VOLLES ROHR FÜR MEHR PRODUKTIVITÄT - tc-tuningen.de · 2 Warum dieser Leitfaden nötig war In acht von zehn Betrieben wird Druckluft, sprich teure Energie, zuhauf vergeudet. Fast

VOLLES ROHR FÜR MEHR PRODUKTIVITÄTInstallationsleitfaden für Luftwerkzeuge

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Warum dieser Leitfaden nötig war

In acht von zehn Betrieben wird Druckluft, sprich teure Energie, zuhauf vergeudet. Fast 30 % der Kompressorleistung geht auf dem Weg zum Werkzeug verloren, weil die Luftleitungen unterdimensioniert sind oder nach Wasserleitungsregeln instal-liert wurden und Druckluftwerkzeuge mit den falschen Armaturen und Fittings angeschlossen sind.

Das ist die Summe der Erfahrungen aller von Atlas Copco Tools angebotenen Dienstleistungen rund ums Druckluftwerkzeug (unter anderem Seite 57 ff.). Diese Erfahrungen wurden im Jahr 2000 von der unten zitierten EU-Studie über Mög-lichkeiten der Energieeinsparung in der Drucklufterzeugung bestätigt. Sie gelten leider noch heute.

Und das sind die Folgen: Fällt der Fließdruck im Leitungsnetz von 7 auf 5 bar, reduziert sich die Werkzeugleistung um knapp 50 Prozent. Fällt der Druck auch nur von 6 auf 5 bar, geht die Lastdrehzahl bereits um 25 % zurück, obwohl die Leerlaufdrehzahl nur um 5 % abnimmt.

Über die richtige Werkzeuginstallation, nämlich die Vermeidung von Druckab-fall und Verlusten an Produktivität, informiert diese Broschüre.

Vom Kyoto-Protokoll initiierte EU-Studie aus dem Jahr 2000 belegt:

Das größte Sparpotenzial liegt auf dem Luftweg zum Werkzeug

Im EU-Auftrag untersuchte das Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovations-forschung (ISI) im Jahr 2000 repräsentativ die Strom-Einsparpotenziale der euro-päischen Industrie mit ihren über 310 000 Luftkompressoren bzw. Druckluftanlagen (davon die Mehrzahl, nämlich 62 000, allein in Deutschland). Ergebnis dieser Studie mit dem Titel „Compressed Air Systems in the European Union“: Die bestehenden Druckluftanlagen verbrauchen mindestens 33 % mehr Strom, als bei richtiger Ausle-gung nötig wäre.Den am häufigsten angetroffenen Revisionsbedarf mit dem zugleich größten Sparef-fekt sieht die Studie in der Druckluftverteilung, also auf dem Weg vom Kompressor zum Luftverbraucher: 80 % der Betriebe haben unnötige Verluste durch Leckagen, und jeder zweite Betrieb könnte seine Druckverluste im Netz drastisch senken. Allein die Beseitigung der Leckagen brächte laut Studie einen Effizienzgewinn (Leistungssteigerung bei Luft-werkzeugen) von 20 % und ein Einsparpotenzial (Anwendbarkeit mal Effizienzgewinn) von 16 %. Zum Vergleich: In der Verbesserung der Auslegung der Kompressorstation sieht die Studie nur ein Einsparpotential von 4,5 %.Eine Online-Ausgabe der Studie (ISBN 3-932298-16-0 beim Fraunhofer-ISI) gibt‘s im Internet unter: www.isi.fhg.de/e/publikation/c-air/compressed-air.htm

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InhaltWarum dieser Leitfaden nötig war 2

1. Luft unter Druck 41.1 Druckunterschiede 61.2 Beziehung zwischen Fließdruck am Werkzeug und Luftverbrauch 7

2. Druckluftverteilung 8

3. Druckabfall und seine Konsequenzen 123.1 Beim Schleifen 133.2 Beim Bohren 143.3 Beim Schrauben 15

4. Welcher Druckabfall ist akzeptabel? 17

5. So wählen Sie das Anschluss-Zubehör richtig aus 195.1 Schlüsselfragen 195.2 Schläuche und Kupplungen 215.3 Leitungsnetz-Zubehör 295.4 Ergonomisches Zubehör für die Gestaltung von Montage-Arbeitsplätzen 33

6. Installation 36

7. Wartung 387.1 Leckagen 387.2 Wartungszyklen 397.3 Die wichtigsten Kontrollen 407.4 Wenn noch schmieren, dann aber richtig 42

8. Sicherheit 468.1 Komponenten 468.2 Richtlinien für mehr Sicherheit 498.3 Seminare wecken Sensibilität für Sicherheit 52

9. Messen und kontrollieren 54

10. Im Dienste der Produktivität: Tool-Scan 57

11. Beispiele aus der Praxis 6011.1 In einer Woche amortisiert 6011.2 Die ganz alltägliche Energievergeudung 6411.3 Genügend Fließdruck trotz langer Spiralschläuche 6611.4 Standardisierte Werkzeuganschlüsse 6811.5 Strangulierte Schleifer 69

12. Berechnung der Energiekosten 72

13. Druckabfall in geraden Schläuchen 74

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Für uns Menschen ist Luft lebenswichtig, wir alle atmen sie ständig ein. Luft ist eine farb-, geruchs- und geschmacklose Gasverbindung, die zum größten Teil aus Stickstoff, Sauerstoff und etwas Wasser-dampf besteht.

Auch atmosphärische Luft enthält immer Festpartikel wie Staub, Ruß oder Salzkristalle; ihre Zusammensetzung ist bis in eine Höhe von 25 km über NN relativ konstant.

Wird Luft verdichtet, dann wird sie zu einem sicheren, bequem handhabbaren Medium zur Übertragung und Speiche-rung von Energie. Doch was ist verdich-tete Luft? Ganz einfach: ein natürlicher Zustand der Atmosphäre.

Schwerkraft auf Meereshöhe

Die gesamte Materie, auch die kleinen Teilchen, aus denen die Luft besteht, werden durch die Schwerkraft zur Erde angezogen. Die Schwerkraft, die auf ein Objekt wirkt, ist durch die Entfernung von der Erde bestimmt. Je weiter weg, desto geringer ist sie.

Stellen Sie sich eine Fläche von einem Quadratzentimeter auf Meereshöhe vor, die sich von dort bis an den Rand der Erdatmosphäre erstreckt und so eine Säule formt. Stellen Sie sich die Schwerkraft vor, wie sie die Atome in dieser Säule in Richtung Erde zieht.

Die in Newton gemessene Kraft, die auf einen Quadratzentimeter in Meereshö-he ausgeübt wird, beträgt 10,13 N. Daher beträgt der absolute atmosphärische Druck auf Meereshöhe etwa 10,13 x 104 N/m2, gleich 1 Pa (Pascal), die SI-Einheit für Druck: 1 Pa = 1 N/m2.

Die geläu gste Einheit für Druckmes-sungen ist jedoch das Bar.

Der atmosphärische Druck auf Meeres-höhe (NN) beträgt 105 Pa oder etwa 1 bar. Dieser Luftdruck wird auch als absoluter Druck bezeichnet.

Im SI-System bezieht sich jede Druckangabe auf Meereshöhe, also den absoluten Druck. Es sei denn, der Druck-wert wird ausdrücklich als Überdruck bezeichnet. Siehe Seite 12 unten.

1. Luft unter Druck

10 N/cm² = 1 bar

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Der Unterschied zwischen Gasen und Flüssigkeiten

Da Luft eine Gasverbindung ist, besteht sie aus relativ freien Molekülen. Wird sie durch die Schwerkraft zusammengepresst, also verdichtet, dann wirkt diese Kraft nicht nur in Richtung Erde, sondern in alle Richtungen.

Falls die Luft – oder irgendein anderes Gas – weiter verdichtet wird, entweder mechanisch oder durch Temperaturverän-derungen, dann wird der dabei erreichte Druck gemessen als 1 bar auf Meereshöhe plus dem zusätzlichen Druck.

Es ist sehr wichtig, zwischen pa = ab-solutem Druck und pg = Manometerdruck („gauge“) zu unterscheiden. Der Mano-meterdruck ist de niert als der absolute Druck in einem System abzüglich des absoluten Drucks außerhalb des Systems und wird typischerweise ver wendet, um

=

Vakuum

den Druck in einem Luftverteilungssystem zu messen.

Es wird also immer der absolute Druck zur Berechnung verwendet. Manometer-druck ist der Druckwert im Leitungsnetz, der von einem Druck messgerät oder Manometer abgelesen wird, z. B. an einer Wartungseinheit.

Wenn ein Gas (wie z. B. Luft) verdich-tet wird, verringert sich sein Volumen. Die freien Moleküle (Sauerstoff- und Stick-stoff) werden auf einem kleineren Raum zusammengepresst (höherer Druck).

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Fließdruck, wenn ein drehzahlgeregeltes Werkzeug (wie z. B. Schleifer) arbeitet oder ein ungeregeltes (wie Schrauber) im Leerlauf dreht.

Alle Leistungsdaten der Atlas-Copco-Werkzeuge beziehen sich auf einen Fließ-überdruck von 6,3 bar.

Entscheidend für den Betrieb von Druckluftwerkzeugen ist nicht der sta-tische Druck, auch Staudruck genannt, sondern der dynamische, der Fließdruck. Das wird häu g übersehen. Der Druck, den das Manometer am Regler der War -tungeinheit anzeigt, entspricht in keinem Fall dem Fließdruck am Werkzeug. Wie Sie den Druck am Werkzeug messen las-sen, lesen Sie im nächsten Kapitel.

Mehr als 1 bar muss auf dem Luftweg vom Kom-pressor bis ins Werkzeug nicht verloren gehen.

(am Absperrventil)

PKompr. = 7 bar

1.1 DruckunterschiedeDruckverluste sind bei der Verwendung von Druckluft unvermeidlich. In optimal ausgelegten Systemen ist mit Druckverlus-ten von maximal 0,1 bar im Leitungsnetz und 0,9 bar auf der Strecke vom Netz zum Luftverbraucher zu rechnen. Doch werden die Verluste ungleich größer, wenn Lecka-gen hinzukommen und die Leitungs-querschnitte, Anschlüsse, Armaturen und Schläuche nicht entsprechend dem beim Arbeitsdruck benötigten Luftdurchsatz dimensioniert sind.

a) Statischer Druck ist der (Stau-)Druck in einem geschlossenen System, aus dem keine Luft entweicht.

b) Dynamischer Druck am Auslass ist der Druck, der am Auslassventil der Stichleitung ansteht, wenn Druckluft entnommen wird bzw. ein Werkzeug arbeitet.

c) Dynamischer Druck an der War-tungseinheit ist der an der Einheit gemessene Druck (Manometer), wenn Druckluft entnommen wird bzw. ein Werkzeug arbeitet.

d) Dynamischer Druck am Werkzeug-einlass ist der am Werkzeug anstehende Druck

Volumenstrom

PVerlust PVerlust PVerlust PVerlust

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1.2 Beziehung zwischen Fließdruck am Werkzeug und Luftverbrauch

Fließdruck am Werk-zeug (pe in bar)

Luftverbrauch (%) Maßnahme

8,0 125 Regler drosseln

7,0 111 Regler drosseln

6,3 bar 100 % Optimale Leistung

6,0 96 Druck erhöhen; Zubehör wechseln

5,0* 77 Zubehör wechseln; Druck erhöhen



Den Fließdruck richtig ermitteln

Man kann es nicht oft genug betonen: Damit eine Druckluftmaschine ihre volle Leistung abgeben kann, muss der Druck am Maschineneintritt mindestens 6 bar betragen, wenn der Luftdurchsatz am größten ist. Dies ist beim Leerlauf der Fall, wenn das Werkzeug keinen Regler hat. Dies gilt beispielsweise für alle Schrau-ber. Sie haben im Leerlauf ihren höchsten Luftverbrauch. Bei Werkzeugen mit Dreh-zahlregler hingegen muss der Fließdruck bei Volllast gemessen werden. Das ist z. B. bei Schleifmaschinen der Fall.

Erst wenn Schrauber im Leerlauf dre-hen und Schleifer unter Volllast arbeiten, kommen alle Engstellen, die den Fließ-druck bzw. Luftdurchsatz leistungsmin-dernd hemmen, voll zum Tragen. Man kann den Fließdruck jedoch auch ermit-teln, ohne dass ein Werkzeug angeschlos-sen ist: mit Hilfe eines Werkzeug simu-lators (Seiten 39 und 54 ff.). Auf jeden Fall sollte immer dann gemessen werden, wenn voller Betrieb herrscht, also möglichst viele Luftverbraucher arbeiten.

In der Regel ist der am Manometer bei stillstehenden Werkzeugen abgelesene statische Druck höher als der Fließdruck. Aber mit dem am Netzabgang oder an der Zapfstelle (Druckluft-Wartungseinheit) installierten Manometer lässt sich der Fließdruck ohnehin nicht ermitteln.

Dazu braucht es zumindest ein Stech-manometer, das man kurz vor dem An-schlussnippel des Werkzeugs in den Luft-schlauch sticht. Besser noch, man montiert ein Manometer zwischen Werkzeug und Schlauch, z. B. so wie im Bild auf Seite 54. Nur so zeigt sich, wieviel Arbeitsdruck wirklich ansteht.

Doch Vorsicht, auch dieser Wert kann noch täuschen. Nämlich dann, wenn Nippel und Kupplung am Werkzeug nicht korrekt auf Anschluss-Nennweite ausge-legt sind. Das ist in der Praxis häu ger der Fall, als man glauben möchte. Denn um möglichst alle Werkzeuge am Arbeitsplatz mit derselben Schnellkupplung anschlie-ßen zu können, werden gern alle mit ein und derselben Nippelgröße versehen – ungeachtet der wahren Anschlussgrößen. Das aber kostet Fließdruck (Seite 64).

* Haben Sie das Zubehör überprüft oder gewechselt (siehe Kapitel 5) und bleiben die Werte zu niedrig, sollten Sie Ihr System grundlegend überprüfen; denn Sie verschwenden Energie. Natürlich können Sie immer den Druck erhöhen, aber das geht dann richtig ins Geld. Also prüfen Sie: Ist der Kompressor seinen Aufgaben gewachsen? Das Rohrleitungssystem auf aktuellem Stand und frei von Leckagen?

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Die Luftverteilung ist die kritische Ver-bindung zwischen der Kompressorstation und den Luftverbrauchern, beispielsweise Werkzeugen. Sie sollte aus einem leis-tungsfähigen System von Luftleitungen und Zubehör bestehen, wie es etwa bei den Air-Net-System von Atlas Copco der Fall ist. Die Leistung von Luftwerkzeugen hängt zum allergrößten Teil von der Fähig-keit des Systems ab, die richtige Menge Luft mit der richtigen Qualität und dem richtigen Druck zur Verfügung zur stellen. Die Kriterien zur richtigen Auslegung einer Druckluftleitung und ihrem Zubehör lassen sich besser verstehen, wenn man weiß, was beim Durch uss verdichteter Luft durch eine Rohrleitung passiert.

Das System

Die Hauptleitung verteilt die Luft aus der Kompressorstation an die Ringleitung, das heißt an die Arbeitsplätze, an denen sie gebraucht wird. In einem großen System, das verschiedene Bereiche eines Werks und seiner Abteilungen bedient, sollte die Hauptleitung so eingerichtet sein, dass

jeder Bereich separat abgeschaltet werden kann, ohne den Rest zu beein ussen (z. B. bei Wartungsarbeiten).

Um Wasser aus der verdichteten Luft zu trennen, sollte am tiefsten Punkt einer Leitung ein Kondensatsammler (oben) mit einem Ablassventil installiert werden.

Vorteile gibt es viele:Bei Arbeiten an der Luftleitung muss nur die betroffene Abteilung abgeschal-tet werden;es gibt weniger Energieverluste, wenn nicht produzierende Bereiche abgerie-gelt werden;es ist einfacher, Leckagen zu nden; es ist möglich, nur die wichtigsten Bereiche mit Luft zu versorgen, wenn die Kompressorkapazität einmal nicht für das ganze System reicht.

2. Druckluftverteilung

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der Stichleitung. Also die Druckluftwerk-zeuge, ihre Wartungseinheiten zur Luftauf-bereitung und alle Komponenten, die Luft verbrauchen. Um Leckagen zu vermeiden und den korrekten Druck beizubehalten, sollten das Anschlusszube hör wie auch die Werkzeuge selbst von wirklich guter Qua-lität sein. Das benötigte Anschlusszubehör hängt freilich sehr vom Werkzeugtyp und den damit auszuführenden Arbeiten ab.

Typische Beispiele für Anschluss- bzw. Leitungsnetz-Zubehör sind: ein Filter kombiniert mit einem Wasserabscheider, Druckregler, Nebelöler oder Direkt-schmiersystem, Schläuche und Kupplun-gen bzw. Schnellkupplungen. Genaueres dazu im Kapitel 5.3 „Leitungsnetz-Zube-hör“ ab Seite 29.

Luftaufbereitung

Atmosphärische Luft enthält Wasser-dampf – mehr bei höheren Temperaturen und weniger bei niedrigeren. Wird die Luft komprimiert, erhöht sich dessen Konzentration. Ein Kompressor mit einem Über- oder Arbeitsdruck von 7 bar und einer Kapazität von 200 l/s bei einer Ansaugluft von 20 °C und 80 % effektiver

Falls eine Kompressorstation mehrere unterschiedliche Arbeitsbereiche mit Luft versorgen soll, dann muss zuvor eine getrennte Hauptleitung zu jeder der Arbeitsumgebungen geführt werden. Da-durch können Druck und Qualität der Luft genau auf die Bedürfnisse des jeweiligen Bereichs abgestimmt werden.

Hauptring und Zapfstellen

Die Ringleitung, die eine Werkhalle oder einen Produktionsbereich mit Druckluft versorgt, sollte so installiert sein, dass die angeschlossenen Verbraucher und Werkzeuge ohne überlange Stichleitungen erreicht werden. Normalerweise wird die Ringleitung wortwörtlich wie ein Ring um den gesamten Arbeitsbereich herumge-führt und die Druckluft aus zwei Rich-tungen eingespeist. So gibt es weniger Druckschwankungen, wenn irgendwo ein ungewöhnlich großer Luftverbrauch auf-tritt. Das sorgt für einen gleichmäßigen, stabilen Druck im ganzen System.

Die Stichleitung

Die zum Entnahmepunkt führende Stich-leitung ist der letzte Teil des Rohrnetzes und sollte so nahe wie möglich an den Arbeitsplatz heranreichen. So werden lan-ge Schläuche und unnötige Druckver luste vermieden. Grundsätzlich sollte die Stich-leitung schwanenhalsförmig von oben aus der Hauptleitung oder Ringleitung (Abb. rechts) herausgeführt werden, wenn die Druckluft Restfeuchte enthält, die im Leitungsnetz kondensieren kann. Wird die Druckluft mit Trockenlaufkompressoren erzeugt, ist so ein Schwa nen hals-Abgang freilich über üssig.

Luftverbraucher (Werkzeuge mit Anschlusszubehör)

Wir beziehen uns hier auf alle Luftver-braucher hinter dem Kugelventil am Ende

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Luftfeuchtigkeit wird im Laufe eines 8-h-Arbeitstages etwa 80 Liter Kondenswasser in die Leitung pumpen.

Die Menge des Wasserdampfs in der komprimierten Luft ist ein Problem, wenn und weil er kondensiert. Dadurch kor-rodieren die Leitungen, die Schmierung der Luftdruckwerkzeuge wird gestört und Werkzeuge können bei entsprechend niedrigen Temperaturen vereisen. Daher muss das Wasser so schnell wie möglich aus der Druckluft entfernt werden – direkt hinter dem Kompressor oder spätestens vor dem Eintritt ins Leitungsnetz.

Das Kondenswasser kann aus der komprimierten Luft auf unterschiedliche Weisen entfernt werden:

Luftbehälter

Ein Luftbehälter (Druckkessel) hinter dem Kompressor speichert die Druckluft. Wenn die heiße Druckluft im Luftbe-hälter abkühlt, fällt Kondenswasser aus und sammelt sich am Boden des Kessels. Darum wird ein Druckkessel immer mit Wasserfallen in den Rohren eingesetzt. Dies ist die billigste und älteste Methode, aber auch die, die das wenigste Wasser abscheidet.

Nachkühlung

Es gibt luft- oder wassergekühlte Nach-kühler, um die heiße komprimierte Luft abzukühlen. Ein Nachkühler enfernt 65 bis 75 % des Feuchtegehalts der Druckluft. Er wird in fast allen stationären Kompressor-anlagen verwendet; in modernen Kom-pressoren ist er standardmäßig eingebaut.

Kältetrockner

Kältetrockner kühlen die komprimierte Luft, wobei eine große Menge ihres Feuchtegehalts kondensiert und ausge-schieden wird. Nach der Kühlung wird die Luft wieder auf etwa Ansaugtemperatur erhitzt, so dass die Kondensation nicht im Leitungssys tem anfällt (solange der Drucktaupunkt nicht unterschritten wird). Kältetrockner haben Drucktaupunkte von +2 bis +10 °C über der Ansaugtemperatur. Vielfach sind solche Trockner heute be-reits integrierter Bestandteil der Kompres-soren (wie auf dem Bild auf Seite 11).

