BOGE - Druckluftkompendium

druckIuft

kompendiumHoppenstedt Bonnier Zeitschriften GmbHHavelstraBe 9, D-64295 Darmstadtwww.hoppenstedt-zeitschriften.de6., berarbeitete Aufage 2004Das vorliegende Buch wurde sorgfltig erarbeitet. Dennoch bernehmen Autor und Verlag fr die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlgen sowie fr evtl. Druckfehler keine Haftung.Alle Rechte vorbehalten.Nachdruck, auch auszugsweise, verboten.Kein Teil dieses Werkes darf ohne schriftliche Einwilligung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikroflm oder ein anderes Verfahren) auch nicht fr Zwecke der Unterrichtsgestaltung reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfltigt oder verbreitet werden. 2004. Alle Rechte bei BOGE.Herausgegeben von BOGE, Otto-Boge-Str. 1-7, 33739 BielefeldVerfasser der 1. bis 5. Aufage Ulrich Bierbaum (BOGE)6. Aufage berarbeitet von Jrgen Htter (BOGE)Gedruckt auf 80gr holzfreiem Papier mit minerallfreien FarbenVertrieb: Hoppenstedt Bonnier Zeitschriften GmbH, 64295 DarmstadtDruck: Druckhaus Darmstadt GmbH, 64295 DarmstadtPrinted in Germany.SBN: 3-935772-11-4IInhaltsverzeichnisInhalt1.1 Die Geschichte der Druckluft ................................................. 11.1.1 Die Anfnge der Druckluft .................................................... 11.1.2 Erste Anwendungen der Druckluft ........................................ 21.2 Einheiten und Formelzeichen ................................................ 61.2.1 Basiseinheiten ...................................................................... 61.2.2 Einheiten der Drucklufttechnik.............................................. 61.3 Was ist Druckluft? ................................................................... 71.3.1 Zusammensetzung der Luft ................................................. 71.3.2 Eigenschaften der Druckluft ................................................. 71.3.3 Wie verhlt sich Druckluft? ................................................... 71.4 Physikalische Grundlagen...................................................... 81.4.1 Temperatur ........................................................................... 91.4.2 Volumen ............................................................................... 91.4.3 Druck.................................................................................. 101.4.4 Volumenstrom .................................................................... 111.5 Bewegte Druckluft ................................................................. 131.5.1 Strmungsverhalten ........................................................... 131.5.2 Stmungsarten................................................................... 132.1 Vorteile der Druckluft ............................................................ 142.2 Druckbereiche ....................................................................... 172.3 Anwendungsmglichkeiten der Druckluft ........................... 182.3.1 Spannen und Klemmen mit Druckluft ................................. 182.3.2 Transport mit Druckluft ....................................................... 182.3.3 Antrieb mit Druckluft ........................................................... 192.3.4 Spritzen mit Druckluft ......................................................... 192.3.5 Blasen mit Druckluft ........................................................... 192.3.6 Prfen und Kontrollieren mit Druckluft ................................ 202.3.7 Steuern und Regeln mit Druckluft ...................................... 202.4 Fachgebietsbezogene Anwendungsbeispiele .................... 213.1 Kompressoren (Verdichter) .................................................. 243.1.1 Dynamische Verdichter ( Turboverdichter ) ......................... 243.1.2 Verdrnger-Verdichter ........................................................ 243.2 Kompressorbauarten ............................................................ 253.2.1 Marktgerechte Kompressoren ............................................ 263.2.2 Hubkolbenkompressor ....................................................... 273.2.3 Membrankompressor ......................................................... 293.2.4 Freikolbenkompressor ........................................................ 303.2.5 Vielzellenkompressor ......................................................... 313.2.6 Flssigkeitsringkompressor ................................................ 323.2.7 Schraubenkompressor ....................................................... 333.2.8 Roots-Verdichter ................................................................ 343.2.9 Axialverdichter .................................................................... 353.2.10 Radialverdichter ................................................................. 36Teil 1Grundlagen der DruckluftTeil 2Einsatzbereicheder DruckluftTeil 3DrucklufterzeugerKapitel SeiteIIInhaltsverzeichnisTeil 4Regelung vonKompressorenKapitel Seite3.3 Kolbenkompressoren............................................................ 373.3.1 Allgemeines........................................................................ 373.3.2 Ansaugleistung - Liefermenge............................................ 383.3.3 Khlung .............................................................................. 393.3.4 Khlmittel ........................................................................... 403.3.5 Regelung von Hubkolbenkompressoren............................. 403.3.6 Vorteile von Hubkolbenkompressoren ................................ 403.3.7 Baugruppen eines Kolbenkompressors.............................. 413.4 Schraubenkompressoren ..................................................... 423.4.1 Allgemeines........................................................................ 423.4.2 Verdichtungsvorgang.......................................................... 423.4.2 Funktionsweise................................................................... 433.4.3 lkreislauf .......................................................................... 443.4.4 Luftkreislauf ........................................................................ 453.4.5 Wrmerckgewinnung........................................................ 463.4.6 Ansaugregelung ................................................................. 463.4.7 Vorteile von Schraubenkompressoren................................ 463.4.8 Baugruppen eines Schraubenkompressors ....................... 473.5 Baugruppen ........................................................................... 483.5.1 Antriebsmotor ..................................................................... 483.5.2 Keilriemen .......................................................................... 483.5.3 Riemenspannvorrichtung ................................................... 483.5.4 Saug- und Druckventile ...................................................... 493.5.5 Sicherheitsventile ............................................................... 493.5.6 Ansaugfilter ........................................................................ 493.6 Kompressorschmier- und khlmittel ................................... 504.1 Druckdefinitionen.................................................................. 514.2 Betriebszustnde .................................................................. 524.2.1 Stillstand ( L0 ) .................................................................... 524.2.2 Leerlauf ( L1 ) ...................................................................... 524.2.3 Teillast ................................................................................ 534.2.4 Lastlauf ( L2) ..................................................................... 534.3 Regelung einzelner Kompressoren ..................................... 544.3.1 Aussetz-Regelung .............................................................. 544.3.2 Leerlauf-Regelung.............................................................. 544.3.3 Verzgerte Aussetz-Regelung............................................ 554.3.4 Teillast-Regelung................................................................ 564.3.4.1 Stufenlose Leistungsregelung ............................................ 564.3.4.2 Frequenzregelung .............................................................. 574.4. Das ARS-Steuerungskonzept ............................................... 594.4.1 Autotronic ........................................................................... 604.4.2 Ratiotronic .......................................................................... 604.4.3 Supertronic......................................................................... 61IIIInhaltsverzeichnisTeil 5DruckluftaufbereitungKapitel Seite4.5 Regelung von mehreren Kompressoren ............................. 624.5.1 MCS 1 und MCS 2 ............................................................. 624.5.2 MCS 3 ................................................................................ 634.5.3 MCS 4 ................................................................................ 644.5.4 MCS 5 ................................................................................ 654.5.5 MCS 6 ................................................................................ 664.5.6 MCS 7 ................................................................................ 675.1 Warum Druckluftaufbereitung?............................................ 685.1.2 Planungshinweise .............................................................. 695.1.3 Folgen schlechter Aufbereitung .......................................... 705.1.4 Luftverunreinigungen ......................................................... 715.2 Wasser in der Druckluft ........................................................ 725.2.1 Luftfeuchtigkeit ................................................................... 725.2.2 Taupunkte........................................................................... 735.2.3 Wassergehalt der Luft ........................................................ 735.2.4 Kondensatmenge bei Komprimierung ................................ 745.2.5 Beispiel zur Kondensatmengenberechnung ....................... 755.2.6 Kondensatmenge an einem schwlen Sommertag ............ 765.2.7 Drucktaupunktermittlung .................................................... 775.2.8 Drucktaupunkt nach der Entspannung ............................... 785.3 Druckluftqualitt .................................................................... 795.3.1 Qualittsklassen nach DINISO8573-1 ............................ 795.4 Trocknungsmethoden ........................................................... 805.4.1 Betriebsbedingungen ......................................................... 815.4.2 Kondensation durch berverdichtung ................................ 825.4.3 Kondensation durch Kltetrocknung................................... 835.4.4 Diffusion durch Membrantrocknung.................................... 845.4.5 Sorption durch Absorption ................................................. 855.4.6 Sorption durch Adsorption ................................................. 