Ratgeber
Um in Handwerk, Gewerbe und Industrie Dinge zu bewegen, gibt es – neben der Muskelkraft – drei weitere Kräfte: Elektrik, Hydraulik und Pneumatik. Alle haben ihre Vor- und Nachteile. Bei der kostengünstigen und universell einsetzbaren Pneumatik stören zum Beispiel Schmutz und Feuchtigkeit in der Druckluft. Beides lässt sich aber durch Wartungseinheiten herausfiltern. Wie diese aufgebaut sind und funktionieren, erfahren Sie in unserem Ratgeber, ebenso wie Tipps für die Beschaffung.
Pneumatische Geräte sind vor allem in jenen Anwendungen zu finden, bei denen im Vergleich zur Elektrik oder Hydraulik geringere Kräfte notwendig sind.
Dazu gehören beispielsweise lineare oder rotierende Antriebe, Druckluftwerkzeuge, Spritzmaschinen oder Förderanlagen für Schütt- und Stückgüter. Mit Druckluft betriebene Geräte und Maschinen sind in der Regel sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb kostengünstiger als ihre elektrischen oder hydraulischen Pendants.
Voraussetzung für die Funktion pneumatischer Komponenten ist eine den jeweiligen Anforderungen angepasste Druckluftanlage. Die besteht im Wesentlichen aus einem meist elektrisch betriebenen Kompressor, einem oder mehreren Druckluftspeichern und einem Rohrnetz für die Verteilung der Druckluft.
Größtes Problem einer solchen Anlage: Die vom Kompressor angesaugte Umgebungsluft enthält üblicherweise Schmutzpartikel und Feuchtigkeit. Hinzu kommen ölige Bestandteile, die als Schmierstoffe für den Kolben im Verdichter dienen. Der Kompressor selbst verfügt zwar über Staub- und Ölfilter und besitzt auch einen Lufttrockner; dennoch gelangt ein Teil der Verunreinigung und Feuchtigkeit in die Druckluftspeicher.
Bevor Werkzeuge oder Maschinen mit der komprimierten Luft ungehindert arbeiten können, muss diese somit gereinigt werden. Genau das erledigen Wartungseinheiten.
Wie die Bezeichnung vermuten lässt, besteht eine Wartungseinheit aus mehreren miteinander verbundenen Komponenten, und zwar üblicherweise aus einem Luftfilter, einem Druckregelventil, einem Manometer, einem Nebelöler und einer Entwässerung. Platziert ist die Druckluft-Wartungseinheit in der Regel zwischen einem Druckluftspeicher und dem Druckluftverteilungssystem.
Der Luftfilter in der Wartungseinheit dient der Absonderung von Partikeln in der zuströmenden Druckluft. Dazu enthält er ein Filterelement aus feinporigem Gewebe mit meist 5 bis 40 Mikrometer Porengröße. Die Sättigung des Filters hängt unter anderem von der Porengröße des Filters, der Sauberkeit der Umgebungsluft sowie davon ab, wie oft das Druckluftsystem benutzt wird. In der Regel sind Standard-Filterelemente zu ersetzen, wenn der Druckabfall etwa 0,5 bar beträgt.
Das Druckregelventil hat die Aufgabe, den Luftdruck unabhängig von den Schwankungen im Druckluftsystem konstant zu halten oder den Durchfluss an die spezifischen praktischen Anforderungen anzupassen. So erfordern einige Anwendungen einen Druck, der niedriger ist als der Druck des Hauptluftsystems.
Als Faustregel gilt, dass Druckluftwerkzeuge in der Regel rund 6 bar benötigen, um einwandfrei zu funktionieren. Mit dem in der Druckluft-Wartungseinheit integrierten Manometer lässt sich der Druck jederzeit überprüfen.
Die meisten Druckluftwerkzeuge und pneumatischen Komponenten müssen geschmiert werden, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Der Nebelöler versorgt das System kontinuierlich mit einem Ölnebel, der als Schmierung Reibung und Verschleiß der beweglichen Teile verhindert. Außerdem schützt er das System während einer Stillstandsphase vor Korrosion. Zu viel Öl kann allerdings Werkzeuge und Geräte verstopfen, zu wenig Öl führt dagegen zu übermäßigem Verschleiß und vorzeitigen Brüchen. In der Regel wird nur sehr wenig Öl benötigt, in manchen Bereichen – zum Beispiel in der Lebensmitteltechnik – ist mit Öl versetzte Druckluft sogar unzulässig, wenn sie in Kontakt zum Endprodukt kommt.
Wird Luft unter atmosphärischem Druck komprimiert und damit erhitzt, enthält sie viel mehr Wasserdampf, als die für den Gebrauch in einer pneumatischen Anlage vorgesehene Luft aufnehmen kann. Durch die Abkühlung der Luft beim Verlassen des Kompressors wird ihr der größte Teil der Feuchtigkeit zwar entzogen und abgeführt, dennoch verbleibt genug Wasserdampf, um Korrosionen zu erzeugen. Rohleitungen verfügen an ihrer tiefsten Stelle deshalb über Ablasshähne für kondensierte Feuchtigkeit. Als zusätzliche Maßnahme der Entwässerung sind auch Wartungseinheiten mit einem Trockner ausgestattet, sodass nachfolgende Bauteile mit möglichst trockener Druckluft versorgt werden.
Für die Auswahl einer Wartungseinheit wichtige Parameter sind der maximal Betriebsdruck, die maximale Gerätetemperatur und die Porengröße des Filters. Relevant sind aber auch der Durchmesser des Innengewindes wie Halb- oder Viertelzoll und die maximale Durchflussmenge wie zum Beispiel 70 Liter pro Sekunde bei 6 bar Betriebsdruck.
Hinsichtlich des höchsten Betriebsdrucks sind die weitaus meisten Druckluft-Wartungseinheiten für 10 oder 15 bar ausgelegt, wobei der normale Arbeitsbereich bei etwa 6 oder 7 bar liegt.
Reserven existieren auch bei der maximalen Betriebstemperatur. Durch die Abkühlung der Druckluft während der Dekompression und den Entzug von Wasserdampf liegt die durchschnittliche Lufttemperatur im Arbeitsbereich bei etwa 40 Grad Celsius. Gängige Druckluft-Wartungseinheiten sind für Gerätetemperaturen von höchsten 50 Grad Celsius konstruiert.
Je nach Qualität der vom Kompressor eingesaugten Umgebungsluft sollte die Porengröße des Filters bemessen sein. Für relativ saubere Luft genügt ein Filter mit 40 Mikrometer Porengröße, für potenziell feinstaubhaltige Luft ist eine Porengröße von 5 Mikrometer angebracht. Grundsätzlich gilt aber: Je größer die Poren, desto seltener muss der Filter ersetzt werden.
Warum sollten Druckluftgeräte bei Außentemperaturen von 2 Grad Celsius und weniger nicht benutzt werden?
Bei Temperaturen von weniger als 2 Grad Celsius könnte die noch in der Druckluft vorhandene Restfeuchte einfrieren. Die Eisbildung wiederum wirkt sich nachteilig auf die Funktion von Druckluftgeräten und -maschinen aus. Dies gilt nicht nur für in der Kälte eingesetzte Werkzeuge, sondern auch für Wartungseinheiten.
Lässt sich auch normales Motorenöl für den Öler in der Wartungseinheit nutzen?
Es gibt zwar Öle speziell für den Vernebler in Wartungseinheiten, in der Praxis wird aber auch normales Motoröl verwendet, der Typ SAE 10. Die soll aber keine Empfehlung darstellen.