Adsorptionstrocknung

Bei der Adsorptionstrocknung wird der in der Druckluft enthaltene Wasserdampf auf physikalischem Wege an ein Trockenmit-

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tel gebunden (molekulare Kraft) und bei dessen Regenerierung wieder abgelöst. Heiß regenerierende Trockner regenerie-ren das Trockenmittel bei Verwendung eines ölfrei verdichtenden Schraubenkom-pressors (wie die Z-Modelle mit MD-Trockner von Atlas Copco) durch die Kompressionswärme. Es kann ein Druck-taupunkt von -20 °C und darunter erreicht werden. Ein MD-Adsorptionstrockner mit einer Kapazität von 1000 l/s braucht nur etwa 120 W.

Einem Adsorptionstrockner sollten Nachkühler vorgeschaltet sein, um die Luft schon vorher so gut wie möglich zu entfeuchten. Wird mit ölgeschmierten Kompressoren verdichtet, dann muss dem Adsorptionstrockner unbedingt ein Öl lter vorgeschaltet werden. In den meisten Fäl-len wird nach der Adsorptionstrocknung noch ein Partikel lter benötigt.

Andere Methoden sind die Über-verdichtung (für kleine Volumenströme) und die Absorptionstrocknung (Bindung des Wasserdampfs durch eine chemische Reaktion), die sich wegen ihrer Kosten jedoch nur in Sonderfällen durchsetzen konnte.

Wasserabscheider und Filter

Einige der beschriebenen Luftaufberei-tungsmethoden führen zu sehr guten Ergebnissen, sprich zu trockener, saube-rer Druckluft. Es emp ehlt sich jedoch immer, Wasserabscheider und Filter ins Luftnetz einzubauen. Ein kleiner Defekt in der Kompressorstation kann zu Wasser und Partikeln in den Leitungen führen, die herausge ltert werden müssen. Schon kleine Mengen von Wasser können Rost und andere Festpartikel im Gefolge haben, die unbedingt herauszu ltern sind.

Stand der Technik sind heute soge-nannte Arbeitsplatz-kompressoren: komplette Druckluft-stationen mit integrier-ter Luftaufbereitung.

Foto

: A.G

.S.

Ausführliche Informationenzu diesem Thema gibt das „Kompres-sorhandbuch“, das von der Atlas Copco Kompressoren und Drucklufttechnik GmbH, Essen, bezogen werden kann:

[email protected]

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3. Druckabfall und seine Konsequenzen

Früher war alles klar: „ata“ stand für den absoluten Druck und „atü“ für den Überdruck. Erst seit der Umstellung auf die Druckangabe in „bar“ häufen sich die Missverständnis-se. Dabei ist seit Einführung der SI-Norm alles eindeutig: Jede Druckangabe in „bar“ bezieht sich grundsätzlich auf Null, den absoluten Druck. Bei so üblichen Druckangaben wie „Arbeitsdruck 7 bar“ oder „Betriebsdruck 7 bar“ neigt der betriebliche Sprachgebrauch zwar dazu, sie als Überdruck zu interpretieren, doch handelt es sich in beiden Fällen um 7 bar absolut. Wenn der Überdruck gemeint ist, muss das klar gesagt werden, zum Beispiel „Betriebsüberdruck“ oder „Arbeitsüber-druck“. Ebenso kann der Überdruck durch den Zusatz „pe“, beispielsweise 7 bar (pe), gekennzeichnet sein. Wobei das „e“ übrigens nicht für effektiv, sondern für „exce-dens“ (überschreitend) steht.

7 bar Betriebsdruck sind effektiv nur 6 bar, oder?

Druckluftwerkzeuge sind für einen ganz bestimmten Betriebsdruck ausgelegt. Nur wenn der gegeben ist, können sie auf Nennleistung kommen und können Schrauber beispielsweise ihr volles Dreh-moment abgeben.

Atlas Copco Tools bezieht alle Anga-ben zu Leistung, Drehmoment, Drehzahl und Luftverbrauch seiner Luftwerkzeuge auf einen Betriebs (über)druck von pe = 6,3 bar (siehe Kasten). Bei niedrige-ren Drücken sinkt die Leistung beträcht-lich und fällt schon bei 5 bar auf 74 % der Nennleistung. Zugleich geht die Lastdreh-zahl bereits um ein Viertel zurück, obwohl die Leer laufdreh zahl nur um 5 % ab-nimmt. Häu g ist eine schlechte Installati-on mit ungenügenden Komponenten und/

oder vielen Leckagestellen schuld daran. Entsprechend mehr muss der Kompressor leisten, um die Verluste zu kompensieren. Das verursacht schnell unnötige Energie-kosten in Höhe von mehreren Zehn- bis Hundertausend Euro im Jahr.

Noch einmal sei gesagt: Für die Leistungsfähigkeit der Werkzeuge ist der statische Druck irrelevant; es kommt allein auf den dynamischen, den Fließdruck an. In der Regel ist der am Manometer bei stillstehenden Werkzeugen abgelesene statische Druck höher als der Fließdruck. Aber mit dem am Netzabgang oder an der Zapfstelle (Druckluft-Wartungseinheit) installierten Manometer lässt sich der Fließdruck ohnehin nicht ermitteln. Wie man den zuverlässig messen kann, behan-delt Kapitel 1.2 (Seite 7).

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Weniger Leistung, mehr Energie

Ein Druckverlust von 1 bar führte zu einem fast 30 % geringeren Materialab-trag. Das bedeutet: Man braucht 40 % mehr Zeit für dieselbe Arbeit. Angenom-men, bei einem ef zienten Einsatz würde die reine Arbeitszeit mit diesem Werkzeug drei Stunden pro Tag betragen, dann ergeben sich bei einem Mehraufwand von 1,2 Stunden (40 %) und einem (niedrig angesetzten) Stundensatz von 20 Euro un-nötige Mehrkosten von 24 Euro/Tag. Das sind bei 20 Arbeitstagen 480 € im Monat oder 5 760 € im Jahr.

In die Kalkulation sind freilich auch die bei der Drucklufterzeugung anfal-

lenden Kosten einzubeziehen. Nehmen wir an, der Kompressor liefert in einem Druckband von 7 bis 7,5 bar einen konstanten Netzdruck, und zwar unab-hängig vom möglichen Druckabfall im System. Braucht der Werker wegen eines geringeren Fließdrucks am Werkzeug besagte 40 % mehr an Zeit, wird auch der Kompressor entsprechend länger arbeiten. Die zusätzlichen Stromkosten kann man folgendermaßen kalkulieren: Ein LSS 64-Winkelschleifer hat bei 6,3 bar Überdruck einen Luftverbrauch von 50 l/s. Mit einem um 1 bar geringeren Fließdruck wird dieser auf 80 % reduziert*), also 50 l/s x 0,8 = 40 l/s. Die Arbeitszeit des Werkers verlängerte sich durch den Druckabfall um 40 %. Also muss er für eine Schleifarbeit, die er sonst in drei Stunden (3 h) erledigen könnte, nun 140 % x 3 h = effektiv 4,2 Stunden arbeiten. Um 1 m3 Luft auf 7 bis 7,5 bar zu komprimieren, werden etwa 0,106 kW benötigt.

Alle Gleichungen in dieser Rechnung werden auf den Seiten 72/73 ausführlich beschrieben. Nehmen wir die Gleichung für die zusätzlich benötigte Leistung pro Tag, wenn mit zu geringem Druck gear-beitet wird:

(40 l/s x 3,6 **) x 4,2 h x 0,106 kWh) – (50 l/s x 3,6 x 3 h x 0,106 kWh) = 6,9 kWh/Tag

Die zusätzlichen Stromkosten für die Schleifarbeiten mit zu geringem Druck betragen also 12,4 Euro pro Monat, wenn 1 kWh 0,09 Euro kostet.

*) Siehe Seite 7: Beziehung zwischen Fließ-druck am Werkzeug und Luftverbrauch**) Umrechnungsfaktor von l/s auf m3/h

3.1 Beim Schleifen

Mit einer Winkelschleifmaschine des Modells LSS 64 S085 wurde die Ab-tragleistung beim Schruppen mit unter-schiedlichen Fließdrücken getestet. Der Winkelschleifer hat bei 6,3 bar Fließüber-druck eine Abgabeleistung von 2 kW. Ge-schliffen wurde mit drei unterschiedlichen Drücken und das Werkstück nach jedem Schleifprozess gewogen – mit folgenden Ergebnissen:

Fließüberdruck 6,3 5,8 5,3 bar

Materialabtrag 5,5 4,5 4,0 kg/h

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Vergleichsbohrungen mit einer Bohrma-schine des Modells LBB 36 H060 zeigten bei nur 0,5 bar weniger Fließdruck bereits einen deutlichen Verlust an Produktivität:

Fließüberdruck 6,3 5,8 bar

Zeit für eine Bohrung 2,0 3,2 s

Zusätzlich 1,2 Sekunden pro Bohrung ver-längern die Arbeitszeit um 60 % für das gleiche Ergebnis. Betrüge die ef ziente Bohrzeit bei 6,3 bar Fließüberdruck pro Tag eine Stunde, dann müsste bei 5,8 bar täglich 36 Minuten länger gebohrt werden. Bei Arbeitskosten von 20 Euro/h würden also 12 Euro täglich oder 240 Euro im Monat oder 2880 Euro im Jahr ver-schwendet.

Demgegenüber schlagen die zusätz-lichen Energiekosten am Kompressor in diesem Fall nur mit 5,4 Euro im Monat zu Buche, wenn 1 kWh 0,09 Euro kostet.

Denn eine Bohrmaschine des Modells LBB 36 benötigt an Druckluft normaler-weise 16,5 l/s bei 6,3 bar Fließüberdruck.

Sinkt dieser um 0,5 bar, sinkt der Luftver-brauch auf 92 %*), beträgt also 16,5 l/s x 0,92 = 15,2 l/s.

Die Arbeitszeit des Werkers aber verlän-gert sich um 60 %, das heißt, er arbeitet 160 % x 1 h = 1,6 h.

Setzt man diese Werte wieder wie beim vorherigen Beispiel fürs Schleifen in die Gleichung für die zusätzlich pro Tag benötigten Energiekosten beim Arbeiten mit zu geringem Luftdruck ein, so ergibt sich ein täglicher Mehrbedarf an Energie von 3 kWh:

(15,2 l/s x 3,6**) x 1,6 h x 0,106 kWh) –(16,5 l/s x 3,6**) x 1 h x 0,106 kWh) = 3 kWh/Tag

*) Siehe Seite 7: Beziehung zwischen Fließ-druck am Werkzeug und Luftverbrauch**) Umrechnungsfaktor von l/s auf m3/h

3.2 Beim Bohren

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Die Konsequenzen eines Druckabfalls von 0,5 bar sind auch bei Schraubern bemerkenswert. Wobei die Produktivitäts-verluste bei Impulsschraubern am größten sind. Doch auch bei Dreh- und Schlag-schraubern schlagen sie zu Buche, und zwar in gleicher Höhe.

Ein Abschalt-Drehschrauber des Modells LUM 21 SR 10-U benötigt an Druckluft normalerweise 4 l/s bei 6,3 bar Fließüberdruck. Stehen nur 5,8 bar an, verringert sich zwar sein Drehmomentver-mögen nur gering, aber die Schraubzeit nimmt um 0,1 s oder 12,5 % zu:


Maximalmoment 2,48 2,4 Nm

Zeit 0,8 0,9 s

Nehmen wir an, die Arbeitskosten für den Werker betragen 20 Euro pro Stunde und die effektive Montagezeit pro Tag beträgt 4 Stunden. Dann betragen die Kosten normalerweise 80 Euro pro Tag. Eine um 12,5 % längere Montagezeit bedeutet 80 x 0,125 = 10 Euro unnötige Arbeits-kosten pro Tag. Dies sind 200 Euro pro Monat und 2400 Euro pro Jahr.

Bei einem nicht selbst abschaltenden Dreh schrauber hat ein Druckabfall um 0,5 bar kaum Ein uss auf die Drehzahl und damit Schraubzeit. Jedoch nimmt das Drehmoment um 7 % ab, wie sich am Bei-spiel eines LMP-24-Drehschraubers zeigt:


Maximalmoment 17,6 16,3 Nm

Leerlaufdrehzahl 735 720 min-1

3.3 Beim Schrauben

Bei einem nicht selbst abschaltenden Schlagschrauber hängt das erzielbare Drehmoment vom Arbeitsdruck ab. Tests mit einem LMS 37 zeigen folgende Werte:

Fließüberdruck (bar) Drehmoment (Nm)

6,3 333

5,8 316

5,3 310

Bei der Montage mit diesem Schlag-schraubertyp gibt es keine zusätzliche Montagezeit, also auch keine zusätzlichen Arbeits- oder Energiekosten. In den meis-ten Fällen wird dem Werker nicht einmal bewusst sein, dass er mit zu geringem Druck arbeitet. Dennoch beein usst der Druckabfall die Qualität seiner Arbeit, vor allem, wenn der Schraubfall nahe am Nennmoment des Schlagschraubers liegt.

Schlagschrauber mit Drehmoment-kontrolle, wie das selbst abschaltende Modell LTS 36, liefern ihr Drehmoment unabhängig von Arbeitsdruck. Die Zeit bis zum Erreichen des eingestellten Soll-moments (Abschaltzeit punkt) verlängert sich jedoch mit abnehmendem Druck; in der Regel um 12,5 %, wenn der Druck um 0,5 bar fällt. Bei Ar beitskosten von 20 Euro/h und 4,5 h (statt 4 h bei 6,3 bar) effektiver Arbeitsdauer, ergeben sich dadurch unnötige Kosten von 10 Euro am Tag bzw. 200 Euro pro Monat oder 2400 Euro im Jahr. Der zusätzliche Energiebedarf beim Schrauben mit 0,5 bar unter Soll ist gering. Er würde im Fall des LUM 21 nur 0,21 kWh/Tag ausmachen und selbst beim LTS 36 gerade mal 0,53 kWh/Tag betragen.

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Bei Impulsschraubern haben zu geringe Fließüberdrücke weit größere Auswir-kungen als bei Dreh- oder Schlagschrau-bern. Von Atlas Copco Tools durchge-führte Tests belegen, dass Druckabfall die Schraubzeiten deutlich verlängert und das erreichte Moment verringert, also auch die Schraubqualität beeinträchtigt. Hier das Testergebnis mit einem Ergopuls 8 XS:

Druck Zeit Moment

6,3 bar 6,5 s 48,3 Nm

5,3 bar 10 s 44,3 Nm

4,3 bar 10 s 38,2 Nm

Diese Werte zeigen: Ein zu geringer Fließ-druck führt zu längeren Zykluszeiten und einer Unterschreitung des geforderten Drehmoments. Dies kann die Qualität des Schraubergebnisses beeinträchtigen, soll hier aber nicht ausgeführt werden. Hier interessieren nur die Energiekosten. Eine einfache Vergleichsrechnung zeigt die Konsequenzen für die Zykluszeiten im bes ten (Schraubzeit 6,5 s) und dem schlimmsten anzunehmenden Fall (10 s): Die Differenz von 3,5 Sekunden bedeutet: Die Zykluszeit verlängert sich um fast 54 % bzw. könnte bei 6,3 bar um 35 % kürzer sein. Falls die ef ziente Schraub-zeit bei 5,3 bar 4 Stunden pro Tag betrüge und die Arbeitskosten bei etwa 20 Euro/Stunde liegen, dann folgt daraus, dass

28 Euro pro Tag (560 Euro/Monat oder 6720 Euro im Jahr) durch Arbeiten mit korrektem Fließdruck gespart werden könnten.

Und wie wirkt sich ein Arbeiten mit zu ge-ringem Druck auf die Stromrechnung aus?

Ein Ergopuls 8 XS benötigt normaler-weise 9 l/s. Bei 1 bar niedrigerem Druck wird der Luftgebrauch auf 80 % *) verrin-gert, also 9 l/s x 0,80 = 7,2 l/s.

Die Schraubzeit verlängert sich um 54 % gegenüber 6,3 bar. Statt in 4 h könnte die Arbeit also in 2,6 h erledigt sein. Geben wir diese Werte wieder in die Gleichung für die zusätzlich pro Tag benö-tigten Energiekosten beim Arbeiten mit zu geringem Luftdruck ein, dann ergibt sich:

(7,2 l/s x 3,6 **) x 4 h x 0,106 kWh) – (9 l/s x 3,6 **) x 2,6 h x 0,106 kWh) = 2,06 kWh/Tag

Die zusätzlichen Energiekosten beim Arbeiten mit einem zu geringen Druck am Impulsschrauber betragen demnach 3,70 Euro pro Monat, wenn 1 kWh 0,09 Euro kostet.

Auf Seite 60 geben wir ein Beispiel hierzu aus der Praxis.

*) siehe S. 7: Beziehung zwischen Fließdruck am Werkzeug und Luftverbrauch**) Umrechnungsfaktor von l/s auf m3/h

17

4. Welcher Druckabfall ist akzeptabel?

Druckverluste sind vom Strömungs-volumen abhängig. Höherer Durch uss führt zu höheren Verlusten. Druckabfall entsteht zum einen durch zu geringe Lei-tungsquerschnitte und zum anderen durch Strömungswiderstände in Armaturen und Leitungszubehör. (Von Rauig keiten der Wandungen mal abgesehen.) Laufen gleichzeitig mehr Luftverbraucher (z. B. Werkzeuge), als bei der Auslegung des Leitungsnetzes vorgesehen waren, kommt es zu Druckverlusten.

Um korrekt zu funktionieren, brauchen Druckluftwerkzeuge, wie schon betont, einen gewissen Fließdruck (z. B. pe = 6,3 bar). Damit der am Lufteinlass des Werkzeugs ankommt, sollte das gesamte

Leitungsnetz grundsätzlich so dimen-sioniert sein, dass bis zum Arbeitsplatz nur 0,1 bar verloren geht. Auf dem sich anschließenden Luftweg von der Stichlei-tung bis ins Werkzeug braucht der Druck-verlust nicht mehr als 0,6 bar, höchstens jedoch 0,9 bar zu betragen.Das ist möglich, wenn man sich bei der Wahl des Anschlusszubehörs, also der

Schläuche, Armaturen und Wartungseinheiten (Filter, Regler, Öler), Kupplungen und Fittings

am maximal erlaubten Druckabfall orien-tiert. Das kommt billiger, als den Netz-druck zu erhöhen.

Mehr als 1 bar muss auf dem Luftweg vom Kompressor ins Werkzeug nicht an Druck verloren gehen – wenn alles richtig dimensioniert und installiert ist.

,

18

Die Realität

In der Praxis arbeitet man vielfach mit Fließüberdrücken zwischen 3 und 5 bar. Das führt zu großer Energieverschwen-dung und Verlusten an Produktivität. Atlas Copco Tools kann mit dem Druckluft-werkzeug-Simulator (Seiten 7, 39, 54 ff.) helfen, den tatsächlich am Werk-zeug anstehenden Fließdruck zu messen.

Das Kostenbeispiel unten wurde für einen kleinen Betrieb durchgeführt, wenn an den Arbeitsplätzen mit 5,8 statt 6,3 bar Fließüberdruck gearbeitet wird. Nehmen wir an, die Arbeitsplätze wären (wie oben gra sch angedeutet) mit drei Dreh schraubern, zwei Schlagschraubern, zwei Bohrmaschinen und einem Schleifer bestückt.

Alle Zahlen sind den Beispielen der vorangegangenen Seiten entnommen und

Nicht mehr Druck machen als unbedingt nötigEin um 1 bar höherer Druck am Kom-pressor, als bei richtiger Auslegung des Leitungsnetzes und der Werkzeug-anschlüsse erforderlich wäre, kostet je nach Kompressorgröße 6 bis 10 % mehr Leistungaufnahme.Wird ein für 7 bar Dauer-Betriebsdruck ausgelegter Kompressor beispiels-weise mit 8 bar gefahren, erzeugt er gleichzeitig einen um 1 % geringeren Volumenstrom. So addiert sich zu dem um 10 % höheren Energiebedarf noch ein Verlust an Luftvolumen von gut und gern 10 %.

Bohrmaschinen LBB 36

Drehschrauber LUM 21Schlagschrauber

LMS 37

Schruppschleifer LSS 53

Werkzeuge bei 5,8 barUnnötige Arbeitskosten

pro MonatUnnötige Energiekosten

pro Monat

3 x LUM 21 SR 14 3 x 200 Euro 3 x 0,38 Euro

2 x LMS 37 HR 13 2 x 0 Euro 2 x 0 Euro

2 x LBB 36 H060 2 x 240 Euro 2 x 5,40 Euro

1 x LSS 53 S085-18 1 x 480 Euro 1 x 12,40 Euro

Summe: 1 560 Euro Summe: 24,34 Euro

zeigen eindeutig: Selbst 0,5 bar weniger sind schon zu viel.

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5.1 SchlüsselfragenWenn das in Größe, Ergonomie und Leistung passende Luftwerkzeug für die Arbeit ausgewählt worden ist, muss das Anschlusszubehör zusammen-gestellt werden. Für dessen richtige Auswahl ist zu fragen:

5. So wählen Sie das Anschluss-Zubehör richtig aus

Die Strömungskapazitäten des Leitungs-netz-Zubehörs von Atlas Copco Tools sind sämtlich durchgemessen. In den sich daraus ergebenden Strömungsdiagrammen werden immer die dem jeweiligen Luft-durchsatz entsprechenden Druckverluste im Katalog angegeben. Hierdurch kann jeder den für seine Anwendung akzep-tablen Druckverlust einkalkulieren und das richtige Zubehör nden.

Die Entfernung zwischen Werkzeug und der Wartungseinheit mit Öler Sie sollte tunlichst nicht mehr als 3 m, doch keinesfalls mehr als 5 m betragen. In der Praxis ist dies allerdings häu g nicht möglich, z. B. im Schiffsbau, wo Entfer-nungen von 20 m und mehr normal sind.Dann hilft das Nomogramm auf Seite 74 bei der Bestimmung der benötigten Innen-durchmesser.