865.4.6.1 Kaltregeneration ................................................................. 875.4.6.2 Interne Warmregeneration ................................................. 885.4.6.3 Externe Warmregeneration ................................................ 895.4.6.4 Vakuumregeneration .......................................................... 905.4.7 Anordnung des Klte-Drucklufttrockners ............................ 915.4.7.1 Trockner vor dem Druckluftbehlter .................................... 915.4.7.2 Trockner hinter dem Druckluftbehlter ................................ 925.5 Druckluftfilter ......................................................................... 935.5.1 Grundbegriffe der Filtertechnik........................................... 935.5.1.1 Filterabscheidegrad [ % ] ................................................. 935.5.1.2 Druckabfall p .................................................................... 945.5.1.3 Betriebsdruck ..................................................................... 945.5.2 Zyklonabscheider ............................................................... 955.5.3 Vorfilter ............................................................................... 965.5.4 Microfilter ........................................................................... 975.5.5 Aktivkohlefilter .................................................................... 995.5.6 Aktivkohle-Adsorber ......................................................... 1005.5.7 Sterilfilter .......................................................................... 101IVInhaltsverzeichnisTeil 7DruckluftbedarfTeil 8Grenbestimmungder KompressorstationKapitel Seite6.1 Kondensat ............................................................................ 1026.2 Kondensatableiter ............................................................... 1036.2.1 Kondensatableiter mit handbettigtem Ventil .................... 1046.2.2 Kondensatableiter mit Schwimmersteuerung ................... 1046.2.3 Kondensatableitermit zeitabhngig ffnendem Magnetventil ........................ 1056.2.4 Kondensatableitermit elektronischer Fllstandsmessung ............................. 1066.2.5 Kondensatableiter mit Niveauschwimmerzur Fllstandsmessung .................................................... 1076.3 Kondensataufbereitung ...................................................... 1086.3.1 Statische l-Wasser-Trennung......................................... 1097.1 Druckluftverbrauch von Pneumatikgerten ...................... 1107.1.1 Druckluftverbrauch von Dsen ......................................... 1107.1.1.1 Druckluftverbrauch von zylindrischen Dsen.................... 1117.1.1.2 Druckluftverbrauch von Farbspritzpistolen ....................... 1127.1.1.3 Druckluftverbrauch von Strahldsen ................................ 1137.1.2 Druckluftverbrauch von Zylindern ..................................... 1147.1.3 Druckluftverbrauch von Werkzeugen................................ 1157.2 Ermittlung des Druckluftbedarfs........................................ 1177.2.1 Mittlere Einschaltdauer ..................................................... 1177.2.2 Gleichzeitigkeitsfaktor ...................................................... 1187.2.3 Festlegung des Druckluftbedarfs ...................................... 1197.2.3.1 Automatische Druckluftverbraucher ................................. 1197.2.3.2 Allgemeine Druckluftverbraucher ..................................... 1207.2.3.3 Gesamtdruckluftverbrauch ............................................... 1207.2.4 Zuschlge fr Verluste und Reserven .............................. 1217.2.5 Bentigte Liefermenge LB................................................. 1217.3 Druckluftverluste ................................................................. 1227.3.1 Kosten der Druckluftverluste ............................................ 1227.3.2 Bestimmung der Leckagemenge...................................... 1237.3.2.1 Leckagebestimmung durch Behlterentleerung ............... 1237.3.2.2 Leckagebestimmung durch Einschaltdauermessung ....... 1247.3.3 Grenzwerte fr Leckagemengen ...................................... 1257.3.4 Manahmen zur Minimierung der Druckluftverluste ......... 1257.3.5 Sanierung eines Druckluftnetzes...................................... 1268.1 Die Kompressorbauart ........................................................ 1278.1.1 Schraubenkompressoren ................................................. 1278.1.2 Kolbenkompressoren ....................................................... 1278.2 Hchstdruck pmax ................................................................. 1288.2.1 Einflugren auf den Ausschaltdruck pmax...................... 1288.3 Volumenbestimmung eines Druckluftbehlters................ 1298.3.1 Empfehlungen fr das Druckluftbehltervolumen............. 1298.3.2 Normreihe und Betriebsdrckefr Druckluftbehltergren.............................................. 1298.3.3 Druckluftbehltervolumen fr Kompressoren ................... 130Teil 6KondensatentsorgungVInhaltsverzeichnisTeil 9Das DruckluftnetzKapitel Seite8.4 Schaltintervall des Kompressors ....................................... 1318.4.1 Kompressorstillstandszeit ................................................. 1318.4.2 Kompressorlaufzeit ........................................................... 1318.4.3 Ermittlung der Motorschaltspiele ...................................... 1328.5 Beispiele zur Kompressorauslegung ................................ 1338.5.1 Rechenbeispiel fr Kolbenkompressoren ......................... 1338.5.1.1 Ermittlung des Hchstdruckes pmax................................... 1338.5.1.2 Bestimmung der Kompressorgre.................................. 1348.5.1.3 Volumen des Druckluftbehlters ....................................... 1348.5.1.4 Schaltintervall des Kompressors ...................................... 1358.5.1.5 Motorschaltspiele des Kompressors................................. 1368.5.2 Rechenbeispiele fr Schraubenkompressoren................. 1378.5.2.1 Beispiel zu Ermittlung des Hchstdruckes pmax ................ 1378.5.2.2 Bestimmung der Kompressorgre.................................. 1378.5.2.3 Dimensionierung des Druckluftbehlters.......................... 1388.5.2.4 Schaltintervall des Kompressors ...................................... 1388.5.3 Resmee zur Kompressorauswahl ................................... 1398.6 Hinweise zur Kompressorauslegung................................. 1408.6.1 Leistung und Arbeitsdruck ................................................ 1408.6.2 Variierender Arbeitsdruck der Verbraucher ....................... 1418.6.3 Kompressorverbundsysteme ............................................ 1419.1 Der Druckluftbehlter .......................................................... 1429.1.1 Druckluftspeicherung ....................................................... 1429.1.2 Pulsationsdmpfung......................................................... 1429.1.3 Kondensatabscheidung .................................................... 1439.1.4 Betrieb von Druckluftbehltern ......................................... 1439.1.5 Installation von Druckluftbehltern ................................... 1439.1.6 Sicherheitsvorschriften fr Druckluftbehlter .................... 1449.1.6.1 Anmelde- und berwachungspflichten ............................. 1449.1.6.2 ZS und befhigte Personen ........................................... 1449.1.6.3 Prfung vor Inbetriebnahme ............................................. 1459.1.6.4 Anmeldepflichten.............................................................. 1459.1.6.5 Wiederkehrende Prfungen ............................................. 1459.1.7 Armaturen am Druckluftbehlter ...................................... 1479.1.7.1 Sicherheitsventil ............................................................... 1489.2 Das Rohrleitungsnetz ......................................................... 1499.2.1 Aufbau eines Rohrleitungsnetzes ..................................... 1499.2.1.1 Die Hauptleitung............................................................... 1499.2.1.2 Die Verteilerleitung - Ringleitung ...................................... 1509.2.1.3 Die Verteilerleitung - Stichleitung ..................................... 1519.2.1.4 Die Anschluleitung ......................................................... 1519.2.1.5 Anschlu an eine Sammelleitung bei Mehrfachanlagen... 1529.3 Planungshinweise fr Rohrleitungsnetze ......................... 1539.3.1 Allgemeine Planungshinweise.......................................... 1539.3.2 Rohrleitungsnetz ohne Drucklufttrockner ......................... 1549.3.3 Druckluftnetz mit Drucklufttrockner .................................. 155VIInhaltsverzeichnisTeil 10Der BetriebsraumKapitel Seite9.4 Druckabfall p ..................................................................... 1569.4.1 Art der Strmung.............................................................. 1569.4.2 Die Reynoldssche Zahl Re ............................................... 1569.4.3 Druckabfall im Rohrleitungsnetz....................................... 1579.5 Dimensionierung von Rohrleitungen ................................ 1589.5.1 Maximaler Druckabfall p................................................. 1589.5.2 Nennweite von RohrleitungenGegenberstellung [ DN Zoll ] ....................................... 1599.5.3 Gleichwertige Rohrlnge .................................................. 1609.5.4 Rechnerische Ermittlungdes Rohrinnendurchmessers di........................................ 1619.5.5 Graphische Ermittlungdes Rohrinnendurchmessers di........................................ 1629.5.6 Ermittlung des Rohrinnendurchmessers dimit Hilfe eines Spaltendiagramms .................................... 1639.6 Werkstoffauswahl fr Rohrleitungen................................. 1649.6.1 Gewinderohre................................................................... 1649.6.2 Nahtlose Stahlrohre ......................................................... 1659.6.3 Edelstahlrohre .................................................................. 1659.6.4 Kupferrohre ...................................................................... 1669.6.5 Kunststoffrohre ................................................................. 1679.7 Kennzeichnung von Rohrleitungen ................................... 16810.1 Khlung des Kompressors................................................. 16910.2 Kompressoraufstellung ...................................................... 17010.2.1 Allgemeine Hinweise zum Betriebsraum .......................... 17010.2.2 Zulssige Umgebungstemperatur .................................... 17010.2.3 Brandschutzvorschriften fr Betriebsrume ..................... 17110.2.4 Entsorgung des anfallenden Kondensates ....................... 17110.2.5 Aufstellungshinweise fr den Kompressor ........................ 17210.2.6 Platzbedarf eines Kompressors ....................................... 17210.2.7 Aufstellungsbedingungen von Druckluftbehltern ............ 17310.3 Be- und Entlftung einer Kompressorstation ................... 17410.3.1 Einflugren auf den Khlluftstrom VKeines Kompressors........................................................... 