Grundlagen der Drucklufttechnik und Kompressoren

Kompressoren und ihre Funktionsweise

Kompressoren sind Maschinen, die dafür verantwortlich sind, Luft aus der Atmosphäre anzusaugen und sie auf einen hohen Druck zu komprimieren. Die Bewegung erfolgt meist über Riemen und Riemenscheiben.

Typen von Kompressoren

A) Kolben- und Membrankompressoren

• Kolbenkompressoren: Diese arbeiten, indem Luft durch das Saugventil angesaugt wird, wenn der Kolben (angetrieben von der Kurbelwelle) nach unten geht. Nach der Verdichtung wird die Luft durch das Auslassventil in die Hochdruckzone abgegeben. Sie können einen oder mehrere Zylinder besitzen.
• Membrankompressoren: Sie verwenden flexible Membranen aus synthetischem Kautschuk, um die Pumpwirkung zu erzeugen. Der Vorteil ist die Unfähigkeit, Schmieröl an die Luft abzugeben, weshalb sie in der Lebensmittelindustrie, Pharmazie usw. verwendet werden.

B) Rotationskompressoren

• Vielzellenkompressor (Wetterfahne): Besteht aus einem zylindrischen Gehäuse, in dem sich ein Rotor mit Lamellen dreht. Der Vorteil ist die kleine Bauweise, der leise Betrieb und der gleichmäßige Fluss.
• Schraubenkompressor: Zwei schraubenförmige Rotoren greifen ineinander und bewegen die Luft in axialer Richtung. Diese Geräte werden häufig in Haushalts-Klimaanlagen verwendet.
• Roots-Gebläse: Die Luft wird von rechts nach links transportiert. Diese wurden zuerst als Kompressoren oder in Turbomotoren eingesetzt.

C) Turbolader

• Radialverdichter: Saugt die Luft in der Mitte an und wirft sie durch Zentrifugalkraft radial nach außen.
• Axialverdichter: Die Luft strömt parallel zur Achse des Geräts.

Komponenten eines Druckluftbehälters

• Thermometer und Manometer: Mit ihnen werden die Temperatur und der Luftdruck im Behälter kontrolliert.
• Ablassventil: Es wird verwendet, um das Kondenswasser aus dem Kompressor bzw. Behälter abzulassen.
• Entlastung: Die im Behälter abgekühlte Luft produziert Wasser, das eliminiert werden muss, damit es nicht in das Verteilernetz gelangt. Dies wird durch das Ablassventil (Pulga) erreicht.
• Druckbegrenzungsventil: Dies ist eine Kontrolle für den Öffnungsdruck, damit überschüssige Luft entweichen kann, um Explosionen zu verhindern.

Das Verteilernetz

Das Netz besteht aus:

• A) Rohre: Sie werden für den Transport von Flüssigkeiten verwendet. Die Materialien sind in der Regel Kupfer, Kunststoff oder Stahl, je nach dem zu transportierenden Medium.
• B) Schläuche: Sie werden verwendet, um Werkzeuge an das Verteilernetz anzuschließen. Sie bestehen aus einem Gummimantel mit einer Stahlgewebeeinlage.
• C) Verbindungselemente: Diese können durch Schweißen oder Gewindeschneiden verbunden werden.

Verbindungen zwischen Rohren

In der Pneumatik werden Rohre verschraubt und untereinander mit Schläuchen und Hydraulikmuttern verbunden. Für die Verbindung von Rohren und Ventilen zu den Stellantrieben gibt es viele Arten von Armaturen und Kupplungen: abnehmbar für Schläuche, konisch aus Metall, gefalzt, konisch aus Kunststoff oder als Schnellkupplung.

Die Wartungseinheit

Vor dem Eintritt in eine Maschine sollte die Druckluft mit dieser Einheit aufbereitet werden. Sie besteht aus einem Filter, einem Öler und einem Regler. Oft sind Filter und Regelventil in einer Einheit zusammengefasst.

• A) Wasserabscheider-Filter: Entfernt Unreinheiten, die die Druckluft mitführt. Der Filter sollte regelmäßig für ein optimales Funktionieren gereinigt werden.
• B) Druckregler: Dank dieser Vorrichtung wird der Druck auf einen konstanten Wert reduziert.
• C) Öler (Fett): Wichtig für die Schmierung der beweglichen Teile. Die Dosierung muss genau sein, da zu viel Öl kleine Kanäle verstopfen könnte.

Ventile in der Pneumatik

• A) Wegeventile: Sie dienen dazu, das Medium umzuleiten. Die Betätigung kann erfolgen durch:
  • Manuell: Druckknopf, Pedal, Hebel, Pedal mit Verriegelung.
  • Mechanisch: Nocken, Rolle, Tastrolle.
  • Pneumatisch oder Elektrisch.
• B) Durchflusskontrolle: Zur Vermeidung oder Reduzierung des Durchflusses in beide Richtungen. Dazu gehören Drosselventile, Schnellentlüftungsventile oder Wechselventile (Oder-Glieder).
• C) Druckregler: Sie werden zur Druckregelung verwendet, z. B. Druckminderer oder Folgeventile.

Arbeitsglieder: Zylinder und Motoren

Zylinder

Zylinder werden in zwei Gruppen unterteilt:

• Einfachwirkend: Führen die Arbeit nur in eine Richtung aus. Der Rücklauf erfolgt durch eine Feder, die den Kolben in seine Grundstellung zurückbringt.
• Doppeltwirkend: Arbeiten aktiv in beide Richtungen.
• Spezialzylinder: Varianten der Grundformen wie Membranzylinder, Tandemzylinder, Impulszylinder, Zylinder mit Hohlwelle oder Mehrstellungszylinder.

Motoren

Ihre Aufgabe ist es, die Druckenergie des Mediums in eine kreisförmige Bewegung umzuwandeln. Am häufigsten werden Lamellenmotoren verwendet.

Symbologie und Zusatzkomponenten

• P: Druckluftspeisung.
• A, B, C: Anschlüsse für Zylinder.
• Z, Y, X: Steuerleitungen (Pilotierung).
• R, S: Entlüftung (Leckagen).
• Wechselventil (Doppel-Bindung): Wird verwendet, um einen Luftkanal mit zwei verschiedenen Quellen zu verbinden.
• Kompressor (System): Verantwortlich für das Senden von Druckluft an das System, speziell für Fahrzeugreifen oder Bremsen.
• Frostschutzgerät: Verhindert die Gefahr von Vereisungen in den Schaltungen und Geräten.
• Rückschlagventil: Ermöglicht den Luftstrom nur in eine Richtung und verhindert automatisch den Rückfluss in die entgegengesetzte Richtung.
• Bremskammern: Ein Gerät, das pneumatischen Druck empfängt und in mechanische Kraft umwandelt, die über ein Gestänge an die Bremsnocken weitergegeben wird.