Stromversorgung & Leistungselektronik Horizonterweiterung auf engstem Raum

14.02.2012

Seit 14 Jahre entwickelt Arnold Kuner die Elektronik für Lüfter von ebm-papst. Was ihn nach all der Zeit immer noch antreibt? Das Bedürfnis, immer noch besser werden zu wollen.

„Ich habe recht lange gebraucht, um mein Berufsbild zu formen“ erklärt Arnold Kuner. Zwar hat sich der Schwarzwälder schon immer für Elektronik interessiert und wie viele seiner heutigen Kollegen defekte Geräte auseinandergenommen und wieder zusammengebaut, aber dann wollte er Schreiner werden. Letztlich ist es doch die Elektronik geworden, sonst würde er sich heute nicht bei ebm-papst in St. Georgen um Hard- und Software-Entwicklungen kümmern. „Nach dem Abitur hatte ich Zeit zu überlegen und habe mich dann doch für Elektronik entschieden“, erinnert sich Arnold Kuner. „Die Nähe zur FH Furtwangen hat dabei auch eine Rolle gespielt.“

Sein erstes Praxissemester absolviert er schon bei ebm-papst, in den Semesterferien finanziert er sich hier einen Teil seines Studiums. Dennoch ist die erste Festanstellung nach dem Studium ein Job bei Stuttgart, wo sich Arnold Kuner sowohl mit Hardware- als auch mit Software-Entwicklung beschäftigt. 1997 zieht es ihn aus privaten Gründen zurück in den Schwarzwald. Und dank der guten Pflege alter Kontakte gelingt der Einstieg bei ebm-papst.

Elektronik für Lüfter

Seit nunmehr 14 Jahren ist der aus Schönwald im Schwarzwald stammende Entwickler beim Lüfterspezialisten ebm-papst tätig. In der Entwicklungsabteilung mit rund 100 Mitarbeitern entwickelt er Hard- und Software für Kompakt-Lüfter bis 120 mm x 120 mm Kantenmaß. Die rund 30 Elektronik-Entwickler sind je nach Geschäftsbereich in verschiedene Entwicklungsbereiche aufgeteilt. Arnold Kuners Aufgabe: „Ich bin bei der Lüftersteuerung für alles zuständig, was nicht Kugel-lager und nicht Kunststoff ist“, erklärt der 45-jährige. Er entwickelt Schaltkreise, betreut Layouts und schreibt Software für Embedded Controller. „Es werden entweder fertige Controller-ICs verwendet oder Mikrocontroller, für die die Firmware entwickelt werden muss“, erläutert Arnold Kuner. „Das sind Echtzeit-Anwendungen, da muss die Kommutierung genau auf einen bestimmten Zeitpunkt funktionieren.“

Dabei entwickelt Arnold Kuner sowohl Standard- als auch kundenspezifische Lösungen. „Das hängt von der Aufgabe und der Entwicklungsphase ab“, erläutert er. „Aber insgesamt ist das Verhältnis etwa ausgewogen.“ Seine derzeitige Herausforderung besteht darin, eine Elektronik in eine sehr kleine Anwendung integrieren zu müssen. „Hier besteht die besondere Kunst darin, alles auf dem vorhandenen Bauraum unterzubringen“, beschreibt Arnold Kuner die Problematik. „Man muss alle limitierenden Faktoren ausloten, wie zum Beispiel die Motorerwärmung.“

Herausforderung Wirkungsgrad

Limitierende Faktoren gab es auch einige bei der Entwicklung des Lüfters ACi 4400, an der Arnold Kuner beteiligt war. Der Lüfter, der Spaltpolmotoren ersetzt, ist eine gelungene Umsetzung der GreenTech-Philosophie von ebm-papst. Der ACi 4400 mit internem Spannungswandler und DC-Motor spart bis zu 77 Prozent gegenüber herkömmlichen Modellen mit AC-Motor. Um dorthin zu kommen, war einiges an Tüftelei notwendig. „Die Integrationsdichte ist sehr hoch“, erinnert sich Arnold Kuner. „Wir mussten auf etwa demselben Nabendurchmesser die Elektronik und gleichzeitig noch das Netzteil unterbringen.“ „Schwierig war es“, führt er weiter aus, „dort ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Netzteil und Motorantrieb zu finden.“ Ergänzend erläutert er: „Es waren viele Iterationsschritte notwendig. So haben wir versucht, die Packungsgröße vom Netzteil kleiner und den Motor größer zu machen, um zu sehen, wie stark das Netzteil davon beeinflusst wird. Ein großer Motor hat einen größeren Wirkungsgrad und verbraucht dadurch wieder weniger Strom. Das war eine Entwicklungsschleife, die mehrfach durchlaufen werden musste, um das Optimum für den Motor zu finden.“