Zu klein gewählte Kupplungen, zu lange Schläuche oder solche mit zu kleiner Nennweite führen zu Druckverlusten. Spiralschläuche sind länger, als sie durch ihre Form scheinen und führen leicht zu großen Druckabfällen, wenn sie nicht in entsprechender Nennweite genommen werden. Die Alternative, ein normaler PVC-Schlauch, sollte in jedem Fall in Er-wägung gezogen werden. Jede Kupplung führt zu Druckverlusten. So erleichtert beispielsweise ein Kurzschlauch zwar die Handhabung des Werkzeugs, kann aber wegen der zusätzlichen Kupplung und der Querschnittsreduzierung zu Druckver-lusten von bis zu 0,2 bis 0,5 bar führen, abhängig von seiner Größe und dem Luftbedarf des Werkzeugs.

Braucht das Werkzeug eine Ölschmierung über die Luftzufuhr?Druckluftwerkzeuge mit sogenannt öl-freien Lamellenmotoren, die aus spe ziellen Lamellen- und Zylinderma teri alien beste-hen, und turbinengetriebene Werkzeuge (z. B. GTG-Winkelschleifer) benötigen keine zusätzliche Ölschmierung. Andere Werkzeuge müssen jedoch geschmiert werden. Werkzeuge, die im Aussetzbetrieb arbeiten, brauchen Direkt- oder Injektions-öler (z. B. Dosol), für lange Einschalt-zeiten werden Nebelöler benötigt.

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Die Arbeitsumgebung

Die Wahl des Anschlusszubehörs hängt auch vom Arbeitsplatz ab (siehe oben). Arbeiten unter freiem Himmel oder unter erschwerten Bedingungen (zum Beispiel in Gießereien und Werften) benötigen robusteres Leitungs zubehör, als die Arbeit an der Werkbank mit eher kleinen und leichten Werkzeugen.

Der Luftbedarf

In erster Linie wird die Größe des Anschlusszubehörs vom Luftbedarf des Werkzeugs bestimmt. Ein höherer Luft-bedarf verlangt größer dimensioniertes Zubehör.

Soll die Druckluft lieber von oben oder von unten heran-geführt werden?

Der passende Nippel

Die Anschlussgewinde am Werkzeug für die Schlauchanschlüsse variieren von 1/8 bis 1/2 Zoll. Für jedes Werkzeug muss der korrekte, das heißt zur Anschluss-Nenn-weite passende Nippel gewählt werden (siehe Beispiel unten: die strangulierte Bohrmaschine).

Strangulierte Bohrmaschine Obgleich diese Bohrmaschine (LBB 33) bis zu 13 mm große Löcher in Stahl bohren könnte, wird sie mit diesem Anschlussnippel kaum noch ein 10-mm-Loch schaffen. Denn sie hat einen Luftbedarf von 7,5 l/s bei 6 bar Fließüberdruck und braucht einen Schlauch- Innendurchmesser von 10 mm, um ihre volle Leistung zu bringen. Hier aber wurde ihr ein Kupplungsnippel mit nur 6,5 mm Innendurchmesser zugemutet. Das kostet über 40 % der Nennleistung.

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Typische Anschlussvarianten für Montagewerkzeuge

Kompakte Kupplungen wie ErgoQIC 08 und QIC 10 sind für Montagewerkzeuge mit relativ geringem Luftdurchsatz ge-dacht. Große Schlagschrauber oder LMP/LTP-Hochmomentschrauber bis 4100 Nm brauchen größere Kupplungen.

Die Schlauchgrößen für einen Schrau-ber liegen in den meisten Fällen zwischen 6 und 13 mm, und ihre Länge beträgt gewöhnlich 3 bis 5 m. In einigen wenigen Fällen sind die Schläuche größer und länger.

5.2 Schläuche und Kupplungen

Kleine Stabschrauber werden oft in Verbindung mit Spiralschläuchen und Balancern eingesetzt. Größere Spiral-schläuche werden auch für Pistolengriff-Schrauber verwendet. Ob man eine Kupplung braucht, hängt davon ab, wie oft das Werkzeug zu wechseln ist.

Die Schmierung erfolgt entweder mit einem Nebelöler oder einem Direktöler. Bei der Direktschmierung (Injektionsöler) sollten keine Kupplungen verwendet wer-den, da in dem Werkzeugschlauch noch ein Kapillarschlauch verlegt werden muss.

Die obige Kombination ist die geläu gs-te für Schrauber mit Pistolengriff und niedrigem Vibrationspegel. Ob man eine Schnellkupplung wählt (wie hier), hängt davon ab, ob der Werker das Werkzeug oft wechseln muss oder nicht.

Einfacher Schlauch mit einem Nippel für die Wartungseinheit an einem Ende und einer Kupplung und Nippel am anderen.

Spiralschlauch mit einem Nippel und einer Kupplung und Nippel.

Hauptschlauch mit zwei Schlauchnippeln.

Ein Hauptschlauch zusammen mit einem Kurzschlauch zum Werkzeug hin.

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Atlas Copco Tools bietet fertig konfek-tionierte Schlauchsätze für alle hier aufgeführten Installationen. Anhand des Werkzeugtyps und seines Luftbe-darfs kann der passende Schlauchsatz gefunden werden. Diese Anschlussvor-schläge finden Sie im Zubehörkatalog (Bestell-Nr. 9833 1025 04) und im Haupt-katalog von Atlas Copco Tools.

Typische Schlauchvarianten für Materialbearbeitungswerkzeuge

Materialbearbeitungswerkzeuge wie Schleifmaschinen und Meißelhämmer brauchen größere Kupplungen (ErgoQIC 10, OIC 15 und Klauenkupplung Claw), da ihr Luftbedarf höher ist als bei Mon-tagewerkzeugen. Kleinere Kupplungen werden für kleinere Schleifer verwendet, wie LSF-Stabschleifer oder leichte Bohr-maschinen.

Die Schlauchweiten für spanabhebende Werkzeuge betragen meist 10 bis 20 mm, und die Schlauchlängen liegen norma-lerweise zwischen 5 und 10 m. Diese Installation ist gängig für Werkzeuge mit niedrigem Vibrationspegel.

bei Schlagschrau bern, Meißelhämmern und einigen Schleifern der Fall ist, oder wenn die Werkzeuge sehr schwer sind und allein schon ihr Gewicht die Kupplungen beschädigen könnte.

Ein Kurzschlauch (Seite 24) vor einem Hauptschlauch emp ehlt sich, wenn die Kupplungen großen Vibrationen und Erschütterungen ausgesetzt sind, wie es

Ein einfacher Schlauch mit Klauen-kupplungen (Claw)

Ein zusätzlicher Schlauch und ein Hauptschlauch mit Kurzschlauch zum Werkzeug.

Ein Hauptschlauch zusammen mit einem Kurzschlauch zum Werkzeug hin.

Wird für längere Distanzen ein zusätz-licher Schlauch benötigt, sollte dessen Innendurchmesser größer sein als beim Hauptschlauch.

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Schläuche

Schläuche sind nach den Bedingungen der Arbeitsumgebung auszuwählen. Um eine gute Beweglichkeit und geringen Druckverlust zu gewährleisten, sollten Schläuche nicht länger als 3 bis 5 m sein. Für leichte Werkzeuge und ein sauberes Umfeld emp ehlt sich der leichte und sehr

exible PVC-Schlauch „Cablair“. Er ist 30 bis 50 % leichter als konventionelle PVC-Schläuche. Normale PVC-Schläuche sind für ein weites Anwendungsfeld geeignet, von einfachen Schleifarbeiten bis zur Schwermontage. Bei rauen Betriebsbedin-gungen sollten Gummischläuche einge-setzt werden.

Atlas Copco Tools bietet dafür die Typen Rubair und Turbo. Der Turbo ist ein leichter, sehr exibler Gummi schlauch, der sich deshalb für den direkten Werk-zeuganschluss emp ehlt. Der Rubair wird bei sehr rauen Betriebsbedingungen eingesetzt oder wenn es darum geht, lange Wege zu überbrücken.

Schlauchsicherung

Lösen sich Schlauchverbindungen von einem unter Druck stehenden Schlauch, tritt die Druckluft unkontrolliert aus. Das kann zu Verletzungen oder Beschä-digungen am Arbeitsplatz führen. Der Einsatz einer „Block“-Schlagsicherung (Seite 48) verringert dieses Risiko.

Die Wahl der richtigen Block-Siche-rung richtet sich nach dem Luftbedarf des Werkzeugs und den Schlauchabmes-sungen. Man sollte immer Kupplungen mit hohem Luftdurchsatz einsetzen, um eine einwandfreie Funktion der Sicherung zu erreichen. Werden Schlagschrauber oder Ergopuls-Impulsschrauber eingesetzt, sollte eine Block-Schlagsiche-rung mit einem um 50 % höhe-höhe-ren Durch uss gewählt werden. Sonst könnte die Luftzufuhr zum Werkzeug von der Sicherung zu früh unterbrochen werden.

Um zu große Druckverluste zu vermeiden, sollte die Schlauchdimension für eine Länge von 5 bis 10 m um eine Nummer, für eine Länge von 20 m um zwei Nummern und für 20 bis 40 m um drei Nummern größer gewählt werden, als für 3 bis 5 m nötig wäre (Seite 74).

Cablair PVC Rubair Turbo

Biegsamkeit sehr gut gut gut sehr gut

Elastizität sehr gut gut sehr gut sehr gut

Innen-/Außeneinsatz innen innen beides beides

Funkenresistenz schlecht schlecht gut gut

Raue Bedingungen schlecht gut sehr gut sehr gut

Schlauchempfehlungen

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Schlauch-typ

Maximale Länge

5 m 10 m 20 m 40 m

03 0,7 - - -

05 2,1 0,7 - -

06 4 2,1 0,7 -

08 7,5 4 2,1 0,7

10 13 7,5 4 2,1

13 21 13 7,5 4

16 43 21 13 7,5

20 75 43 21 13

25 125 75 43 21

Die Tabelle zeigt, wie man den maximalen Luftdurchsatz (l/s) durch die richtige Wahl der Schlauchgröße entsprechend der Länge sichert.

Man sollte immer die Schlauchdurchmes-ser groß halten, Kupplungen mit hohen Durch ussmengen wählen und Wartungs-einheiten mit geringen Druckverlusten einsetzen. All das hilft, die Druckverluste in der Installation niedrig zu halten, die Produktivität zu steigern und Energiekos-ten zu senken.

Kurzschläuche

Meißelhämmer und Schlagschrauber können durch Schläge und Vibrationen eine Kupplung zerstören, wenn sie direkt ans Werkzeug angeschlossen werden. Außerdem kann, wenn ein Werkzeug mehr als 3 kg wiegt, die Kupplung zerstört werden, falls das Werkzeug darauf fallen sollte. Für solche Werkzeuge wird daher ein Kurzschlauch empfohlen. Beachten Sie beim Einsatz von Kurzschläuchen den Druckverlust.

Wenn z. B. ein 5 m langer Schlauch (Innendurchmesser 13 mm) mit einer Kapazität von 21 l/s aufgeteilt wird in einen Kurzschlauch und einen weiteren Schlauch, verringert sich die Luftdurch-satzkapazität auf 16 l/s (~ 80 %).

Typische Längen für einen Kurzschlauch sind 0,3 bis 0,7 m.

Spiralschläuche

Spiralschläuche zusammen mit Balancern sind ideal für vertikale Anwendungen. Aber Spiralschläuche sind auch große Druckvernichter. Ein 3 m langer Spiral-

schlauch erzeugt einen doppelt so hohen Fließdruckabfall, nämlich 0,4 bar, wie ein um 2 m längerer, gleich großer Nor-malschlauch von 6,3 mm Durchmesser bei 7 bar Fließdruck und 4 l/s Luftdurchsatz. Um große Verluste zu vermeiden, wählen Sie den kürzesten Spiralschlauch oder ei-nen mit entsprechend höherer Nennweite.

Atlas Copco bietet Spiralschläuche in drei Materialien an: Nylon, Pebax und Polyurethan (PU).

Material

Nylon Pebax PU

Formstabilität sehr gut gut gut

Spiralgröße groß klein klein

Direkt ans Werkzeug anschließbar

nein ja ja

Viele Hersteller bieten kleindimensio-nierte Spiralschläuche an, weisen jedoch nicht den in Kauf zu nehmenden Druck-verlust aus. Da die Gesamtlänge zu einem großen Druckverlust führt, sollte die Größe vernünftig ausgewählt werden.

Atlas Copco gibt, wie bei allem An-schlusszubehör, immer den empfohlenen Druck und den möglichen Druckverlust an.

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Große Schlag schrauber sollten mit größer dimensionierten Kupplungen und einem Kurzschlauch eingesetzt werden.

Falls ein „Dosol“-Direktöler (Seite 45) benutzt wird, können nur Schlauchnippel und/oder Klauenkupplungen verwendet werden, da der Kapillarschlauch im Luft-schlauch mitgeführt wird.

Für materialabtragende Werkzeuge Vor allem Schleifmaschinen werden unter rauen Arbeitsbedingungen eingesetzt und benötigen eine große Menge Luft. Um ihre volle Leistung entfalten zu können, braucht es große Kupplungen für hohen Luftdurchsatz.

ErgoQIC 10, QIC 15 und die Klauen-kupplungen Claw bieten ausreichende Durch uss kapazitäten. Kleinschleifer wie beispielsweise solche zum Formenputzen und Entgraten benötigen kleine Kupp-lungen, so z. B. die ErgoQIC 08.

Leitungsnetzzubehör von Atlas Copco Tools hat bei den höchsten empfohlenen Durch ussraten einen Druckverlust von nur 0,2 bar. Dies ist sehr wichtig beim Vergleich mit anderen Fabrikaten. Ein

Schwenkanschlüsse

Bei kleinen Dreh- und Impulsschraubern, Bohrmaschinen oder Kleinschleifern ist der Schlauch manchmal hinderlich, beson-ders an einer Werkbank. In solchen Fällen

wird ein Schwenkanschluss verwendet, der eine größere Bewegungsfreiheit zwischen Schlauch und Werkzeug zulässt und so die Flexibilität erhöht. Er sollte nicht bei Anwendungen verwendet werden, bei denen starke Zugkräfte auf den Schlauch oder starke Vibrationen auftreten. Denn dies verringert die Lebensdauer und führt schnell zu Leckagen.

Kupplungen und Nippel

Für einen leichten, einfachen Werkzeug-wechsel und zur schnellen Verbindung von Schläuchen und Luftauslässen empfehlen sich Schnellkupplungen wie die QIC- und ErgoQIC-Bauart. Schnellkupplungen sollten Einhandbedienung erlauben und Sicherheitstüllen bieten, die vor dem Ent-kuppeln automatisch entlüften, so wie es EN 983 und ISO 4414 vorschreiben.

Für MontagewerkzeugeSchrauber haben normalerweise einen geringen Luftbedarf und benötigen daher kleinere Schnellkupplungen. Hier kön-nen ErgoQIC 08 und QIC 10 (Tabelle und Text Seite 26) verwendet werden.

26

Werkzeug nicht mehr Druck verdrücken, als physikalisch unvermeidlich ist. Aber ErgoQIC-Kupplungen bieten nicht nur „volles Rohr“, sie ent sprechen vor allem auch der Sicherheitsnorm DIN EN 983 wie auch ISO 4414.

Bei einem anzustrebenden Druckab-fall von höchstens 0,2 bar ermöglichen die ErgoQIC-Kupplungen einen um das Dreifache höheren Luftdurchsatz

ErgoNIPErgoQIC

Block(Schlauch-sicherung)

ErgoQIC-SchnellkupplungenBei einem Luftdurchsatz von 18 l/s und 47 l/s und 6 bar Betriebsüberdruck verur-sachen ErgoQIC-Kupplungen nur einen Druckabfall von maximal 0,2 bar.

Vergleichbare Stahl- und Messing-kupplungen haben schon bei einem Durchsatz von nur 35 l/s einen Druckver-lust von 0,6 bar (und mehr). Dagegen hat eine ErgoQIC-Kupplung unter gleichen Bedingungen nur einen Druckabfall von 0,1 bar. Das liegt an ihrer Konstruktion. Normalerweise liegt dem Luftstrom bei selbstentlüftenden Schnellkupplungen immer eine Kugel im Weg. Das reduziert die Durchlassweite und verursacht erheb-lichen Druckabfall. Anders die ErgoQIC-Konstruktion: Sie macht die Kugel selbst zur Kupplung und erhält durchgängig (siehe Skizze oben rechts) den vollen

Nenndurchmesser. So kann sich auf dem Luftweg vom Netz ins

fairer Vergleich sollte auf demselben Druckverlust beruhen.

als Schnellkupp lun gen herkömmlicher Bauart. Umgekehrt produzieren sie nur halb soviel Druckabfall. Dadurch könnten Betriebe bei entsprechender Durchfors-tung der Druckluft-Zapfstellen im Schnitt 0,5 bar Netzdruck einsparen.

Wegen ihrer hohen Luftdurchsatz-Spanne decken diese Kupplungen mit nur zwei Baugrößen (ErgoQIC 08 und 10) alle gängigen Nennweiten bis 19 mm ab. Für die Be triebe vereinheitlicht das die Zapfstellen.

Die ErgoQIC sind kompakter und deutlich leichter als herkömmliche Sicher-

Empfohlene maximale Durchfluss-menge bei einem Druckverlust von 0,2 bar:

ErgoQIC 08 18 l/s

ErgoQIC 10 47 l/s

QIC 08 11 l/s

QIC 10 20 l/s

QIC 15 37 l/s

Claw 290 l/s

27

Einkuppeln Auskuppeln

heitskupplungen. Da Kupplungen stets in Einheit mit dem Druckluftwerkzeug gehandhabt werden, sollte man diesen Gewichtsvorteil keinesfalls unterbewerten.

Kupplung ErgoQIC 08 M15 mit Nippel ErgoNIP 08 M10

ErgoQIC 10 M15 mit ErgoNIP 10 M15

Dru

ckab

fall

Luftdurchsatz

Dru

ckab

fall

T (min/max) = –10 °C bis +70 °C, Pemax = 16 bar

pe = 6 bar

pe = 6 bar

Luftdurchsatz

Sicherheitsnippel

Ist der Schlauch länger als 3 m, könnte die im Schlauch verbleibende verdichtete Luft einen explosionsartigen Knall hervorru-fen und das lose Schlauchende wie eine Peitsche durch die Luft schlagen lassen, wenn die Verbindung gelöst wird (Seite 46). Hingegen lässt der Sicherheitsnippel die Luft nur langsam aus dem Schlauch entweichen. Durch den Sicherheitsnippel wird die Durch ussmenge allerdings um 20 % verringert.

Wird z. B. ein 5 m langer Schlauch von 16 mm Nennweite mit Sicherheits-nippel und Kurzschlauch verwendet, passiert Folgendes: Die normale maximale Durch ussmenge von 43 l/s wird durch den Sicherheitsnippel auf 80 % reduziert => 35 l/s und durch den Kurzschlauch um weitere 20 % verringert. Es verbleiben also nur 28 l/s bei einem p von 0,2 bar.

Kuppeln mit leichtem Schwenk: Zum Entkuppeln wird der zugehörige Nippel (ErgoNIP) einfach um 75 Grad gekippt und ohne Gegendruck entnommen. Denn beim Schwenken der Kugel dichtet ihre Außenwand gegen den Luftstrom ab. Das geht sehr leicht und schnell, eben „Ergo-Quick“. Beim Abkuppeln sind sie selbst-entlüftend.

Auch beim Einkuppeln braucht nun nicht mehr gegen den Netzdruck angear-beitet zu werden: Der Nippel wird ledig-lich in die als Sitz ausgebildete Kugel-bohrung gesteckt und zurückgeschwenkt (Schnittbilder oben).

Schlauchschellen

Es gibt drei verschiedene Typen: Schellen mit Klemmbacken für Schlauch-durchmesser von 7 bis 27 mm, mit

28

Gegenüber der verletzungsträchtigen Schraubklemme unten empfiehlt sich die hydraulisch aufgepresste Ringklemme darüber als saubere und verletzungs-sichere Lösung.

Schneckenklemmung für Schläuche mit Außendurchmessern von 8 bis 65 mm und zweiteilige gusseiserne Schellen mit verzinkten Schrauben und Muttern für Schläuche mit Außendurchmessern von 22 bis 40 mm.

Schlauchschellen mit einer Klemm-backe eignen sich für mittlere Drücke und werden für den Einsatz an Cablair- und kleinen PVC-Schläuchen empfohlen. Ebenfalls bei mittleren Drücken sind Schellen mit Schneckenklemmung für PVC-Schläuche und kleinere Gummi-schläuche bis 10 mm Durchmesser zu empfehlen. Bei Gummischläuchen über 16 mm Durchmesser sollten die guss-eisernen Schwerlastklammern verwendet werden.

Schraubklemmen mit Schneckentrieb haben allerdings einen ergonomischen Nachteil: Mit ihren scharfkantigen Blech-zungen sind sie eine Verletzungsgefahr.

Doch gibt es heute glatte Schlauchklem-men, die keineswegs teurer kommen.Neben Schlauchschellen mit Klemmbacke und innenliegendem Gleitblech, sogenann-ten Öhrchenklemmen (Seite 47), sind das zum Beispiel rundum glatte Ringklemmen (Aluminiumhülsen), die hydraulisch auf den Schlauch gepresst werden (Seite 37 unten). Für beide Klemmenarten braucht man allerdings Spezialwerkzeug, um sie auf die Schlauchverbindung zu pressen. Darum werden Öhrchenklemmen gern nur per Kneifzange aufgepresst – was dann aber sicherheitskritisch werden kann (Seite 47).

