Unentdeckte Druckluftkosten

80% der Betriebe leiden unter einer schleichenden Kosteninflation im Druckluftnetz

In 80 von 100 Betrieben wird Druckluft, sprich teure Energie, unnötig und zuhauf vergeudet. Fast 30% der Kompressorleistung geht auf dem Weg zum Werkzeug verloren, weil Druckluftnetze häufig nach Wasserleitungsregeln installiert werden und Druckluftwerkzeuge falsch angeschlossen sind.

Bild 1: Täglich 54 DM an Strom vergeudet diese Kombination von Messing-Schnellkupplungen und Spiralschläuchen bei einem namhaften Automobilzulieferer. Denn soviel kostet dem Werk der dadurch verursachte gemessene Druckabfall von 3,4 bar an Kompressorleistung.

Das ist die Quintessenz des seit letztem Jahr vom Werkzeughersteller Atlas Copco Tools* angebotenen kostenlosen Messdienstes für Druckluftinstallationen an Arbeitsplätzen. Hans-Joseph Hohmann, einer von rund 40 Leuten, die solche Messungen und Druckluftverteilungsanalysen vor Ort durchführen: "Keiner würde die Lautsprecher seiner Stereoanlage mit Blumendraht anschließen, aber bei Druckluftwerkzeugen werden die physikalischen Regeln gern missachtet und Anschlusszubehör mit der linken Hand ausgewählt." Das falle in der Praxis nur kaum auf, weil statischer Druck gern mit Fließdruck verwechselt würde. Hohmann: "Man gibt sich mit der Manometeranzeige zufrieden und denkt nicht daran, dass dies nur der statische Druck ist." Der aber kann sehr stark abfallen, wenn das Werkzeug arbeitet und es einen Flaschenhals in der Zuleitung gibt.

Häufigste Ursache für abfallenden Fließdruck: in Werkzeuganschlüsse eingebaute Strömungswiderstände durch minderwertige oder gar falsche Armaturen und Kupplungen. Diese strangulieren die Werkzeugleistung, weil sie Druck kosten. Zudem vergeudet jedes Bar Druckverlust rund ein Zehntel der installierten Kompressorleistung, also etliche Kilowatt.

Damit die teuer erzeugte Druckluft möglichst verlustfrei dorthin gelangt, wo sie ihre gesamte Energie in Arbeit umsetzen kann, sollte sich jeder Druckluftanwender sechs Fragen stellen und überprüfen, ob man diese, wie hier vorgeschlagen, beantworten würde.

Sechs Fragen gegen die Kosteninflation im Luftnetz

Frage 1

Passt die Durchflusskapazität des Schlauchs zum Luftbedarf des Werkzeugs?

Wenn es eben geht, soll die Schlauchstrecke vom Leitungsnetz zum Werkzeug nicht länger als drei Meter, höchstens aber fünf Meter sein, sonst geht zuviel Druck und damit Werkzeugleistung verloren (siehe Diagramme 1 und 2).

Um den richtigen Schlauch für ein Druckluftwerkzeug auswählen zu können, sollten die Schlauchdurchmesser bezogen auf einen Druckabfall von 0,2 bar und eine Schlauchlänge von 5 m einschließlich (zwei) Tüllen und einem Fließdruck (pe) von 7 bar im Prospekt angegeben sein. Spiralschläuche verursachen einen höheren Druckabfall als normale, gerade Schläuche, weshalb hierbei erst recht auf einen ausreichenden Querschnitt zu achten ist.

Frage 2

Wie groß ist der Druckverlust zwischen Leitungsnetz und Werkzeug?

Immer bedeutet Druckabfall einen Leistungsverlust im Quadrat des Abfalls: Sinkt der Druck von 7 auf 5 bar, reduziert sich die Werkzeugleistung von 72 auf 52, also um knapp 50%. Bei einem Druckabfall von 6 auf 5 bar, geht immerhin schon ein Viertel an Leistung verloren.

Bild 2: Solche Querschnittsdiskrepanzen, wie hier an den Anschlüssen der Spiralschläuche gezeigt wird, sollten sich eigentlich von selbst verbieten.

Frage 3

Wieviel Energie und Werkzeugleistung vergeuden meine Schnellkupplungen?

Die meisten selbstentlüftenden Schnellkupplungen, insbesondere solche aus Messing, kosten viel Druck, weil bei ihnen immer eine Kugel im Luftstrom liegt. Dieser Flaschenhals kostet zwischen 0,6 und 1,3 bar, wie Hohmanns Messungen immer wieder bestätigen. Das aber muss nicht sein. Längst gibt es Schnellkupplungen, die bei nur 0,2 bar Druckabfall mehr als den doppelten Luftdurchsatz einer vergleichbaren Messingkupplung haben.

Diagramm 1: So verändert sich die Werkzeugleistung, wenn das Leitungsnetz nicht den verlangten Fließ- (über)druck von 6 bar hergibt.

Frage 4

Wie groß sind die Luftverluste aus Armaturen und Schlauchanschlüssen?

Aus einem Leck von nur 10 mm Durchmesser entweichen aus einem 7-bar-Netz pro Sekunde 123,8 Liter Druckluft. Umgerechnet sind das etwa 43 Kilowatt. Aus einem 3 mm Loch entweichen pro Sekunde immerhin noch 11 Liter Druckluft von p_e = 7 bar. Das entspricht einer Verdichterleistung von knapp 5 kW.

Frage 5

Haben die Anschlussschläuche der Werkzeuge wirklich nicht mehr Tüllen und Kupplungen als nötig?

Bloß weil es sich mal so ergeben hat und man auch noch hier und da trennen und kuppeln wollte, muss das so entstandene Schlauchflickwerk keinesfalls gerechtfertigt sein. Auf je mehr Anschlussteile man verzichten kann, um sobesser.

Frage 6

Hat der Anschlussnippel des Werkzeugs den richtigen Querschnitt?

Oft wird der Anschlussnippel nicht nach dem Luftbedarf des Werkzeugs gewählt, sondern nach dem (zufällig) bereits vorhandenen Schlauchdurchmesser. So wird dann zu guter Letzt doch noch ein Flaschenhals vors Werkzeug geschraubt.

Diagramm 2: So variiert die Drehmomentleistung mit unterschiedlichem Druck selbst bei einem so geduldigen Druckluftwerkzeug wie dem Schlagschrauber (gemessen wurde hier der Typ LMS 26).

Fazit

Die Konsequenzen falscher, schlecht dimensionierter und mit minderwertigem Anschlusszubehör bestückter Werkzeuganschlüsse sind erheblich. Es sollten daher nur Schlauchsätze mit geringem (höchstens 0,2 bar) Druckabfall, wie sie z.B. der Werkzeughersteller Atlas Copco Tools anbietet, eingesetzt werden.

T e x t u n d B i l d e r : Atlas Copco Tools GmbH, Essen

*) Atlas Copco Tools GmbH, Postfach 130170, 45291 Essen, Tel.: 02 01 / 8 55 50, Fax: 02 01 / 55 58 57

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