17410.3.2 Festlegung der Einflugren auf denKhlluftstrom VK eines Kompressors ................................. 17510.3.3 Allgemeine Hinweise fr die Lftungvon Kompressorrumen ................................................... 17610.3.4 Natrliche Be- und Entlftung .......................................... 17710.3.4.1 Erforderliche Abluftffnung bei natrlicher Belftung ....... 17710.3.5 Knstliche Be- und Entlftung .......................................... 17810.3.5.1 Erforderliche Ventilatorleistungbei knstlicher Belftung .................................................. 17810.3.5.2 Erforderliche Zuluftffnung bei knstlicher Belftung ....... 17910.3.5.3 Beispiel fr die knstliche Belftungeiner Kompressorstation .................................................. 18010.3.6 Khlluftfhrung mit Zu- und Abluftkanlen ....................... 18110.3.6.1 Zuluftkanle...................................................................... 181VIIInhaltsverzeichnisTeil 11WrmerckgewinnungTeil 12SchallKapitel Seite10.3.6.2 Entlftung durch einen Khlluftkanal ................................ 18210.3.6.3 Erforderlicher Khlluftstrom VAund Kanalquerschnitt AK mit Khlluftkanal ........................ 18210.3.6.4 Hinweise zur Kanalbelftung ............................................ 18310.3.6.5 Dimensionierung der Zuluftffnungbei Entlftung durch einen Abluftkanal ............................. 18410.3.6.6 Varianten der kanalisierten Entlftung ............................. 18510.4 Beispiele fr Aufstellungsplne ......................................... 18610.4.1 Aufstellungsbeispielfr einen Schraubenkompressor ...................................... 18610.4.2 Aufstellungsbeispiel fr einen Kolbenkompressor ............ 18711.1 Wrmebilanz einer Kompressorstation ............................. 18811.2 Raumheizung....................................................................... 18911.2.1 Raumheizung durch Kanle ............................................. 18911.2.2 Funktion einer Raumheizung ........................................... 19011.2.3 Wirtschaftlichkeit einer Raumheizung .............................. 19011.3 Die Duotherm Wrmeaustauscher ..................................... 19111.3.1 Duotherm BPT ................................................................. 19111.3.2 Duotherm BSW ................................................................ 19211.3.3 Wieviel Energie kann eingespart werden? ....................... 19311.4 Schlubetrachtung zum ThemaWrmerckgewinnung ........................................................ 19412.1 Das Wesen des Schalls ....................................................... 19512.1.1 Schallempfinden............................................................... 19512.2 Wichtige Begriffe der Akustik ............................................ 19612.2.1 Schalldruck....................................................................... 19612.2.2 Der Schallpegel ................................................................ 19612.2.3 Der Schalleistungspegel ................................................... 19612.3 Das Schallempfinden des Menschen ................................ 19712.3.1 Der Lautstrkepegel ......................................................... 19712.3.2 Bewertete Schallpegel dB ( A ) ......................................... 19712.3.3 Lautstrke im Vergleich .................................................... 19812.4 Verhalten des Schalls ......................................................... 19912.4.1 Entfernung von der Schallquelle....................................... 19912.4.2 Reflexion und Absorption ................................................. 19912.4.3 Dmpfung des Schalls ..................................................... 20012.4.4 Schallausbreitung in Rohren und Kanlen ....................... 20012.4.5 Schalldruckpegel mehrerer Schallquellen ........................ 20112.4.5.1 Mehrere Schallquellen mit gleichem Pegel ....................... 20112.4.5.2 Zwei Schallquellen mit unterschiedlichem Pegel .............. 20112.5 Auswirkungen von Lrm..................................................... 20212.6 Geruschmessung .............................................................. 20312.7 Schalldmmung bei Kompressoren .................................. 203VIIIInhaltsverzeichnisTeil 13Kosten der DruckluftTeil 14AnhangKapitel Seite13.1 Zusammensetzung der Druckluftkosten ........................... 20413.1.1 Anteile der Kostenfaktoren ............................................... 20413.2 Wirtschaftlichkeitsberechnung fr Energiekosten........... 205A.1 Symbole ............................................................................... 206A.1.1 Bildsymbole nach DIN28004 .......................................... 206A.1.2 Schaltzeichen nach ISO1219.......................................... 20816.1 Umrechnungstabelle ........................................................... 212 Teil 15Umrechnungstabelle1Grundlagen der DruckluftDruckluftistheute,nebendemelektrischenStrom,derinIndustrie und Handwerk am hufigsten genutzte Energietr-ger. Doch whrend man den Umgang mit dem elektrischenStromschonvonKindesbeinenanlernt,sindBedeutung,Mglichkeiten und Vorteile des Energietrgers Druckluft nochimmer zu wenig bekannt.Das Wissen ber die Druckluft ist mit dem Kenntnisstand desMenschenindenanderentechnischenAnwendungenge-wachsen. Ihre Fortentwicklung im Ablauf der Geschichte fandnurdortstatt,wosieEinsatzvorteilegegenberanderenTechnologien bot. Zu jeder Zeit fand die Druckluft ihre Anwen-dungen, so da immer wieder kluge Leute ber ihre Weiterent-wicklung nachdachten.Der erste Kompressor - die LungeVieletechnischeAnwendungsbereichelassensichausderFrhzeitderMenschheitherleiten.DerersteEinsatzvonDruckluft war das Blasen auf Zunder, um Feuer zu entfachen.Die zum Blasen verwendete Luft wurde in der Lunge kompri-miert. Man knnte die Lunge als eine Art natrlichen Kom-pressorbezeichnen.KapazittundLeistungdiesesKom-pressors sind uerst beeindruckend. Die menschliche Lungekann 100 l/min oder 6 m3 Luft pro Stunde verarbeiten. DabeierzeugtsieeinenDruckvon0,02 - 0,08 bar.ImgesundenZustand ist der menschliche Kompressor in Bezug auf seineZuverlssigkeit unbertroffen und seine Wartungskosten sindgleich Null.Die Weiterentwicklung der LungeAls gnzlich unzureichend erwies sich die Lunge jedoch, alsvor mehr als 5000 Jahren die Menschheit anfing, reineMetal-le, wie Gold, Kupfer, Zinn und Blei zu schmelzen. Als es sptergalt,hochwertigeMetalle,wieEisen,ausErzherzustellen,wardieWeiterentwicklungderDrucklufttechnologieunum-gnglich. Um Temperaturen von ber 1000C zu erzeugen,warenleistungsfhigereHilfsmittelalsdieLungevonnten.Zunchst nutzte man den Aufwind an Hgeln und Bergrcken.Spter benutzten gyptische und sumerische GoldschmiedeeinBlasrohr.SiebrachtendieLuftdirektindieGlutundkonntensomitdie Temperaturentscheidenderhhen.NochheutenutzendieGoldschmiedeinallerWelteinhnlichesGert. Es eignet sich allerdings nur zum Einschmelzen kleine-rer Metallmengen.1. Grundlagender Druckluft1.1 Die Geschichte der Druckluft1.1.1 Die Anfnge der DruckluftBild 1.1:Der erste Kompressor - die Lunge2Grundlagen der DruckluftBild 1.2:Darstellung der Nutzung fubetriebener Blaseblgeim antiken gypten1.1.2 Erste Anwendungen der DruckluftErkennen der DrucklufteigenschaftenDer erste mechanische Kompressor - der BlasebalgDer erste mechanische Kompressor, der handbetriebene Blase-balg, wurde Mitte des dritten Jahrtausends v.Chr. entwickelt.DiesehrvielleistungsfhigerenfubetriebenenBlaseblgegab es um 1500 v.Chr. Die Entwicklung wurde notwendig, alssichdasLegierenvonKupferundZinnzurHerstellungvonBronzezueinemstabilenHerstellungsverfahrenentwickelthatte.ZusehenistdieErfindungaufeinerWandmalereiineinem alt-gyptischen Grabmal. Das war die Geburt der Druck-luft im heutigen Sinn.WasserorgelBevorratung und PulsationsdmpfungDie erste bewute Ausnutzung der Kraft in der Luft ist uns vondem Griechen Ktesibios ( ca. 285 bis 222 v.Chr. ) berliefert.Er baute eine Wasserorgel und nutzte die Druckluft zur Bevor-ratung und zur Verringerung von Schwankungen.KatapultSpeicherung von EnergieEine weitere Eigenschaft der Druckluft, die Speicherung vonEnergie, nutzte Ktesibios fr sein Katapult.Das Katapult desGriechen erzeugte mit Hilfe der in einem Zylinder zusammen-gepreten Luft eine Spannung, die Geschosse fortschleuderte.TempeltrenAusdehnung undVerrichtung von ArbeitDer im ersten Jahrhundert n.Chr. in Alexandria lebende Me-chaniker Heron verstand es, die Tren eines Tempels auto-matisch zu ffnen, solange das Feuer auf dem Altar im Innerendes Gebudes brannte. Das Geheimnis bestand in der Aus-dehnung von Heiluft zur Verdrngung von Wasser aus einemBehlter in einen anderen. Die Mglichkeit zur VerrichtungvonArbeitdurchnderungdesLuftzustandeswurdevonHeron zumindest unbewut erkannt.Bild 1.3:Das Katapult des KtesibiosBild 1.4:Die Tempeltren des Heron3Grundlagen der DruckluftBild 1.5 :Druckluft als KraftverstrkerBild 1.6 :Druckluft als Transportmittelp1p2Das Blaise Pascalsche GesetzKraftverstrkungErstim17. JahrhundertbeschftigtensicheineReihevonGelehrten mit den Gesetzmigkeiten der Druckluftanwendung.1663 verffentlichte Blaise Pascal seine Erkenntnis der Kraft-verstrkung durch Flssigkeiten ( Hydraulik ), die sich auchauf die Drucklufttechnologie anwenden lie. Er stellte fest, dadie an einer ffnung eines geschlossenen Wasserbehltersaufgegebene Kraft eines Mannes an einer anderen ffnungmit hundertfacher Gre die Kraft von 100 Mnnern erzeugte.Transport von Krpern durch RohrePneumatisches FrdernAnknpfendanHeronbeschriebderfranzsischePhysikerDenisPapinimJahre1667dieMglichkeit,KrperdurchRohre zu transportieren. Er nutzte die geringe DruckdifferenzineinemRohraus.Dabeistellteerfest,daaneinemindiesem Rohr befindlichen Krper Krfte erzeugt wurden.HierdurchwarderEinsatzvorteilhoherArbeitsgeschwindig-keiten durch Luft erkannt. Papin legte hiermit den Grundsteinzur pneumatischen Frdertechnik.Pneumatische BremsenKraftbertragungMit Druckluft wurden bereits um 1810 Eisenbahnen angetrie-ben.1869stellteWestinghouseseinepneumatischeber-druckbremsevor.DreiJahrespterfolgteseinBremslfter.Bei diesem System wurden die Bremsen durch berdruckgelst.D.h.,dabeiAusfalldesDrucks,z.B.durchPlatzeneines Schlauches, die volle Bremswirkung erzielt wird.Die Mglichkeit des Fail-Safe-Verhaltens wurde hier erstmalsausgenutzt. Ein Bremssystem auf dieser Grundlage wird auchheute noch als LKW-Bremse verwendet.Bild 1.7 :Pneumatische Bremsenineiner Eisenbahn um 18704Grundlagen der DruckluftRohrpostFrdern mit DruckluftDie Idee der mit Druckluft angetriebenen Eisenbahnen wurdenicht vergessen. 