Atlas Copco Tools favorisiert deshalb die Ringklemmen unten im Bild. Damit ausgestattet sind heute alle im Katalog angebotenen Standardschlauchsätze. Doch werden auch nach Kundenwunsch maßgeschneiderte Schläuche damit kon-fektioniert.

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Absperrventile

Da Absperrventile eine deutliche Wirkung auf die Leistungsfähigkeit eines Druck-luftwerkzeugs haben, sollte ein Kugel-ventil mit nur geringen Druckverlusten gewählt werden. Um ungewollte plötz-liche Druckanstiege zu vermeiden, sollte das Ventil sich langsam öffnen und schlie-ßen lassen. Kugelventile werden vor der Wartungseinheit installiert, um Wartungs-

arbeiten an derselben und dem nachfol-genden Anschlusszubehör zu ermöglichen. Werden Klauenkupplungen verwendet, kann der Luftdurch uss ohnehin nur über Kugelventile geregelt werden.

Zwei Arten von Kugelventilen sind verfügbar: BAL und BAL-1A. Beide haben eine silikonfreie Dauerschmierung, was besonders beim Lackieren wichtig ist. BAL-Ventile kann man in jeder Position von vollständig geöffnet bis vollständig geschlossen einsetzen. Dieser Typ kann auch bei Druckluftmotoren eingesetzt werden, bei denen die Drehzahl über die Durch ussmenge reguliert wird.

Wird ein Absperrventil geschlossen, so verbleibt der Druck auf beiden Seiten des Ventils. Falls ein Werkzeug an die stromabwärts gerichtete Seite des Ventils angeschlossen ist, muss der Schlauch entlüftet werden, bevor das Werkzeug abgenommen wird. Dies kann durch Be-

tätigen des Werkzeugs bei geschlossenem Ventil geschehen, so dass die übrige Luft durchs Werkzeug entweicht. Alternativ kann auch ein besonderes Kugelventil (Entlüfter oder Lüftungsventil) verwendet werden. Entlüftungsventile sind Kugel-ventile mit einer Entlüftungsbohrung. Wird das Ventil geschlossen, entweicht die Restluft aus dem Schlauch langsam durch diese Bohrung. Der Vorteil dieser Ventile ist die verminderte Unfallgefahr durch schlagende Schläuche (Peitschenschlag).

5.3 Leitungsnetz-Zubehör

Druckluft-Wartungseinheiten

Die Produktpalette an Wartungseinheiten – Mini, Midi, Midi+Dosol und Maxi – umfasst bei Atlas Copco Tools drei Leis-tungsgrößen. Die Auswahl der korrekten Größe wird erleichtert, wenn Sie sich an den nachfolgenden Hinweisen orientieren.

Höchster empfohlener Luftdurch-satz:

„Mini“ bis zu 12 l/s „Midi“ bis zu 43 l/s (In Kombination mit Dosol kann Midi auch für Durch ussmengen bis zu 43 l/s wverwendet werden.)„Maxi“ bis zu 80 l/s

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Wann man „Midi“ nehmen sollte:Midi ist für die meisten Schrauber, schlagenden Werkzeuge, Bohrmaschinen, Nibbler, Sägen und Kleinschleifer (also für etwa 90 % aller Anwendungen) geeig-net. Midi-Wartungseinheiten können bis zu einem Luftbedarf von 43 l/s verwendet werden. Sie haben einen 1/2-Zoll-Gewin-deanschluss.

Wann „Midi plus Dosol“:Sind die Taktzeiten des Werkzeugs kurz oder hat es nur einen sehr niedrigen Luftbedarf, sollte eine Direktschmie-rung (Seite 45) eingesetzt werden. Das gilt vor allem für Schrauber. Bei jedem Werkzeugstart wird eine genau dosierbare Ölmenge (0,3 bis 3 mm3) über einen Ka-pillarschlauch im Luftschlauch direkt ins Werkzeug befördert. Midi+Dosol können für Werkzeuge mit einem Luftbedarf von 2,3 l/s bis 43 l/s verwendet werden.

Wann „Maxi“:Maxi ist eine perfekte Ergänzung zu Midi, besonders wenn große Luftmengen, wie bei großen Schleifern, benötigt werden. Maxi hat ein 1-Zoll-Gewinde.

Wann „Mini“:Mini wird als Ergänzung zu Midi gewählt, wenn Werkzeuge mit einem Luftbedarf von bis zu 10 l/s (kleine Drehschrauber) eingesetzt werden. Mini ist besonders geeignet in Kombination mit pneuma-tischen Steuerkomponenten und hat einen 1/4-Zoll-Gewindeanschluss.

Wie viele Werkzeuge pro Wartungseinheit?Wenn ölfreie Werkzeuge, wie Dreh-schrauber, eingesetzt werden, können mehrere an den Filter FIL und die Regler-einheit REG angeschlossen werden. Wird eine Schmierung benötigt, braucht man einen DIM-Nebelöler oder einen Dosol-Injektionsöler für jedes Werkzeug.

Wie Wartungseinheiten montiert werden:

Die Montagesätze werden benötigt, um Einheiten miteinander zu verbinden. Zwischen jede Einheit kommt ein Mon-tagesatz.

Die Wandhalterung kann an jede Ein-heit angeschraubt werden. Eine Halterung reicht pro Wartungseinheit.

Komplett montierte Wartungseinheiten von Atlas Copco Tools werden immer mit Wandhalterung und Manometer geliefert.

Luftfilter

Filter halten Luftverunreinigungen, Wasser und feste Partikel zurück. Werden Druckluftwerkzeuge ohne Filter ein-gesetzt, verkürzt dies die Lebensdauer, erhöht die Wartungskosten und mindert die Ef zienz. In alten Leitungsnetzen aus Schwarzrohr kann die (nicht extra getrocknete) Druckluft große Mengen an

Mini und Midi

Maxi

31

Rostpartikeln enthalten. Werkzeuge ohne vorgeschaltete Filter sind dann nach kurzer Zeit beschädigt.

Kompressoren mit guter Luftaufberei-tung und gut gewartete Leitungsnetze mit Partikel- und Wasser ltern liefern saubere Luft. Schlechte Luftqualität führt zu kurzen Wartungsintervallen und höheren Fertigungskosten.

Die Filter von Atlas Copco scheiden bis zu 98 % des Wasserkondensats aus der Druckluft aus, wenn sie in ihrem Kapa-zitätsbereich arbeiten. Alle drei Modelle (Mini, Midi and Maxi) erzeugen nur einen geringen Druckabfall.

Die Filter haben normalerweise einen halbautomatischen Kondensatablass. Alle können von halbautomatischen auf manu-ellen Kondensatablass umgebaut werden.

Der halbautomatische Kondensatablass erfolgt, wenn der Druck im Behälter unter 0,2 bar fällt, z. B. wenn die Kompresso-ren abgeschaltet sind. Bei automatischen Sys temen wird der Behälter geleert, sobald das angesammelte Wasser einen bestimm-ten Stand erreicht hat.

Für den transparenten Behälter aus Polykarbonat wird ein Metallschutzkorb verwendet, wenn er stoßgefährdet ist. Falls der Behälter mit Lösemitteln in Berührung kommen könnte, sollte einer aus Metall

verwendet werden. Lösemittel, die den Polykarbonatbehälter verspröden würden, sind Azeton, Benzin, Glyzerin, einigehydraulische und synthetische Öle, Chloroform, Methylalkohol, Kohlenstoff-Tetrachlorid und ähnliche, Kohlenstoff-disul d, Perchlorethylene, Toluene, Trichlorethylene, Xylene (Nitro-Zellulose-Verdünner) und Essigsäure.

Druckregler

Druckregler von Atlas Copco halten den Betriebsdruck innerhalb ihres Luft-durchsatzbereichs auf dem eingestellten Wert konstant, unabhängig von Schwan-kungen des Primärdrucks. Sie verbessern die Wirtschaftlichkeit der Druckluftanlage. Beispielsweise führt ein um 1 bar höherer Druck (als nötig wäre) zu einem Anstieg von 16 % im Luftverbrauch. Beträgt der Luftbedarf des Werkzeugs z. B. 20 l/s,

dann erhöht sich der Luftverbrauch um 3,2 l/s = 12 m3/h. Ein Atlas-Copco-Schraubenkompressor des Modells GA75 benötigt 1,3 kWh, um 12 m3/h bei 7,5 bar Überdruck zu erzeugen. Es entstehen Kosten von 0,09 x 1,3 = 0,12 Euro pro Stunde; 4 Stunden effektive Laufzeit pro Tag bedeuten 0,47 Euro pro Tag oder 9,36 Euro pro Monat und 112,32 Euro im Jahr.

32

Fließdruck Luftverbrauch am Werkzeug

6,3 bar 100 %

7,0 bar 110 %

8,0 bar 125 %

Servogesteuerte Regler verwenden Luft zur Regelung und reagieren daher langsamer. Andererseits haben sie eine bessere Regelcharakteristik, wie einen gleichbleibenden Ausgangsdruck über einen großen Bereich des Luftdurchsatzes. Diese Reglerart sollte dann verwendet werden, wenn Druckpräzision wichtig ist und langsame Regelreaktionen hingenom-men werden können, wie typischerweise bei Druckluftmotoren.

Federbelastete Regler haben kurze Re-aktionszeiten und können daher bei allen Arten von Druckluftwerkzeugen verwen-det werden. Diese Reglerart ist darum die gebräuchlichste.

Öler

Falls zu schmierende Luftwerkzeuge nicht mit Ölern betrieben werden, müssen deren Motorlamellen öfter gewechselt werden. Die Lamellenstandzeit kann sich bis zu einem Zehntel der normalen verringern. Atlas-Copco-Tests belegen, dass sich die Leistungs-abgabe eines Schleifers nach bereits 20 Mi-nuten um 15 bis 20 % verringert, wenn nicht geschmiert wird.

Die gebräuchlichste Schmiervorrichtung ist der Nebelöler. Er emp ehlt sich für Werkzeuge im

Dauerbetrieb und liefert proportional zum Luftbedarf automatisch die richtige Schmierölmenge. Metall behälter sollten bei aggressiven Arbeits um gebungen verwendet werden (siehe vorherige Seite „Luft lter“).

Bei langen Schläuchen kommt es leicht vor, dass ein „Durchhänger“ im Schlauch entsteht (eine Biegung im Schlauch, in der sich das Öl sammelt). In solchen Fällen ist es besser – falls möglich – eine tragbare Wartungseinheit mit Öler zu verwenden, um die Schmierwege zu verkürzen. Oder, wenn es sich einrichten lässt, wäre hier ein Direktöler (Dosol) optimal.

Druckluftwerkzeuge mit kurzen Takt-zeiten oder geringem Luftbedarf sollten ohnehin mit einem Direktöler betrieben werden. Dieser versorgt das Werkzeug über einen Kapillarschlauch direkt mit in 45 Schritten genau de nierbaren Ölmen-gen und wird über die Werkzeugbetäti-gung gesteuert.

Viele Schrauber, ausgenommen ölfreie, können in Verbindung mit einem Dosol-Direktöler betrieben werden. Typische Werkzeuge für Dosol sind die LTV- und die LMP-/LTP-Schraubermodelle.

Ausführlich behandeln wir die Werk-zeugschmierung in Kapitel 7.4 ab Seite 42.

Kombi-Einheiten F/R

F/R-Einheiten sind kombinierte Filter-Regler-Einheiten. Sie werden da emp-fohlen, wo der Primärdruck und die Luftqualität dies erfordern. Die Filter- und Reglereigenschaften sind so gut wie bei den Einzelkomponenten.

Luftabzweigblock

Er wird dort eingesetzt, wo fett- und ölfreie Luft benötigt wird. Der Abzweig-block wird zwischen Filter und Öler montiert und ermöglicht so die Abnahme von ge lterter, aber ungeölter Luft.

Beziehung zwischen Netzdruck und Luftverbrauch. Komplette Tabelle auf Seite 7:

33

Schlauchbalancer Gewichtsausgleichender Schlauch-aufroller, hier mit einem Nippel an dem einen und einer Kupplung mit Nippel am anderen Ende.

Balancer

Balancer (Gewichtsausgleicher) entlasten den Anwender vom Werkzeuggewicht (so die COL-Balancer), bieten aber auch einen Sicherheitvorteil. Konventionelle Balancer (RIL-Balancer), haben eine veränderbare Federspannung und eine einstellbare Ruheposition. COL-Balancer, die mit dem Prinzip der gleichmäßigen Kraft arbeiten, halten das Werkzeug in der Position, in der es losgelassen worden ist. Die Entscheidung für COL oder RIL liegt beim Anwender.

Falls es wichtig ist, das Werkzeug immer in Griffhöhe hängen zu haben, sollten COL-Balancer gewählt werden. RIL-Balancer ziehen das Werkzeug nach getaner Arbeit immer in die Ausgangs-position zurück, sind aber günstiger und einfacher im Aufbau.

Schlauchbalancer

Ein Schlauchbalancer (Schlauchaufrol-ler) wird bei geraden Drehschraubern (Stabschraubern) verwendet. Ob man eine Schnellkupplung wählt (wie im rechten

Bild auf dieser Seite), hängt davon ab, ob der Werker das Werkzeug oft wechseln muss oder nicht.

Die Luftzuleitung wird am Balancer angeschlossen und die Luft durch den im Balancer aufgerollten Schlauch zum Schrauber geleitet. Der Schlauch ist Luftzufuhr und Balancerseil in einem. Schlauchbalancer werden nach dem Luftbedarf und Gewicht des Werkzeugs ausgewählt.

5.4 Ergonomisches Zubehör für die Gestaltung von Montage-Arbeitsplätzen

34

Drehmomentarme

Die der menschlichen Hand zumutbare Greifkraft zum Abfangen des Reaktions-moments liegt für einen runden Griff mit optimalem Durchmesser (etwa 38 mm für Männer- und 34 mm für Frauenhände) im Durchschnitt bei etwa 500 N (Männer) bzw. 350 N (Frauen).

Es wird daher empfohlen, dass Männer nicht mehr als 4 Nm Drehmoment auf-nehmen müssen (Frauen: 2 Nm), wenn beispielsweise mit einem Stabschrauber montiert wird. Beim Arbeiten mit geraden Werkzeugen und höheren Drehmomenten ist ein Drehmomentarm nützlich. Lange Arbeitstage mit sich ständig wiederho-lenden Schraubvorgängen, bei denen das Moment von der Hand abzufangen ist, führen sonst zu Ermüdungen und even-tuell zu Erkrankungen im Hand-Arm-System.

Atlas Copco bietet eine Baureihe für verschiedene Drehmomentbereiche an. Bei der Wahl des richtigen Arms sollte man so vorgehen:

Zuerst legen Sie fest, welches Werk-zeug verwendet werden soll, welches Moment ausgeübt wird, welches Gewicht das Werkzeug hat, ob ein Stab- oder ein Pistolengriff verwendet wird und welchen Griffdurchmesser das Werkzeug hat.

Diese Parameter reichen jedoch noch nicht aus, um eine Auswahl aus dem Ka-talog zu treffen. Weitere wichtige Fragen sind: In welcher Arbeitsumgebung steht das Werkzeug-Drehmomentarm-System? Wie sieht der Arbeitsplatz aus? Gibt es eventuell störende Einrichtungen am Ar-beitsplatz? Sollte die Werkzeughalterung fest oder drehbar sein?

Ferner: Soll das Werkzeug am un-teren oder oberen Teil des Handgriffs angebracht werden? Falls am oberen Ende, dann muss die Werkzeuglänge zur benötigten Säulenhöhe addiert werden. Soll ein Adapter verwendet werden? Ist eine zusätzliche Feder nötig, falls das Werkzeug schwerer oder leichter ist als der Standard?

Die Drehmomentarme können auf die Werkbank geschraubt oder angeklemmt werden. Ein Anbausatz ermöglicht die Montage an der Wand.

35

Luft von oben statt von unten:Es geht auch ohne Spiralschläuche und das lästige Schlauchwirrwarr am Boden

36

Der Netzabgang zum Werkzeug (oder Luftverbraucher) sollte wegen des im Leitungsnetz even-tuell anfallenden Konden sats immer schwanenhals förmig ausgeführt sein (Seite 9). Was man ab diesem Abgang bis zum Anschluss des Druckluftwerk-zeugs selbst braucht, zeigt die Abbildung hier rechts. Im Normalfall reichen diese Standardelemente.

Installiert wird in dieser Reihenfolge: Absperrventil (links), dann Wartungs-einheit (hier bestehend aus Filter, Regler und Öler), eventuell noch eine „Block“-Schlauchsicherung (rechts an der War-tungseinheit), danach der Schlauch mit Werkzeug und den entsprechenden Kupp-lungen sowie in den meisten Fällen noch ein Balancer (Gewichtsausgleicher).

Das Absperrventil kann, je nach Wunsch, mit dem Handgriff nach oben oder unten montiert werden. Wenn die Platzverhältnisse oder das Handling es erfordern, kann das Ventil auch in der von oben kommenden Stichleitung sitzen.

Die Strömungsrichtung der Luft ist durch Pfeile auf der Wartungseinheit und der Schlauchsicherung markiert. Die richtige Reihenfolge der Komponenten einer Wartungseinheit ist: Filter => Regler => Öler, wie im Bild oben zu sehen. Filter und Regler können durch eine Filter-Reg-ler-Kombination ersetzt werden.

Wenn Installationen mit Nebelölern (wie DIM) ausgerüstet werden, ist es wichtig, Durchhänger in den Schläuchen

zu vermeiden. Denn in einer Schlauch-schlaufe sammelt sich Öl. Falls dies geschieht, bekommt das Werkzeug keine ausreichende Schmierung, was zu einem erhöhten Verschleiß und einer Leistungs-minderung führt.

Wartungseinheiten sollten 1 bis 1,5 m über dem Arbeitsplatz montiert werden. Dies ist besonders bei DIM-Nebelölern wichtig. Filter, Regler und Dosol-Direkt-öler können zur besseren Kondensatab-scheidung niedriger platziert werden.

6. Installation

Alles für die Auswahl des AnschlusszubehörsDie bisherigen Informationen ermög-lichen eine optimale Auswahl des Anschlusszubehörs für Druckluftwerk-zeuge, der Fittings und Armaturen fürs Leitungsnetz. Atlas Copco bietet dazu den Katalog „Zubehör für Indus-triewerkzeuge“ (Bestell-Nr. 9833 1025 04) als umfassende Orientierungshilfe. Er enthält alle hier erwähnten Produk-te, deren Daten und die Luftdurchsatz-Diagramme.

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Falls eine Schlauchsicherung (Block) mit normalen Schläuchen installiert wird, sollte sie entsprechend der Darstellung oben rechts zwischen Kupplung und War-tungseinheit montiert werden.

Wenn eine solche Schlauchsicherung mit Spiralschlauch oder Schlauchbalancer und einem zusätzlichen Schlauch einge-baut wird, sollte sie entsprechend dem Bild oben zwischen dem Spiralschlauch (oder Balancer) und einem normalen 16-mm-Schlauch von höchstens 5 m Länge installiert werden. Falls der 16-mm-Schlauch nicht gebraucht wird, sollte die Sicherung zwischen Kupplung und Wartungseinheit entsprechend dem Bild ganz oben installiert sein.

Schläuche sollten vorzugsweise mit einer Metallsäge geschnitten werden. Dies ergibt einen sicheren und sauberen Schnitt. Messer und Rasierklingen können zu schrägen Schnitten und erhöhter

Verletzungsgefahr führen. Am sichersten montiert man eine Kupplung oder einen Nippel an einen Schlauch im Schraub-stock. Wenn die Kupplung oder der Nippel im Schraubstock eingespannt ist, kann

etwas Seifenlauge an das Kupplungs-Nip-pelende gegeben werden. Dann lässt sich der Schlauch leichter aufschieben. Sodann kann die Schlauchklemme angebracht werden (Sicherheit, Seite 46).

Bei einem sauberen Schnitt geht es nicht nur um das Aussehen des Schlauch-endes. Der Schlauch besteht aus ver-schiedenen Schichten von Gummi und Kunststoff. Eine Beschädigung am Ende des Schlauches könnte zu einem Luftein-tritt zwischen den Schichten und damit zu Leckagen und/oder Durch ussminde-rungen führen.

Atlas Copco plädiert in seinen Instal-lationsempfehlungen für hydraulisch auf-

Schraubklemme

Pressring

gepresste Aluminiumringe als Schlauch-klemmen (Pressring). Dies ist eine sehr sichere und ergonomische Lösung, da es keine scharfen Kanten gibt, an denen man sich verletzen könnte (Seite 28).

Pressring

38

7.1 LeckagenIn einem gut dimensionierten und sorgfältig gewarteten Leitungssystem sollten nicht mehr als 5 % der installierten Kompressorleistung wortwörtlich öten gehen. Leider sind Leckageverluste von 15 %, ja sogar 30 % in älteren, Stück um Stück gewachsenen Leitungsnetzen keine Seltenheit.

Die Lochdurchmesser hier in der Ta-belle beziehen sich nicht nur auf ein ein-zelnes Loch, sondern auf die Summe aller Leckagen. Und die entsprechen schnell einem Lochdurchmesser von 10 mm, auch wenn die Leitung nirgendwo ein so großes Loch aufweist.