Das ist durchaus gelungen: Während herkömmliche AC-Lüfter mit Spaltpolmotoren einen Wirkungsgrad von etwa sechs Prozent erreichen, kommt der ACi auf einen Gesamtwirkungsgrad von 29 Prozent. In absoluten Zahlen ist es fast noch beeindruckender: Im Gegensatz zur Anschlussleistung von 19Watt, die ein klassischer AC-Lüfter verbraucht, kommt der ACI 4400 mit gerade einmal 4,4 Watt aus. Der Unterschied von 14,6 Watt summiert sich über die Laufzeit des Lüfters zu einer ansehnlichen Summe. Nimmt man als Beispiel eine mittlere Fabrikhalle mit 50 Schaltschränken mit Filterlüftern im Dauerbetrieb, kommt man bei einem Austausch von herkömmlichen AC-Lüftern auf eine Energieeinsparung von 6,5 MWh. Bei einem Preis von 12 Cent/kWh lassen sich in einem Jahr etwa 760 Euro einsparen, womit sich in weniger als einem Jahr der Mehrpreis für die Ventilatoren erwirtschaften lässt.

Ausdauer und Offenheit

Es ist wenig überraschend, dass Arnold Kuner Konzentrationsfähigkeit und Ausdauer als die wichtigsten Voraussetzungen für einen Entwickler einschätzt. „Man muss beharrlich Aufgabenstellungen abwickeln und darf nicht zu früh das Handtuch werfen“, erklärt er. Für fast ebenso wichtig hält er einen Überblick über das Gesamtsystem und interdisziplinäres Denken. „Durch den Kostendruck im Markt ist es immer wieder wichtig, die optimale Lösung zu finden“, beschreibt er den Berufsalltag. „Und das heißt, nicht die optimale Lösung für die Elektronik, sondern für das gesamte Produkt. Man muss das Zusammenwirken der einzelnen Elemente sehen.“ Und nicht zuletzt hält Arnold Kuner eine gewisse Offenheit gegenüber Neuem und gegenüber den Kollegen für essentiell. „Das Zwischenmenschliche macht viel in den Projektteams aus“, erklärt er.

Dabei findet der größte Teil seiner Arbeit am PC statt. Etwa zwei Drittel seiner Arbeitszeit widmet er der „Theorie“ am PC, ein Drittel der Zeit verbringt er mit der „Praxis“ am Laborarbeitsplatz, um die simulierten Schaltungen zu verifizieren. „Es muss ja auch nachvollzogen werden, ob die Simulationen passen.“ Das Verhältnis zwischen PC und Laborarbeitsplatz hat sich dabei in den letzten Jahren aus Sicht von Arnold Kuner verschoben. „Die Arbeit am Rechner hat über die Jahre zugenommen“, beschreibt er seine Erfahrung.

Den Horizont erweitern

Was er an seiner Tätigkeit schätzt, ist der Abwechslungsreichtum, beispielsweise bei Hardware- oder Software-Teilprojekten, die viel Physik beinhalten und sich stark mit dem Motor beschäftigen. Hinzu kommt der Kontakt zu den verschiedenen Disziplinen im Haus, beispielsweise zur Konstruktion oder zur Strömungstechnik. „Man kann den eigenen Horizont erweitern“, erklärt Arnold Kuner. Dazu gehört auch die bedarfsorientierte Fortbildung. „Und wenn ich bei mir eine Lücke sehe, spreche ich die jeweiligen Spezialisten direkt an und lasse mir die physikalischen Hintergründe erklären,“ so Arnold Kuner. „Man gibt sich keine Blöße, wenn man sich eine Lücke eingesteht“.

Und schließlich braucht man ja auch noch Ziele, um sich verbessern zu können. Allerdings versucht der dreifache Familienvater, auch da realistisch zu bleiben. „Ich habe aufgehört, mir große Ziele zu setzen“, erklärt er. „Ich stecke mir eher kleine Ziele.“ Beruflich bedeutet das für Arnold Kuner, seine fachliche Kompetenz weiter auszubauen. Privat will er sich vor allem auf dem Mountainbike seine Fitness steigern. Auch dabei werden ihm seine Ausdauer und Beharrlichkeit weiterhelfen.

Bildergalerie

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel