Kompressor: Funktion Arten & Hersteller

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aktualisiert am 07.04.2021 - 13:38:34
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Kompressoren

Kompressoren zählen zu den Fluidenergiemaschinen und werden benötigt um unterschiedliche Gase maschinell zu komprimieren. Das bedeutet, dass sie den Druck des Gases erhöhen und gleichzeitig das Volumen verringern. Wegen ihrer Funktion heißen sie auch Druckluftkompressoren. Von daher sind sie mit Pumpen verwandt, welche den Druck von Flüssigkeiten erhöhen. Im allgemeinen Sprachgebrauch bezeichnet man Kompressoren auch als Verdichter, obwohl diese nur ein Bestandteil des Kompressors sind. Daher kann man sagen, dass sich im Kompressor immer ein Verdichter befindet.

Synonym(e): Verdichter, Druckluftkompressoren, Kompresser




Unterschied Kompressor & Verdichter

Umgangssprachlich und auf vielen Internetseiten werden Verdichter und Kompressoren gleichgesetzt. Genau genommen ist jedoch der Verdichter bloß ein technisches Teil eines Kompressors. Dennoch werden im Folgenden und auf den Kompressor-Unterseiten aufgrund der Einfachheit die Begriffe Kompressor, Druckluftkompressor und Verdichter gleichgesetzt.

Definition & Funktionsweise

Laut dem Duden sind Kompressoren Apparate zum Verdichten von Gasen und Dämpfen. Das bedeutet, dass das Gasvolumen durch Zusammendrücken verringert wird. Dabei wechselt der Kompressor beim Vorgang zwischen Ansaugen und Verdichten des Gases. So kann das angesaugte Gasvolumen V1 durch den Betriebsdruck p1 des Kompressors zu einem verringerten Volumen V2 zusammengepresst werden. Der erhöhte Druck p2 und die Dichte des Gases führen zu einer Erwärmung des Gases. Da Luft auch zu den Gasen gehört, heißt der Kompressor auch Druckluft-Kompressor. Der Kompressor verdichtet die Luft zu einer kraftvollen Druckluft, die normalerweise in Litern gemessen werden.

Aufbau

Entscheidend für den Aufbau und die Funktion ist der Motor, der den Verdichter antreibt. Der Vorteil eines Kompressors ist, dass er das komprimierte Gas nicht direkt ausstößt. Durch einen angegliederten Druckbehälter, in den die komprimierte Luft gepumpt wird, können größere Mengen an Gase gespeichert werden. So muss der Kompressormotor auch nicht durchgängig in Betrieb sein. Durch ein Manometer wird der Druck im Kompressorkessel überprüft. Wenn der vorher eingestellt Mindestdruck unterschritten wird, startet der Motor wieder automatisch und füllt den Kessel mit neuem, komprimierten Gas. Andersrum stoppt der Motor, wenn der der Wert des Maximaldrucks erreicht ist. Auch bei einem Überdruck gibt es eine Lösung: In diesem Fall öffnet sich ein Sicherheitsventil, wodurch Gas entweichen kann.

Wissenswertes vor der Anschaffung

Kompressoren unterscheiden sich in ihrem Druck und der erreichbaren Liefermenge, welche sich aus dem abgegebenen Luftvolumen pro Zeiteinheit (m3/min oder Liter/min) ergibt. Generell gilt: Je größer der Druckluftbehälter, desto höher ist die Leistung des Kompressors. Neben der Liefermenge und dem Betriebsdruck sind auch das Druckverhältnis und der Liefergrad von Bedeutung je nach Verwendung. Der Lieferdruck beschreibt wie gesagt das Volumen des ausgestoßenen Gases je Zeiteinheit, während der Betriebsdruck der erreichbare Überdruck innerhalb des Kompressors ist. Das Druckverhältnis ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen Enddruck und Saugdruck und aus dem Liefergrad kann die Differenz zwischen tatsächlich gefördertem und theoretisch erreichbaren Volumenstrom bestimmt werden.