7. Wartung

Eine Leckage, die einem Loch von 5 mm Durchmesser im Leitungssystem ent-spricht, führt beispielsweise zu einem Verlust von 27 Litern Druckluft pro Sekunde. Um diesen auszugleichen, werden 10,3 kW zusätzliche Kompressorenergie benö-tigt. Bei einem Durchschnittspreis von 0,09 Euro pro kWh führt dieses relativ kleine Loch zu zusätzlichen jährlichen Energiekosten von 8120 Euro.Das aber ist nicht alles. Da sich die Betriebszeiten des Kompressors ebenfalls erhöhen, steigt der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand – mit entsprechenden Mehrkosten für Verschleißteile und Monteurstunden. Von den Kosten durch eventu-elle Ausfallzeiten gar nicht zu reden.

Leckageraten nach Lochdurchmessern:

Lochdurchmesser Leckage bei 7,3 bar in Liter pro Sekunde

Zur Kompensation benötigte Energie

Energiekosten pro Jahr *)

1 1 0,38 kW 300 Euro

3 10 3,82 kW 3 012 Euro

5 27 10,3 kW 8 120 Euro

10 105 40,7 kW 32 088 Euro

*) Wenn 1 kWh 0,09 Euro kostet. Die Berechnung beruht auf 24 h/Tag. Die Druckangabe entspricht pe = 6,3 bar.

Leckagen verringern die Luftkapazität. Um diese Verluste auszugleichen, muss der Kompressor mehr arbeiten, was zu bedeutend höheren Energiekosten führt.

Leckagen sind Dauerschäden, sie wirken 24 Stunden am Tag und das ganze Jahr hindurch!

39

Atlas Copco Tools bietet an, einen Wartungszeitplan für Ihre Installation zu erstellen, und, wenn gewünscht, auch auszuführen.

7.2 WartungszyklenRegelmäßige Wartungen sollten im gesamten Leitungssystem durchgeführt werden.

TäglichWartungseinheiten: Entleeren der Filter und Wasserabscheider.

Einmal pro WocheDer Bereich rund um den Arbeits- platzsollte einmal pro Woche auf Leckagen abgesucht werden. Verbin- abgesucht werden. Verbin-dungen zwischen Werkzeugen und Nippeln, Kupplungen, Schläuchen und Wartungseinheiten sollten untersucht werden. Druckluftöler sind mit Öl zu befüllen.

Alle zwei MonateDas gesamte Luftsystem sollte alle zwei Monate überprüft werden. Bei ru-hender Produktion sind viele Leckagen am Geräusch austretender Druckluft zu erkennen. Verdächtige Stellen können zusätzlich von Hand überprüft werden oder sind durch Blasenbildung erkenn-bar, wenn eine Seifenlauge aufgetragen wird. Reparieren Sie die gefundenen Lecks!

Jeder Arbeitsplatz sollte mit einer Werkzeugsimulator (Seiten 31, 54 ff.) alle zwei Monate überprüft werden. Der Simulator wird an den Schlauch angeschlossen, und die benötigte Durch ussmenge (liegt in einer Tabelle dem Simulator bei) sollte durch eine bestimmte Zahl von Umdrehungen des Knaufs eingestellt werden. Der Fließ-überdruck muss 6,3 bar am Schlau-chende betragen, damit das Werkzeug korrekt funktioniert. Treffen Sie die nötigen Maß nahmen durch Austau-schen von Wartungseinheiten, Schlauch und/oder Kupplung.

Alle sechs MonateFilterelemente sollten mit einer Druck-luftpistole gereinigt werden. Hierdurch werden Druckverluste vermieden.Das Überdruckventil der Schlauchsi- cherung (Block) sollte alle sechs Mo-nate freigeblasen werden. Hierdurch werden Störungen der automatischen Rückstellung vermieden.

Werkzeugsimulatorzur Ermittlung

des Fließdrucks

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7.3 Die wichtigsten Kontrollen

Luftfilter

Wasser und Verunreinigung ablassen. Filtereinsatz herausnehmen und reinigen. Einbaufolge und Einbaulage: Von der Anschlussleitung in Richtung Verbraucher ge-hend, sollten die Armaturen in der Folge Absperrventil, Luft lter, Regler und Öler (Schmiergerät) montiert sein. Der Pfeil auf Luft lter, Regler und Öler muss im-mer in Luftstrom-Richtung zum Verbraucher, also dem Werkzeug, zeigen.

Schlauchkupplungen

Kontrollieren, ob die Kupplungen nicht beschädigt oder abgenutzt sind. Zu kleine Kupplungen sind der häu gste An schluss-fehler. Empfohlene Größen stehen im

Werkzeugkatalog von Atlas Copco Tools. Um die Flexibilität am Arbeitsplatz zu erhöhen, sollten beide Schlauchenden mit einer Schnell kupp lung versehen werden. Für Schlauchgrößen über 1/2 Zoll mög-lichst Klauenkupp lungen verwenden.

Regler/Manometer

Zur Funktionskontrolle den Regler schlie-ßen und öffnen. Die Manometerfunktion im Bereich 0 bis 6,3 bar überprüfen.

Einen Kontrollgang vom Werkzeug bis zum Druckluftleitungsnetz muss man ge-wiss nicht täglich machen. Aber wenn man es sich zur Regel macht, stets folgende Dinge zu kontrollieren, können eigentlich keine Installationsfehler oder Ursachen einer Störung unentdeckt bleiben.

Fließdruck

Mindestens einmal im Jahr sollte bei jedem Druckluftwerkzeug der Fließ-überdruck am Werkzeugeintritt überprüft werden (Seiten 39 und 54 ff.). Liegt er bei den geforderten 6 bar, wenn der Luftdurchsatz am größten ist? Falls der Druck höher ist, können Sie entweder einen Regler installieren oder den Druck am Kompressor senken. Ist der Druck niedriger, geht die Kontrolle wie folgt weiter:

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Nummer größer wählen und ab 15 bis 50 m zwei Nummern größer.

Hat die Anschlussleitung nur einen Anschluss, muss er mindestens die gleiche Größe haben wie die empfoh-lene Schlauchgröße; er kann aber gern auch größer sein. Mehrere Anschlüsse an derselben Abgangsleitung setzen einen entsprechenden Nenndurchmesser (auch der Speiseleitung) voraus. Für vier 10-mm-Anschlüsse ist zum Beispiel eine 19-mm-Leitung erforderlich.

Ist das Druckluftnetz in Ordnung?

Flickwerk, Querschnittsverengungen und fehlende Schwanenhälse bei den Leitungsabgängen (Seite 36) lassen sich mit dem bloßen Auge erkennen. Bei der Leckagesuche helfen Ohr und Seifen-lauge – und das katalogmäßig geführte Leckagesuchgerät von Atlas Copco Tools. Aber ob die Verteilerleitung (Haupt- und Ring- oder Stichleitung) eine ausreichende Größe für die Anzahl der zu versorgenden Anschlussleitungen hat, sieht man ihr nicht unbedingt an.

Eine Verteilerleitung mit 51 mm Nenndurchmesser kann ohne Druckabfall höchstens

sechzehn 13-mm-Anschlüsse oder acht 19-mm-Anschlüsse oder vier 25-mm-Anschlüsse oder zwei 38-mm-Anschlüsse oder einen 51-mm-Anschluss versorgen.

(Die Leitungslänge und der Ausnutzungs-grad der Verbraucher sind dabei nicht berücksichtigt.)

Da normalerweise im Laufe der Zeit immer mehr Druckluftverbraucher an ein Leitungsnetz angeschlossen werden, ist eine regelmäßige neue Berechnung ratsam.

Luftschlauch

Kontrollieren, dass der Schlauch nicht beschädigt oder abgenutzt ist. Hat der Schlauch wirklich die zum Luftbedarf des

Werkzeugs passende Größe? Häu g haben Schläuche eine zu geringe Nennweite oder sind zu lang.

Hat die Armatur die richtige Dimension?

Der vom Werkzeug benötigte Luftdurch-satz bestimmt den Schlauchdurchmesser und die Größe der Wartungs-, sprich der Luftaufbereitungseinheit.

Die zum Werkzeug jeweils empfoh-lene Schlauchgröße bezieht sich auf eine Schlauchlänge von 5 m. Muss der Schlauch länger sein, ist ein größerer Schlauch-Innendurchmesser zu wählen, damit der Druckabfall nicht zu hoch wird. Faustregel: Bei Schlauchlängen zwischen 5 und 15 m den Nenndurchmesser um eine

Schmiergerät/Öler

Kontrollieren, ob der Druck-luftöler auch wirklich Öltropfen ab-sondert, wenn das Werkzeug arbeitet.

42

7.4 Wenn noch schmieren, dann aber richtig

Seit Ende der 80er Jahre bringt Atlas Copco Tools, soweit technisch möglich, nur noch Werkzeugneuentwicklungen auf den Markt, die mit ungeölter Druck-luft betrieben werden können. Dennoch: Schaut man sich in den Betrieben um, werden die meisten Luftwerkzeuge noch immer geschmiert. Sei es, weil man den „Trockenläufern“ keine hohe Lebenser-wartung zutraut oder weil es noch so viele Altwerkzeuge gibt. Schließlich können Druckluftwerkzeuge uralt werden. Er-staunlich. Denn zwei Drittel aller Druck-luftwerkzeuge werden falsch geschmiert. Die meisten bekommen zu viel Öl und verpesten nur die Luft. Andere werden schlichtweg trocken gefahren, ohne dass es zunächst auffällt.

Kubikmeter Druckluft“ gilt so pauschal nicht mehr.

Neben der stetig gestiegenen Zahl ölfreier, also mit ungeölter Luft zu betrei-bender Werkzeuge sind mehr und mehr Werkzeuge auf den Markt gekommen, denen eine Magerschmierung reicht. Das gilt insbesondere für Drehschrau-ber unter 85 Nm. Ihnen genügen heute häu g nur 1 bis 5 mg Öl pro Kubikmeter Druckluft.

Das heißt: Diese Werkzeuge kommen durchaus mit dem Restölgehalt und der Restfeuchte aus, die in der Druckluft aus einem öl eingespritzten Schraubenkom-pressor mit nachgeschaltetem Kältetrock-ner enthalten ist. Sie brauchen also keine zusätzliche Ölschmierung. Denn bei modernen Kompressoren dieser Bauart hat die komprimierte Luft einen Ölgehalt von rund 3 mg/m3 und die Restfeuchte eines Drucktaupunkts ( t) von etwa 3 °C.

Aber auch alle noch mit ölgeschmierter Druckluft zu betreibenden Werkzeuge sind mit höchstens 60 bis 90 mg Öl – das sind gerade mal vier bis sechs Tropfen – pro Kubikmeter Druckluft zufrieden. Auch Schlagschrauber brauchen in der Regel nicht mehr. Einige, so zum Beispiel das Modell LMS 47 (für 70 bis 460 Nm), begnügen sich sogar ebenfalls mit nur 1 bis 5 mg/m3.

Es zahlt sich also aus, die Schmieran-weisungen in den Bedienungsanleitungen genau zu beachten und eher mit dem Öl zu geizen als zu klotzen. Gesünder ist das allemal.

Die EN 12021 (ehemals DIN 3188) „Pressluft für Atemgeräte“ schreibt unter anderem vor: „Die abzuführende Luft muss im entspannten Zustand praktisch geruchlos sowie frei von Geschmack sein. Eine geruchlose Luft hat auch keinen bedenklichen Ölgehalt.“

Die richtige Werkzeugschmierung ist nach wie vor ein Thema – und eine War-tungs- und damit Kostenfrage. Denn Öler wollen richtig eingestellt und rechtzeitig neu befüllt werden. Man muss sie also im Auge behalten und ab und an auch die Dosierung nachjustieren.

„Wer gut schmiert, der gut fährt“, die-ser alte Schmiermaxen-Leitspruch müsste für Luftwerkzeuge eher heißen: „Wer rich-tig schmiert, fährt besser und gesünder.“

Doch wo liegt das richtige Maß? Die alte Daumenregel „zwei Tropfen pro

43

Allgemein wird die Geruchschwelle von Öl (in entspannter Luft) bei 0,3 mg Öl/m3 angesetzt. Schon eine Werkzeug-schmierung mit 2 mg Öl im Kubikmeter Druckluft unterschreitet diese Schwelle. Schließlich entspannt 1 m3 Druckluft zu 7 m3 atmosphärischer Luft, wenn er aus

einem Werkzeug austritt, das mit 6 bar Überdruck (7 bar absolut) betrieben wird. Jeder Kubikmeter entspannter Luft enthält dann nur noch 1/7 der ursprünglichen Ölmenge. Also nicht mehr 2 mg, sondern höchstens 0,29 mg/m3, da ein gewisser Teil vom Werkzeug verbraucht wird.

Entscheidend ist, dass das Öl im Werkzeug, sprich in dessen Motor, auch wirklich ankommt. Überlange Luftschläu-che und sehr kurze Laufzeiten können zum Problem werden, wenn der falsche Öler gewählt wurde.

Als gebräuchlichster Schmierap-parat hat sich der Nebelöler (wie die DIM-Bauart) durchgesetzt. Er dosiert das Öl nach dem Ejektor-Prinzip in den Luftstrom. Solche Öler sind bei sehr geringen Schmiermengen allerdings nicht exakt genug einstellbar. Zudem sollten die Arbeitstakte nicht zu kurz sein. Erst ab fünf Sekunden baut sich im Öler ein ausreichender Unterdruck auf, der das Öl

ießen lässt. Bei der DIM-Bauart setzt die Schmierung bereits bei einem 7,3-bar-

Wer gut schmiert ... Oben links ein Dosol-Direktöler für Druckluftwerkzeuge mit kurzen Taktzeiten, rechts daneben ein DIM-Nebelöler (außen am Schlauchabgang) als Bestandteil einer üblichen Wartungseinheit aus Filter, Regler und Öler (v. l.).

Ölnebelschmierung ist zwar die gebräuchlichste Schmiermethode, aber leider nicht sehr exakt. Darum müssen Nebelöler (hier blau) besonders regelmäßig kontrolliert und nachgestellt werden.

44

Ölfreie WerkzeugeWenn sogenannte „ölfreie Druck-luftwerkzeuge“ mit gewöhnlicher Industrie-Druckluft der Qualitätsklasse 2.4.3 nach ISO 8573-1 (1 mg Öl/m3, Drucktaupunkt 3 °C) betrieben werden, bedarf es keiner extra Ölbeigaben zur Druckluft. Erst bei Motordrehzahlen über 18 000 min-1 hinaus ist bei Lamel-lenmotoren (von denen die überwie-gende Mehrzahl aller Luftwerkzeuge angetrieben werden) eine gewisse Schmierung technisch unverzichtbar. Was wiederum nicht für berührungslos drehende Turbinenmotoren gilt, die beispielsweise GTG-Winkelschleifer mit bis zu 4,5 kW Dauerabgabeleistung antreiben.

Luftstrom von 0,8 l/s ein. Die Ölabgabe ist dem Luftdurchsatz proportional und die Tropfhäu gkeit manuell zwischen 2 und 20 Tropfen einstellbar. Nebelöler sollten auf jeden Fall möglichst nahe am Werkzeug installiert werden. Maximale Leitungsdistanz etwa 5 m. Da sie einen transparenten Vorratsbehälter haben, lässt sich dessen Öl-Füllstand gut von außen überwachen. Es gibt sie mit Anschluss-gewinden von 1/4 bis 1 Zoll. Bevorzugt werden Nebelöler zusammen mit Filter und Druckregler in einer Wartungseinheit eingesetzt.

Sind die Werkzeuglaufzeiten immer nur sehr kurz (Aussetzbetrieb), emp-

ehlt sich die Impulsschmierung. Sie sichert die Versorgung mit kleinsten, exakt dosierbaren Schmiermengen über größere Entfernungen und verbessert die Abluftqualität. Ein Beispiel für ein solches Direktschmiersystem sind Impulsöler der Dosol-Bauart, die als Ein- oder Mehr-punktöler erhältlich sind. Bei ihnen inji-ziert eine Einspritzpumpe das Öl über eine im Zuluftschlauch verlegte Kapillarleitung direkt ins Werkzeug.

Dabei ist die Schmiermittelmenge in 40 Stufen zwischen 3 und 30 mm3, also bis auf 1/10 Tropfen, exakt dosierbar. Für noch kleinere Ölmengen sorgt ein Zählwerk, das die Pumpe nur bei jedem fünften oder zehnten Werkzeugstart die voreingestellte Ölmenge abgeben lässt. Durch diese Pulszählung erhält das Werk-zeug nur die wirklich benötigte Ölmenge. Wie bei Nebelölern hat man auch hier den Ölstand durch einen transparenten Vor-ratsbehälter, den es in drei Größen gibt, jederzeit im Blick.

Übrigens taugen die beschriebenen Öler nicht nur für mineralische Druckluft-öle. Auch sogenannte Weißöle, wie sie in der Lebensmittelindustrie verwendet wer-den, lassen sich mit ihnen portionieren. Allerdings ist dann wegen der Neigung zum Verharzen ein wenig mehr Wartung erforderlich. Völlig untauglich jedenfalls ist irgendein Maschinenöl.

Qualitativ gutes, harzfreies Druckluftöl (wie das Almo 525) kann nämlich selbst in kleinsten Mengen weitaus mehr als nur schmieren. Neben guter Haft- und Schmierfähigkeit über einen weiten

Die derzeit exakteste Schmierdosierung wird mit Impulsölern wie der Dosol-Bauart (blau) erreicht.

45

Temperaturbereich bietet es auch Korro-sionsschutz, nimmt Kondenswasser auf (emulgierend) und ist oxidationsbeständig.

Typische Antriebe für Druckluftwerk-zeuge sind die besonders kleinen Lamel-lenmotoren, wie man sie auch als Ein- und Anbaumotoren kennt. In ihnen reduziert das Öl die Reibung an den Kontakt ächen zwischen Lamellenkanten und Zylinder-wandung, kühlt und dichtet. Obendrein wäscht es Abriebpartikel und Verunrei-nigungen aus dem Motor. Wenn trotz

Dosol-Impulsöler injizieren äußerst kleine, exakt dosierbare Öl-mengen über eine im Luftschlauch verlegte Kapillarleitung (rechts) direkt ins Werkzeug.

ausreichender Schmierung Drehzahl und Leistung immer weiter nachlassen, kann falsches Öl die Ursache sein. Rotoren und Endplatten von Lamellenmotoren, die nicht mit Druckluftöl, sondern mit einem beliebigen Maschinenöl gefahren werden, verharzen bald. Sobald auch die Lamellen mit einer klebrigen Schicht überzogen sind, sitzen sie in den Rotorschlitzen fest. Dann geht nichts mehr.

Dosol-Pumpe mit Vorratsbe-hälter und Kapillar schlauch. Jede Pumpe kann auf eine

andere Dosierung einge-stellt werden: in 45 Stufen

von 0,3 bis 3 mm3.

Ein Dosol-Einspritzöler kann mit entspre-chend vielen Pumpen bis zu zehn Schmier stellen versorgen.

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8. Sicherheit

8.1 Komponenten

Kugelventile

Wenn nicht gearbeitet wird, sperren Sie die Druckluft mit einem Kugelventil ab. Achtung: Öffnen Sie bei Arbeitsbeginn wieder alle Kugelventile langsam, um nicht ordnungsmäßige Schlauchverbin-dungen („Peitschenschlag“-Gefahr) sofort zu erkennen.

Wartungseinheiten

Seien Sie vorsichtig mit Lösemitteln, welche die Struktur von PVC-Behältern verändern und sie spröde machen. Bei aggressiven Lösemitteln ist besondere Vorsicht geboten.

Polykarbonate sind resistent gegen einige Lösemittel, außer Azeton, Benzin, Glyzerin, einige hydraulische und synthe-tische Öle, Chloroform, Methylalkohol, Kohlenstofftetrachlorid und ähnliche Lösemittel, Kohlenstoffdisul d, Per-chlorethylene, Toluene, Trichlor ethylene, Xylene (Nitro-Zellulose-Verdünner) und Essigsäure.

Eine einfache Methode, diese Risiken auszuschalten, ist die, einen metal-lenen Behälterschutz bei „Mini“- und „Midi“-Einheiten zu verwenden. Die „Maxi“-Einheit hat standardmäßig einen Metallbehälter. Wird ihr Behälter zerstört, wechseln Sie zu einem metallenen. Es ist wichtig, zu überprüfen, ob die Behälter richtig verschraubt und alle Komponenten zusammengebaut sind, bevor über das Kugelventil die Druckluft einströmt.

Schnellkupplungen

Schnellkupplungen sind normalerwei-se sehr sichere Verbindungen. Um ein

„Abknallen“ und Peitschenschlag zu vermeiden, sollen sie vor dem Entkuppeln automatisch entlüften, wie es die Richtli-nien EN 983 und ISO 4414 verlangen.

Besondere Vorsicht sollte gelten, wenn mit Schläuchen von mehr als 16 mm Durchmesser und Längen von über 3 m gearbeitet wird. In solchen Fällen wird ein Sicherheitsnippel (oben) empfohlen, der die Luft nach dem Entkuppeln kontrolliert aus dem Schlauch ablässt.

Klauenkupplungen

Diese Kupplungen sind immer geöffnet und müssen darum besonders umsichtig behandelt werden. Folgende Vorschriften müssen befolgt werden:

Beim Öffnen ...1. Das Absperr-(Kugel-)ventil an der

Entnahmestelle schließen.2. Dann das Werkzeug so lange laufen las-

sen, bis die Restluft aus dem Schlauch entwichen ist.

3. Jetzt erst die Klauenkupplung lösen.

47

Beim Schließen ...1. Sicherstellen, dass die beiden Kupp-

lungshälften wirklich korrekt verbunden sind.

