imported>Markus Bärlocher: Fahrzeugreifen...

2025-06-20T18:51:06Z

Fahrzeugreifen...

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{{Dieser Artikel|behandelt Druckluft im Sinne komprimierter Luft. Für das Kulturzentrum siehe [[Druckluft (Kulturzentrum)]], zur Band siehe [[Druckluft (Band)]].}}

'''Druckluft''', umgangssprachlich auch '''Pressluft''', bezeichnet komprimierte [[Luft]]. Sie dient verschiedenen Zwecken:
* als [[Energieträger]], beispielsweise zum Betrieb von Druckluftbremsen von [[Schienenfahrzeug]]en, [[Seilablaufanlage]]n oder zum Antrieb von Maschinen unter Tage im [[Bergbau]]
* als Steuermedium (im Druckluftbremssystem)
* als Füllmittel für [[Fahrzeugreifen]]: [[Autoreifen]], [[Fahrradreifen]], [[Motorradreifen]], [[Nutzfahrzeugreifen]] (LKW), [[Landwirtschaftsreifen]], [[EM-Reifen]] (Erdbewegungsmaschinen), [[Gabelstapler-Reifen]], [[Forstreifen]], [[Industriereifen]], [[Flugzeugreifen]].
* als Füllmittel, Feder- und Dämpfungselement in einem [[Luftfederung]]ssystem, [[Ausdehnungsgefäß]], [[Hydraulikspeicher]] und Sprungmatte
** typisch mit Gebläse, also Druckluft von geringem Druck bei hohem Volumsdurchsatz betrieben (befüllt und gefüllt behalten) wurden [[Hüpfburg]] und andere [[Inflatable]]s
*** [[Skydancer]] werden zusätzlich an Auslassöffnungen auch rückstoßangetrieben
* als Förderungsantrieb für granulare Stoffe oder Flüssigkeit in Rohren
* als Fördermittel für Getränke aus Fässern mit
* als [[Rückstoßantrieb|Rückstoßmedium]] bei Flugversuchen
* zur [[Reinigung (Instandhaltung)|Reinigung]]
* als [[Atemgas]]
* zur [[Kühlung]]
* zur [[Stickstoff]]erzeugung
* als Schallminderungs-Technik beim [[Blasenschleier (technischer Lärmschutz)|Blasenschleier]]
* zum Betrieb eines [[Horn (Musik)#Signalgeräte|Signalhorns]]

Werden statt Luft andere Gase oder Gemische verwendet, spricht man von [[Druckgas]].

== Erzeugung ==

[[Datei:Kompressorstation mit Druckluftspeicher.jpg|mini|2 Druckluftverdichter als [[Schraubenkompressor]]en mit integriertem Kältetrockner und 3000 Liter Druckluftspeicher]]

Historisch wurde Druckluft mit geringem Druck durch [[Blasebalg|Blasebälge]], etwa für eine Schmiede[[Esse (Feuerstelle)|esse]] oder eine Kirchenorgel erzeugt. Druckluft zum Füllen von Schlauchbooten wird heute noch durch großvolumige [[Handpumpe]]n oder fußbetriebene Blasebälge erzeugt.

Entsprechend dem Verwendungszweck wird [[Luft]] mit [[Verdichter]]n (Kompressoren) auf einen höheren [[Druck (Physik)|Druck]] gebracht und je nach Anwendungsfall unterschiedlich behandelt. Der Energieaufwand beim Komprimieren ist beträchtlich, da viel Wärmeenergie entsteht, die meist ungenutzt bleibt. Druckluft ist deshalb ein ''teurer'' [[Energieträger]]. Bei steigenden Energiepreisen und in Kombination mit [[Wärmerückgewinnung]] und regelmäßiger Leckagebehebung lassen sich die Kosten deutlich senken.