1863 richtete Latimer Clark zusammen mitdem Ingenieur Rammel eine kleine pneumatische EisenbahninLondonein.Diekleinen WagenfuhrenkomplettineinerTreibrhre. Sie warenzur Befrderung von Postbeuteln undPaketen bestimmt. Diese Bahn war wesentlich wendiger alsdie schweren atmosphrischen Eisenbahnen von 1810. Dasfhrte schlielich zur Entstehung der Rohrpost.InderFolgeentstandenRohrpostnetzeinBerlin,New Yorkund Paris. Das Pariser Netz erreichte 1934 mit 437 km seinegrte Ausdehnung. Auch heute findet man noch die Rohrpostin greren Industriebetrieben.DruckluftwerkzeugeTransportieren von EnergieBeim Tunnelbau durch den Mont Cenis im Jahre 1857 nutzteman die neue Technik eines druckgetriebenen Bohrhammersfr die Bearbeitung des Gesteins. Ab 1861 setzte man Sto-bohrmaschinenmitpneumatischemAntriebbeimVortriebdes Tunnels ein, die von Kompressoren an den beiden Tunnel-eingngenmitDruckluftversorgtwurden.InbeidenFllenwurde die Druckluft ber weite Strecken transportiert.Als1871derTunneldurchbrucherfolgte,lagenvonbeidenSeiten ber 7000 m Rohrleitungen. Somit wurde zum erstenMal die Transportierbarkeit von Energie als EinsatzvorteilderDrucklufteinerbreitenffentlichkeitnachgewiesenundbekanntgemacht.Hierausentstandenimmerleistungsfhi-gere und vielseitiger einsetzbare Druckluftwerkzeuge.DruckluftnetzeZentrale Drucklufterzeugung und SignalbertragungDieErfahrungbeiderHandhabungvonDruckluft-Leitungs-netzen und die Entwicklung leistungsfhigerer Kompressorenfhrtedazu,daPariseinDruckluftnetzindenAbwasser-kanlenerhielt.1888wurdeesmiteinerzentralenKom-pressorleistung von 1500 kW in Betrieb genommen. Im Jahr1891 betrug die installierte Leistung bereits 18000 kW.Der umgreifende Erfolg des Druckluftnetztes begrndete sichunter anderem in der Erfindung einer Uhr, welche jede Minutedurch einen Impuls aus der Kompressorstation gestellt wurde.Man erkannte damals nicht nur die Mglichkeit der Transpor-tierbarkeitvonEnergie,sondernauchvonSignalenbergroe Entfernungen eines Druckluftnetzes.Das Pariser Druckluftnetz ist bis heute einzigartig und nochimmer in Betrieb.Bild 1.8 :Druckluftbohrer beim TunnelbauBild 1.9 :Druckluftstation in Paris 18885Grundlagen der DruckluftBild 1.10 :Vierstufiges Addierwerk mit WandstrahlelementenSignalverarbeitungDruckluft zur Signalbertragung und VerarbeitungIn den 50er Jahren unseres Jahrhunderts entdeckte man indenUSAdiehoheStrmungsgeschwindigkeitderDruckluftfrdieSignalverarbeitungunddieSignalbertragung.DieNiedrigstdruckpneumatik, auch Fluidik oder Pneumonik( PneumatischeLogik )genannt,erlaubtmitDrckenvon1,001 bis 1,1 bar die Integration von logischen SchaltfunktioneninFormvonstrmungsmechanischenElementenaufklein-stem Raum.DiehoheBetriebssicherheitderfluidischenLogikelementeunter extremen Umweltbedingungen, erlaubte ihren Einsatz inder Raumfahrt- und Wehrtechnik der USA und der UdSSR.Speziell ihre Immunitt gegenber der elektromagnetischenStrahlung explodierender Atombomben verschafft der FluidikEinsatzvorteile in einigen sensiblen Bereichen.Dennoch wurde die Fluidik in den Bereichen der Signal undInformationsverarbeitungimLaufederZeitweitgehendvonder Elektrotechnik und Mikroelektronik verdrngt.6Grundlagen der DruckluftInderTechnikwerdenvondenBasiseinheitenabgeleiteteGrenverwendet.InderfolgendenAufstellungsinddieinder Drucklufttechnik am hufigsten verwendeten Einheitenaufgefhrt.1.2 Einheiten und FormelzeichenBasiseinheit Formelzeichen Zeichen NameLnge l [ m ] MeterMasse m [ kg ] KilogrammZeit t [ s ] SekundeStromstrke I [ A ] AmpereTemperatur T [ K ] KelvinLichtstrke I [ cd ] CandelaStoffmenge n [ mol ] MolDie SI-Einheiten( SystmeInternationald'Units )wurdenauf der 14. Generalkonferenz fr Mae und Gewichte verein-bart. Sie sind seit dem 16.10.1971 verbindlich anzuwenden.Die Basiseinheiten sind definierte Einheiten der voneinanderunabhngigen Basisgren als Grundlage des SI-Systems.Einheit Formelzeichen Zeichen NameKraft F [ N ] NewtonDruck p [ Pa ] Pascal[ bar ] Bar 1bar = 100000PaFlche A [ m2] QuadratmeterVolumen V [ m3] Kubikmeter[ l ] Liter 1m3 = 1000lGeschwindigkeit v [ m / s ] Meter pro SekundeMasse m [ kg ] Kilogramm[ t ] Tonne 1t = 1000kgDichte [ kg / m3] Kilogramm pro KubikmeterTemperatur T [ C ] Grad CelsiusArbeit W [ J ] JouleLeistung P [ W ] WattSpannung U [ V ] VoltFrequenz f [ Hz ] Hertz1.2.1 Basiseinheiten1.2.2 Einheiten der Drucklufttechnik7Grundlagen der DruckluftDie Luft in unserer Umgebung, der Atmosphre,besteht aus:78 % Stickstoff21 % Sauerstoff1 % weitere Gase( z.B. Kohlendioxyd und Argon )Druckluft ist verdichtete atmosphrische Luft.Druckluft ist ein Trger von Wrmeenergie.Druckluft kann bestimmte Entfernungen berbrcken ( Rohr-leitungen ), gespeichert werden ( Druckluftbehlter ) und Ar-beit leisten ( Entspannung ).Wie alle Gase besteht die Luft aus Moleklen. Die MoleklesinddurchMolekularkrfteaneinandergebunden.WirddieLuft in einen Behlter eingeschlossen ( konstantes Volumen ) ,dann prallen diese Molekle auf die Behlterwnde und er-zeugen den Druck p.Je hher die Temperatur, umso grer ist die Bewegung derLuftmolekle und umso hher ist der erzeugte Druck.Volumen( V ) = konstantTemperatur( T ) = wird erhhtDruck ( p ) = steigtBoyleundMariottefhrtenunabhngigvoneinander Versu-che mit eingeschlossenem Gasvolumen durch und erkanntenfolgenden Zusammenhang:Das Gasvolumen ist dem Druck umgekehrt proportional.( Boyle-Mariottesches Gesetz )1.3 Was ist Druckluft ?1.3.2 Eigenschaften der DruckluftStickstoff78%Sauerstoff21%weitere Gase1%Bild 1.11:Zusammensetzung der LuftBild 1.13:Luft in einem geschlossenen Behlter1.3.1 Zusammensetzung der LuftpVpppppppppppT1.3.3 Wie verhlt sich Druckluft ?DruckluftDruckenergieWrmeBild 1.12:Verdichten von Luft8Grundlagen der Druckluftp0 , T0p1 , T1p0 , V0p1 , V1V0 , T0V1 , T1WrmeWrmeDer Zustand der Druckluft wird durch die 3 thermischenZustandsgren bestimmt:T = TemperaturV = Volumenp = Druckp V = konstantTDas bedeutet:Volumenkonstant ( isochor )Druck und Temperatur variabelErhht man die Temperatur bei konstantem Volumen,so steigt der Druck.p0T0 = p1T1Temperaturkonstant ( isotherm)Druck und Volumen variabelVerkleinert man das Volumen bei konstanter Temperatur,so steigt der Druck.p0 V0= p1 V1= konstantDruckkonstant ( isobar )Volumen und Temperatur variabelErhht man die Temperatur bei konstantem Druck,so steigt das Volumen.V0T0 = V1T11.4 Physikalische Grundlagenkonstantes Volumenisochore Verdichtungkonstante Temperaturisotherme Verdichtungkonstanter Druckisobare Verdichtung9Grundlagen der DruckluftDie Temperatur gibt den Wrmezustand eines Krpers an undwirdinCan ThermometernabgelesenoderinKelvin( K )umgerechnet.T [ K ] = t [ C ] + 273,15Volumen V [ l, m3]Druckluft im entspannten Zustand, freie LuftDas Volumenergibtsichz.B.ausdenAbmessungeneinesZylinders. Es wird in l oder m3 gemessen und auf 20C und1 bar bezogen.Die Angaben in unseren Unterlagen beziehen sich immer aufden entspannten Zustand der Druckluft.d2 VZyl= h4VZyl= Volumen [m3]d = Durchmesser [m]h = Hhe [m]Normvolumen VNorm [ Nl, Nm3]Druckluft im entspannten Zustand bei NormbedingungenDasNormvolumenistaufdenphysikalischenNormzustandnach DIN 1343 bezogen. Es ist 8% kleiner als das Volumenbei 20 C.760 Torr = 1,01325 barabs= 101 325 Pa273,15 K = 0CBetriebsvolumen VBetrieb [ Bl, Bm3]Druckluft im verdichteten ZustandDasVolumenimBetriebszustandistaufdentatschlichenZustand bezogen. Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchtigkeitmssen als Bezugspunkte bercksichtigt werden.Bei Nennung des Betriebsvolumens ist immer der Druck an-zugeben, z.B. 1m3 bei 7 bar bedeutet, da 1m3 entspannteLuft auf 7 bar = 8 bar abs. verdichtet ist und nur noch 1/8 desursprnglichen Volumens einnimmt.0C1.4.1 Temperatur1.4.2 VolumenVolumen(V)Normvolumen + 8%= Volumen0C 20C0 barabs8 barabsBild 1.14:Anzeige der Temperatur10Grundlagen der DruckluftAtmosphrischer Druck pamb [ bar ]DeratmosphrischeDruckwirderzeugtdurchdasGewichtder Lufthlle, die auf uns ruht. Er ist abhngig von der Dichteund der Hhe der Lufthlle.In Meereshhe gelten 1 013 mbar = 1,01325 bar= 760 mm/Hg [ Torr ]= 101 325 PaBei konstanten Bedingungen nimmt der atmosphrische Druckmit zunehmender Hhe des Meortes ab.berdruck p [ bar]Der berdruck ist der Druck ber dem atmosphrischen Druck.InderDrucklufttechnikwirdderDruckmeistalsberdruckangegeben, und zwar in bar ohne den Index .Absolutdruck pabs [ bar ]Der absolute Druck pabs ist die Summe aus dem atmosph-rischen Druck pamb und dem berdruck p.pabs= pamb + pDer Druck wird nach dem SI-System in Pascal [ Pa ] angege-ben. In der Praxis ist z.Zt. noch die Bezeichnung bar blich.Die alte Bezeichnung at ( 1 at = 0,981 bar ) gibt es nichtmehr.Kraft FDruck = p = Flche A1 Newton 1 N1 Pascal = 1 Pa = 1 m21 m21 bar = 10195 mmWS [ mmWassersule ]1.4.3 DruckBild 1.15:Atmosphrischer Druckberdruckbarometr.LuftdruckUnterdruck100 % Vakuumpabsppupambpamb= Atmosphrischer Luftdruckp= berdruckpu= Unterdruckpabs= Absoluter DruckBild 1.16:Darstellung der unterschiedlichen Drcke11Grundlagen der DruckluftVolumenstrom V [ l/min, m/min, m/h ]Als Volumenstrom wird das Volumen ( l oder m ) pro Zeitein-heit( Minuten oder Stunden) bezeichnet.ManunterscheidetzwischenHubvolumenstrom( Ansaug-leistung ) und Volumenstrom ( Liefermenge ) eines Kompres-sors.Hubvolumenstrom VHub [ l/min, m/min, m/h ]AnsaugleistungDer Hubvolumenstrom ist eine rechnerische Gre bei Kol-benkompressoren.ErergibtsichausdemProduktvonZy-linderinhalt( Hubraum ),Kompressordrehzahl( AnzahlderHbe )undAnzahlderansaugendenZylinder.DerHub-volumenstrom wird angegeben in l/min, m3/min bzw. m3/h.VHub= A h n zVHub= Hubvolumenstrom [ l / min]A = Zylinderflche [ dm2]h = Hub [ dm]n = Anzahl der Hbe [ 1/ min](Kompressordrehzahl)z = Anzahl der ansaugenden ZylinderVolumenstrom V [ l/min, m/min, m/h ]Liefermengeblicherweise wird die Frdermenge eines Kompressors alsVolumenstrom deklariert.Im Gegensatz zum Hubvolumenstrom ist der Volumenstromkein errechneter, sondern ein am Druckstutzen des Kompres-sors gemessenerundaufdenAnsaugzustandzurckge-rechneter Wert. Der Volumenstrom ist abhngig vom Enddruck,bezogen auf die Ansaugbedingungen Druck, Temperatur undrelativeLuftfeuchte.DeshalbmubeiderUmrechnungaufden Ansaugzustand der gemessene Volumenstrom auf denAnsaugdruck entspannt , auf die Ansaugtemperatur zurck-gekhlt und auf eine relative Luftfeuchte von 0C getrock-net werden.Der Volumenstrom wird gemessen nach VDMA 4362, DIN 1945,ISO 1217 oder PN2 CPTC2 und angegeben in l/min, m3/minbzw.m3/h.Dereffektive Volumenstrom,alsodietatschlichnutzbare Liefermenge ist eine wesentliche Gre fr die Aus-legung eines Kompressors. Untereinander vergleichbar sindVolumenstrme nur dann, wenn sie unter gleichen Bedingun-gen gemessen wurden. Es mssen also Ansaugtemperatur,Ansaugdruck, relative Luftfeuchte und Medruck bereinstim-men.1.4.4 VolumenstromOT = Oberer TotpunktUT = Unterer TotpunktOTUTBild 1.18:Bewegung des Kolbens

