Verschiedene Kompressor-Bauarten für unterschiedliche Einsatzzwecke - aber immer effizient Kolben, Schraube, Turbo & Co.

(PresseBox) (Hannover, ) Auf dem Markt ist eine Vielzahl an Kompressor-Bauarten zu finden, zum Beispiel Schrauben-, Kolben- und Turboverdichter. Welches System das jeweils sinnvollste und effizienteste ist, hängt von der Anwendung ab. So eignet sich zum Beispiel für einen Handwerker, der seinen Kompressor nur gelegentlich anwirft, am ehesten ein Kolbenkompressor. Dagegen setzt die Prozessindustrie sehr häufig auf Turbokompressoren, die problemlos rund um die Uhr unter Volllast laufen. Und die breite Ferti­gungsindustrie arbeitet vor allem mit Schraubenkompressoren.

Hannover. Ihr ausgeklügeltes Innenleben verstecken Kompressoren gern in einem klobig wirkenden Gehäuse. Doch wer einen Blick unter die Schallschutzhaube wagt, kann sich von der hochentwickelten Technik der Maschinen überzeugen - zum Beispiel auf der ComVac 2009 in Hannover. Auf dieser Internationalen Leitmesse der Druckluft- und Vakuumtechnik, die im Rahmen der HANNOVER MESSE vom 20. bis 24. April statt­findet, dürften Besucher vor allem auf die folgenden drei wichtigsten Verdichterbauarten stoßen:

- Kolbenkompressoren: Sie sind im Prinzip wie ein typischer Verbren­nungsmotor im Auto aufgebaut - nur dass der "Motor" jetzt selbst angetrieben wird und man die in den Kolben verdich­tete Luft in das Druckluftnetz schickt.

- Schraubenkompressoren: Zwei ineinander kämmende Schrauben verdichten die Luft kontinuierlich und damit pulsationsfrei - ein wichtiges Plus gegenüber den Kolbenkompressoren. Schrauben­verdichter sind insbesondere in fertigenden Unternehmen sehr häufig anzutreffen.

- Turboverdichter: Hier handelt es sich um Strömungsmaschinen, die die Luft zunächst beschleunigen, um anschließend im Diffusor den Druck zu erhöhen. Turboverdichter sind deswegen keine "Verdrängerverdichter" wie Kolben- und Schraubenkompressor.

Neben diesen drei Bauarten existiert eine Vielzahl weiterer Verdichter­typen, die sich vor allem hinsichtlich der Geometrie ihrer "Verdränger­komponenten" unterscheiden. Bei allen Verdränger-Bauarten steigt der Druck, weil Luft in einen immer kleineren Raum gezwängt wird. Ein weite­res Beispiel wäre der Drehzahnkompressor. Hier finden sich anstelle der beiden Schraubenelemente zwei ebenfalls ineinander greifende Dreh­zahnelemente.

Im typischen mittleren Druckbereich - um die acht bis zehn bar - sind grundsätzlich alle drei Bauarten anzutreffen. Niederdruckanwendungen wiederum, für die etwa ein bis vier bar Überdruck nötig sind, werden kaum mit Kolbenkompressoren umgesetzt. Diese Maschinen eignen sich dagegen gut für eine höhere Verdichtung - ebenso wie mehrstufige Lösungen, bei denen zum Beispiel zwei Schraubenkompressoren hinter­einandersitzen.

Für die Erzeugung sehr hoher Drücke, wie sie etwa in der Produktion von PET-Flaschen erforderlich sind, werden häufig verschiedene Bauarten kombiniert. Dann folgt einem Schraubenkompressor beispielsweise ein Kolbenverdichter, um die 40 bis 50 bar Druck aufzubauen, die zum Auf­blasen der Flaschenrohlinge erforderlich sind.

Von A wie Autowerkstatt bis Z wie Zahnarzt

Moderne Kolbenkompressoren lassen sich sowohl ölgeschmiert als auch ölfrei betreiben, etwa mit PTFE-beschichteten Kolbenringen (PTFE = Poly­tetrafluorethylen oder "Teflon"). Anstelle riesiger Einkolbenmaschinen, die ihre Besitzer aufgrund starker Pulsationen zum Schwitzen brachten, sind heute allerdings meist Schraubenkompressoren im Einsatz. Dennoch sind Kolbenverdichter bei kleinerem Bedarf sehr robust und verkraften auch ständiges Starten und Stoppen klaglos. Nicht selten findet man sie deshalb in Handwerksbetrieben und kleineren Unternehmen. Man stößt aber auch an einem Ort auf sie, den viele normalerweise lieber meiden: die Zahnarztpraxis. Dass hier nur ölfrei verdichtet werden darf, versteht sich von selbst. Gleichzeitig lässt sich an dieser Anwendung aber erken­nen, wie leise solche Anlagen arbeiten - auch wenn man für gewöhnlich durch das Treiben des Zahnarztes "abgelenkt" ist.