Zur Drucklufterzeugung werden hauptsächlich zwei unterschiedliche Systeme genutzt: [[Verdichter#Kolbenverdichter|Kolbenkompressor]] (meist 2-stufig) oder [[Verdichter#Schraubenverdichter|Schraubenverdichter]]. 3-stufige Kolbenkompressoren sorgen für Verdichtungsdrücke bis 3000 [[Bar (Einheit)|bar]]. Neben diesen Arten sind auch Rotationskompressoren und vereinzelt auch Membrankompressoren im Einsatz.
Die Leistung eines Kompressors wird in l/min oder m³/h angegeben. Sie zeigt die Lieferleistung eines Kompressors auf.

Neben dem Einsatz sogenannter Last-/Leerlauf Kompressoren, die ihren besten Energieertrag bei kontinuierlichem Betrieb haben, gibt es seit einigen Jahren auch Modelle mit [[Frequenzregelung]]. Der Vorteil an dieser Technik besteht darin, dass die Motorleistung und die benötigte Druckluftmenge stets über eine Steuerung kontrolliert werden und diese jeweilig dann in der Drehzahl das [[Verdichter]]element erhöht oder verringert. Hier sollen laut Angaben diverser Hersteller Einsparungen in Höhe von 50 % und mehr möglich sein.
{{Siehe auch|Druckluftanlage}}

=== Ölfreie Druckluft ===

Druckluft aus allen Arten ölgeschmierter verdichtender Kompressoren (auch die ölfrei verdichtenden) enthält Öl und ist deshalb ohne Aufbereitung/[[Filtration (Trennverfahren)|Filtration]] nicht für hochreine Anwendungen geeignet. Druckluft aus ''ölfrei verdichtenden Kompressoren'' ist nicht völlig ölfrei, da die Druckluft nach der Verdichtung die in der Ansaugluft enthaltenen Ölanteile und andere Kohlenwasserstoffe aus der Umgebung enthalten kann. Beispielsweise in der [[Nahrungsmittelindustrie]], der medizinischen Anwendung, als Atemgas zum Tauchen oder in Lackierbetrieben kann nur ölfreie Druckluft zum Einsatz kommen. Die Druckluftqualität wird gemäß der Norm ISO 8573-1 klassifiziert. Die Definition von Öl umfasst bereits Kohlenwasserstoffe (C6 bis C40) und ist grundsätzlich im Gesamtzusammenhang von Dampf, Aerosolen und Tröpfchen zu bestimmen. Dabei ist es nicht entscheidend, ob öl- oder wassergeschmiert oder ölfrei verdichtet wird. Nur die Reinheit der Druckluft ist von Bedeutung und sollte unter allen Betriebsbedingungen eingehalten werden können. Atemluft wird mit entsprechend dafür geeigneten Kompressoren erzeugt. Zur Reinigung der Druckluft dienen Filter in Verbindung mit Öldampfadsorbern oder Katalysatoren, sie wird mit geeigneten Messgeräten auf Ölfreiheit überwacht. Damit ist die Qualitätsanforderung „ölfreie Druckluft“ erreicht und dauerhaft sichergestellt.

=== {{Anker|Drucktaupunkt}} Entfeuchtung ===

Wird atmosphärische Luft komprimiert, steigt mit dem [[Partialdruck]] der als Dampf enthaltenen Luftfeuchte auch die [[Taupunkt]]temperatur an. Wegen der gleichzeitigen Temperaturerhöhung sinkt dabei die relative Feuchte ab.<ref name="Boege-Verdichter" /> Kühlt die Druckluft unter ihren neuen, den '''Drucktaupunkt''' ab, so kann die Feuchtigkeit kondensieren. Deshalb wird Druckluft oft schon sofort nach der Kompression mit Zyklon-Wasserabscheidern, [[Druckluftkältetrockner|Kältetrocknern]], Membrantrocknern oder Adsorptionstrocknern entfeuchtet. Dabei wird der Drucktaupunkt so eingestellt, dass er unter der Lagerungs- und Transporttemperatur liegt. Je nach Größe und Art der Anlage kommen auch [[Hygroskopie|hygroskopische]] Materialien für die Absorp- oder Adsorptionstrocknung zum Einsatz.