HubvolumenstromAnsaugleistungVolumenstromLiefermengeBild 1.17:Hubvolumenstrom und Volumenstrom12Grundlagen der DruckluftNorm-Volumenstrom VNorm [ Nl/min, Nm3/min, Nm3/h ]Genau wie der Volumenstrom wird auch der Norm-Volumen-strom gemessen.Er bezieht sich aber nicht auf den Ansaugzustand, sondernauf einen theoretischen Vergleichswert. Beim physikalischenNorm-Zustand sind die theoretischen Werte:Temperatur = 273,15 K ( 0C )Druck = 1,01325 bar ( 760 mm HG )Luftdichte = 1,294 kg/m3( trockene Luft )rel. Luftfeucht = 0 %Betriebs-Volumenstrom VBetrieb [ Bl/min, Bm3/min, Bm3/h ]Der Betriebs-Volumenstrom gibt den effektiven Volumenstromder verdichteten Luft an.Um den Betriebs-Volumenstrom mit anderen Volumenstrmenvergleichenzuknnen,munebenderDimensionBl/min,Bm3/minbzw.Bm3/himmerderDruckderverdichtetenLuftangegeben werden.Bild 1.19:Norm-VolumenstromBild 1.20:Betriebs-Volumenstrom1barabs8 barabsNormvolumenstrom + 8% = Volumenstrom0C 20 C13Grundlagen der DruckluftBeibewegterDruckluftergebensichandereGesetzmig-keiten als bei der stationren Druckluft.DerVolumenstromwirdberechnetausderFlcheundderGeschwindigkeit.V= A1 v1= A2 v2A1v2 = A2v1V= VolumenstromA1, A2= Querschnittv1, v2= GeschwindigkeitAus der Formel ergibt sich:Die Strmungsgeschwindigkeit ist umgekehrtproportional zum Querschnitt.Strmungen knnen laminar bzw. gleichgerichtet (Ideal) oderturbulent (Rckstrmungen und Verwirbelungen) sein.Laminare Strmung ( gleichmige Strmung )geringer Druckabfallgeringer WrmebergangTurbulente Strmung ( wirblige Strmung )hoher Druckabfallgroer Wrmebergang1.5 Bewegte Druckluft1.5.1 Strmungsverhalten1.5.2 StmungsartenBild 1.21:StrmungsverhaltenA2A1v1v2Bild 1.22:Laminare StrmungBild 1.23:Turbulente Strmung14Einsatzbereiche der Druckluft2. Einsatzbereiche der Druckluft2.1 Vorteile der DruckluftDie Pneumatik tritt auf allen Einsatzgebieten immer mehr inKonkurrenz mit entsprechenden Gerten aus der Mechanik,der Hydraulik und der Elektrik. Aber die pneumatischen Ger-te haben gegenber den anderen Technologien grundlegen-de Vorteile:Leicht transportabelLuftstehtberallinbeliebigerMengezu Verfgung.DadieAbluft ins Freie entweicht, sind Rckleitungen nicht notwen-dig. Elektrische und hydraulische Systeme erfordern eine Rck-fhrung zur Quelle.Druckluft lt sich in Rohrleitungen ber groe Entfernungentransportieren. Das ermglicht die Einrichtung von zentralenErzeugerstationen,dieberRingleitungendieVerbrauchs-stellenmitkonstantemArbeitsdruckversorgen.DieinderDruckluft gespeicherte Energie ist auf diese Weise weit ver-teilbar.Gut speicherbarEine Speicherung der Druckluft in dafr vorgesehenen Behl-tern ist problemlos mglich. Steht in einem Druckluftnetz einSpeicherbehlter zur Verfgung, arbeitet der Kompressor nur,wennderDruckuntereinenkritischen Wertsinkt.Darber-hinausermglichtdasvorhandeneDruckpolsterdieBeen-digung eines begonnenen Arbeitsvorgangs, auch wenn dasEnergienetz ausfllt.Transportable Druckluftflaschen machen auch den Einsatz anOrten ohneRohrleitungssystem ( z.B. unter Wasser ) mg-lich.Sauber und trockenDruckluft hinterlt bei Leitungsdefekten keine Verunreinigun-genundlpftzen.SaubereMontage-undBedienungs-mglichkeiten sind z.B. in den Bereichen der Lebensmittel-,Leder-,Textil-undderVerpackungsindustrievonuersterWichtigkeit.LeichtPneumatische Gerte sind im Regelfall wesentlich leichter alsvergleichbare Maschinen und Bauelemente mit elektrischemAntrieb. Das macht sichbesonders bei Hand- und Schlagwerk-zeugen( DruckluftschrauberundDrucklufthmmer )positivbemerkbar.15Einsatzbereiche der DruckluftBetriebssicherAufbereitete Druckluft arbeitet auch bei groen Temperatur-schwankungen und extremen Temperaturen einwandfrei. Sieist auch bei sehr hohen Temperaturen, wie z.B. bei der Bet-tigung von Schmiedepressen und Schmelzofentren einsetz-bar.Undichte Druckluftgerte und Leitungen beeintrchtigen dieSicherheit und Funktionsfhigkeit der Anlage nicht.Druckluftanlagen und Bauteile zeigen im allgemeinen einensehrgeringenVerschlei.DarausfolgteinehoheLebens-dauer und eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit.UnfallsicherDruckluftelementesindinBezugaufBrand-,Explosions-undElektrogefahrenmomentesehrsicher.Auchinfeuer-,explosions- und schlagwettergefhrdeten Bereichen knnenpneumatischeBauelementeohneteureundvoluminseSchutzeinrichtungen betrieben werden. In feuchten RumenoderimFreienistderEinsatzvonpneumatischenGertenebenfalls gefahrlos mglich.Rationell und wirtschaftlichPneumatik ist 40 - 50 mal wirtschaftlicher als Muskelkraft. DasistbesondersbeiderMechanisierungundderAutomatisie-rung ein wesentlicher Punkt.Pneumatische Bauelemente sind preiswerter, als die entspre-chenden hydraulischen Bauteile.EsistkeinregelmigerMedienwechsel,wiez.B.beiderHydraulikerforderlich.DasverringertdieKostenunddenWartungsaufwand und erhht die Laufzeiten.EinfachAufbauundFunktionderDruckluftgertesindsehreinfach.Aus diesem Grund sind sie sehr robust und nicht stranfllig.Die pneumatischen Bauelemente sind einfach zu montierenundknnennachGebrauchproblemloswiederverwendetwerden. Durch den einfachen Aufbau ergeben sich niedrigeMontagezeiten. Die Monteure brauchen keine aufwendige Spe-zialausbildung.Geradlinige Bewegungen knnen ohne aufwendige mechani-sche Bauteile wie Hebel, Exzenter, Kurvenscheiben, Schrau-benspindeln u.. erzeugt werden.16Einsatzbereiche der DruckluftberlastsicherDruckluftgerteundpneumatischeArbeitselementeknnenohne Schaden zu nehmen bis zum Stillstand belastet werden.Aus diesem Grund gelten sie als berlastsicher.Ein Druckluftnetz kann, im Gegensatz zu einem Stromnetz,bedenkenlosdurchEntnahmeberlastetwerden.FlltderDruck zu stark, kann die verlangte Arbeit nicht mehr ausge-fhrt werden. Es treten aber keine Schden am Netz und anden Arbeitselementen auf.Schnelles ArbeitsmediumDiesehrhohenStrmungsgeschwindigkeitenermglicheneinen schnellen Funktionsablauf der Arbeitsvorgnge. DarausfolgenkurzeAnsprechzeitenundschnelleUmwandelungender Energie in Arbeit.Die Druckluft erreicht Strmungsgeschwindigkeiten ber 20 m/s.Die Hydraulik hingegen lt nur 5 m/s zu.DiepneumatischenZylindererreichenlineareKolbenge-schwindigkeiten von 15 m/s.Maximale Steuergeschwindigkeiten in der Signalverarbeitungliegen zwischen 30 und 70 m/sbei Betriebsdrcken zwischen6 und 8 bar. Bei Drcken unter 1 bar lassen sich sogar Signal-geschwindigkeiten von 200 bis 300 m/s erreichen.Stufenlos regelbarVerfahrgeschwindigkeitenundausgebteKrftesindmiteinfachen Mitteln stufenlos regelbar.Sowohl bei linearen alsauchbeirotierendenBewegungenistdiestufenloseRege-lungderKrfte,DrehmomenteundGeschwindigkeitenpro-blemlos durch verstellbare Drosseln realisierbar.17Einsatzbereiche der DruckluftNiederdruckbereich bis 10 barDie meisten Anwendungsbereiche der Druckluft in Industrieund Handwerk liegen im Druckbereich bis maximal 10 bar.Verwendete Kompressoren : ein- und zweistufige Kolbenkompressoren einstufige Schraubenkompressoren leinspritzgekhlt zweistufige Schraubenkompressoren RotationsverdichterMitteldruckbereich bis 15 barLKW-undandereSchwerfahrzeugreifenwerdenmitDruck-luft aus 15 bar Kompressoren gefllt. Darberhinaus gibt eseinigeSpezialmaschinendiemitsolchenDrckenarbeiten.Verwendete Kompressoren : zweistufige Kolbenkompressoren einstufige Schraubenkompressoren ( bis 14 bar )leinspritzgekhltHochdruckbereich bis 40 barDieindiesemDruckbereichverwendetenKompressorendienenimallgemeinenzumAnlassenvongroenDiesel-motoren, zum Abdrcken von Rohrleitungen und zum Blasenvon Kunststoffbehltern.Verwendete Kompressoren : zwei- und dreistufige Kolbenkompressoren mehrstufige SchraubenkompressorenHochdruckbereich bis 400 barEin Beispiel fr den Drucklufteinsatz im Hochdruckbereich istdie Speicherung von Atemluft in Taucherflaschen. Hochdruck-kompressoren werden in Kraft-, Walz- und Httenwerken undbeiDichtigkeitsprfungeneingesetzt.DerartigeKompres-sorenfindenauchbeider VerdichtungvonNutzgasen,wiez.B. Sauerstoff, Anwendung.Verwendete Kompressoren : drei- und vierstufige Kolbenkompressoren2.2 DruckbereicheVerdichtungsdruck in barNiederdruckbereichMitteldruckbereichHochdruckbereichHochdruckbereichBild 2.1 :Druckbereiche18Einsatzbereiche der Druckluft2.3 Anwendungsmglichkeitender DruckluftDie Druckluft wird in allen Bereichen von Industrie, HandwerkundtglichemLebenintensivgenutzt.DieAnwendungs-mglichkeiten sind vielfltig und umfassend. Einige Verfahrender technischen Nutzung werden hier kurz angesprochen underlutert.Aufgrund der Vielseitigkeit dieses Arbeitsmediums ist hier nureinAusschnittderNutzungsmglichkeitenaufgefhrt.DieAufteilung der Kapitel kann nicht eindeutig sein, da auch dieBeurteilungs- und Differenzierungskriterien vielfltig sind.Das Spannen und Klemmen mit Druckluft findet vor allem inder Mechanisierung und Automatisierung Anwendung. Pneu-matischeZylinderoderMotorenfixierenundpositionierenWerkstcke fr Arbeitsvorgnge. Dies kann durch lineare undrotierende Bewegung, sowie durch Schwenkbewegung erfol-gen. Die Energie in der Druckluft wird als Druckwirkung direktin Bewegung und Kraft umgesetzt. Die auszubende Spann-kraft ist genau zu dosieren.Den TransportmitDruckluftfindetmaninderMechanisie-rung und Automatisierung. Hier werden Motoren und Zylinderzumgetaktetenoderungetakteten TransportvorodernachArbeitsvorgngen genutzt. Automatisches Ein- und Auslagernfllt ebenso in diesen Bereich, wie das Umlenken von Werk-stckenundanderenObjektenauflngerenTransportbn-dern.Eineandere Variantedespneumatischen TransportsistdieBefrderungvonSchttgutundFlssigkeitendurchRohre.Auf diese Weise knnen Granulate, Korn, Pulver und kleineStckgterbequemundschnellberrelativweiteStreckentransportiert werden. In diesen Bereich gehrt auch die Rohr-post.2.3.1 Spannen und Klemmenmit DruckluftBild 2.2:Pneumatisch - mechanische Spannvorrichtung2.3.2 Transport mit DruckluftBild 2.3:Hhenberbrckung mit pneumatischangetriebenem Elevator19Einsatzbereiche der DruckluftPneumatische Antriebe findet man in allen Bereichen vonIndustrie und Handwerk. Sie fhren sowohl rotierende als auchlineareBewegungenaus.BesondersdielineareBewegungmitHilfevonZylindernistalsbesonderswirtschaftlichundrationell anzusehen. Die Nutzarbeit wird durch Druckabfall undVolumennderung der Druckluft verrichtet.Sehr wichtig im Bereich der pneumatischen Antriebe sind dieschlagenden Druckluftmaschinen und -werkzeuge ( z.B. derDrucklufthammer ).DieEnergiederDruckluftwirdinkine-tische Energie eines freifliegenden Kolbens umgesetzt. AuchVibratoren und Rttler gehren in diesen Bereich.Darber hinaus werden eine Vielzahl von Ventilen und Schie-bern, Werkzeugen, Verstellungen, Vorschben und Fahrzeu-gen pneumatisch angetrieben.Beim Spritzen wird die Energie der expandierenden Druck-luft zum Mitreien von Materialien oder Flssigkeiten durcheine Strahldse genutzt. Dieses Verfahren dient zum Auftra-gen oder Zerstuben verschiedener Stoffe.Oberflchenbehandlungsverfahren,wieSand-,Kies-oderKugelstrahlen und das Lackieren mit Sprhpistolen gehrenindiesenBereich.SpritzbetonundMrtelwerdenebenfallsauf diese Weise aufgetragen.Unter zustzlicher Einwirkung groer Hitze kann die Druckluftauch zum Auftragen von flssigen Metallen verwendet wer-den. Hier ist z.B. das Lichtbogenspritzen erwhnenswert.Ein weiterer Bereich ist das Vernebeln von Flssigkeiten durchSpritzdsen, z.B. das Versprhen von Unkrautvertilgungsmit-teln und Insektiziden.Beim BlasendientdieDruckluftselberalsArbeitsmedium,bzw.Werkzeug.DievomDruckabfallerzeugteStrmungs-geschwindigkeit und/oder die Volumenausdehnung verrichtendie Nutzarbeit.Anzufhren ist hier z.B. das Blasen von Glas- und Kunststoff-flaschen, das Ausblasen und Reinigen von Werkzeugen undFormen, das Fixieren von leichten Werkstcken zur Bearbei-tungoderzum Transportunddas WegblasenvonBearbei-tungsresten.AuerdemwirdDruckluftindieserFormzumAbfhren von Wrme eingesetzt.2.3.4 Spritzen mit Druckluft2.3.5 Blasen mit Druckluft2.3.3 Antrieb mit DruckluftBild 2.4:Ventilloser PneumatikhammerBild 2.6:Ausblaspistole mit einem PA-SpiralschlauchBild 2.5:Lichtbogen-Metall-Spritzanlage20Einsatzbereiche der Druckluft2.3.6 Prfen und Kontrollierenmit Druckluft2.3.7 Steuern und Regelnmit DruckluftBild 2.7:Reflexdse mit ImpulsauswerferBild 2.8:Schema eines BOGE Schraubenkompressors,luftgekhlte Ausfhrung, mit stufenloser Leistungs-regelungBeim pneumatischen Prf- und Kontrollverfahren benutztman die auftretenden Druckvernderungen an der Mestellezur Feststellung von Abstnden, Gewichten und Formvern-derungen. Auf diese Weise kann