2. Dann erst das Absperrventil langsam-öffnen.

Leichter Dreh statt KraftaktSchon bei einem 3/8-Zoll-Schlauch geht das Ein- und Auskuppeln nicht gerade leicht. Bei 3/4-Zoll- und 1-Zoll-Anschlüs-sen wird es zum regelrechten Kraftakt. Besonders lästig ist das beim Kuppeln mit Handschuhen.

Schlauchschellen

Ein Wunder, dass sich die Berufsgenos-senschaften noch nicht daran gestoßen haben. Denn täglich verletzt sich jemand an ihnen, den Schlauchschellen, die an praktisch jedem Luftwerkzeug und Schlauchende sitzen.

Gemeint sind Schraubklemmen mit Schneckentrieb. Schon das Montieren ist nicht ohne Risiko. Denn wer hat sich da-bei noch nicht die Hand verletzt, weil der Schraubendreher abrutschte? Und ist sie schließlich angezogen, bleibt immer eine Zunge stehen, an der man hängenbleiben könnte. Also wird sie per Seitenschneider eingekürzt. Dennoch bleibt ein scharfer, verletzungsträchtiger Grat zurück. Einge-rissene Ärmel sind da noch das geringste Übel. Aber auch das muss nicht sein. Es gibt heute glatte Schlauchklemmen, die keineswegs teurer kommen.

So zum Beispiel die Hydraulik-schlauch-Verpressungen ähnelnden Ringklemmen (Aluminiumhülsen) oder Schlauchschellen mit Klemmbacke und innenliegendem Gleitblech, sogenannte Öhrchenklemmen. Zum Aufpressen brau-chen beide allerdings Spezialwerkzeug.

Diesen leidigen Kraftakt ersetzt die LNH-Version der Claw-Klauenkupp lungen durch einen leichten Dreh, der obendrein noch als Verriegelung wirkt.

Die rechte Kupplungshälfte (Bild oben) hat eine bewegliche Schlauchtülle mit Spannmutter (siehe Daumen und Zeige-

nger). Dadurch liegt die Gummidichtung im Klauenkopf tiefer als beim linken Gegenstück und braucht beim Einkuppeln nicht zusammengepresst zu werden.

Erst wenn die Kupplung geschlossen ist, wird die Mutter gedreht und dadurch die Gummidichtung angepresst. Stärker noch, als dies sonst möglich wäre. Durch den hohen Anpressdruck ergibt sich zu-gleich eine sichere Verriegelung. Um die Kupplung wieder zu trennen, muss zuerst die Spannmutter gelöst werden. Danach ist das Auskuppeln genauso kraftlos möglich, wie es das Einkuppeln war.

Doch werden Öhrchenklemmen in der Praxis meist per Kneifzange aufgepresst (Bild). Dann sitzen sie jedoch nicht sehr fest und taugen nicht für die üblichen Werkzeugarbeitsdrücke von um die 7 bar.

Schnappverbindungen, bei denen die Klemmung über ein einrastendes Spann-

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band erfolgt, sind zwar eine saubere Sache zur Fixierung von Abluftschläuchen wie hier im Bild, aber für Druckschläuche leider nicht geeignet.

Eine technisch sehr elegante Lösung sind Ringklemmen (Seite 28 und 37 unten), die hydraulisch auf den Schlauch gepresst werden. Sie verhindern auch, dass sich der Luftschlauch irgendwo verhakt und man in der Arbeitsbewegung abrupt gestoppt wird: ein mit Schraubklemmen verbundenes Übel, das man vor allem beim Schleifen kennt, wenn der Schlauch übers Werkstück hin und her gezogen wird.

Schraubschellen mit Schnecken-klemmung müssen gut verschraubt sein. Dazu sollte man einen Schraubenschlüssel benutzen. Denn Schraubendreher können abrutschen und einen verletzen. Muss ein Schraubendreher verwendet werden, dann sollte die Schelle, um Unfälle zu vermei-den, eingespannt sein.

Nebenbei: Alle Klemmen mit beweg-lichen Teilen können sich lösen, wenn sie starken Vibrationen ausgesetzt sind.

Schläuche

Es emp ehlt sich, Seifenlauge zu benut-zen, um Schlauch und Nippel zu verbin-den. Dadurch kann der Schlauch leichter auf den Nippel geschoben werden.

Verwenden sie keinesfalls Öl, da es später nicht abtrocknet. Defekte Schläuche sollten entfernt werden, da aus einem klei-nen Loch schnell ein großes werden kann.

Sicherheitsverschluss

Wenn sich eine Schlauchverbindung von einem unter Druck stehenden Schlauch löst, dann wird dieser unkontrolliert komprimierte Luft abgeben und um sich schlagen (Peitschenschlag). Dabei können Menschen verletzt, Werkstücke beschädigt und die Arbeitsumgebung zerstört werden.

Um dies zu vermeiden, verwendet man eine Schlauchsicherung (Block): Siehe De tail skizzen unten sowie auf den Seiten 23 und 37.

Vor allem emp ehlt sich eine solche Schlauchsicherung, wenn mit Klauen-kupplungen gearbeitet wird. Denn hierbei ist das Risiko des Peitschenschlags beim Entkuppeln besonders groß.

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8.2 Richtlinien für mehr Sicherheit

Kugelventile

Schalten Sie die Druckluft mit dem Kugelventil ab, wenn Sie nicht ar-beiten.Öffnen Sie alle Kugelventile langsam und vorsichtig, damit Ihnen unzurei-chend festgezogene Geräte auffallen.

Wartungseinheiten

Überprüfen Sie, ob Lösemittel* vorhanden sind, die Veränderungen an der Struktur von Polykarbonatbehältern verursachen könnten.

Derartige Lösemittel lassen das Poly-karbonat verspröden, so dass es brechen kann. Normalerweise bricht Polykarbo-nat nicht so leicht. Falls Sie aggressive Lösemittel einsetzen müssen, wenden Sie sich bitte an uns, damit wir Ihnen helfen können, die richtige Ausrüstung zu nden.

Verwenden Sie einen Metallschutz- korb.

Mit einem Metallschutzkorb lassen sich Unfälle dieser Art an den Mini- und Midi-Einheiten ganz einfach verhindern. Der Maxi ist standardmäßig mit einem Metallschutzkorb ausgestattet.Achten Sie darauf, dass die Behälter ordnungsgemäß festgezogen und alle Ge-räte miteinander verschraubt sind, bevor Sie die Druckluft mit dem Kugelventil einschalten.

Schnellkupplungen

Bei Schläuchen mit einer Länge von über 3 m sind Sicherheitsnippel zu verwenden.

Schnellkupplungen sind normalerweise sehr sicher. Die Sicherheitsvorkehrungen müssen nur dann erhöht werden, wenn Sie mit Schläuchen mit einem Durch-messer von 16 mm an aufwärts arbeiten oder wenn die Schlauchlänge mehr als 3 m beträgt. In diesen Fällen empfehlen wir Ihnen, Sicherheitsnippel zu verwen-den, damit die Druckluft kontrolliert aus dem Schlauch entweichen kann. Eine Schnellkupplung darf niemals mit einem Schraubendreher geöffnet werden, um die Druckluft abzulassen.

Klauenkupplungen

Große Vorsicht ist geboten.

Die Kupplungen sind immer geöffnet und müssen mit sehr großer Sorgfalt benutzt werden. Bei der Arbeit mit Klauenkupp-lungen sind folgende Arbeitsschritte, die auf der nächsten Seite beschrieben werden, in der angegebenen Reihenfolge auszuführen.

Mit den folgenden Richtlinien pro tieren Sie von unseren Erfahrungen, wie Sie Ihre Sicher-heit bei der Arbeit mit Druckluftarmaturen ganz einfach erhöhen können.

* Die Behälter der Wartungseinheiten bestehen aus Polykarbonat. Polykarbonat hat eine hohe chemische Beständigkeit gegen alle Lösemittel, ausgenommen azeton-, benzol- oder glyzerinhaltige Chemikalien, einige Hydraulik- und Synthetiköle, Chloroform, Methylalkohol, Kohlenstofftetrachlorid (und ähnliche Lösemittel), Schwefelkohlenstoff, Perchlorethylen, Toluol, Trichlorethylen, Xylen (Zellu-losenitrat, Verdünner), Essigsäure.

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Öffnen einer Klauenkupplung

1. Schließen Sie das Kugelventil

2. Lassen Sie das Werkzeug laufen, so dass die Druckluft entweicht.

3. Lösen Sie die Klauenkupplung

Schließen einer Klauenkupplung

1. Achten Sie darauf, dass die beiden Klauenkupplungen zusammengebaut sind.

Um den Verschluss sicherer zu machen, sind entweder Kupplungen mit Verriege-lungsmutter (LNH) oder eine Verschluss-feder zu verwenden.

2. Öffnen Sie das Kugelventil langsam und vorsichtig.

Klemmen und Verbindungsstücke

Beim Festziehen keine Schraubendre- her benutzen.

Überprüfen Sie, ob Klemmen und Ver-bindungsstücke richtig festgezogen sind. Beim Festziehen keine Schraubendreher benutzen, da sie leicht abrutschen und zu Verletzungen an den Händen führen können. Nehmen Sie einen Schrauben-schlüssel. Wenn Sie einmal einen Schrau-bendreher benutzen müssen, montieren Sie die Klemme in einem Schraubstock.

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Schläuche

Wenn Sie Schläuche mit Nippeln verbin-den, benutzen Sie Wasser und Seife (kein Öl), damit der Schlauch auf den Nippel rutscht.

Block-Schlagsicherung

Gefahrensituationen können entstehen, wenn ein Schlauch unkontrolliert Druck-luft ablässt und dadurch wild umher-schlägt.

Vermeiden Sie solche gefährlichen Situationen durch den Einsatz von Block.

Durch Block wird das Risiko von Verletzungen bei unkontrolliertem Luftaustritt herabgesetzt.

Werden Klauenkupplungen als Schlauchverbindungen eingesetzt, sollte auf keinen Fall auf Block ver-zichtet werden.

Wurde der Fehler behoben und der Schlauch erneut angeschlossen, geht Block automatisch in die Ausgangsstel-lung zurück.

BlaspistolenVerwenden Sie die Sicherheitsausfüh- rung. Damit besteht nicht mehr die Gefahr, dass hoher Druck direkt auf die Haut einwirken kann.

Lesen Sie zu Ihrer eigenen Sicherheit die gesonderten Sicherheitshinweise, die allen Produkten beigelegt sind.

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So hilfreich die Lektüre dieses Taschen-buchs sein mag: Vielleicht möchten Sie sich die wichtigsten Aspekte persönlich er-klären lassen, von Angesicht zu Angesicht und in einer Gruppe von Kollegen oder Kolleginnen? Egal, ob es um die Installati-on geht, um den Umgang mit Werkzeugen oder um das Zubehör: Atlas Copco Tools bietet hierfür eine ganze Reihe Schu-lungen und Seminare an. Eine Übersicht

nden Sie im jährlich neu aufgelegten Schulungskatalog.

So ließ beispielsweise ein großer Anlagenbauer seine Mitarbeiter von Atlas Copco schulen, um sie für höchstmög-liche Arbeitssicherheit im Umgang mit Schleifmaschinen zu sensiblisieren. Eines der wichtigsten Ziele: In der Abteilung Verdichterbau sollten möglichst gar keine Arbeitsunfälle mehr passieren. Ein hoher Anspruch; denn schließlich wird an die-sem Standort rund um die Uhr geschruppt,

geschweißt und geschliffen. Für die über 900 Mitarbeiter wurde eigens ein Schu-lungsprogramm aufgelegt mit dem Ziel, dass jeder die enorme Kraft moderner, handgeführter Schleifwerkzeuge routiniert und unfallfrei beherrsche.

Gearbeitet wird an den meterhohen Verdichtergehäusen unter anderem mit GTG-Turboschleifern von Atlas Copco Tools. Sie sind mit ihren 4,5 kW Leistung so stark wie ein kleines Motorrad. Da müsse man mit einer ordentlichen Portion Respekt an die Arbeit gehen, sagte der zuständige Meister.

Neben dem sicheren Umgang mit die-sen und anderen Werkzeugen lernten die Kollegen in den Seminaren persönliche Schutzmaßnahmen kennen, weil gerade in der Materialbearbeitung jeder Einzelne zu sicherer Arbeit für das gesamte Team beitragen kann. Auch scheinbar Selbstver-ständliches, wie die korrekte Auswahl der

8.3 Seminare wecken Sensibilität für Sicherheit

Umfangreiches Schulungsprogramm von Atlas Copco Tools

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Schleifmittel, wurde in den Schulungen thematisiert. Denn es ist schon passiert, dass Mitarbeiter eine Hochgeschwindig-keits-Schleifscheibe auf ein langsames Werkzeug aufspannten. Zwar bleibt so etwas folgenlos – doch wehe, es passiert umgekehrt.

Augen und Ohren auf beim Schleifmittel-Wechsel!

Eine Schruppscheibe, die nur für 4000 oder 5600 min-1 ausgelegt ist, kann auf einer 8500 min-1 schnellen Schleifmaschi-ne unter ungünstigen Umständen bersten und schwere Sach- und Personenschäden verursachen. Darum sollte man immer auf die richtige Paarung von Schleifmittel und Maschine achten.

Vorbeugung, Um- und Vorsicht stellen die Basis für sicheres Arbeiten dar, erfuhren die Teilnehmer in den Semi-naren. So weisen die Trainer regelmäßig zum Beispiel darauf hin, dass bestimmte Schleifscheiben ein Haltbarkeitsdatum haben, nach dessen Ablauf sie nicht mehr eingesetzt werden dürfen. Oder dass man per Klangprobe eine Trennscheibe auf Rissfreiheit prüfen kann.

Weitere Tipps: Scheiben, die nicht hell und klar klingen, dürfen auf gar keinen Fall aufgespannt werden. Und vor Wieder-aufnahme der Schleif arbeiten sollten die Bediener stets einen Probelauf an ge-schützter Stelle durchführen, zum Beispiel unter der Werkbank.

Auch wie sich der Staub- und Funken-ug durch die richtige Einstellung der

Schutzhaube so lenken lässt, dass man sich selbst und die Kollegen nicht gefähr-det, wurde in diesem Seminar erklärt.

Wer ein Seminar buchen will, kann selbst bestimmen, welche Inhalte vertieft werden sollen. So ist sichergestellt, dass die Materie nicht trocken und an den Be-dürfnissen der Teilnehmer vorbei geplant wird. Entsprechend bereitet Atlas Copco Tools seine Workshops vor. Je nach zur Verfügung stehender Zeit, Gruppengröße und Zielgruppe wird das passende Paket geschnürt – aus Modulen, die sich nach Art eines Baukastens leicht zusammen-stellen lassen. Das Portfolio umfasst auch Trainings zur Wartung und Instandhaltung von Werkzeugen.

Übrigens: Wer es ganz bequem möch-te, für den übernimmt Atlas Copco nicht nur die Installationen, sondern auch die Verwaltung und Überwachung kompletter Werkzeugparks – mitsamt der regelmä-ßigen Durchführung aller (Sicherheits-)Überprüfungen, die zum Teil ja gesetzlich vorgeschrieben sind.

Die Atlas-Copco-Schulungsangebote sind nach der Anerkennungs- und Zulas-sungsverordnung Weiterbildung (AZWV) zerti ziert. Damit können sie als Weiter-bildungsmaßnahmen durch die Arbeits-agenturen mit bis zu 80 Prozent der Kosten (Stand: 2010) bezuschusst werden.

Theorie und Praxis lernen die Teilnehmer in den Seminaren von Atlas Copco Tools.

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9. Messen und kontrollieren

Auf den Seiten 6 und 7 wird geschildert, wie Sie selbst überprüfen können, ob Ihre Druckluftwerkzeuge unter Atemnot leiden, also eventuell nicht auf volle Leistung kommen oder Abschaltschrauber dadurch vielleicht nicht präzise abschalten und ungenau anziehen.

Für solche Messungen bietet Atlas Copco Tools katalogmäßig eine Druck-kontroll ausrüstung an, wie die hier im Bild benutzte, und ebenso einen Werkzeug-simulator. Beide werden mit Anschlüssen für die gängigen Schlauchdurchmesser geliefert. Der Werkzeugsimulator ersetzt

das Werkzeug und zeigt an, ob Druck und Luftdurchsatz ausreichen.

Schrauber reagieren anders

Schleif- und Bohrmaschinen reagieren auf Druckabfall mit deutlichem Leistungs-abfall (Seiten 13 und 14), den man sofort spürt. Hingegen lassen Druckluftschrau-ber den Werker große Unterschiede zum Nenndruck in der Regel kaum spüren.

Fließdruckmessung mit dem Kontroll-Set von Atlas Copco.

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Wo drehmomentexakt verschraubt werden muss, merkt man’s vielleicht an der Schraubzeit oder, je nach Kupplungs-art, am Anziehresultat – vorausgesetzt, es wird nachgemessen. Ansonsten wird der Werker kaum direkt wahrnehmen, ob das Werkzeug unter Luft not leidet. Es sei denn, der Luftdruck ließe nach, während gerade geschraubt wird. Meist aber ist das zu niedrige Druckniveau ein konstantes Übel. Dann hat der Werker das Druckluftwerkzeug noch nie bei Nenn-leistung kennengelernt, kann also gar nicht vergleichen.

Bei kupplungslosen Schrau bern (Ab-würgeschrauber) wie im Beispiel unten links auf Seite 15 ist das Anziehmoment direkt proportional dem Luftdruck. Ein Druckabfall von 6 auf 5 bar vermindert das Abwürgemoment um ein Fünftel. (Ein Effekt, der, bewusst angewendet, auch zur Drehmomenteinstellung genutzt wird.)

Schrauber mit Ausrückkupplung (Ab-schaltschrauber) benötigen schon deshalb einen ausreichenden Fließdruck, damit die auf ein bestimmtes Drehmoment einge-stellte Kupplung überhaupt ausrücken kann. Mit fallendem Druck reagiert die Kupplung langsamer und lässt dadurch ein höheres Reaktionsmoment auf die Hand durchschlagen. Winkelschrauber mit ihren Drehmomenten bis weit über 100 Nm können dann wie eine Peitsche ausschla-

gen. Die leistungsstärkeren Winkel-schrauber der LTV-Bauart starten darum sicherheitshalber erst gar nicht, wenn der Betriebsdruck nicht ausreicht.

Für Schlag- und Impulsschrauber gilt: Anzieh- und Höchst moment verhalten sich über eine bestimmte Einschaltzeit di rekt proportional zum Luftdruck. Wie man im Beispiel auf Seite 16 sieht, fällt bei Impulsschraubern das Drehmomentvermö-gen mit abnehmendem Druck, nicht aber unbedingt die Schraubzeit.

Bei Abschalt-Schlag schrau bern und solchen mit Tor sionsstab verhindert eine Senkung des Luftdrucks je nach Drehmo-menteinstellung, dass der Schrauber ab-schaltet. Denn dann reicht die Motorleis-tung nicht mehr aus, um entsprechende Impulse an den Abschaltmechanismus zu geben.

Den Messdienst messen lassen

Wer nicht selber messen will oder möchte, kann auch Atlas Copco Tools messen lassen. Im folgend beschriebenen Fall ge-schah das allerdings, weil der Leistungs-abfall sehr krass war und unser Kunde meinte, die kurz zuvor für eine neue Montagelinie (für Webstühle) gelieferten Ergopuls-Impuls schrauber (EP 18) hielten nicht, was der Katalog versprach. Statt der geforderten 350 Nm schafften sie nur 260 Nm. Ganz zu schweigen von den 450 Nm, für die diese Schrauber aus gelegt sind.

Unser Außendienstingenieur fuhr hin und nahm als erstes die Luftversorgung unter die Lupe – genau so, wie auf den Seiten 40 und 41 geschildert. Und was traf er an? Eine Schnellkupp lung am Abgang vom Luftnetz, dann einen Schlauch zur Wartungseinheit, eine weitere Kuppplung hinter der Wartungseinheit, sodann einen Schlauch balancer und schließlich eine

Werkzeugsimulator

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dritte Kupplung unmittelbar vor dem Werkzeug.

So viele Schnellkupplungen, noch dazu ganz gewöhnliche aus Messing, und oben-drein der Schlauchbalancer – da musste einfach zu wenig Luft bzw. Druck beim Werkzeug ankommen. Das könne gar nicht sein, hieß es. Schließlich seien die Schlagschrauber an den anderen Linien nicht viel anders angeschlossen, und da habe man so ein Problem noch nie gehabt. Wie er seine Behauptung denn beweisen wolle, wurde unser Mann gefragt.

Der ging zu seinem Auto, nahm seinen Werkzeugsimulator und begann, die Luftversorgung an besagtem Arbeitsplatz zu analysieren. Die erste Messung (an der letzten Kupplung vor dem Werk zeug) ergab gerade mal 8 l/s. Der Schrauber aber braucht eigentlich 22 l/s. (Ohnehin erstaunlich, dass er mit nur 36 % der ei-gentlich benötigten Luftmenge überhaupt 260 Nm erreichte.)

an diese Kupplung angeschlossen sein, alle anderen Zwischenkupplungen also entfallen, und der Schlauch müsste eine Nummer größer sein. Gesagt, getan, und schon erreichte der EP18 nicht nur die geforderten 350 Nm, sondern sogar auch seine 450 Nm. Dennoch, eine vorbildliche Installation war das natürlich nicht.