Um den (Druck-)Taupunkt komprimierter Luft sprachlich vom Taupunkt der unkomprimierten Luft abzugrenzen, wird letzterer auch '''atmosphärischer Taupunkt''' genannt. Dadurch kann die Druckluft auch bei tieferen Umgebungstemperaturen eingesetzt werden, ohne dass in den Druckleitungen oder Transportbehältern Wasser kondensiert.

== Druckluftverteilung ==

Neben der Drucklufterzeugung, der Druckluftspeicherung, der Druckluftaufbereitung und der Druckluftnutzung ist auch die Druckluftverteilung ein sehr wichtiger Bestandteil einer Druckluftanlage. Technisch sicherlich weniger anspruchsvoll und in vielen Installationen oft vernachlässigt, kann eine unsachgemäße Planung und Ausführung der Druckluftverteilung jedoch '''enorme Betriebskosten''' verursachen.

'''Direkte Verluste''' können alle Undichtigkeiten sein, bei denen Druckluft auf dem Weg von der Erzeugung bis hin zu der Nutzung aus der Druckluftrohrleitung oder den installierten Anlagen und Geräten ungenutzt entweicht. Noch heute werden je nach Planungsausführung bei der Berechnung für den Druckluftbedarf ca. 10 % an Verlusten mit einkalkuliert. Werden jedoch die Undichtheiten beseitigt, kann die Laufzeit der Kompressoren reduziert und ein bereits installierter Beistellkompressor nur noch selten oder gar nicht mehr eingesetzt werden.

'''Indirekte Verluste''' ergeben sich durch eine falsch geplante und dimensionierte Druckluftrohrleitung. Lange Stichleitungen werden installiert, obwohl eine Ringleitung besser wäre. Kleine Durchmesser werden ausgewählt, obwohl sich die höhere Investition für einen größeren Durchmesser im Betrieb sehr schnell amortisiert. Die indirekten Verluste sind die Druckverluste, die durch die strömende Druckluft in der Rohrleitung entstehen. Immer dann, wenn kein ausreichender Druck an der Bedarfsstelle vorliegt, wird häufig an einen nicht ausreichend großen Kompressor gedacht. Oft kann jedoch eine Optimierung der Druckluftrohrleitung das Problem beheben, und im günstigen Fall auch der Druck am Kompressor reduziert werden.

'''Verluste bei der Nutzung von Druckluft zur Erzeugung mechanischer Bewegungen''' führen zu einem insgesamt schlechten Wirkungsgrad. In einem konkreten Beispiel konnte nachgewiesen werden,<ref>Darstellung erzeugt mit SankeyMATIC und in Anlehnung an: Bundesamt für Energie (BFE). [https://www.osti.gov/etdeweb/servlets/purl/20969710 Ersatz von pneumatischen und hydraulischen Antrieben durch Elektroantriebe] (PDF; 1,8 MB), Abb. 5, S. 16, Bern: Dez. 2006.</ref> dass die mechanische Nutzleistung mit Druckluftantriebstechnik bei nur noch 6 % lag. Im Vergleich dazu lag die mechanische Nutzleistung mit elektrischer Antriebstechnik bei 80 %. Die aufgewendete Primärenergie wird also mit elektrischer Antriebstechnik zu einem großen Anteil genutzt. Auch wenn in anderen Anwendungsfällen, z. B. dann, wenn dezentrale, kleine Drucklufterzeugungseinheiten zum Einsatz kommen, bessere Wirkungsgrade erzielt werden können, so darf erwartet werden, dass mit elektrischer Antriebstechnik immer bessere bis deutlich bessere Wirkungsgrade erzeugt werden, wenn es darum geht, Maschinen und Maschinenteile zu bewegen. Vor allem seit der Energiekrise 2022 wird deswegen über den Ansatz zur nachhaltigen Verringerung des Druckluftbedarfs in der produzierenden Industrie diskutiert.