man durchlaufende Gegen-stndezhlen,richtigePositionierungprfenunddasVor-handensein von Werkstcken feststellen.Diese Verfahren sind Bestandteil vieler Sortier-, Positionier-und Bearbeitungssysteme.Jede Art von pneumatischer Anwendung mu auf irgendeineArt und Weise gesteuert oder geregelt werden. Sie mu ihreEinsatzbefehle erhalten.ImallgemeinengeschiehtdiesdurchDruckschalter, Wege-ventile u.. Diese Steuermechanismen werden wiederum aufvielfltige Arten bettigt,z.B. durch mechanische Schalter, berNocken, Kurven oder von Hand. Elektrische und magnetischeSchalter sind ebenfalls weit verbreitet. Die von pneumatischenPrf-undKontrollverfahrenermitteltenErgebnisseknnendirekt ber Wegeventile oder Druckschalter weiterverarbeitetwerden.Von groer Bedeutung ist die Pneumatik bei der Kontrolle vonFlieprozessen von Flssigkeiten und Gasen. Dabei werdenferngesteuerte Ventile, Schieber und Klappen der industriel-len Groanlagen gesteuert.Auch in den Bereichen der Informationsverarbeitung und derLogischenSchaltungenistdiePneumatik( Fluidik )imEin-satz.DieseLogikplnesindmitdenintegriertenSchaltkrei-senderElektronikzuvergleichen.Siebentigenerheblichmehr Platz, zeichnen sich aber durch eine hhere Betriebs-sicherheit in bestimmten Einsatzgebieten aus. Wenn die An-forderungen an die Logikelemente nicht zu hoch sind, ist dieFluidik eine Alternative.21Einsatzbereiche der Druckluft2.4 FachgebietsbezogeneAnwendungsbeispieleAnhandeinerAufzhlungsollhierdieVielzahlderAnwen-dungsgebieteinIndustrie,HandwerkundtglichemLebenaufgezeigtwerden.EineAuffhrungallerMglichkeitenderPneumatik ist zwangslufig unvollstndig, da sich durch dieEntwicklung und Wandlung stndig neue Einsatzgebiete er-geben und alte verschwinden. Darum ist hier nur eine unvoll-stndige Zusammenfassung der typischen Anwendungen inden verschiedenen Industriezweigen zu finden.Auf eine Auffhrung des allgemeinen Maschinenbaus wurdeverzichtet, da die Anwendungen dort alle Bereiche berhren,und eine Aufzhlung der Typischen Anwendungen den Rah-men sprengt.Baugewerbe Bohr- und Abbruchhmmer ( Handrammen ) Betonverdichter Transporteinrichtungen fr Ziegeleienund Kunststeinfabriken Frderanlagen fr Beton und MrtelBergbau Gesteinsbohrhmmer und Vorschubeinrichtungen Lademaschinen, Pendel- und Sprengwagen Prelufthmmer und pneumatische Meiel BewetterungsanlagenChemische Industrie Rohstoff fr Oxidationsvorgnge Prozeanlagenregelung Ferngesteuerte Ventile und Schieber in denVerfahrenskreislufenEnergiewirtschaft Ein- und Ausfahren von Reaktorbrennstben Ferngesteuerte Ventile und Schieber in Dampf-und Khlwasserkreislufen Belftungsanlagen fr Kesselhuser22Einsatzbereiche der DruckluftGesundheitswesen Antriebe fr Zahnarztbohrer Atemluft in der Medizintechnik NarkosegasabsaugungHandwerksbetriebe Klammergerte und Nagler Farbenspritzpistole Bohrmaschinen und Schrauber WinkelschleiferHolzverarbeitende Industrie Walzenverstellung fr Gattersgen Bohrvorschubeinrichtungen Rahmen-, Leim- und Furnierpressen Anschlag- und Transportsteuerung von Holzplatten Entfernen von Holzresten aus dem Arbeitsbereich Automatische PalettennaglerHttenwesen und Gieereien Kohlenstoffreduktion in der Stahlerzeugung Rttelformmaschinen Bndeleinrichtungen fr Halbzeuge Khlmittel fr heie Werkzeuge und AnlagenKunststoffindustrie Granulatfrderung in Transportrhren Schneid- und Schweivorrichtungen Ausblasen von Werkstcken aus Fertigungsformen Verschlumechanismen fr Guformen Form- und KlebevorrichtungenLand- und Forstwirtschaft Pflanzenschutz und Unkrautbekmpfung Futtermittel und Korntransport in und aus Silos Dosiereinrichtungen Belftungsanlagen von Gewchshusern23Einsatzbereiche der DruckluftNahrungs- und Genumittelindustrie Abfllvorrichtungen fr Getrnke Verschlu- und Prfvorrichtungen Sammelpacker und Palletieranlagen Etikettiermaschinen WiegeeinrichtungenPapierverarbeitende Industrie Walzenverstell- und Andrckeinrichtungen Schneide-, Prge- und Presseinrichtungen PapierbahnenberwachungTextilindustrie Fadenwchter Klemm- und Fixiereinrichtungen an Nhmaschinen Nhnadel- und Systemkhlung Abstapeleinrichtungen Ausblasen von Stoffresten und NhstaubUmwelttechnik Bilden von lbarrieren im Wasser Anreichern von Gewssern mit Sauerstoff Eisfreihalten von Schleusen Schieberbettigung in Klranlagen Druckerhhung in der Trinkwasserversorgung Mammutpumpe in der UnterwasserfrderungVerkehrswesen Druckluftbremsen in LKW's und Schienenfahrzeugen Stellen von Signalen, Weichen und Schranken Fahrbahnmarkierungsgerte Starthilfe fr groe Dieselmotoren Ausblasen von Tauchtanks in U-Booten24DrucklufterzeugerKompressoren( Verdichter)sind Arbeitsmaschinen, die zur Frderung bzw. zur Verdich-tungvonGasenbiszubeliebighohenDrckeneingesetztwerden.Ventilatorensind Strmungsmaschinen, die nahezu atmosphrische Luftfrdern.Beim VentilatortretennurgeringeDichte-und Temperatur-nderungen auf.VakuumpumpensindMaschinen,dieGaseundDmpfeansaugen,umeinVakuum zu erzeugen.3. DrucklufterzeugerDynamische Verdichter sind z.B. Turboverdichter, bei denenmit Schaufeln versehene Laufrder das zu verdichtende Gasbeschleunigen. Feststehende Leitapparate an den Schaufelnwandeln Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie um.Dynamische Verdichter sind bei groen Frder-mengen und kleinen Frderdrcken zu bevor-zugen.Bei Verdichtern der Verdrnger-Bauart schliet der Verdich-tungsraumnachdemAnsaugenderLuftvollstndig.UnterKrafteinwirkungwirddasVolumenverkleinertunddieLuftverdichtet.Verdichter der Verdrnger-Bauart sind bei klei-nen Frdermengen und groen Frderdrckenzu bevorzugen.3.1 Kompressoren ( Verdichter )3.1.1 Dynamische Verdichter( Turboverdichter )3.1.2 Verdrnger-Verdichter25DrucklufterzeugerVerdrngerverdichter TurboverdichterAxialverdichter Radialverdichteroszillierend rotierendmit KurbeltriebohneKurbeltriebeinwellig mehrwelligVielzellen-kompressorFlssigkeits-ringkompressorSchrauben-kompressorRoots-verdichterHubkolben-kompressorTauchkolben-kompressorMembran-kompressorKreuzkopf-kompressorFreikolben-kompressorKompressoren( Verdichter )3.2 Kompressorbauarten In der bersicht sind die Kompressoren entsprechend ihremArbeitsprinzip aufgeteilt.BeiallenKompressorenunterscheidetmanzwischenlfreiverdichtenden und lgeschmierten Kompressoren.Spiral-kompressor26Drucklufterzeuger3.2.1 Marktgerechte Kompressoren In der Tabelle sind die typischen Arbeitsbereiche fr verschie-dene marktgerechte Kompressorbauarten aufgefhrt.Typ Symbol Funktionsbild Druckbereich Volumenstrom[ bar ] [ m3/ h ]Tauchkolben- 10 ( 1-stufig ) 120kompressor 35 ( 2-stufig ) 600Kreuzkopf- 10 ( 1-stufig ) 120kompressor 35 ( 2-stufig ) 600Membran- gering kleinkompressorFreikolben- begrenzter Einsatzkompressor als GasgeneratorVielzellen- 16 4500kompressorFlssigkeits- 10ringkompressorSchrauben- 22 3000kompressorRoots- 1,6 1200verdichterAxial- 10 200000verdichterRadial- 10 200000verdichter27Drucklufterzeuger3.2.2 Hubkolbenkompressor Hubkolbenkompressoren saugen die Luft durch auf- und ab-gleitendeKolbenan,verdichtensieundstoensiewiederaus. Die Vorgnge steuern Saug- und Druckventile.DurchHintereinanderschaltenmehrererVerdichtungsstufenknnen verschiedene Drcke und durch Anordnung mehre-rer Zylinder knnen unterschiedliche Luftmengen erzeugtwerden.TauchkolbenkompressorBeim Tauchkolbenkompressor ist der Kolben ber die Pleuel-stange direkt mit der Kurbelwelle verbunden.KreuzkopfkompressorDer Kolben wird durch eine Kolbenstange und diese ber denKreuzkopf angetrieben.Eigenschaften der Hubkolbenkompressoren: Hoher Wirkungsgrad. Hohe Drcke.Bild 3.1:SymbolHubkolben-KompressorBild 3.2:Funktionsbild TauchkolbenkompressorBild 3.3:Funktionsbild KreuzkopfkompressorKreuzkopf28DrucklufterzeugerDie Hubkolbenkompressoren werden unterschieden nach derZylinderanordnung in : Stehende Zylinder ( vertikale Bauart ).Keine Belastung des Kolbens bzw. der Kolbenringe durchdas Kolbengewicht.Geringe Grundflche. Liegende Zylinder ( horizontale Bauart ).Nur als Mehrzylinderkompressor in Boxer-Bauart.Geringe Massenkrfte. Dieser Vorteil macht sich erst beigreren Leistungen bemerkbar. Kompressoren in V-, W- oder L-Bauart.Guter Massenausgleich.Geringer Platzbedarf.Bild 3.6:KreuzkopfkompressorenLiegend, L-Bauart, V-Bauart, W-BauartBild 3.4:Tauchkolbenkompressor V-BauartBild 3.5:Tauchkolbenkompressor W-Bauart29Drucklufterzeuger3.2.3 Membrankompressor Der Membrankompressor gehrt zu den Verdrngerverdich-tern.Eine elastische Membrane erzeugt die Verdichtung. Anstelledes Kolbens, der sich linear zwischen zwei Endlagen bewegt,wirddieMembraneinnichtlineareSchwingungenversetzt.Die Membrane ist an ihrem Rand befestigt. Eine Pleuelstangebewegt sie. Der Hub der Pleuelstange ist abhngig von derVerformbarkeit der Membrane.Eigenschaften: Groer Zylinderdurchmesser. Kleiner Hub. Wirtschaftlich bei kleinen Liefermengen, niedrigenDrcken und beim Erzeugen von Vakuum.Bild 3.7:Bild 3.8:Funktionsbild MembrankompressorSymbol Membrankompressor30Drucklufterzeuger3.2.4 Freikolbenkompressor DerFreikolbenkompressorgehrtzudenVerdrngerver-dichtern.EshandeltsichumeinenmiteinemZweitaktdieselmotorzusammengebauten Verdichter.Druckluft wirkt auf die in Auenstellung gebrachten Kolben,schleudert diese nach innen und lt dadurch den Verdichteranlaufen. Die dadurch im Motorzylinder komprimierte Verbren-nungsluft treibt bei Verbrennung des eingespritzten Kraftstof-fes die Kolben wieder auseinander. Die eingeschlossene Luftverdichtet.NachAbzugdererforderlichenSplluftwirddieverdichteteLuftzumgrten TeildurcheinDruckhaltungs-ventilausgeschoben.DerverbliebeneRestschleudertdieKolben zum neuen Arbeitsspiel wieder nach innen. Die Saug-ventile saugen wieder neue Luft an.Eigenschaften: Hoher Wirkungsgrad. Erschtterungsfreier Lauf. Einfaches Prinzip, aber selten verwendet.In der Praxis sind die Kolbenbewegungen zu synchroni-sieren und umfangreiche Steuerungen vorzusehen.a = Druckluftauslaffnungb = Einlaffnungc = Kraftstoffeinspritzdsed = AbluftffnungBild 3.9:Funktionsbild Freikolbenkompressorab bcd31Drucklufterzeuger3.2.5 Vielzellenkompressor DerVielzellenkompressor( Lamellen-bzw.Drehschieber-kompressor )gehrtzudenrotierendarbeitendenVerdrn-gerverdichtern.DasFrdergehuseundsichdarinbewegendeDrehkolbenbilden den zum Ansaugen und Verdichten des Frdermittelsdienenden Raum.In einem geschlossenen Gehuse dreht sich ein zylindrischerRotor, der exzentrisch gelagert ist. Der Rotor ( Lufer, Trom-mel ) ist ber die gesamte Lnge mit radialen Lngsschlitzenversehen. In den Schlitzen bewegen sich Schieber in radialerRichtung.Ab einer bestimmten Drehzahl des Lufers werden die Arbeits-schieber durch die Zentrifugalkraft nach auen gegen die In-nenwand des umgebenden Gehuses gedrckt. Der zwischenRotor und Gehuse liegende Verdichtungsraum unterteilt sichdurch die Schieber in einzelne Zellen ( Arbeitsrume).Durch die exzentrische Anordnung des Rotors vergrert bzw.verkleinert sich das Volumen whrend einer Umdrehung.DieDruckrumewerdendurchVerlustschmierungoderl-einspritzung geschmiert.Durch das Einspritzen groer lmengen in den Verdichtungs-raum erreicht man neben der Schmierung auch eine Khlungund eine Abdichtung der Schieber gegen die Gehuseinnen-wand. Das eingespritzte l kann man nach der Verdichtungaus dem Luft- / lgemisch wieder separieren und in den l-kreislauf zurckfhren.Eigenschaften: Sehr ruhiger Lauf. Stofreie und gleichmige Frderung der Luft. Geringer Platzbedarf und einfache