Sind ganze Fertigungslinien mit Druckluftwerkzeugen sowie pneuma­tischen Hilfsanlagen, etwa Spannvorrichtungen oder Handlingsystemen, ausgestattet, werden diese vorwiegend mit Luft aus Schraubenkompres­soren angetrieben. Hier sind öleingespritzte Verdichter ebenso anzutref­fen wie ölfrei arbeitende Anlagen, etwa in der Elektronikfertigung beim Bestücken von Leiterplatten oder in der Lebensmittelindustrie. Brauereien benötigen beispielsweise Druckluft nicht nur zum Leerdrücken von Tanks, sondern auch zum Befüllen und Verpacken in ihren automatisierten Anla­gen.

Wer konstant noch mehr Druckluft benötigt, landet schließlich bei den Turbokompressoren. Im Gegensatz zu den Schraubenverdichtern, bei denen sich der Volumenstrom mit Hilfe einer Drehzahlregelung sehr gut an den Bedarf anpassen lässt, können die Turbomaschinen nur bedingt geregelt werden. Allerdings arbeiten die Ingenieure in den Entwicklungs­abteilungen der großen Hersteller an Lösungen, um vor allem die Energie­effizienz zu erhöhen. Anwendungsbereiche finden sich naturgemäß in der Prozessindustrie, in der meist ein hoher Bedarf konstant vorhanden ist. Auch für den Niederdruckbereich eignen sich Turbogebläse, etwa in Klär­anlagen. Um in den Becken der biologischen Reinigung die Bakterien mit Sauerstoff zu versorgen, muss das Wasser ständig mit Luft versetzt wer­den - über ein Rührwerk oder eben bei geringem Überdruck durch einen Kompressor.

Spezielle Bauarten für besondere Anwendungen

Wer eine extrem lange Lebensdauer fordert, kann bei den Flügelrota­tionsverdichtern fündig werden. Bei ihnen ist der Rotor exzentrisch gela­gert, sodass es sich auch hier um einen Verdrängerverdichter handelt. Die beweglichen Flügel (Lamellen) werden an die Statorwand gedrückt, lau­fen dort aber weitestgehend verschleißfrei auf einem Ölfilm. Dies steigert einerseits die Lebensdauer, gleichzeitig sorgt das Andrücken der Lamellen für eine stets effiziente Verdichtung. Im Gegensatz dazu müssen zum Bei­spiel die Schraubenelemente eines Schraubenkompressors in bestimmten Abständen getauscht werden, da verschleißbedingt die Spaltmaße zu­nehmen und die Verdichtung mit der Zeit ineffizient wird. Die Flügelrota­tionsverdichter haben aber ihrerseits den Nachteil, dass sie aufgrund der internen Druckverhältnisse nach einem Stopp nicht direkt wieder anlau­fen können. Auch das ist allerdings eine Aufgabe, derer sich die Entwickler angenommen haben und für die es bereits Lösungen gibt.

Interessant sind zudem Scrollkompressoren, mit denen sich auch kleinere Mengen Druckluft mit geringem Aufwand erzeugen lassen. Sie arbeiten ebenfalls nach dem Verdrängerprinzip, indem sich eine Spirale exzent­risch in einer weiteren feststehenden Spirale dreht. Kontinuierlich wird so Luft ins Innere gefördert, die sich dort entnehmen lässt. Wie auch die Flü­gelrotationsverdichter arbeiten Scrollkompressoren pulsationsfrei. Zudem sind sie wartungsarm, weswegen sie sich als Arbeitsplatzkompressor ge­nauso eignen wie unter extremen Umweltbedingungen. Etwa in Schienenfahrzeugen, wo sie Temperaturen von -40 °C bis +60 °C stand­halten sowie Staub, Regen, Schnee- und Eisablagerungen ertragen müssen. Übrigens: Weil Scrollkompressoren sehr leise laufen, kann man sie eben­falls beim Zahnarzt finden.

Über die ComVac

Die ComVac findet vom 20. bis 24. April unter dem Dach der HANNOVER MESSE 2009 statt. Das Portfolio der ComVac umfasst alle Bereiche der Druckluft- und Vakuumtechnik - von der Erzeugung über Aufbereitung und Verteilung bis hin zur Anwendung in Maschinen und Systemen. Im Blickpunkt stehen moderne elektronische Steuerungen und Regelungen. Dienstleistungen wie Ist-Analysen oder Druckluft-Contracting runden das Angebot der ComVac ab. Die ComVac wird 2009 in der Halle 26 zu finden sein.

Über die HANNOVER MESSE 2009

Das weltweit wichtigste Technologieereignis findet vom 20. bis 24. April 2009 in Hannover statt. Dabei präsentieren sich folgende Leitmessen: INTERKAMA+, Factory Automation, Industrial Building Automation, Motion, Drive & Automation, Digital Factory, Subcontracting, Energy, Wind, Power Plant Technology, MicroTechnology, SurfaceTechnology, ComVac sowie Research & Technology. Die zentralen Themen der HANNOVER MESSE 2009 sind Industrieautomation, Energietechnologien, Antriebs- und Fluidtechnik, industrielle Zulieferung und Dienstleistungen sowie Zukunftstechnologien. Die Republik Korea ist das Partnerland der HANNOVER MESSE 2009.

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