Der Aufbau der Turbogebläse von Aerzen ist relativ einfach: Ein direkt auf der Motorwelle sitzendes strömungstechnisch optimiertes Schaufelrad dreht sich in einem Spiralgehäuse und erzeugt so den Volumenstrom. Die besondere Herausforderung dieser Technologie liegt in den hohen Drehzahlen von 20 000 bis 70 000 min-1. Neben speziellen Motoren und einem Frequenzumrichter kommt eine große Bedeutung der Wellenlagerung zu. Standard-Industriewälzlager sind für die auftretenden Belastungen nicht geeignet.
Mit steigender Drehzahl zentriert sich die Achse selbst
Für das Problem hat der Hersteller eine Lösung gefunden: Die beiden Radiallager der Antriebswelle sowie das Axiallager zur Aufnahme der axialen Kräfte werden im Betrieb berührungslos luftgelagert. Die Wellenrotation erzeugt beim Anfahren des Turbogebläses im Luftspalt zwischen Welle und Lagerung durch die natürliche Unwucht eine exzenterförmige Kreisbewegung, wodurch die Luft im Spalt verdichtet wird. Mit steigender Drehzahl zentriert sich die Achse selbst und wird mit einem Luftdruck von über 30 bar berührungslos in ihrer Position gehalten.
Komplettiert wird dieses System durch eine wartungsfreie Zweikomponentenbeschichtung, die beim Anlaufen des Turbos in den Sekundenbruchteilen, bis sich das Luftkissen gebildet hat, als Reibpartner zwischen den hochvergüteten Oberflächen dient. Eine PTFE-Schicht sorgt dabei schmiermittelfrei für gute Gleiteigenschaften. Ein wellenförmig gewalztes Stahlblech stützt die Gleitschicht des Lagers und dämpft auftretende Schwingungen, damit diese sich nicht auf das Gehäuse übertragen.
Turbogebläse anderer Hersteller verwenden eine Magnetlagerung. Sie funktioniert prinzipiell genauso gut, hat aber eine Reihe von Nachteilen gegenüber der Luftlagerung: Die ringförmig angeordneten Magnetspulen benötigen ein hochkomplexes Regelsystem und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung. Eine Magnetlagerung ist damit teurer und hat einen höheren Wartungsaufwand, wodurch die Lebenszykluskosten deutlich steigen. Hinzu kommt, dass bei einem komplexeren geregelten System generell mehr Fehlermöglichkeiten bestehen als bei der Luftlagerung, die keine elektrischen, mechanischen oder pneumatischen Regelungen benötigt. Sie ist einfach aufgebaut, effizient, kostengünstig und wartungsarm.