Wartung. Geringer Wirkungsgrad. Hohe Instandhaltungskosten durch Verschlei derSchieber.Bild 3.10:Symbol VielzellenkompressorBild 3.11:Funktionsbild Vielzellenkompressor32Drucklufterzeuger3.2.6 Flssigkeitsringkompressor Der Flssigkeitsringkompressor gehrt zu den rotierend arbei-tenden Verdrngerverdichtern.Die exzentrisch im Gehuse gelagerte Welle mit festen radi-alenSchaufelnversetztdieSperrflssigkeitinDrehung.Esbildet sich der Flssigkeitsring, der die zwischen den Schau-feln liegenden Rume gegen das Gehuse abdichtet.Der Rauminhalt ndert sich mit der Wellendrehung, dadurchwird Luft angesaugt, verdichtet und gefrdert.Als Flssigkeit setzt man im allgemeinen Wasser ein.Eigenschaften: lfreie Luft ( durch lfreies Frdermittel ). Geringe Empfindlichkeit gegen Verschmutzungen undchemische Angriffe. Flssigkeitsabscheider erforderlich, weil die Hilfsflssigkeitkontinuierlich in den Druckraum gefrdert wird. Niedriger Wirkungsgrad.a = Schaufelradb = Gehusec = Einlaffnungd = Auslaffnunge = FlssigkeitBild 3.13:Funktionsbild FlssigkeitsringkompressorBild 3.12:Symbol Flssigkeitsringkompressor33Drucklufterzeuger3.2.7 SchraubenkompressorBild 3.14:Symbol SchraubenkompressorBild 3.15:Funktionsbild SchraubenkompressorstufeDer Schraubenkompressor gehrt zu den rotierend arbeiten-den Verdrngerverdichtern.Zwei parallele, mit unterschiedlichem Profil versehene Dreh-kolben, arbeiten gegenlufig in einem Gehuse.DievondemHerzeinesSchraubenkompressors,derKom-pressorstufe, angesaugte Luft wird whrend des Transporteszum Druckstutzen in sich stetig verkleinernde Kammern bisauf den Enddruck verdichtet und anschlieend in den Druck-stutzenausgeschoben.DieKammernbildendieGehuse-wandungen und die ineinandergreifenden Gnge der beidenRotoren.Schraubenkompressoren lfreiBei lfrei verdichtenden Schraubenkompressoren, bei denendie zu verdichtende Luft im Druckraum nicht mit l in Berh-rungkommt,sinddiebeidenRotorendurcheinGleichlauf-getriebeverbunden,sodasichdieProfiloberflchennichtberhren.Schraubenkompressoren mit leinspritzkhlungBei Schraubenkompressoren mit leinspritzkhlung wird nurderHauptluferangetrieben.DerNebenluferdrehtsichberhrungsfrei mit.Eigenschaften: Geringe Baugre. Kontinuierliche Luftfrderung. Niedrige Verdichtungsendtemperatur.( bei leinspritzkhlung)Bild 3.16:Schnittbild Schraubenkompressorstufe34Drucklufterzeuger3.2.8 Roots-Verdichter DerRoots-Verdichtergehrtzuden Verdrngerverdichtern.IneinemzylindrischenRaumrotierengegenlufig2sym-metrisch geformte Drehkolben. Sie sind ber ein Gleichlauf-getriebe verbunden und arbeiten berhrungsfrei.Die zu verdichtende Luft wird von der Saugseite in das Ver-dichtergehuse gefhrt. Sie ist in der Kammer zwischen Fl-gel und Gehuse eingeschlossen. In dem Augenblick, in demder Kolben die Kante zur Druckseite hin freigibt, strmt dasGas in den Druckstutzen und fllt die Druckkammer auf. BeimWeiterdrehen des Flgels wird der Inhalt der Frderkammergegen den vollen Gegendruck ausgeschoben. Es erfolgt kei-nestndige Verdichtung.Der Verdichtermuimmergegenden vollen Staudruck arbeiten.Eigenschaften: Kein Verschlei der Drehkolben und deshalb keineSchmierung erforderlich. lfreie Luft. Empfindlich gegen Staub und Sand.Bild 3.17:Symbol Roots-VerdichterBild 3.18:Funktionsbild Roots-Verdichter35Drucklufterzeuger3.2.9 Axialverdichter Axialverdichter sind Strmungsmaschinen, bei denen die Luftin axialer Richtung abwechselnd durch eine Reihe rotieren-der und stationrer Schaufeln strmt.Die Luft wird zunchst beschleunigt und dann verdichtet. DieSchaufelkanlebildendiffusorartigerweiterteKanle,indenen die durch den Umlauf erzeugte kinetische Energie derLuft verzgert und in Druckenergie umgesetzt wird.Eigenschaften: Gleichmige Frderung. lfreie Luft. Empfindlich bei Belastungsnderungen. Mindestfrdermengen erforderlich.Bild 3.19:Symbol TurboverdichterBild 3.20:Funktionsbild Axialverdichter36Drucklufterzeuger3.2.10 Radialverdichter Radialverdichter sind Strmungsmaschinen, bei denen die Luftdem Zentrum des rotierenden Laufrades zugefhrt wird.DieLuftschleudertaufgrundderFliehkraftgegendiePeri-pherie. Der Druckanstieg wird dadurch bewirkt, da man diebeschleunigte Luft vor Erreichen des nchsten Laufrades durcheinenDiffusorleitet.DiekinetischeEnergie(Geschwindig-keitsenergie) wandelt sich dabei in statischen Druck um.Eigenschaften: Gleichmige Frderung. lfreie Luft. Empfindlich bei Belastungsnderungen. Mindestfrdermengen erforderlich.Bild 3.21:Symbol TurboverdichterBild 3.22:Funktionsbild Radialverdichter37DrucklufterzeugerHubkolbenkompressoren arbeiten nach dem Verdrngungs-prinzip.DerKolbensaugt whrenddesAbwrtshubesLuftber das Saugventil an. Es schliet bei Beginn des Aufwrts-hubes. Die Luft wird verdichtet und ber das Druckventil aus-gestoen. Der Antrieb der Kolben erfolgt ber einen Kurbel-trieb mit Kurbelwelle und Pleuelstangen.Kolbenkompressoren gibt es in ein- und mehrzylindrigen, so-wie in ein- und mehrstufigen Ausfhrungen.MehrzylindrigeKompressorenverwendetmanbeihherenLiefermengen, mehrstufige Kompressoren bei hheren Drk-ken.Einstufige VerdichtungVerdichtung bis zum Enddruck mit einem Kolbenhub.Zweistufige VerdichtungDie im Zylinder der ersten Stufe ( Niederdruckstufe ) verdich-tete Luft wird im Zwischenkhler abgekhlt und dann in derzweiten Stufe ( Hochdruckzylinder ) auf den Enddruck verdich-tet.Einfachwirkende VerdichterEinVerdichtungsvorgangbeieinerUmdrehungderKurbel-welle.Doppelt wirkende VerdichterZwei Verdichtungsvorgnge bei einer Umdrehung der Kurbel-welle.KolbengeschwindigkeitenBei Kompressoren ist die Kompressordrehzahl oder auch dieMotordrehzahl nur von sekundrer Bedeutung. Entscheidendbei der Beurteilung des Verschleies ist die Kolbengeschwin-digkeit. So kann ein Kompressor mit geringer Drehzahl undgroem Hub eine hohe Kolbengeschwindigkeit haben. Im Ge-gensatz dazu knnen Kompressoren mit hohen Drehzahlenund kleinem Hub geringe Kolbengeschwindigkeiten haben. DieKolbengeschwindigkeit,gemesseninm/s,liegtbeiBOGE-Kolbenkompressorenextremniedrig.Dasbedeutetminima-len Verschlei.3.3 Kolbenkompressoren3.3.1AllgemeinesBild 3.23:BOGE-KolbenkompressoranlageBild 3.24:PrinzipbildAnsaugen Verdichten38DrucklufterzeugerAnsaugleistung - LiefermengeHubvolumenstrom - VolumenstromDieAnsaugleistung( Hubvolumenstrom)isteinerechneri-sche Gre bei Kolbenkompressoren. Sie ergibt sich aus demProdukt von Zylinderinhalt ( Hubraum ), Kompressordrehzahl( AnzahlderHbe )undAnzahlderansaugendenZylinder.Der Hubvolumenstrom wird angegeben in l/min, m3/min bzw.m3/h.Die Liefermenge ( Volumenstrom ) wird gemessen nach demVDMAEinheitsblatt4362,DIN1945,ISO1217odernachPN2 CPTC2.DasVerhltnisvonLiefermengezuAnsaugleistungistdervolumetrische Wirkungsgrad.Schdlicher RaumDer schdliche Raum ist eine konstruktive Gre. Er befindetsich zwischen dem oberen Totpunkt des Kolbens und der Unter-kante des Ventils.Der schdliche Raum ergibt sich aus: Fertigungstoleranzen Freie Rume in den Ventilen und Ventiltaschen Konstruktiven EigenartenBei der Abwrtsbewegung des Kolbens expandiert die Luft imschdlichenRaum(Rckexpansion)bisaufdenatmosph-rischenDruck.ErstdannwirdbeiderweiterenAbwrtsbe-wegung des Kolbens Luft von auerhalb angesaugt.Der Unterschied zwischen Ansaugleistung und Liefermengeliegt darin begrndet, da beim Ansaugen im Ansaugfilter derDruck der Ansaugluft bereits abfllt, auerdem treten Leck-verluste auf, die Ansaugluft erwrmt sich und durch den schd-lichen Raum tritt auerdem noch eine Rckexpansion auf.3.3.2Ansaugleistung - Liefermenge

HubvolumenstromAnsaugleistungVolumenstromLiefermengeBild 3.25:Hubvolumenstrom und VolumenstromBild 3.26:Schdlicher RaumSRHS = Schdlicher RaumH = HubR = Rckexpansion39Drucklufterzeuger3.3.3Khlung Bei allen Verdichtungsvorgngen entsteht Wrme. Der Gradder Erwrmung ist abhngig vom Enddruck des Kompressors.Je hher der Enddruck ist, desto hher ist auch die Verdich-tungstemperatur.Laut Unfallverhtungsvorschrift darf die Verdichtungsendtem-peratur bei Kompressoren mit lgeschmierten DruckrumenundeinstufigerVerdichtungsowiemaximal20kWMotor-leistung und maximal 10 bar bis zu 220C betragen.Bei greren Drcken und hheren Motorleistungen ist einemaximale Temperatur von 200C zugelassen. Bei mehrstufi-ger Verdichtung und Drcken von mehr als 10 bar betrgt diemaximale Verdichtungsendtemperatur 160C.Der grte Teil der Verdichtungswrme mu somit abgefhrtwerden.ZuhoheDrucklufttemperaturenbedeuteneineGe-fahr, denn ein geringer Teil des zur Schmierung eingesetztenles gelangt als Restl whrend der Verdichtung in die Druck-luft. Es kann sich entznden. Ein Leitungs- bzw. Kompressor-brand wre noch das geringste bel. Von bestimmten Tempe-raturen an ist gerade bei der Druckluft die Explosionsgefahrbesonders gro, denn auf das Volumen bezogen enthlt sieweit mehr Sauerstoff als die Umgebungsluft.Damit mglichst kalte Druckluft erzeugt wird, ist jeder Kom-pressorstufe ein Zwischen- und Nachkhler nachgeschaltet.Die durch Khlung abzufhrende Wrmemenge ist abhngigvom Volumenstrom und vom Druck. Verdichter mit grerenLeistungen erhalten zwei, drei oder mehr Zylinder. Die Zylin-dersindsoangeordnet,dasiemglichstgnstigimLuft-strom des Khlluftventilators liegen. Um die Wrmeabfuhr zuintensivieren, werden die Oberflchen der Zylinder und Zylin-derkpfedurcheinegrozgige Verrippungvergrert.FreinemglichstniedrigeDrucklufttemperaturreichtaberdieintensiveKhlungundgroeVerrippungdesKompressorsnichtaus.ZustzlichmudieDruckluftimZwischenkhlerzwischendererstenundzweitenStufebzw.imNachkhlerhinter der zweiten Stufe gekhlt werden. Reicht die Khlungimmernochnichtaus,soisteinemehrstufigeVerdichtungnotwendig.Bei lgeschmierten Kolbenkompressoren mu die Abkhlungnach der letzten Stufe gem Unfallverhtungsvorschrift VBG16 9 auf mindestens 60C bzw. 80C erfolgen. Eine mg-lichst niedrige Druckluftaustrittstemperatur hat auerdem frden Verbraucher den Vorteil, da die Druckluft nur noch einengeringen Anteil an Feuchtigkeit hat. Auerdem knnen die demKompressor nachgeschalteten Komponenten, wie Druckluft-behlter oder Druckluftaufbereitungsgerte nur fr die gerin-ge Drucklufttemperatur ausgelegt und somit kostengnstigerbeschafftwerden.DieDruckluftaustrittstemperaturliegtbeiluftgekhlten Kolbenkompressoren je nach Qualitt des Kom-pressors bei ca. 10 - 15C ber Umgebungstemperatur.Bild 3.27:Khlluftfhrung beim KolbenkompressorBild 3.28:Nachkhler als Turbulenz-Lamellen-Khler40Drucklufterzeuger Verdichtung fast aller technischen Gase mglich wirtschaftliche Verdichtung bis zu Drcken von 40 bar einsetzbar als Nachverdichter einfache Steuerung wirtschaftlicher Start-Stop-Betrieb ( keine Leerlaufzeit )3.3.6Vorteilevon HubkolbenkompressorenDie Kolbenkompressoren werden vorwiegend in luftgekhl-ter Ausfhrung geliefert. Die Khlluft hat den Vorteil, da siefastberallinjederbeliebigenMengekostenloszurVerf-gung steht.Die Khlluft wird von einem Ventilator erzeugt. Der Ventilatordrckt die Khlluft ber den Zwischen- bzw. Nachkhler undber den Kompressor.Beim Verdichtenbzw.AbkhlenderDruckluftflltinnerhalbdesKhlersKondensataus.DasKondensatwirdaufgrundder Strmungsgeschwindigkeit der Druckluft aus dem Nach-khler in das Leitungsnetz bzw. den nachgeschalteten Druck-luftbehlter mitgerissen.3.3.4KhlmittelKolbenkompressoren werden normalerweise ber Druckschal-ter geregelt. Die Druckschalter mssen an einer Stelle ange-ordnet sein, wo die Druckluft beruhigt ist. Das ist zum Beispielder Druckbehlter und nicht die Rohrleitung zwischen Kom-pressor und Behlter.Der Druckschalter schaltet den Kompressor bei Hchstdruckaus und bei 20 % unter Hchstdruck wieder ein. Die Schal-tung ist also 8 : 10 bar bzw. 12 : 15 bar.EinekleineSchaltdifferenzistnichtzuempfehlen,daderKompressor dann zu hufig schaltet und der Verschlei vonKompressor und Motor zunimmt. Der Einschaltdruck kann beigleichbleibendemAusschaltdruckgesenktwerden.Dashatden Vorteil, da der Kompressor lngere Laufzeiten, aber auchgleichzeitig lngere Stillstandzeiten hat. Der eingestellte Ein-schaltdruck darf den Mindestdruck des Druckluftnetztes nichtunterschreiten.Kolbenkompressorenlaufennichtnach,sondernschaltensofort nach Erreichen des Hchstdruckes aus (Aussetzbetrieb).KolbenkompressoreneignensichdadurchbesondersalsSpitzenlastmaschinen.DerKompressorschaltetnurbeier-hhtenLuftbedarfeinundbeiErreichendesHchstdrucksohne Nachlaufzeit, also ohne ca. 30 % Energiebedarf im Leer-lauf, aus.3.3.5Regelungvon HubkolbenkompressorenAbb. 