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Druckluft & Pneumatik - Was ist Druckluft?

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Komprimierte Luft, im Alltag auch Pressluft genannt, ist sogenannte Druckluft. Sie wird in der Pneumatik folgendermaßen eingesetzt:

  • als Träger für Energie, etwa für Antrieb im Untertage-Bergbau
  • in der Signalübertragung analog zum elektrischen Strom
  • für Reinigungszwecke
  • als Gas zum Atmen
  • als Kühlmittel
  • zur Stickstoffproduktion

Wenn man nicht Luft, sondern besondere Gase oder auch Gemische benutzt, nennt man diese Druckgase.

Luft – Definition & Zusammensetzung

Das Gasgemisch unserer Erdatmosphäre bezeichnet man als Luft. Luft in trockenem Zustand enthält überwiegend die Gase Stickstoff mit ca. 78,08 Volumen-% und Sauerstoff mit ca. 20,95 Volumen-%. Der Rest sind Argon mit 0,93 Volumen-%, Kohlenstoffdioxid mit 0,04 Volumen-% und Spuren anderer Gase. Wasser in Gasform, also Wasserdampf, liegt durchschnittlich mit 1,3 Volumen-% nahe dem Erdboden und zu 0,4 Volumen-% in der sonstigen Erdatmosphäre vor, wurde bei den oben genannten Werten aber nicht berücksichtigt. Luft ist normalerweise ohne Geruch, Farbe und Geschmack.

Herstellung von Druckluft

Je nach geplanter Verwendung kann Luft in der Pneumatik durch Verdichter, sogenannte Kompressoren, unter erhöhten Druck gesetzt und anderweitig behandelt werden. Komprimieren erfordert hohen Energieaufwand, da Wärmeenergie dabei ungenutzt entweicht. Bisher war Druckluft deshalb ein teurer Träger von Energie. Durch neue energiesparende Verfahrenstechniken fällt die Kostenbilanz für Druckluft heute besser aus:  Mittels Wärmerückgewinnung und Leckvermeidung können auch viel CO2 eingespart und die Herstellungskosten gesenkt werden.

Druckluftanlage
Schematische Darstellung einer gesamten Druckluftanlage mit den wichtigsten Elementen

Die Herstellung von Druckluft basiert meist auf zwei unterschiedlichen Verfahren: Ein meist zweistufiger Kolbenkompressor oder Schraubenverdichter bzw. dreistufige Kolbenkompressoren können einen Verdichtungsdruck von 3000 bar erzeugen. Ebenso kommen Rotationskompressoren und zum Teil auch Membrankompressoren zum Zuge. Die Kompressorleistung wird angegeben mit l/min bzw. m³//h und stellt die sogenannte Lieferleistung des Kompressors dar.

Druckluftverteilung

Druckluft wird also erzeugt, gespeichert, aufbereitet und genutzt. Die wichtigste Komponente in der Pneumatik aber ist die Verteilung in der Druckluftanlage. In vielen Installationen wird dies, da technisch vermeintlich nicht anspruchsvoll, häufig vernachlässigt. Hohe Betriebskosten entstehen jedoch gerade bei der unsachgemäßen Druckluftverteilung in Systemen in Planung als auch Ausführung.

Verwendungsdruck

Wenn Druckluft zur Reinigung oder als Energieträger verwendet wird, braucht man einen Druck von 6 bis 8 bar, manchmal sogar bis 16 bar. Beim Tauchen oder in Atemschutzgeräten wird die Atemluft in Flaschen oder Kartuschen bei 200 bis 300 bar verwendet. Spezielle aus Carbon gefertigte Behälter halten Drücken von 300 bar stand und sind Herzstück etwa von transportierbaren Druckluftwerkzeugen, beispielsweise zum Nageln, oder auch in sogenannten Luftgewehren. Werden Schüttgüter gefördert mit Hilfe der Pneumatik, braucht man Drücke von bis zu 4,5 bar.

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2009 Maschinenbau-Wissen.de
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