Schutz von pneumatischen Systemen

THEORIE & PRAXIS
AUFNAHME-
BEREIT
DER LUFTTROCKNER NIMMT DIE LUFTFEUCHTIGKEIT AUF – UND SCHÜTZT SO
DAS PNEUMATISCHE SYSTEM.
SCHWER UNTER DRUCK:
PNEUMATIK IM NUTZFAHRZEUG
Bei mittleren und schweren Nutzfahrzeugen ab einem zulässigen
Gesamtgewicht von ca. 7,5 t werden etliche Fahrzeugkomponenten pneumatisch betrieben. Dazu saugt ein – vom Fahrzeugmotor angetriebener – Kompressor die gereinigte Luft über den
Luftfilter an und verdichtet sie auf etwa 11 bar Überdruck. Die
komprimierte Luft wird in mehreren Druckluftbehältern am
Zugfahrzeug und Anhänger gespeichert. Aus diesen Behältern
werden alle Verbraucher versorgt.
DAS STEHT IM NUTZFAHRZEUG UNTER DRUCK
(UNTER ANDEREM):
„ Die Bremsen von Zugfahrzeug und Anhänger
„ Die Passagiertüren von Bussen (beim Öffnen und Schließen)
„ Die Luftfederbälge auf der Einstiegsseite von Bussen (beim
„Kneeling“ genannten seitlichen Absenken zum komfortablen
Ein- und Ausstieg der Fahrgäste)
„ Die Luftfederung des Fahrzeugs und des Anhängers
„ Die Höhenregulierung des Lkw während der Be- und
Entladung
„ Der luftgefederte Fahrersitz
„ Die Kupplung (bei pneumatischer Kupplungsunterstützung)
„ Das Getriebe (bei pneumatischer Schaltung des
Getriebeautomaten)
„ Die Abgasreinigungsanlage (durch pneumatische
Dosierung von Harnstoff)
„ Die externen Anschlüsse für Werkzeuge (Schlagschrauber,
Reifendruckprüfer, usw.)
AFTERMARKET
n e w s
12
AUFBAU EINER DRUCKLUFTBREMSE
5
3
2
4
1
5
6
6
6
1 Luftkompressor
2 Druckregler
3 Lufttrockner
4 Regenerationsluftbehälter
5 Druckluftbehälter
6 Bremszylinder
6
In der Luft befindet sich – abhängig von der Region, in der das Fahrzeug betrieben wird,
der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit – bis zu 50 g Wasserdampf
pro Kubikmeter Luft. Diese Wasseranteile dürfen keinesfalls ins pneumatische System
gelangen, da sie dort Korrosion verursachen würden – mit schwerwiegenden Folgeschäden. Um das System zu schützen, werden Lufttrockner eingesetzt.
THEORIE & PRAXIS
DER LUFTTROCKNER – INTELLIGENTE KONSTRUKTION
MIT INNEREN WERTEN
Das Gehäuse des Lufttrockners besteht aus einer dickwandigen
Stahlkartusche und einer Endscheibe mit Anschraubgewinde.
Im Inneren des Lufttrockners befindet sich das Kernstück, ein
mit Trockenmittel gefüllter Behälter. Das Trockenmittel besteht
aus etwa 1 bis 3 mm großen Granulatperlen aus einem sehr
offenporigen Material. Durch die vielen kleinen regelmäßigen
Poren, Kanäle und Hohlräume ergibt sich eine enorm große
aktive innere Oberfläche. Ein Gramm Trockenmittel hat damit
eine aktive Oberfläche von mehr als 1.000 Quadratmetern – bei
einem Kilogramm Trockenmittel, der üblichen im Lkw zum Einsatz
kommenden Menge, stehen so in etwa 1.000.000 qm Fläche zur
Verfügung. Das entspricht der Fläche von 200 Fußballfeldern.
weiter in das pneumatische System ein – mit dramatischen
Konsequenzen. Denn viele Komponenten wie Wegeventile,
Bremszylinder oder Getriebeteile sind aus Aluminium und Stahl
gefertigt. Gelangt an diese Teile Wasser, ist die Korrosion
unaufhaltsam. Bewegliche Bauteile, wie beispielsweise elektromagnetische Ventile, blockieren. Auch das Trockenmittel leidet
darunter: Durch den viel zu hohen Wasseranteil wird es sehr
schwer, verklumpt – und durch die im Fahrbetrieb entstehenden
Vibrationen sowie die Pulsationen des Kompressors wird das
Granulat förmlich zertrümmert und zu feinem Pulver zermalen.
Der dabei entstehende feine Staub verlässt, mit Kondenswasser
gemischt, den Lufttrockner und kontaminiert das pneumatische
System. Dieses abrasive Granulatmehl zerstört alle mechanischen Pneumatikkomponenten.