Zusammengefasst müssen folgende Faktoren vor dem Wählen des passenden Kompressors je nach Aufgaben und Luftgehalt beachtet werden:

  1. Filter: Um Bläschen auf der lackierten Oberfläche des Kompressors zu vermeiden, sind Filter und Kältetrockner, um Unreinheiten und Schmutz aus der Druckluft zu filtern unabdingbar.
  2. Kesselgröße: Ein zu kleiner Kessel sorgt für einen zu schwachen Luftdruck, mit dem sich einige Arbeiten gar nicht erst ausführen lassen. Außerdem steht der Kompressor unter einem permanenten Hochdruck, und schaltet sich, um sich vor Überlastung zu schützen, oft ab. Das permanente an- und abschalten führt zu einem hohen Verschleiß.
  3. Liefermenge: Die Liefermenge definiert die Leistung.
  4. Füllvolumen/Luftvolumen: Um über 100 Liter Druckluft in der Minute zu erreichen, darf der Kessel nicht zu klein sein. Schlagschrauben und Meißelarbeiten benötigen beispielsweise eine Füllmenge von mindestens 150 l/min. Die Füllleistung ist demzufolge die Menge an Druckluft, die ein Kompressor als verdichtete Energie zur Verfügung stellt.
  5. Ansaugleistung: Die Grundregel lautet hier: Ein Behälter muss 30 Prozent mehr Luft hineinpumpen können, als er maximal wieder ausstößt.
  6. Druckbereich: Es gibt Kompressoren mit einem Arbeitsdruck zwischen 6 bar und über 10 bar. Das Einsatzgebiet bestimmt, wieviel Arbeitsdruck benötigt wird. Ein hoher Druckbereich ist im gewerblichen Bereich üblich. Ein Kompressor, der für das Aufpumpen eines LKW Reifens eingesetzt werden soll, muss einen Arbeitsdruck von 16 bar erzeugen können.

Fragen für die richtige Kompressorauswahl

  • Dauer und Häufigkeit des Betriebes?
  • Passt die Ansaugleistung und Füllleistung zur Art des Einsatzes?
Notwendige Kesselgröße?

Das benötigte Kesselvolumen des Luftkompressors ist abhängig von der Anwendung. Es gibt Kompressoren mit unterschiedlich großen Behältern die zwischen 20 l und 300 l Kesselinhalt auffassen. Ist der Kompressor im Dauerbetrieb wird ein Kompressor mit viel Kesselinhalt benötigt. Für Arbeiten wie bspw. das Lackieren reicht ein 20-l-Behälter. Für einige Arbeiten ist ein Behälter sogar garnicht notwendig.

Ölfreier oder öleingespritzter Kompressor?

Die Wahl ist abhängig von der benötigten Qualität der Druckluft. In Werkstätten und Handwerksbetrieben ist die Qualität meist weniger wichtig als bei der Verarbeitung von Lebensmitteln.

Für Bereiche in denen die Druckluftqualität eine geringere Rolle spielt, eignen sich öleingespritzte oder ölgeschmierte Kompressoren. Bspw. wird für die Reifenbefüllung keine ölfreie Druckluft benötigt.

Bereiche mit hohem Anspruch an die Qualität, benötigen Ölfreie Kompressoren. Dazu gehört die Lebensmittelverarbeitung, wo nur ölfreie und speziell gefilterte Luft verwendet wird oder auch im Handwerk bei der Lackierarbeit oder der Reinigung von Werkstücken.

Öleingespritzte Kompressoren haben eine höhere Lebenserwartung und werden nicht so heiß. Sie eignen sich bei längerem Gebraucht besser als ölfreie Verdichter. Hinzu kommen jedoch häufigere Wartungsarbeiten, wie der regelmäßige Ölwechsel an.

Für einen kurzen Gebrauch sollte auf ölfreie Kolbenkompressoren zurückgegriffen werden, aufgrund weniger Wartungsarbeiten und einem saubereren Arbeiten. Nachteilig ist das schnelle Überhitzen und der höhere Verschleiß.

Besonders geräuscharmes oder mobiles Modell nötig?

Wer ein besonders geräuscharmes Modell benötigt, der sollte auf die sogenannten Flüsterkompressoren zurückgreifen. Sie erreichen im Schnitt eine Lautstärke von 50 dB und sind somit 90 bis 98 Prozent leiser als handelsübliche Druckluftkompressoren.

Flüsterkompressor gibt es sowohl mit Ölwechsel als auch ohne Öl.