== Sicherheitszubehör ==

Plötzliche Entspannung beim Trennen der Druckluftverbindung kann den sogenannten Peitschenhiebeffekt hervorrufen. Um dies zu vermeiden, fordert die [[Berufsgenossenschaft]] den Einsatz von Sicherheitsschnellkupplungen nach ISO-Norm 4414 und Sicherheitsnorm EN 983 {{"|… Schnellkupplungen müssen so ausgewählt werden, dass sie, wenn sie gekuppelt oder entkuppelt werden, das Kupplungsteil nicht durch den Druck gefährlich wegschleudern …}}.
* [[Netzseite|Netzseitige]] Druckluft-Sicherheitsschnellkupplung für kleine und mittlere Verbraucher, DN 7 bis 11, Q bis ca. 80 l/s
* Netzseitige Druckluft-Sicherheitsschnellkupplung für große Verbraucher, DN 12 bis 38, Q bis ca. 2 100 l/s

== Anwendung ==
=== Energieträger ===

[[Datei:Druckluftlok.jpg|mini|Druckluftlok]]

Druckluft wird zum [[Antrieb]] von [[Zylinder (Technik)|Zylindern]], [[Turbine]]n oder auch von [[Rohrpost]] verwendet, wobei beim Entspannen der Luft die [[Energie]] in [[Translation (Physik)|Linearbewegung]] oder Drehbewegung umgewandelt wird. Hier kann die Druckluft mit [[Mineralöl|Öl]] versetzt sein. Das Öl dient als [[Schmierstoff]].

Allgemein ist diese Anwendung auch unter der Bezeichnung [[Pneumatik]] bekannt:
Druckluft kann als Energiemedium eingesetzt werden, Beispiele hierfür sind [[Druckluftauto]], [[Pressluftlokomotive]], [[Druckluftspeicherkraftwerk]], [[Druckluftwaffe]], Einsatz in der [[Lackierung]] oder bei Bauarbeiten, Beispiele hierfür sind [[Drucklufthammer]], Druckluftmeißel.

Im Bahnbetrieb dient Druckluft bei Schienenfahrzeugen zur Steuerung und als Energieträger für die [[Druckluftbremse (Eisenbahn)|Druckluftbremse]]. Auch im Straßenverkehr findet die [[Bremse (Kraftfahrzeug)|Druckluftbremse]] vor allem bei [[Lastkraftwagen]] Anwendung.

Ende des 19. Jahrhunderts entstanden Druckluftnetzwerke zur Energieverteilung, da damals die elektrische [[Energieübertragung]] mit [[Wechselstrom]] noch in den Kinderschuhen steckte. Ab 1888 entstand in [[Paris]] ein größeres Druckluftnetz zum Antrieb von [[Aufzugsanlage|Aufzügen]], [[Pumpe|Abwasserpumpen]], [[Gleichstromgenerator]]en und anderen Maschinen. Die Leitungen wurden in den [[Kanalisation|Abwasserkanälen]] verlegt, wo sie im Gegensatz zu elektrischen Kabeln nicht durch die Feuchtigkeit beeinträchtigt wurden. Das Netzwerk erreichte in den 1960er Jahren eine Länge von 900 km. Die jährlich verwendeten 400 Millionen Kubikmeter Luft wurden von drei Kompressoranlagen erzeugt. Der Betrieb des Netzes wurde erst 1994 eingestellt.<ref name="sudac">{{Internetquelle | url=http://tristandelabroise.free.fr/IMG/pdf/histoire-de-la-sudac.pdf | titel= Histoire de la SUDAC (1877-1996) | autor=Tristan de la Broise, Florence Meffre | hrsg=tristandelabroise.free.fr | datum=1996-11-07 | abruf=2013-10-27| sprache=fr | format=PDF; 980 kB }}</ref>

=== Steuerung ===

[[Datei:Automoteur Z209 Mulhouse FRA 001.jpg|mini|[[Gepäcktriebwagen]] Z209 des [[Bahnstrecke Saint-Gervais–Vallorcine|Train du Mont-Blanc]] mit [[Mehrfachtraktion|Druckluft-Mehrfachtraktionsteuerung]]]]

In explosionsgefährdeten Bereichen war Druckluft für die Signalisierung (Einheitssignal 0,2–1 bar) und für die Betätigung von Stellorganen (ca. 6 bar) lange Zeit die erste Wahl. Heute sind die elektronischen Lösungen preiswerter und flexibler (eigensichere Stromkreise).