Das Granulat ist chemisch und strukturell so beschaffen, dass
es an seiner Oberfläche Wasserdampf aus der Luft anlagern
kann. Dies nennt man Adsorption (im Gegensatz zur Absorption,
siehe unten). Nach einer Kompressor-Betriebszeit von ca. 3 bis
5 Minuten ist der größte Teil der Oberfläche des Granulats
benetzt – es muss regeneriert werden. Dazu wird die Förderungsarbeit des Kompressors unterbrochen, die Druckluft aus dem
separaten Regenerationsluftbehälter (siehe Abb. Nr. 4 in Grafik
„Aufbau einer Druckluftbremse“) in entgegengesetzter Richtung
durch den Lufttrockner geblasen und nach außen abgelassen.
Durch die Druckentlastung im Lufttrockner wird der vom Trockenmittel aufgenommene Wasserdampf abgelöst, vom Luftstrom
mitgerissen und mit der Regenerationsluft über einen Schalldämpfer ins Freie geleitet.
KONTROLLE UND WARTUNG – SCHUTZ FÜR DAS
PNEUMATISCHE SYSTEM
Innerhalb des pneumatischen Systems ist der Lufttrockner ein
wichtiges, sicherheitsrelevantes Bauteil. Defekte an der Pneumatik betreffen immer auch den Lufttrockner, setzen ihn außer
Funktion und zerstören ihn. Eine regelmäßige Kontrolle auf Dichtheit der Pneumatik des Fahrzeugs (und des Anhängers!), die
Beachtung von Warnhinweisen der Bordelektronik sowie die
turnusmäßige Wartung und Erneuerung des Lufttrockners sind
für die Sicherheit und den Werterhalt des Fahrzeugs unabdingbar.
REGENERATION – AUCH GUT FÜR DEN KOMPRESSOR
Die regelmäßige Regeneration des Lufttrockners ist Voraussetzung dafür, dass dieser vorschriftsmäßig arbeiten kann.
Gleichzeitig bietet die Regenerationsphase dem Kompressor
durch die Betriebspause Gelegenheit, sich abzukühlen. Bei
einem ununterbrochenen Betrieb würde der Kompressor zu heiß
werden und dadurch der Ölanteil in der Druckluft stark ansteigen
– und durch die Überhitzung würde sich das Öl in der Luft
zusätzlich chemisch zersetzen. Daher ist die Druckluftanlage so
ausgelegt, dass der Kompressor maximal zwei Drittel der Zeit
arbeitet … und die restliche Zeit dazu genutzt wird, ihn vor Überhitzung zu schützen.
DRUCK-FEHLER IM SYSTEM?
Was passiert, wenn das pneumatische System undicht ist?
Mögliche Ursachen dafür sind beispielsweise ein defekter
Bremszylinder an Zugmaschine oder Anhänger, eine undichte
Schlauchkupplung an der Druckluftversorgung des Anhängers,
ein Riss an einem Luftfederbalg oder eine Blockade am Entlüftungsschlauch. Manchmal ist es auch schlicht menschliches
Versäumnis – wenn beispielsweise der Fahrer nach der Luftentnahme vergessen hat, das Ventil wieder zu schließen. In all
diesen Fällen erreicht der Kompressor viel zu spät (oder gar nie)
den erforderlichen Systemdruck. Wird der Systemdruck nicht
erreicht, erhält die Steuereinheit keinen Impuls, den Lufttrockner
zu regenerieren. Und das bedeutet: Der Lufttrockner wird zu
selten oder gar nicht regeneriert. Wenn das Trockenmittel
gesättigt ist, also dessen Oberfläche vollständig mit einer
Feuchtigkeitsschicht bedeckt ist, kondensiert Wasser im
Trockner und flutet das Granulat. Anstatt Adsorption entsteht
Absorption: Alle Poren des Granulats werden mit Wasser
gefüllt. In der Folge dringen Feuchtigkeit und Kondenswasser
Zur werterhaltenden Instandsetzung sind MAHLE Original und
Knecht Lufttrockner erhältlich. Auch beim Herzstück der Druckluftanlage, dem Kompressor, ist MAHLE Aftermarket aktiv und
baut das kürzlich lancierte Basisprogramm an MAHLE Original
Luftkompressoren laufend weiter aus. Daneben sind für viele
Kompressoren ergänzend Ersatzteile und Reparaturkits erhältlich, die den zeitwertgerechten Austausch von Kolben, Ventilen
und Dichtungen im Luftkompressor ermöglichen.
Ein durch Defekte
an der Pneumatik
zerstörter Lufttrockner.
REGENERATION IM
PNEUMATISCHEN SYSTEM
Druck
5
3
2
6
7
4
1
A
B
C
D E F
Zeit
AUFBAU EINES LUFTTROCKNERS
Druckstabiles Gehäuse
Stahlfeder
A Aufladung des Drucksystems
B Regeneration
C Halten des Drucks
D Verbrauch von Druckluft
E Wiederbefüllung des Drucksystems
F Regeneration
1
2
3
4
5
6
7
Zwischenregeneration
Regeneration
Verbrauch von Druckluft
Verbrauch von Druckluft bis zum Mindestdruck
Wiederbefüllung des Drucksystems
Regeneration
Regeneration beim Abstellen des Motors
Kunststoffbehälter
Granulat
Ölabscheider
Endscheibe
AFTERMARKET
n e w s
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