Anwendungsgebiete

DIY mit Kompressoren: Meine Werkstatt 2.0 und die Langzeiterfahrung mit meinem Kompressor

Nachfolgend einige Arbeitsbereiche, wo Kompressoren von Vorteil sind:

  • Innenausbau & Baustelle (Bauhandwerk und Renovierung): Handwerker, Heimwerker und Mitarbeiter aus der Produktion wählen Kompressoren als Druckluftwerkzeug. Sie erleichtern das Schrauben, Klammern, Nageln von Nägel und Schleifen (z.B. mit einem Druckluftnagler, Drucklufttacker und Meißelhämmer für Wanddurchbrüche)
  • Autowerkstatt: Schlagschrauber zum Lösen von Radmuttern beim Reifenwechsel, Druckluftgeräte (Luftkompressor) zum Messen des Reifendrucks und Aufpumpen des Autoreifens oder Fahrradreifens. Reifenfüllmesser.
  • Maler- und Lackierarbeiten: Vermeidung von Farbverläufen durch Druckluft-Spritzpistolen
  • Reinigung: Hockdruckvorwäsche durch Druckluftkompressoren zur Reinigung von Fahrzeugen oder einem Mauerwerk
  • Arztpraxen und Labore: Dentalkompressoren
  • Metallhandwerk und Metallindustrie
  • Kältetechnik: Kühlschränke und Klimaanlagen


Je nach Anwendung muss der Druckkessel entsprechend groß sein. Im Dauerbetrieb wird ein großer Druckkessel gewählt. Für den sporadischen Einsatz, beispielsweise zur Reifenbefüllung, reicht ein Druckluft-Kompressor ohne Druckluftbehälter. Für Lackierarbeiten hingegen, muss der Druckluftkessel ein Fassungsvermögen von mindestens 20 Liter haben.

Arten

Kompressoren werden unterteilt in Verdrängerverdichter und Turboverdichter. Turboverdichter lassen große Volumenströme an Druckluft bei nur kleinen Verdichtungsenddrücken entstehen, während sich Verdrängerverdichter durch einen kleinen Durchsatz und große Verdichtungsenddrücke auszeichnen.

Ölgetriebene und ölfreie Druckluft Kompressoren

Außerdem werden Kompressoren anhand ölgeschmierter und ölfreier Verdränger unterschieden. Im permanenten Betrieb, wie beispielsweise im Handwerk, sind ölgeschmierte Druckluftkompressoren von Vorteil. Die mit Öl versetzte Luft ist bei drehenden und schlagenden Tätigkeiten kein Problem. Für Lakierarbeiten hingegen, können nur ölfreie Kompressoren eingesetzt werden.

Hermetische und offene Verdichter

Ein weiterer Unterschied ergibt sich in der Kältetechnik. Dort werden nämlich sowohl vollhermetische und halbhermetische als auch offene Verdichter eingesetzt. Beim vollhermetischen Kompressor befinden sich der Motor und Verdichter des Kompressors zusammen mit dem Kältemittel in einem abgeschlossenen Gehäuse. Bei halbhermetische Kompressoren hingegen, befindet sich der Motor außerhalb des Gehäuses. Offene Verdichter werden wiederum von Riemen, Zahnrädern oder einem Getriebe angetrieben.

Nach Bauart werden verschiedene Arten von Kompressoren unterschieden, z. B.:

  • Verdrängerverdichter
    • oszillierend
      • mit Kurbelbetrieb
        • Drehkolbenkompressor/Drehkolbenverdichter.
        • Hubkolbenkompressoren/Hubkolbenverdichter
      • ohne Kurbelbetrieb
    • rotierend
  • Turboverdichter/Turbokompressoren
    • Axialverdichter
    • Radialverdichter

Weitere Bauformen

  • Flüssigkeitsringpumpe
  • Kolbenverdichter
  • ionischer Verdichter
  • Lamellenverdichter
  • Rotationsverdichter
  • Taumelscheibenverdichter (Wobble-Plate)
  • Labyrinth-Kolben-Verdichter
  • Schiefscheibenverdichter (Swash-Plate)
  • Scrollverdichter („VW G-Lader“)/Scrollkompressoren
  • Junkers-Freikolbenverdichter, Freikolbenmaschine
  • Membranverdichter
  • Seitenkanalverdichter

Druckluftkompressoren Hersteller, Fachhändler & Dienstleister

sind z.B. Bauhaus, KAESER, BOGE, PREBENA, Lidl (vertreibt Kompressoren von PARKSIDE, Güde, Einhell), Einhell, RENNER, Güde, HAZET, OBI, Metabo, Danfoss, Frascold, HKT Goeldner, IMPLOTEX, Hornbach, Airpress

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