Druckluft diente bei den ersten Fahrzeugen des [[Bahnstrecke Saint-Gervais–Vallorcine|Train du Mont-Blanc]] aus dem Jahre 1901 zur [[Mehrfachtraktion]]steuerung. Die Fahrzeuge waren mit zwei durch den ganzen Zug gehenden Luftleitungen verbunden – eine für die Fahrtrichtung Vorwärts, die andere für Rückwärts. Die fünf Fahrstufen der Triebwagen wurden durch verschiedene Drücke in den Leitungen signalisiert.<ref>{{Internetquelle | url=http://train-mont-blanc.fr/materiel/z200/ | titel=Les Z 200 | werk=Train du Mont Blanc | autor=Christophe Jacquet | datum=2012-10-08 | abruf=2013-10-27| sprache=fr}}</ref>

In Paris existierte zusätzlich zum Druckluftnetz zur Energieübertragung ein solches zum Betrieb einer [[Uhrenanlage]], wobei die [[Nebenuhr]]en mit der [[Hauptuhr]] über minütlich abgegebene Druckluftimpulse von 0,75 bar synchronisiert wurden. Das Netz, dessen Leitungen in der Kanalisation verlegt waren, nahm den Betrieb am 31. Dezember 1880 auf. 1887 wurden die größte Ausdehnung mit 7050 Uhren für 3185 Abonnenten erreicht. 1927 wurde der Betrieb eingestellt.<ref name="sudac" />

=== Atemgas ===

[[Datei:Draeger pressluftatmer.jpg|miniatur|Druckluftflasche in einem [[Atemschutzgerät]]]]

Luft wird als gereinigtes und aufbereitetes [[Atemgas]] entweder in einem stationären Druckluftnetz, beispielsweise in einem [[Krankenhaus]] (ISO 7396-1:2016), verteilt oder mittels [[Atemschutzkompressor]]en in [[Druckluftflasche]]n (ISO 12021) zur Platzverringerung gespeichert und bei Bedarf über [[Atemregler]] zur Atmung mit [[Atemschutzgerät]]en und beim [[Gerätetauchen]] verwendet. Entspannte Druckluft enthält wegen der vorherigen [[#Entfeuchtung|Entfeuchtung]] eine sehr geringe relative [[Luftfeuchtigkeit|Feuchtigkeit]], daher muss ihr für den langfristigen Einsatz am ([[Endotracheale Intubation|intubierten]]) Patienten künstlich Luftfeuchtigkeit zugeführt werden, um eine Austrocknung der Lunge zu verhindern.

Beim Einsatz spezieller Atemgase, beispielsweise beim [[Sporttauchen]] mit [[Nitrox]], darf nur ölfreie Druckluft beigemischt werden.

=== Reinigung ===

Beim Entspannen der Luft in einer [[Düse]] wird ein schneller Luftstrom erzeugt, der zum Wegblasen von [[Teilchen#Verwandte Begriffe|Partikeln]] und [[Flüssigkeit]]en verwendet werden kann.

In Verbindung mit abrasiven Partikeln, welche durch Druckluft beschleunigt werden, kann beim [[Sandstrahlen|Sand-]], [[Kugelstrahlen|Kugel-]] oder [[Trockeneisstrahlen]] eine intensive Oberflächenreinigung erzielt werden.

=== Kühlung ===

In vielen technischen Prozessen wird Druckluft zur [[Kühlung]] verwendet. Dabei wird ausgenutzt, dass sich Druckluft bei der Entspannung wegen des [[Joule-Thomson-Effekt]]es abkühlt.