3.29:Druckschalter41Drucklufterzeuger3.3.7Baugruppen einesKolbenkompressorsKurbelgehuse AnsaugfilterSicherheits-ventilDruckschalterKhlerAntriebs-motorBild 3.30:Baugruppen eines KolbenkompressorsKondensat-ablaDruckluft-anschlu42DrucklufterzeugerImGegensatzzumKolbenkompressoristderSchrauben-kompressor eine relativ junge Verdichter-Bauart. Obwohl dasPrinzip schon 1878 von Heinrich Krigar in Hannover entwik-kelt wurde, reifte die Konstruktion aber erst nach dem zweitenWeltkriegaus.DieschwedischeFirma"SvenskaRotorMaskiner"( SRM )entwickeltedenSchraubenkompressortechnisch zur Serienreife.Schraubenkompressoren arbeiten nach dem Verdrngungs-prinzip.Zweiparallele,mitunterschiedlichemProfilverse-heneDrehkolben,arbeitengegenlufigineinemGehuse.3.4 Schraubenkompressoren3.4.1Allgemeines3.4.2Verdichtungsvorgang Die angesaugte Luft wird in Kammern, die sich durch die Ro-tation der Schraubenkrper stndig verkleinern, bis auf denEnddruckverdichtet.AnschlieendgelangtdieLuftindenDruckstutzen.DieGehusewandungenunddieineinander-greifenden Gnge der Rotoren bilden die Kammern.Ansaugen ( 1 )Die Luft tritt durch die Einlaffnung in die saugseitig offenenSchraubengnge der Rotoren.Verdichten ( 2 ) + ( 3 )DurchfortschreitendeDrehungderRotorenwirddieLuft-einlaffnung verschlossen, das Volumen verkleinert und derDruck erhht.Whrend dieses Vorgangs wird l eingespritzt.Ausstrmen ( 4 )DieVerdichtungistbeendet.DerEnddruckisterreichtunddas Ausstrmen beginnt.Bild 3.31:Schnittbild SchraubenkompressorBild 3.32:Verdichtungsvorgang beim Schraubenkompressor43DrucklufterzeugerBOGE-SchraubenkompressorensaugenLuftberdenAnsaugfilter 1mitMicrofiltereinsatz,StaubzyklonundVer-schmutzungsanzeige an. Nach Passieren des Ansaugreglers 2strmt die Luft zum Verdichten in die Verdichterstufe 4. In denVerdichtungsraum wird kontinuierlich gekhltes l3 mit ca.55Cdosierteingespritzt.DaslnimmtdiebeimVerdich-tungsvorgang entstehende Wrme auf und erwrmt sich aufca. 85C. Die maximale Verdichtungsendtemperatur darf nachEG-Maschinenrichtlinie 110C betragen.Im kombinierten Druckluft-/labscheide-Behlter 5 wird daslausderDruckluftweitestgehendabgeschieden.Derl-feinabscheider 6 bernimmtdieRestabscheidungsosorg-fltig, da der Restlgehalt in der Druckluft danach nur nochca. 1-3 mg/m3 betrgt.Die Druckluft gelangt dann ber ein Mindestdruck-Rckschlag-ventil7indenDruckluftnachkhler9undwirdhieraufdiegnstige Temperatur von nur ca. 8C ber Ansaugtemperaturabgekhlt und danach ber das bei BOGE serienmige Ab-sperrventil ins Betriebs-Druckluftnetz geleitet.Dasimlabscheidersepariertelwirdineinemreichlichdimensionierten lkhler 8 von 85C auf 55C zurckgekhlt.Es passiert einen lfilter mit Austauschpatrone 10. Im lkreis-laufistzustzlicheinThermostatventil11angeordnet,daskaltes l am lkhler vorbei direkt wieder zur Stufe 4 fhrt.3.4.2FunktionsweiseBild 3.33:Funktionsbild einesBOGE-Schraubenkompressors1 = Ansaugfilter mit Papier-Microfiltereinsatz2 = Multifunktions-Ansaugregler3 = leinspritzung4 = Verdichterstufe5 = labscheidebehlter6 = labscheidepatrone7 = Mindestdruck-Rckschlagventil8 = lkhler9 = Nachkhler parallel zum Khlluftstrom10 = Microfilter11 = Thermostatventil12 = Reinigungsffnung47612109511831244Drucklufterzeuger3.4.3lkreislauf Das in die Kompressorstufe eingespritzte l hat folgende Auf-gaben: Abfhren der Kompressionswrme (Khlung) Abdichtung der Spalte zwischen den Lufern, sowiezwischen Lufern und Gehuse Schmierung der Lager1 = Druckluft-l-BehlterIm Druckluft-l-Behlter sammelt sich das aus der Druckluftdurch Schwerkraft abgeschiedene l.Der Systemdruck drckt dieses aus dem Behlter in die Kom-pressorstufe.2 = Thermostatisches lregelventilDas thermostatische lregelventil lenkt das l abhngig vondessen Temperatur entweder durch den lkhler oder durcheinen Bypass (z.B. in der Anlaufphase) am lkhler vorbei.Das l hlt so stets seine optimale Betriebstemperatur.3 = lkhler (luft- oder wassergekhlt)Der lkhler khlt das heie l auf Betriebstemperatur ab.4 = lfilterDer lfilter hlt Verunreinigungen im l zurck.5 = KompressorstufeDas eingespritzte l gelangt mit der Druckluft zurck in denDruckluft-l-Behlter. Dort wird es durch Schwerkraft abge-schieden.6 = Drainageleitungber die Drainageleitung saugt die Kompressorstufe das Rest-l, das sich im labscheider angesammelt hat, zurck in denlkreislauf.Bild 3.34:Bauteile des lkreislaufes45 621345DrucklufterzeugerDurch die Rotoren wird die angesaugte Luft in den Kammernder Kompressorstufe bis auf den Enddruck verdichtet.1 = AnsaugfilterDerAnsaugfilterreinigtdievonderKompressorstufeange-saugte Luft.2 = AnsaugreglerDer Ansaugregler ffnet (Lastlauf) oder schliet (Leerlauf undStillstand) die Saugleitung abhngig vom Betriebszustand desKompressors.3 = KompressorstufeDie Kompressorstufe verdichtet die angesaugte Luft.4 = Druckluft-l-BehlterIm Druckluft-l-Behlter trennen sich Druckluft und l durchSchwerkraft voneinander.5 = labscheiderDerlabscheiderscheidetdasinderDruckluftenthalteneRestl ab.6 = Mindestdruck-RckschlagventilDasMindestdruck-Rckschlagventilffneterst,wennderSystemdruck auf 3,5 bar angestiegen ist. Dies bewirkt einenschnellenAufbaudesSystemdrucksundstelltdieSchmie-rung in der Anlauf- und Netzdruckaufbauphase sicher. NachdemAusschaltendesKompressorsverhindertdasRck-schlagventil,dadieDruckluftausdemNetzzurckstrmt.7 = Druckluft-Nachkhler (luftgekhlt)Im Druckluft-Nachkhler wird die verdichtete Luft abgekhlt.DabeikondensierteinGroteildesinderLuftenthaltenenWassers aus.8 = Absperrventilber das Absperrventil kann der Schraubenkompressor vomNetz getrennt werden.3.4.4LuftkreislaufBild 3.35:Bauteile des Luftkreislaufes7 8 65 4 32 146Drucklufterzeuger wenn kontinuierlich Druckluft bentigt wird ideal als Grundlastmaschine wirtschaftlich bei 100 % Einschaltdauer stufenlose Leistungsregelung mglich ideal fr FrequenzregelungBei Schraubenkompressoren mit leinspritzkhlung nimmt daslca.85%der Wrmeauf.ber WrmeaustauscherkanndemldieWrmeentzogenundBrauch-oderHeizungs-wasser erwrmt werden.Das im Gegenstrom durch den Wrmeaustauscher strmen-de Wasser wird auf bis zu +70C erwrmt. Die erhitzte Was-sermengeistdabeivonderTemperaturdifferenzabhngig.3.4.5Wrmerckgewinnung3.4.7Vorteilevon SchraubenkompressorenBild 3.36:Wrmeaustauscher BOGE-DUOTHERM

Bild 3.37:Ansaugregelung mit Entlftungs-/ SteuerventilDer Ansaugregler steuert die Saugleitung des Schraubenkom-pressors. Voll entlasteter Anlauf durch geschlossenen Regler. SchliethermetischbeiLeerlauf,StillstandundNot-Aus.3.4.6Ansaugregelung47Drucklufterzeuger3.4.8Baugruppeneines SchraubenkompressorsAnsaugfilter SteuerungAntriebsmotorBild 3.38:Baugruppen eines SchraubenkompressorsKompressorstufelfilterDruckluft-l-BehlterDruckluft-l-KhlerlabscheiderAnsaugreglerZuluftfilter48Drucklufterzeuger3.5 Baugruppen3.5.1Antriebsmotor Die Antriebsmotoren, vorwiegend Drehstrommotoren, arbeitenmeist mit einer Drehzahl von 3.000 min-1. Die entsprechendeKompressordrehzahlwirddurchdieKeilriemenbersetzungerreicht.Stand der Technik sind Drehstrommotoren der Schutzart IP 55und der Isolierstoffklasse F.Bild 3.39:Antriebsmotor mit Keilriemen und Riemen-spannvorrichtung3.5.2Keilriemen Der Antrieb des Kompressors erfolgt ber Keilriemen.DurchdaspatentierteGM-AntriebssystembeiSchrauben-kompressoren arbeiten die Keilriemen praktisch wartungsfreimitrechnerischenStandzeitenbis25.000Betriebsstunden.3.5.3Riemenspannvorrichtung BeiKolbenkompressorensitztderMotoraufeinerRiemen-spannvorrichtung.ZumNachspannenderRiemenwirdderMotor ber eine zentrale Gewindespindel bewegt und gleich-zeitigparallelgefhrt.DerKeilriemenkanneinwandfreilau-fen.Die BOGE-Schraubenkompressoren sind mit dem patentier-ten BOGE-GM-Antriebssystemausgerstet.DurchdiesesSystem entfllt das Nachspannen und das Ausrichten beimRiemenwechsel.WhrenddesBetriebeswirddieRiemen-spannung in jeder Betriebsphase optimal angepat.Bild 3.40:BOGE-GM-Antriebssystem49Drucklufterzeuger3.5.4Saug- und Druckventile Das Zungenventil steuert den Lufteintritt und den Luftaustrittin den Zylinderraum des Kolbenkompressors.BOGE-ferax-Zugenventile haben weniger Bauteile als her-kmmliche Ventile. Sie arbeiten reibungsfrei, haben nur kleineschdliche Rume und geringe Strmungswiderstnde. DasbedeuteteinehhereLiefermenge,lange Ventilstandzeitenundpraktischkeinelkohleablagerungen.lkohleablage-rungen sind Verschmutzungen, die durch hohe Verdichtungs-temperaturen entstehen und sich an den Ventilen ablagern.Bild 3.41:BOGE-ferax-Zugenventil3.5.5Sicherheitsventile DasSicherheitsventilmubeim 1,1fachenNenndruckdesDruckluftbehltersdievolleLiefermengedesKompressorsabblasen.Bild 3.42:Sicherheitsventil am Schraubenkompressor3.5.6Ansaugfilter Die zu verdichtende Luft wird ber den Ansaugfilter aus demKompressorraum angesaugt. Der Ansaugfilter scheidet festeVerunreinigungen (Staubteilchen) aus der angesaugten Luftaus.Damitwirdder VerschleidesKompressorsminimiertunddemKundensaubereDruckluftzur Verfgunggestellt.BeistaubhaltigerUmgebungsluft(z.B.inZementbetrieben)werden Papieransaugfilter eingesetzt, die einen hherenAb-scheidegrad als bliche Naluftfilter bzw. Filter mit Schaum-stoffeinsatz haben.DieFiltereinstzelassensichbeigrerenKompressorenreinigen.EsbestehtdieMglichkeit,dieAnsaugfilteraufDifferenzdruckzuberwachen.Die VerschmutzungdesFil-ters kann hierdurch frhzeitig erkannt werden.Bild 3.43:Ansaugfilter mit PapiereinsatzStaubzyklon PapierfiltereinsatzAutomatischer Staubaustrag50Drucklufterzeuger3.6 Kompressorschmier-und khlmittelKompressorle sind genormt nach DIN 51506. Es drfen kei-ne HD-le zum Schmieren des Kompressors eingesetzt wer-den. HD-le neigen zum Emulgieren und verlieren so schnellihre Schmierfhigkeit.ZugelassensindMineral-undSynthetischele.MinerallehabenunternormalenBetriebsbedingungeneineStandzeitvonca.2.000Betriebsstunden.Synthetischeleknneninlngeren Intervallen gewechselt werden.Der lstand des Kompressors ist in regelmigen Abstndenzu prfen.Der erste lwechsel ist nach der Einlaufzeit (ca. 300 bis 500Betriebsstunden) durchzufhren.Kompressoren drfen nicht mit zu geringer lmenge betrie-benwerden.AucheinkurzzeitigerProbelaufohnel(z.B.zur Feststellung der richtigen Drehrichtung) kann zu Schdenfhren.Bei jedem lwechsel mssen die lfilter gereinigt bzw. aus-getauscht werden.Kompressorle und das Kondensat lgeschmierter Kompres-sorendrfennichtinsAbwassergelangen.SiemssenalsAltl entsorgt werden.lhaltiges Kondensat kann ber geeignete G