­indus­trie an.

Mit dem EC-Motor der Zeit voraus

Da die Asyn­chron­mo­to­ren­tech­no­logie jedoch gerade bei kleinen Motoren ener­ge­ti­sche Defi­zite hat, arbeitet ebm-papst ab Mitte der sieb­ziger Jahre verstärkt an der Entwick­lung elek­tro­nisch kommu­tierter perma­nent­ma­gne­ter­regter Synchron­mo­toren, den soge­nannten EC-Motoren. In diesen Produkten wird ein rotie­rendes Magnet­feld erzeugt, dem der mit Perma­nent­ma­gneten bestückte Außen­läufer folgt. Das gesamte System ist deut­lich effi­zi­enter und präziser steu­erbar.

Seinem Credo folgend hält ebm-papst an der Neuent­wick­lung fest, obwohl lange Zeit die Preise der benö­tigen Halb­leiter hoch und die Kosten für Strom vergleichs­weise niedrig sind – und sich daher das Inter­esse an dieser ener­gie­spa­renden Lösung zunächst in Grenzen hält. Doch die Über­zeu­gung, dass sich ökono­mi­scher und ökolo­gi­scher Fort­schritt gegen­seitig bedingen, erweist sich als die Rich­tige: Ende der 1990er kommt in der Zusam­men­ar­beit mit einem deut­schen Anla­gen­bauer der Durch­bruch der EC-Motoren. In seinen Rein­raum­fa­briken kommen sie in großer Anzahl zum Einsatz.

Die Produk­tion am Standort Nieder­stetten beginnt 1981 mit eigener Wickelei. (Foto | ebm-papst)

Zum Jahr­tau­send­wechsel schaffen die EC-Motoren ihren endgül­tigen Durch­bruch in die Breite. Zu diesem Zeit­punkt setzt sich in Gesell­schaft und Politik die Erkenntnis durch, dass sich das Klima u. a. durch einen deut­lich redu­zierten Ener­gie­ver­brauch schützen lässt. In der Folge entwi­ckelt ebm-papst auch für andere und größere Produkte EC-Vari­anten – die stärkste leistet heute 12 Kilo­watt. Nach und nach gelingt es, die Wirkungs­grade der EC-Motoren auf teil­weise über 90 % zu stei­gern, die Leis­tungs­dichte deut­lich zu erhöhen und dadurch ressour­cen­scho­nender zu sein.

Beispiel­haft dafür sind Anfang des neuen Jahr­tau­sends zwei wegwei­sende Projekte in der Klima­technik: Eine Firma setzte in ihrer neuen Klima­ge­rä­te­ge­ne­ra­tion flächen­de­ckend auf den neuen Ener­gie­spar­motor und in einem deutsch­land­weit aktiven Discounter kommen die soge­nannten „EC-Riesen“ – EC-Axial­ven­ti­la­toren mit inte­grierter Elek­tronik und Durch­mes­sern von 800 bis 990 Milli­me­tern – zum Einsatz. So sparen Kunden in Klima­an­lagen, Rechen­zen­tren oder Haus­ge­räten nicht nur eine Menge Energie, sondern auch bares Geld.

Effi­zi­enter und leiser

Ein Schnitt­mo­dell durch einen Außen­läu­fer­motor in EC-Tech­no­logie: Der Rotor dreht sich nicht im, sondern um den Stator und kommt ohne Seltene-Erden-Magnete aus. (Foto | ebm-papst)

Die wich­tigsten Entwick­lungen in den vergan­genen 15 Jahren finden auf dem Gebiet der Aero­dy­namik und der Aero­akustik statt. So hatten Lauf­räder mitt­lerer Größe noch vor zehn Jahren Wirkungs­grade zwischen 25 % und 45 %. Inzwi­schen liegen diese im Bereich von 60 %. Gleich­zeitig arbeitet ebm-papst konti­nu­ier­lich daran, den Geräusch­pegel von Venti­la­toren deut­lich zu senken, da diese oft in geräusch­sen­si­blen Umge­bungen wie Hotel­zim­mern oder in der Wohn­raum­be­lüf­tung zum Einsatz kommen.

Für den letzt­ge­nannten Bereich hat das Unter­nehmen mit dem 2017 entwi­ckelten Radi­al­ven­ti­lator RadiCal im Spiral­ge­häuse eine flüs­ter­leise Lösung vorge­stellt. Dessen strö­mungs­tech­nisch opti­miertes Gehäuse redu­ziert den Geräusch­pegel im Vergleich zu einem Trom­mel­läufer um 3,5 dB(A). Bei Bedarf lässt sich der RadiCal mit dem auf der Saug­seite montierten Vorleit­gitter „Flow­Grid“ kombi­nieren. Dieses redu­ziert die durch Einbauten im Gerät verur­sachten Turbu­lenzen und mini­miert so zusätz­lich vor allem störende nieder­fre­quente Töne.

Immer besser werden

Produkte, Unter­neh­mens­pro­zesse und Produk­tion unter dem Gesichts­punkt der Umwelt­ver­träg­lich­keit ständig zu opti­mieren, findet 2010 in der „Green­Tech“ Philo­so­phie ihr nach außen sicht­bares Zeichen. Voraus­schau­ende Entwick­lung, umwelt­freund­liche Produk­tion und höchste Ener­gie­ef­fi­zienz verbinden sich darin mit größt­mög­li­chem Kunden­nutzen. Bei der Ener­gie­ef­fi­zienz ist das Ende der Fahnen­stange noch nicht erreicht. Auch bei Wirkungs­graden der Motoren von 90 % lassen sich, zum Beispiel bei der Aero­dy­namik, weitere Verbes­se­rungen errei­chen.

ebm-papst stellt Industrie-4.0-fähige Produkte her und vernetzt die Produk­ti­ons­pro­zesse. (Foto | ebm-papst)

Gleich­zeitig arbeitet ebm-papst weiterhin daran, die Ferti­gung seiner Produkte immer energie- und ressour­cen­ef­fi­zi­enter zu machen. Aus physi­ka­li­scher und tech­ni­scher Sicht ist auch hier genü­gend Raum für Inno­va­tionen gegeben. Ein Trend, den sich auch die Venti­la­toren zu Nutze machen, ist die zuneh­mende Vernet­zung unter dem Schlag­wort Indus­trie 4.0. So sind Venti­la­toren bereits heute über Bus-Schnitt­stellen komplett in Anla­gen­kon­zepte inte­grierbar. Dadurch wird nicht nur die gewünschte Dreh­zahl an den Venti­lator über­mit­telt, sondern der Venti­lator kommu­ni­ziert selbst­ständig. Er meldet nicht nur Störungen zurück, sondern auch weitere Detail­pa­ra­meter, mit der beispiels­weise ein Gebäu­de­leit­rechner eine gesamte Klima­an­lage effi­zi­enter steuern kann.

Der Axial­ven­ti­lator AxiEco Protect wird in Verdamp­fern, Wärme­pumpen oder anderen luft- und klima­tech­ni­schen Geräten einge­setzt. Dank des sehr hohen Wirkungs­grads errei­chen selbst die AC-Ausfüh­rungen die Anfor­de­rungen der zukünf­tigen ErP-Richt­linie. (Foto | ebm-papst)

Für die vernetzte Welt der Dinge konnte ebm-papst so bereits früh Lösungen anbieten, die auf die ohnehin im EC-Venti­lator vorhan­dene Elek­tronik zugreifen. Das Unter­nehmen treibt die Weiter­ent­wick­lung digi­taler Lösungen auch weiterhin intensiv voran: Vernetz­bare Luft- und Antriebs­lö­sungen, die neben Bedarfs­ori­en­tie­rung beispiels­weise einfache Fern­über­wa­chung und voraus­schau­ende Wartung ermög­li­chen. Dahinter stecken „intel­li­gente“ Lösungen, die Daten erfassen und über­tragen können, sowie Soft­ware die diese Daten auswertet.

Damit allein ist es jedoch nicht getan: auch neue Geschäfts­mo­delle sind gefragt. Um hier der Zukunft der Venti­la­to­ren­technik auch weiterhin entschei­dende Impulse zu geben, grün­dete das Unter­nehmen 2017 in Dort­mund das Start-up ebm-papst neo, das an digi­talen Lösungen der nächsten Genera­tion arbeitet. Inzwi­schen hat ebm-papst seinen Nach­hal­tig­keits­ge­danken mit der Digi­ta­li­sie­rung vereint: „GreenIn­tel­li­gence“. Dieses Zeichen ist der aktu­ellste Ausdruck der konti­nu­ier­li­chen Arbeit an Inno­va­tionen. Und die ist für ebm-papst nach wie vor die beste Stra­tegie, um auch in Zukunft erfolg­reich die Entwick­lungen der Venti­la­to­ren­technik mitprägen zu können.


Die wich­tigsten Meilen­steine im Über­blick:

1963

Grün­dung der Elek­trobau Mulfingen (ebm). Zu Beginn fertigt das Unter­nehmen vor allem kleine Außen­läufer-Asyn­chron­mo­toren. Die kompakten Motoren finden sich bald nach der Einfüh­rung in verschie­denen Anwen­dungen, in denen der Bauraum knapp bemessen ist.

1965

Entwick­lung des ersten Kompakt­lüfter in EC/DC-Technik, damals noch kollek­tor­lose Gleich­strom­mo­toren genannt.

1992

Über­nahme der PAPST Motoren GmbH in St. Georgen, Schwarz­wald.

1997

Kauf des Werkes Landshut von ALCATEL – Umbe­nen­nung in Motoren Venti­la­toren Landshut GmbH (mvl)

2003

Umfir­mie­rung der drei Unter­nehmen in ebm-papst Mulfingen, ebm-papst St. Georgen und ebm-papst Landshut.

2010

Mit Green­Tech setzt ebm-papst eine Unter­neh­mens­phi­lo­so­phie rund um Ressour­cen­ef­fi­zienz und Nach­hal­tig­keit um. Green­Tech umfasst voraus­schau­ende Entwick­lung, umwelt­freund­liche Produk­tion, höchste Ener­gie­ef­fi­zienz und größt­mög­li­chen Kunden­nutzen.

2013

ebm-papst feiert 50-jähriges Firmen­ju­bi­läum.

2016

Der Axial­ven­ti­lator „AxiB­lade“ wird präsen­tiert, er wird in Verdamp­fern, Verflüs­si­gern oder Wärme­tau­schern der Luft-, Klima- und Kälte­technik einge­setzt. ebm-papst erwirt­schaftet einen Umsatz von knapp 1,7 Mrd. Euro und beschäf­tigt welt­weit über 13.000 Mitar­bei­te­rinnen und Mitar­beiter.

2017

Für den Einsatz in Wohnungs­lüf­tungs­ge­räten stellt ebm-papst einen einbau­fer­tigen Radi­al­ven­ti­lator vor: Der RadiCal im Spiral­ge­häuse.

2018

ebm-papst über­schreitet erst­mals die Umsatz­schwelle von zwei Milli­arden Euro. Somit wird in diesem Geschäfts­jahr ein Wachstum von 143 Millionen Euro erreicht und GreenIn­tel­li­gence wird ins Leben gerufen.

2020

Der Axial­ven­ti­lator AxiEco Protect für den Einsatz in Verdamp­fern, Wärme­pumpen oder anderen luft- und klima­tech­ni­schen Geräten wird vorge­stellt. Dank des sehr hohen Wirkungs­grads errei­chen selbst die AC-Ausfüh­rungen die Anfor­de­rungen der zukünf­tigen ErP-Richt­linie.

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