=== Stickstofferzeugung ===

Um den Bedarf an Stickstoff eines Betriebes (beispielsweise in der Lebensmittelindustrie) zu decken, verwenden immer mehr Anwender Stickstoffgeneratoren oder Stickstoffmembranen. Mit Hilfe der N2-Generatoren wird [[Stickstoff]] in einem speziellen Absorptions- oder Trennverfahren vom Rest der Luft getrennt. Der gewonnene Stickstoff hat einen Reinheitsgrad bis zu 99,999 % (5.0).

=== Sonstige Verwendung ===

Auch zu bestimmten sonstigen Handlungen wie zum Beispiel dem Befüllen von [[Hebekissen]] wird Druckluft aus [[Druckluftflasche#Andere Verwendungen|Druckluftflaschen]] verwendet.

Es gab in den 1950er Jahren in den USA leitungsgebundene Flugversuche, die auf dem vertikal gerichteten Rückstoß von Düsen mit Druckluft aus einem Hochdruck-Zylinder-Paket basierte.<ref>[https://www.spiegel.de/video/bbc-waffen-der-anderen-art-fliegender-soldat-video-99012446.html Kurios & tödlich: Waffen der anderen Art – Fliegende Soldaten] spiegel.de, 21. August 2012, abgerufen am 14. Juli 2019. – Video etwa 47 min, 32:49 vor Ende.</ref>

== Verwendungsdruck ==

Als Energieträger oder zur Reinigung hat Druckluft meist einen Druck von 6 bis 8 [[Bar (Einheit)|bar]]. In Einzelfällen werden bis zu 16 bar benötigt.
Zum Starten großer Motoren z. B. in Schiffen wird Druckluft mit 20 bis 30 bar verwendet, um damit entweder einen
Druckluftstarter zu betreiben, oder die Druckluft direkt in einen oder mehrere Brennräume zu leiten und damit den Motor in Bewegung zu setzen.
Als Atemluft zum Gerätetauchen, in Atemschutzgeräten steht die Druckluft in den Flaschen bzw. Kartuschen unter 200 bis 300 bar. Auch werden spezielle Flaschen (beispielsweise aus [[Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff|CFK]]) befüllt, die bei Drücken von bis zu 300 bar in portablen Druckluftwerkzeugen ([[Druckluftnagler]]) oder auch [[Luftgewehr#Druckluftsysteme|Pressluftgewehren]] zum Einsatz kommen. Bei der pneumatischen Förderung von Schüttgütern werden in der Regel Drücke unter 4,5 bar benötigt.

== Verwendung als Lager ==

In [[Luftlager]]n können bewegliche Teile nahezu reibungsfrei gelagert werden.

Eine ebene Anwendung ist das [[Luftkissen]].

== Literatur ==

* Erwin Ruppelt (Hrsg.): ''Druckluft-Handbuch.'' Vulkan-Verlag, Essen, 4. Aufl. 2002, ISBN 978-3-8027-2548-7

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}
{{Wiktionary|Pressluft}}
* [http://berndglueck.de/Druckverluste Berechnung der Druckverluste in Rohrleitungen mit kompressiblen Medien]
* [https://www.hs-pforzheim.de/forschung/forschungsschwerpunkte/vunk/news_detailsseite/news/ethische_und_nachhaltigkeitsbezogene_entscheidungen_in_der_produzierenden_in_dustrie_ein_konkretes_beispiel Druckluft und energiesparende Alternativen]

== Einzelnachweise ==
<references><ref name="Boege-Verdichter">
{{Literatur
| Herausgeber=Alfred Böge
| Titel = Handbuch Maschinenbau
| TitelErg = Grundlagen und Anwendungen der Maschinenbau-Technik
| Verlag = Springer
| Auflage = 20
| Jahr = 2011
| Online =
{{Google Buch
| BuchID = sz1gGSFvZDIC
| Seite = SL12-PA39
| Hervorhebung = adiabatisch Feuchtigkeit}}
}}
</ref>

</references>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4150746-0}}

[[Kategorie:Gastechnik]]
[[Kategorie:Atemgas]]
[[Kategorie:Energieträger]]
[[Kategorie:Pneumatik]]
[[Kategorie:Technischer Energiespeicher]]

Druckluft - Versionsgeschichte

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