Angesichts der gesamten Druckluftver-sorgung des Betriebes musste der Netzab-gang für einen weit höheren Luftdurchsatz gut sein als die gemessenen 19 l/s. Der Vorschlag, den Luftstrom mit einer Kupp-lung, in diesem Fall einer ErgoQIC 10, die doppelt so viel Luft durchlässt, deutlich zu erhöhen, erntete nur ein ungläubiges Abwinken. Da halfen auch wiederholte Erklärungen, wie diese Kupplung im Vergleich zur installierten funktioniert, nicht weiter. Aber man wollte es wenigs-tens auf einen Versuch ankommen lassen. Nachdem besagte Kupplung gegen eine ErgoQIC ausgetauscht war, maß man einen Volumenstrom von 48 l/s, ganze 152 % mehr als zuvor!

Plötzlich war unser Skeptiker bekehrt. Sofort berichtete er seinem Produktions-leiter, was man herausgefunden hatte. Dieser studierte die Messnotizen und rief sofort die Einkaufsabteilung an, um den für ein Zweigwerk nach gleichem Schema geplanten Installationsauftrag zu stoppen.

Im Gespräch stellte sich heraus, dass die Produktionsleitung auch an anderen Montagelinien schon des Öfteren festge-stellt hatte, dass die geforderten Dreh-momente nicht immer erreicht wurden. Verantwortlich dafür aber hatte man die Schrauber und nicht deren Anschlüsse gemacht.

Schon am übernächsten Tag wurde ein Werkzeugsimulator angeschafft, um selber jeden Arbeitsplatz durchmessen zu können. Folge: Die früheren Kupp-lungen wurden durch bessere, und zu enge Schläuche durch weitere ersetzt, aber auch etliche verschmutzte Filter gereinigt.

Bei solch einer Schrauber-Instal-lation müssen Drehmoment und Schraubzeit einfach leiden.

Nachdem Element für Element entlang der Luftversorgung durchgemessen und jede Messung protokolliert war, kam man schließlich zur Schnellkupplung am Luftnetz-Abgang. Die ließ immerhin noch 19 l/s durch, wie der Simulator anzeigte. Damit aber, erklärte unser Mann dem Kunden, könnte der Schrauber durchaus arbeiten. Nur müsste er freilich direkt

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10. Im Dienste der Produktivität: Tool-Scan

Für Druckluft-Montagewerkzeuge emp ehlt Atlas Copco die Dienstleistung „Tool-Scan“. Dies ist ein Leistungs- und Gesund heitscheck für Werkzeuge, ein Frühwarndienst sozusagen, der Probleme aufdeckt, bevor sie entstehen. Seine Mes-sungen und Analysen gipfeln in Vorschlä-gen, wie sich und an welchen Arbeitsplät-zen die Werkzeugleistung steigern ließe und Energie gespart werden könnte.

Am Ende steht ein Abschlussbericht mit detaillierter Beurteilung von Werkzeu-gen und Arbeitsplätzen, der alle Merkmale einer Inventarisierung enthält. Vor allem liefert er einen Maßnahmenkatalog mit Vorschlägen zur Leistungssteigerung und führt auf, wo und wie sich die Gestaltung

der Arbeitsplätze eventuell verbessern ließe.

Einer der ersten, der diesen Basisdienst in Anspruch nahm, war der niederlän-dische Fahrrad hersteller Batavus in Hee-renveen. Nicht, weil man Probleme hatte, sondern weil man wissen wollte, wo man bei seinen Schraubern im Betrieb eigent-lich steht. Und zwar hinsichtlich Installati-on, Ergonomie und Qualitätssicherung, die bekanntlich mit der Werkzeugkalibrierung anfängt.

Das Angebot, die Luftwerkzeuge im Werk Heerenveen, wo täglich mehr als 1000 Fahrräder gefertigt werden, einmal gründlich inspizieren zu lassen, kam Wietze Jonker, dem Produktionsleiter der

Tool-Scan bedeutet messen, prüfen, justieren, analysieren und Leistungspotenziale ermitteln.

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Montageabteilung, damals sehr gelegen. Er hatte nämlich gerade lockere Schrau-ben an Schutz blechen und Gepäckträgern festgestellt. „Da fand ich es eine gute Idee, die ganze Montageabteilung mal unter die Lupe nehmen und alle Luftwerkzeuge neu einmessen zu lassen.“

An zwei Tagen „scannten“ die Tool-Scan-Techniker in Heerenveen Arbeits-platz für Arbeitsplatz mit insgesamt 150 Schraubwerkzeugen, und zwar immer auf dieselbe Weise – streng nach dem Tool-Scan-Arbeitsplan.

An dessen Anfang steht die Über-prüfung der Werkzeuginstallation am Arbeitsplatz, also die Frage: Kommt das Luftwerkzeug überhaupt auf Leistung? Dabei gehen die Tool-Scan-Techniker ge-nau so vor, wie im Kapitel 7.3 auf Seite 40 beschrieben. In Heerenveen fanden sich jedoch nur sieben Werkzeuge, die unter zu geringem Fließdruck litten.

Im Anschluss an die Überprüfung der Luftversorgung messen die „Tool-Scan-ner“, ob der Schrauber das verlangte Dreh-moment erreicht, überprüfen seine Kali-bierung und justieren, falls nötig. Dazu bedienen sie sich eines Acta-Messgeräts, das außerdem noch die Darstellung von Schraubkurven und Schraubanalysen ermöglicht.

Eine Reihe von fünf Messungen sichert die Validität. Dabei zeigte sich, dass es Schrauber gab, die die Drehmomentvor-gaben nicht erfüllten. Was laut Abschluss-bericht zum Beispiel daher kam, dass bei Abschaltschraubern die Werker einfach nicht lange genug „draufhielten“, also den Finger vom Starter nahmen, noch bevor die Schrauber kupplung reagiert hatte.

Neben dem Drehmoment glichen die „Tool-Scanner“ dann noch die maximale Drehzahl mit der vorgegebenen ab und überprüften den Wartungszustand der Werkzeuge. Jedes sechste wies technische Mängel auf und wurde deshalb im Ab -schlussbericht zur Wartung vorgeschlagen.

Ist dieser Teil des Arbeitsplatz-Checks erledigt, geht es um die Ergonomie und damit um die menschen- und arbeits-gerechte Gestaltung des Arbeitsplatzes. Ist alles in Griffnähe oder zumindest in günstiger Körperhaltung erreichbar? Besteht Verletzungs gefahr durch scharf-kantige Schlauchschellen? Stimmt die Beleuchtung? Wird das Handgelenk des Werkers durch Reaktionsmomente belas-tet? Welches Werkzeuggewicht hat er wie oft am Tag zu stemmen? Könnte er durch einen Gewichtsausgleicher (Balancer) entlastet werden, statt pro Schicht mehrere hundert Kilo zu wuchten? (In der schnell taktenden Montage zählt schließlich jedes Gramm, das die Hand unnötig zu tragen hat.)

Abschlussbericht macht Verbesserungsvorschläge

In Heerenveen fehlten bei einigen Werkzeugen die Abluftschalldämpfer. Außerdem war an ein paar Arbeitsplät-zen, wo verschiedene Drehmomentwerte abgearbeitet werden, keine eindeutige Zuordnung (z. B. durch Markierung) der Werkzeuge zu den jeweiligen Drehmo-menten gegeben. Solche Kleinigkeiten, die ein Insider wohl kaum bemerkt hätte, ließen sich ohne großen Aufwand schnell beheben.

Ein weiterer Tool-Scan-Schritt ist die Beurteilung, ob die Werkzeuge auch wirk-lich zur jeweiligen Arbeit passen.

Ist in der gegebenen Montagesituati-on vielleicht ein Pistolen- oder Stabgriff besser für den direkten Kraft uss, um das Hand-Arm-System möglichst wenig zu belasten? Gibt es vielleicht material- und menschenschonendere Alternativen, könnte man zum Beispiel reaktions-momentfreie Impuls- statt Drehschrauber verwenden? Ließe sich die Arbeit durch ein anderes Werkzeug beschleunigen?

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Auch wenn, wie im Fall Batavus, die Montagewelt bis auf Kleinigkeiten in Ord-nung ist, so gibt die Tool-Scan-Analyse, die pro Werkzeug etwa 20 Euro kostet, doch Gewissheit oder zumindest eine wertvolle Orientierung, was (noch) getan werden könnte.

Für Wietze Jonker gibt es keinen Zwei-fel, dass sich Tool-Scan für seinen Betrieb ausgezahlt hat. Jetzt sei sichergestellt, dass alle Schraubverbindungen mit den

richtigen Werkzeugen und korrekten Dreh-momenten abgearbeitet werden, also „so sitzen, wie sie sollen“. Um diesen Status zu wahren, hat sich Batavus ein eigenes Acta-Messgerät angeschafft, mit dem die Werkzeugkalibrierung seither alle zwei Monate überprüft wird. Dadurch kann man sich seither Stichproben per Dreh-momentschlüssel sparen, mit denen zuvor die Schraubverbindungen immer überprüft worden waren.

Kommt der Schrauber auf Leistung und stimmt das Drehmoment? Tool-Scan hier im Scania-Lkw-Werk im niederländischen Zwolle.

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Bei einem unserer Kunden fanden wir folgende Installation vor:

Am Abnahmepunkt 1/2 Zoll Wartungseinheit (Filter/Regler/Öler) 3/8 ZollY-Stück (3-Wege-Ventil) 2 gerade Messingkupplungen, DN 7,2 mm Spiralschlauch, DN 6 mm, 1,8 m lang

Der Kunde nutzte 50 Impulsschrauber (EP 8XS HR) in seiner Produktion und hatte folgende Druckwerte:

Statischer Druck 8,5 bar

Fließdruck an der Wartungs-einheit

7,1 bar

Fließdruck am Werkzeug 3,7 bar

Mit dem Werkzeugsimulator (Seite 54 ff.) haben wir den Druck am Werkzeug gemessen. Dabei ergab sich ein Druck-verlust zwischen Wartungseinheit und Schrauber von 3,4 bar. Trotzdem brachte es der Schrauber im Leerlauf noch auf 6000 min-1 (Soll: 7000 min-1).

Verantwortlich für den enormen Druck-verlust waren alle möglichen Flaschen-hälse, sprich Hindernisse, die der Luft im Strömungsweg lagen. Wir wissen aus den vorhergehenden Seiten, dass:

Spiralschläuche zu höheren Druckver- lusten führen als normale Schläuche;eine 3/8-Zoll-Wartungseinheit bei gleichem Luftdurchsatz mehr Druck kostet als eine 1/2-Zoll-Wartungsein-heit;eine Kupplung mit niedriger Luft durchsatz-Kapazität bei gleichem Druck zu höheren Druckverlusten führt als eine mit hoher Kapazität, wozu insbesondere ErgoQIC-Schnellkupp-lungen gehören (Seite 26).

11. Beispiele aus der Praxis

Neue Installation

Wir schlugen folgende Alternative vor, die dann auch realisiert wurde:

Abnahmepunkt 1/2 Zoll Midi 1/2 Zoll (2 Stück) ErgoQIC 08-Kupplungen,

Nennweite 6,4 mmCablair-08-Schlauch, 1,5 m lang

Dies führte zu folgenden Druckwerten im System:

Statischer Druck 8,4 bar

Fließdruck am Midi 8,2 bar

Fließdruck am Werkzeug 8,0 bar

Der Druckverlust beträgt jetzt nur 0,2 bar, und die Leerlaufdrehzahl stieg auf 7000 min-1.

11.1 In einer Woche amortisiert

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Um die Auswirkungen der angetroffenen, alten Installation auf die Energiekosten am Kom-pressor darzustellen, wurden zwei Wochen lang die Betriebsdaten gesammelt. Der Kunde betrieb zwei Kompressoren mit Kältetrocknern und Nachkühlern.

110 kW Motor-Nennleistung =>124 kW Stromaufnahme insgesamt (Klemmleistung)

Laufzeit: 4,5 h/Tag bei Volllast mit 314 l/sLeerlauf: 2,5 h/Tag

55 kW Motor-Nennleistung => 65,8 kW Stromaufnahme insgesamt (Klemmleis tung)

Laufzeit: 1,89 h/Tag bei Volllast mit 155 l/s

Leerlauf: 1,11 h/Tag

Energiekosten für Kompressor 2Leistungsaufnahme: 124 kW x 5,13 h/Tag = 636 kWh/Tag

Energiekosten:636 kWh/Tag x 0,09 Euro/kWh

= 57,24 Euro/Tag

Energiekosten für Kompressor 1Leistungsaufnahme:65,8 kW x 2,17 h/Tag = 143 kWh/Tag

Energiekosten:143 kWh/Tag x 0,09 Euro/kWh

= 12,87 Euro/Tag

Die hier angegebenen Kompressorleis-tungsdaten gelten am Luftaustritt der Kompaktanlage, einschließlich Lüfter und aller Nebenaggregate.*)

Betriebsdauer Kompressor 24,5 h (Volllast) x 1,0 = 4,5 h2,5 h (Leerlauf) x 0,25 = 0,63 hGesamt = 5,13 h/Tag

*) Da heute fast alle Kompressoranlagen mit Kältetrocknern und Hochleistungs-Partikelfi ltern aus -gestattet werden, liegen die Leistungswerte (zur Kompensation der dadurch bedingten Druckverluste) in der Praxis noch um 2,5 bis 3 % über den hier angegebenen.

Die Energiekosten bei der alten Installation

Kompressor 1 Kompressor 2

Der Kompressor hat eine Leistungsauf-nahme von 100 % bei Volllast und von 25 % im Leerlauf. Die tägliche Leistungs-aufnahme berechnet sich so:

Betriebsdauer Kompressor 11,89 h (Volllast) x 1,0 = 1,89 h1,11 h (Leerlauf) x 0,25 = 0,28 hGesamt = 2,17 h/Tag

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Reduzierung der Arbeitskosten

Jeder Werker schraubt schätzungsweise alles in allem täglich drei Stunden mit seinem Impulsschrauber.

Reduzierter Luftverbrauch bei 1,7 bar weniger Druck

Die neue Installation führte zu 8 bar Fließ-druck am Werkzeug, wie geschildert. Da die Schrauber aber nur 6,3 bar brauchen, um ihre volle Leistung zu bringen, lässt sich Energie sparen, indem der Druck von 8 auf 6,3 bar heruntergeregelt wird.

Wird der Druck an der Midi-War-tungseinheit von 8,2 auf 6,5 bar, also um 1,7 bar, gedrosselt, arbeiten die Ergopuls-Schrauber immer noch mit 6,3 bar.

Ein höherer Druck als nötig führt auch zu einem höheren Luftverbrauch: Bei 1,7 bar mehr als eigentlich nötig steigt der Luftverbrauch (siehe Tabelle Seite 7, Druckreg ler) um 25 % an.

Da dieser Mehrverbrauch nun nicht mehr anfällt, senkt das die Energiekosten bei den Kompressoren. Hatten wir für Kompressor 1 einen vorherigen Strom-verbrauch von 12,87 Euro/Tag errech-net, ergeben sich nun 12,87 / 125 % = 10,30 Euro pro Tag und für Kompressor 2 entsprechend: 57,24 / 125 % = 45,79 Euro pro Tag.

Die Reduzierung des Luftdrucks um 1,7 bar bringt also eine Kostenersparnis von 14 Euro/Tag oder rund 3362 Euro im Jahr, wenn mit 20 Arbeitstagen pro Monat gerechnet wird.

Verringerte Laufzeiten der KompressorenZu den Einsparungen durch die Drucksen-kung kommt noch die Energieeinsparung durch verringerte Kompressorlaufzeiten hinzu. Denn durch die sanierte Werk-

Wie auf Seite 16 geschildert, verlängert ein Druckverlust von 1 bar bei einem Impulsschrauber die Schraubzeit um etwa 50 %. Rechnen wir mit diesem Prozent-satz, obwohl der tatsächliche Wert in diesem Fall wahrscheinlich höher ist.

Einsatzdauer vorher: 3 h x 50 Montageplätze = 150 h/Tag

Kosten vorher: 150 h x 20 Euro = 3000 Euro/Tag

Neue Kosten aufgrund der kürzeren Schraubzeiten nach Beseitigung des Druckabfalls: 3000 Euro/150 % = 2000 Euro/Tag

Das ist also nicht nur eine Reduzierung der Arbeitskosten um 1000 Euro/Tag. Durch die kürzeren Schraubzeiten werden vor allem insgesamt 50 Stunden täglich für andere Montagearbeiten frei und die Taktzeiten verkürzt.

Einsparungen durch die neue Werkzeug-Installation

Alte Kosten Neue Kosten

Kompressor 1 12,87 Euro pro Tag 10,30 Euro pro Tag

Kompressor 2 57,24 Euro pro Tag 45,79 Euro pro Tag

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zeuginstallation wurden die Einschalt-zeiten der Schrauber kürzer. Zuvor brauchten sie pro Verbindung 50 % mehr Zeit als heute; die Kompressoren mussten daher ebenfalls um 50 % länger arbeiten.

Das schlug beim kleineren Kompressor mit 4,65 Euro täglich zu Buche und beim größeren Kompressor mit 20,68 Euro am Tag. Die Einsparungen durch die kürzeren Laufzeiten der Kompressoren addieren sich somit auf 25,33 Euro pro Tag.

In einer Woche amortisiert

Die Gesamtkosten für die 50 neuen Werkzeuganschlüsse betrugen 6400 Euro, davon 4600 Euro aufs Anschlusszubehör und 1800 Euro auf Lohnkosten für die Neu-Installation.

Allein schon durch die Einsparungen an Arbeitskosten (1000 Euro täglich) hat sich die Sanierung der Werkzeugin-stallation binnen einer Woche bezahlt gemacht. (Das gilt nicht nur in diesem Fall der Ergopuls-Impulsschrauber; auch bei Schleifmaschinen wäre die Amortisations-zeit ähnlich kurz gewesen.)

Dennoch sollte man die Einsparungen durch den niedrigeren Druck am Regler

(14 Euro/Tag) und die kürzeren Kompres-sorlaufzeiten (gut 25 Euro/Tag) nicht unterschätzen. Teilt man die Gesamtkosten der Neuinstallation von 6400 Euro durch diese rund 39 Euro, ergibt sich eine Amor-tisationszeit von 164 Tagen.

Auch das ist ein verhältnismäßig kurzer Zeitraum.

Bei vielen anderen Werkzeugen betra-gen die Einsparungen an Arbeitskosten nur etwa 10 bis 20 %. Hier sind dann die Drucksenkung am Regler und die sich dadurch ergebenden kürzeren Kompres-sorlaufzeiten der entscheidende Faktor in der Kalkulation.

Am sparsamsten arbeiten Sie im-mer mit einem Fließdruck von 6,3 bar am Werkzeug und einem Druckabfall zwischen Kompressor und Werkzeug von höchstens 1 bar. Ein richtig dimen-sioniertes Leitungsnetz, das richtige Anschlusszubehör für die Werkzeuge, richtig dimensionierte Schläuche und kein Flickwerk (wie z. B. Y-Stücke) stellen das in jedem Fall sicher.

Wer sich vom Hersteller des Anschluss- und Leitungsnetzzubehörs nicht den Druckabfall für den benötigten Luftdurch-satz ausweisen lässt und wem das Billigste gerade recht ist, zahlt drauf – nicht nur beim Stromverbrauch am Kompressor.

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Das Bild unten entstand bei einem Kfz-Zulieferer. Die hier als Dreifach-Werkzeuganschluss installierte Kombina-tion von Messing-Schnellkupplung und Spiralschlauch ist weder antiquiert noch ein Einzelfall, sondern fast ganz normaler Druckluftalltag. Leider.

Diese Kupplungs-/Schlauchkombina-tion kostet das Werk täglich mindestens

ein statischer Druck von immerhin 8,5 bar. Der diesen immensen Druckabfall verursachende Flaschenhals sind die Messing-Kupplungen und die 1,8 m lan-gen Spiralschläuche (NW 6 mm).

Als die Kupplungen gegen ErgoQIC-Schnellkupplungen (Seite 26) gleicher Anschlussweite getauscht waren und die Spiralschläuche gegen 1,5 m lange, glatte

11.2 Die ganz alltägliche Energievergeudung

27 Euro an Strom, hatte der Atlas-Copco-Messdienst errechnet. Soviel nämlich verschlingt der gemessene, durch die Messingkupplungen und Spiralschläuche verursachte Druckabfall von 3,4 bar an Kompressorleistung. Von den Folgen für Produktivität und Qualität durch doppelt so lange Schraubzeit und einem deutlichen Verlust an Drehmoment ganz zu schwei-gen.

Der Ergopuls-Schrauber (links im Bild oben) schafft bei pe = 6,3 bar zum Beispiel 55 Nm und macht dann 7000 Touren. Hier bekommt er aber nur 4,8 bar (pe), bringt entsprechend weniger Leistung und dreht nur mit 6000 min-1. Dabei wurde hinter der roten Wartungseinheit ein Fließüber-druck von stolzen 8,2 bar gemessen und

Schläuche (Cablair, NW 8 mm), stand sofort ein Fließüberdruck von 8,0 bar an.

Die Kompressoren – eine 55- und eine 110-kW-Maschine – konnten also auf 2 bar weniger eingestellt werden. Sie versorgten 163 Druckluftwerkzeuge und liefen dafür einschließlich Leerlaufzeiten (2,5 h) im Durchschnitt 7 Stunden täglich. Damit kostete der Werkzeugbetrieb täglich an die 100 Euro an Strom.

Die Senkung des Druckniveaus um 2 bar brachte eine Ersparnis von rund 27 Euro pro Tag bzw. 6800 Euro im Jahr. Der Kupplungs- und Schlauchwechsel für die 163 Werkzeuge kostete etwa 4100 Euro, amortisierte sich also binnen acht Monaten.

Täglich 27 Eurovergeudeten diese Schnellkupplungen aus Messing(Bild: A.G.S.)

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Wer ähnliche Installationssünden in seinem Betrieb nicht vorfindet, kann sich freuen. Leider aber sind solche Bilder keineswegs die große Ausnahme. Mögen die völlig unterdimensionierten Spiralschläuche auch nicht jedem sofort ins Auge stechen, die drastischen Querschnittsverengungen an den Schlauchkupplungen aber sind doch wohl unübersehbar.

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An seinen lichtum uteten Montage-linien für Waschautomaten und Trockner in Gütersloh verwendet Miele an die 4000 Sicherheits-Schnellkupplungen der ErgoQIC-Bauart (Seite 26). Denn von den Güterslohern durchgeführte Tests haben ergeben, dass sie weit weniger Druck vergeuden als herkömmliche Schnell-kupplungen. Bei denen hatte man nämlich Druckabfälle von weit über 1 bar festge-stellt, sobald mehrere Werkzeuge gleich-zeitig von einer Zapfstelle aus betrieben wurden.

In etwa vierzig Vergleichsmessungen mit Werkzeugen unterschiedlichsten Lufthun-gers zeigte sich: Während die ErgoQIC-Kupplungen 20 Liter Luftdurchsatz pro Sekunde hatten, brachten es die anderen Schnellkupplungen nur auf 16 Liter. Und wo die nächstgrößere ErgoQIC einen Luft-strom von 27 l/s bot, kamen die anderen nur auf 22 l/s. Dieser Unterschied ist bei Schraubern nicht ohne. Denn 20 % mehr Luftdurchsatz bringen 10 % mehr Drehzahl.

11.3 Genügend Fließdruck trotz langer Spiralschläuche

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An Druckabfall wurden je nach Luft verbrauch der Testwerkzeuge sogar zwischen 0,6 und 1,3 bar gemessen, während die „Ergoquicks“ nicht mehr als 0,1 oder 0,2 bar schluckten. Das ist um so bemerkenswerter, als es sich bei den Ver-gleichskupplungen zur ErgoQIC-Bauart nicht einmal um Sicherheitskupplungen handelte. Denn normalerweise haben Sicherheitskupplungen einen höheren Druckabfall als andere.

Von dem geringen Druckabfall pro -tierte man, als sich das Layout der Mon-tagelinien änderte. Denn nun mussten die 8-mm-Spiralschläuche an den weit oben über den Linien angeordneten Zapfstellen (mit jeweils zwei halbzölligen Abgängen) noch um 6-mm-Spiralschläuche verlän-gert werden. So etwas kostet Fließdruck.

Trotzdem litt auch nach dieser Umstellung keines der gut 400 Druckluftwerkzeuge (vornehmlich Abschaltschrauber) an den Linien unter Atemnot.

Ohne die ErgoQIC-Kupplungen hätte der sich zwischen 6,4 und 7 bar bewe-gende Netzdruck an den Linien sicherlich deutlich angehoben werden müssen. Mit den entsprechenden Konsequenzen: verteuerte Drucklufterzeugung oder aber längere Schraubzeiten.

Davon ganz abgesehen: Auch die Werker fanden die Kupplungen „ganz in Ordnung“. Sie interessierte natürlich die einfache Handhabung, das leichte Ein- und Auskuppeln. So fügen sich sogar die Werkzeuganschlüsse gut zum Miele-Mot-to: „Mehr Produktivität, mehr Ergonomie und Arbeitssicherheit.“

Die drucksparen-den ErgoQIC-Schnellkupplungen erleichtern das An- und Abkup-peln wirklich sehr: eindrücken und abknicken (wie hier im Bild).

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Durch Änderungen des ursprünglichen Layouts der Montagelinien wurden die vorhandenen 8-mm-Spiralschläuche (rechts) um 6-mm-Spi-ralschläuche (links) verlängert. Der dadurch in Kauf zu nehmende höhere Druckabfall wurde durch die ErgoQIC-Kupplungen kompensiert.

ErgoQIC ErgoNIPErgoNIP ErgoQIC

8-bar-Netz

ErgoQIC

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der Instandhaltung gekommen waren. Da vor Ort an den Montagelinien nach den gleichen Kri terien (dynamische Schraub-fallsimulation) gemessen wurde wie in der Instandhaltungsabteilung, lag das Pro-

blem auf der Hand: Es konnte nur an der Luftversorgung liegen. Man überprüfte die Ringleitung. Doch die lieferte bei laufen-der Produktion Fließüberdrücke zwischen 6 und 6,5 bar. Also nahm man sich die Werkzeuginstallationen vor.

650 Werkzeuganschlüsse wurden ana-lysiert. Vorgefunden wurden unterschied-lichste Kupplungssysteme, Wartungsein-heiten mit zu geringem Luftdurchsatz, Schnellkupplungen, die schon nach vier Wochen ausgeleiert waren oder Leckagen verursachten, und Wildwuchs bei den Spiralschläuchen, die teilweise an die 10 m lang waren. So kamen kaum mehr als 4 bar in den Schraubern an.

Die Suche nach der besten Anschluss-lösung führte über ausführliche Kupp-lungstests schließlich zu einem Werks-standard für alle Druckluftwerkzeugan-schlüsse.

Bei BMW in Dingol ng wurde das „Durch usswunder“, die Sicherheits-Schnellkupplung ErgoQIC, zum Werks-standard für die Montage und im Rohbau. Veranlasst hatte das die Qualitätssiche-

rung. Denn die Montage reklamierte allzu häu g, dass Schrauber die geforderte Anziehgenauigkeit nicht erreichten, obwohl sie gerade frisch eingemessen aus

11.4 Standardisierte Werkzeuganschlüsse

Standardisierte Werkzeugan-schlüsse bei BMW: modular auf ge-baute War-tungseinheit mit ErgoQIC-Schnellkupp-lung und 7,5 m Spiralschlauch mit 9 mm Innendurch-messer.

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: A.G

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Testergebnis bei BMW: ErgoQIC-Schnell-kupplungen sichern die Dreh-momentgenauig-keit der Schrauber besser als die anderen getesteten Sicherheitsschnell-kupplungen.

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11.5 Strangulierte Schleifer

Weil an einigen Arbeitsplätzen die Stab- und Winkelschleifer nicht ihre volle Leistung brachten, obwohl im Druck-luftnetz ein Überdruck von gut 7 bar anstand, wurde unser Messdienst (Seite 54 ff.) von einem metallverarbeitenden Betrieb in Ostwestfalen angefordert. Solch dras tischen Anschlussmurks wie den im Bild auf Seite 65 festgehaltenen fand er zwar nicht vor. Doch gehören die auch dort entdeckten Anschlussfehler leider in den meisten Betrieben zum druckluft-technischen Alltag. Weshalb sich dieses Beispiel durchaus verallgemeinern lässt.

Die angetroffene Situation: Im Produk-tionsbereich Ober ächenbearbeitung mit zwei Abteilungen sind rund 150 Mitar-beiter tätig. Ihnen dienen 137 Druckluft-werkzeuge vorwiegend zum Schleifen und Entgraten von Getriebeteilen bzw. zum Kantenbrechen und Anfasen großer Zahnkränze. Es dominieren Stabschleifer (mit Frässtiften) und Winkelschleifer (mit Fächerscheiben bis Ø 180 mm). Zudem sind je ein gutes Dutzend Exzenter- und Radialschleifer im Einsatz.

Schon beim ersten der 94 untersuchten Arbeitsplätze brauchte unser Messdienst nicht lange zu suchen. Seinem geübten Blick elen sofort einige typische Installa-tionssünden auf dem Luftweg vom einzöl-ligen Netzabgang zum Schleifer auf.

Der markanteste Druckvernichter war die Zapfstelle selbst. Statt eines Zapfhahns mit Wartungseinheit saß eine Messing-schnellkupplung mit 1/2-Zoll-Ausgang direkt an der einzölligen Stichleitung.

Damit war die Durch ussweite schon mal halbiert und der Volumenstrom geviertelt. Obendrein hatte man auf diesen Flaschenhals noch einen Dreifachvertei-ler gesteckt, in den drei weitere simple Schnellkupplungen eingeschraubt waren. So konnten gleichzeitig drei Werkzeuge

an eine Zapfstelle angeschlossen wer-den: zwei Stabschleifer und ein 125er Winkelschleifer. Das scheint zwar clever, bringt aber zusätzliche Druck verluste – vor allem, wenn alle drei Werkzeuge gleichzeitig arbeiten. Immerhin braucht jeder der Stabschleifer 16 Liter Luft pro Sekunde und der Winkelschleifer 18 l/s. Angeschlossen waren die Werkzeuge über Spiralschläuche mit 10 mm Innendurch-messer, was noch anging, nur saß am an-deren Ende jeweils wiederum eine simple Messingschnellkupplung: Flaschenhals Nummer drei.

Als erstes setzten die Prüfer einen Messanschluss für ein Manometer direkt an die Zapfstelle und einen weiteren in das Lufteinlassgewinde des Schleifers. Zeigte das Manometer an der Stichleitung noch einen (statischen) Netzüberdruck von deutlich über 7 bar, el der (dynamische) Fließdruck beim Schleifen auf 3,9 bar ab.

Auch an den benachbarten Werk-bänken das gleiche Bild. Dutzende der untersuchten Werkzeuge mussten sich mit Fließüberdrücken von um die 4 bar begnügen, konnten also kaum 50 % ihrer möglichen Leistung bringen.

Wildwuchs

Doch folgten die in die Werkzeugan-schlüsse eingebauten Flaschenhälse keineswegs einem sich wiederholenden, systematischen Anschlussfehler. Vielmehr war immer etwas anderes falsch gemacht worden. An fast allen untersuchten Arbeitsplätzen traf man auf einen wah-ren Wildwuchs an unterschiedlichsten Druckluftkupplungen, Reduzierstücken, Verteilern und Spiralschläuchen.

Wie sehr das die Werkzeuge stran-gulierte, wurde am Schleifplatz für Großzahnräder mit seinem 180er Winkel-

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schleifer besonders deutlich. Zwar war in diesem Fall eine Wartungseinheit zur Luftaufbereitung (bestehend aus Filter, Druckregler und Öler) vorhanden, doch hatte diese nur einen 1/4-Zoll-Anschluss. Ein Manometer gab es auch hier nicht. Dafür aber große Atemnot: Statt der benötigten 30 l/s bekam der Winkel-schleifer gerade mal 10 l/s an Luft und einen Fließüberdruck von lediglich 2,4 bar. Schon der leichteste Andruck, der für einen guten Materialabtrag erforderlich

wäre, würgte die Maschinendrehzahl fast total ab. Kein Wunder, dass der Mann an diesem Arbeitsplatz nicht ef zient arbeiten konnte.

Das änderte sich sofort, als das teilwei-se stark verschlissene Druckluftzubehör gegen durch ussoptimiertes ausgetauscht war. An diesem Arbeitsplatz konnte der Messdienst modellhaft für alle anderen aufzeigen, dass mehr als 0,6 bis 0,9 bar auf dem Weg vom Zapfhahn bis zum Werkzeug nicht verloren gehen müssen.

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Wenn der Schleifer genügend Druck und Luft bekommt, stimmt auch die Abtragleistung.

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Die bei richtiger Auslegung nahezu ver-lustfrei arbeitenden ErgoQIC-Kupplungen (Seite 26) verbanden mit einem vorkon-fektionierten Schlauch (16 mm Durchmes-ser) das Werkzeug direkt mit der entspre-chend dimensionierten Wartungseinheit. Ohne jede Änderung am bestehenden Luftnetz wurden so am Schleifer Fließ-überdrücke von gut 6 bar realisiert. Die Bearbeitungszeiten verkürzten sich, und an den Werkstücken ergab sich sofort ein besseres Schliffbild.

Beim Feinschleifen mit 6-mm-Hart -metallfräsern konnten die Bearbeitungs-zeiten an drei Arbeitsplätzen sogar halbiert werden. Denn die Stabschleifer konnten ihre Drehzahlen durch den höheren Fließ-druck nun konstant auf 25 000 Touren halten.

Hochwertiges, richtig dimensioniertes Anschlusszubehör, sprich die Vermeidung unnötiger Druckverluste, wirkt sich auch am anderen Ende der Luftleitung kosten-reduzierend aus. Der Messdienst konnte beweisen, dass sich der Kompressor-Einspeisedruck (pe) ins Netz von 8 auf 7,2 bar senken ließ und dennoch minde-stens 7 bar Überdruck an den Zapfstellen zur Verfügung blieben, wenn das Luftnetz saniert, sprich vom jetzigen Hauptnetz mit Stichleitungen auf eine richtig dimensio-nierte Ringleitung umgerüstet würde.

Allein aus dieser zehnprozentigen Drucksenkung würde eine Stromeinspa-rung resultieren, die für den untersuchten Betriebsteil der Ober ächenbearbeitung mit jährlich 4389 Euro beziffert wurde.

Amortisation in sieben Wochen

Der für den Betrieb weit interessantere Ef-fekt aber war die in der Abschluss analyse ausgewiesene Produktivitätssteigerung, wenn alle Druckluftwerkzeuge mit dem richtigen Installationszubehör ausgestattet würden. Gegenüber dem angetroffenen Zustand war von einer erheblichen Leis-

tungssteigerung auszugehen, so dass sich zwischen 25 % und 30 % kürzere Bearbei-tungszeiten ergeben würden.

Bei in diesem Fall anzusetzenden Arbeitskosten von durchschnittlich 30,68 Euro pro Stunde und einer effek-tiven täglichen Werkzeugnutzung von einer Stunde ergäbe eine mit 25 % vor-sichtig angesetzte Arbeitszeiteinsparung pro Tag und Werkzeug 15 Minuten oder 7,67 Euro.

Bezogen auf rund 130 Werkzeuge könnten arbeitstäglich also fast 1000 Euro gespart werden bzw. stünden 32,5 Stunden für andere Arbeiten zur Verfügung. Bei 220 Arbeitstagen errechnete sich eine Einsparung von sage und schreibe 219 362 Euro oder 7150 Stunden im Jahr.

Die im Sanierungsvorschlag ange-führten Investitionen in neue, druck- und durch ussoptimierte Wartungseinheiten, Kupplungen und Schlauchleitungen summierten sich auf 20 450 Euro. Bei zu erwartenden Einsparungen von jährlich mehr als 200 000 Euro machte sich die Sanierung also innerhalb von nicht einmal sieben Wochen bezahlt.

Das gab den Fertigungsleuten zwar gute Argumente an die Hand, doch brauchte es eine Weile, bis Einkauf und Werksleitung einem ersten Sanierungs-schritt zustimmten. Als der dann aber zeigte, dass der errechnete Effekt auf die Produktivität keine Theorie blieb und die Rechnung sofort voll aufging, gab es keine Vorbe halte mehr.

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Gleichungen für die zusätzlichen Energiekosten pro Tag, wenn mit zu geringem Druck am Werkzeug gearbeitet wird.

Wir nehmen an, der Ausgangsdruck (als Überdruck) am Kompressor ist zwischen 7 und 7,5 bar konstant und unabhängig vom Druckabfall im Luftnetz. Bei einem geringeren Luft-verbrauch wegen eines zu geringen Drucks am Werkzeug wird der Kompressor zwar mit gleichem Druck, aber pro Arbeitsgang länger arbeiten. Die dadurch entstehenden zusätz-lichen Energiekosten lassen sich folgendermaßen berechnen:

Zusätzlicher Energieaufwand in kWh/Tag Werkzeugluftverbrauch in m3/h bei zu niedri-gem Fließdruck

Arbeitszeit in Stunden pro Tag bei zu niedrigem Druck

Energieaufwand des Kompressors für 1 m3 bei 7,5 bar (in kWh)

Werkzeugluftverbrauch in m3/h bei 6,3 bar Fließdruck

Arbeitszeit in Stunden pro Tag bei 6,3 bar Fließdruck

Energieaufwand des Kompressors für 1 m3 bei 7,5 bar (in kWh)

Umrechnung von l/s in m3/h:

1 l/s = 1 dm3/s = 0,001 m3/s = 0,001 x 3600 m3/h = 3,6 m3/h

Energieaufwand, um 1 m3 Druckluft mit 7,5 bar Überdruck zu erzeugen:

Daumenregel: Um 1 m3/h zu erzeugen, benötigt man bei modernen mittelgroßen (öleinge-spritzten) Schrauben-Kompaktkompressoren etwa 0,1 kWh.

Berechnung der zusätzlichen Energiekosten, wenn das Werkzeug mit zu geringem Druck arbeitet:

Zusätzliche Energie in kWh/Tag x Stromkosten/kWh = Kosten/Tag Kosten/Tag x Arbeitstage pro Monat = Kosten/Monat Kosten/Monat x 12 = Kosten/Jahr

12. Berechnung der Energiekosten

( X )( )X

=X

X

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Berechnung der Energiekosten (Kompressor) beim Schleifen (siehe Beispiel auf Seite 13):

Eine Schleifmaschine des Modells LSS 64 S085 verbraucht normalerweise 50 l/s bei 6,3 bar; aber mit 1 bar geringerem Druck sinkt der Luftverbrauch auf 80 % *):z. B. 50 l/s x 0,8 = 40 l/s

Der Werker brauchte etwa um 40 % länger, das heißt: 140 % x 3 Stunden = 4,2 Stunden

Um 1 m3 Luft auf 7,5 bar Überdruck zu verdichten, werden etwa 0,1 kWh verbraucht.

Benutzen wir nun die Gleichung auf der vorhergehenden Seite bezüglich des zusätzlichenEnergieaufwandes pro Tag, wenn ein Werkzeug mit zu geringem Fließdruck eingesetzt wird:

(40 l/s x 3,6**) x 4,2 h/Tag x 0,1 kWh) – (50 l/s x 3,6**) x 3 h/Tag x 0,1 kWh) = 6,9 kWh/Tag

Berechnen wir mit Hilfe der Gleichung unten auf der linken Seite nun auch die zusätzlichentstehenden Kosten, wenn ein Werkzeug mit zu geringem Fließdruck eingesetzt wird:

6,9 kWh/Tag x 0,09 Euro/kWh = 0,62 Euro/Tag

0,62 Euro/Tag x 20 Tage = 12,42 Euro/Monat

12,42 Euro/Monat x 12 Monate = 149 Euro/Jahr

*) Siehe Seite 7: Beziehung zwischen Fließdruck am Werkzeug und Luftverbrauch**) Umrechnungsfaktor von l/s auf m3/h

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13. Druckabfall in geraden Schläuchen

Dieses Nomogramm hilft bei der Schlauch wahl, den Druckabfall auf 0,2 bar zu begrenzen. Es gilt für einen Betriebs-überdruck von 7 bar und berücksichtigt jeweils zwei Schlauchtüllen.

Orientieren Sie sich am Luftbedarf des Werkzeugs bei einem Betriebsüberdruck von 6,3 bar (ist dem Werkzeugkatalog zu entnehmen) und der gewünschten Schlauchlänge.

Der daraus resultierende Schlauch-durchmesser ergibt sich aus der über dem Schnittpunkt beider Linien liegenden Fluchtlinie. Die Zahl am Ende der Flucht-linie nennt den benötigten Schlauch-Innendurchmesser.

Nun haben Sie sich nur noch für den zum Arbeitsplatz passenden Schlauchtyp zu entscheiden. Atlas Copco Tools bietet fünf Schlaucharten, die alle Arbeiten abdecken.

Auswahlbeispiel 1Das Werkzeug hat einen Luftbedarf von 10 l/s, und es wird ein 7 m langer Schlauch benötigt. Beide Werte schneiden sich unmittelbar unter der Fluchtlinie für den 10-mm-Schlauch. (Ein 7 m langer 10-mm-Schlauch erlaubt einen Luftdurchsatz von ca. 11 l/s bei p = 0,2 bar.) Also ist ein 10-mm-Schlauch der richtige.

Auswahlbeispiel 2Das Werkzeug hat einen Luftbedarf von 60 l/s, und es wird ein 9 m langer Schlauch benötigt.

Lösung 2A: Der Schnittpunkt zwischen 60 l/s und 9 m liegt unterhalb der Linie des 25-mm-Schlauchs. (Das aber ist ein ziemlich schwerer Schlauch, evtl. zu schwer, um damit zu arbeiten.)

Lösung 2B: 6 m eines 25-mm- Schlauchs ergeben einen Luftdurchsatz von 120 l/s und 3 m eines 16-mm-Schlauchs einen von 50 l/s. Stückelt

man beide (Seite 37 oben), ergibt das eine gangbare Lösung. Der resultierende Gesamtdruckabfall kann mit weniger als 0,25 bar angenommen werden.

Lösung 2B wäre ein guter Kompro-miss, weil sich ein noch akzeptabler Druckabfall ergibt und die Hantierbarkeit besser ist als bei Lösung 2A.

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Herausgeber: Atlas Copco Tools Central Europe GmbH, Langemarckstr. 35, D-45141 Essen [email protected] www.atlascopco.de

Redaktion: W. Pallentin, Th. Preuß, A. G. Stapel 1. Auflage: April 2001 3. überarbeitete Auflage: April 2010 Copyright © 2010 by Atlas Copco Tools Central Europe

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VOLLES ROHR FÜR MEHR PRODUKTIVITÄT - tc-tuningen.de · 2 Warum dieser Leitfaden nötig war In acht von zehn Betrieben wird Druckluft, sprich teure Energie, zuhauf vergeudet. Fast