Portable Druckluftspeicher

Auch wenn meine Modelbau Dampfmaschine «Danni» bereits mit Lungen- bzw. Zwerchfellkraft oder stossweise mittels einer Fahrrad-Standpumpe betrieben werden kann, suchte ich nach einer handlichen Energiequelle für spontane und vor allem: längere(!) Vorführungen.

Foto aus der Proof-of-Concept Phase – wird noch gemäss EN 1089-3 in «staubgrau» mit «leuchtend grüner» Schulter umlackiert, um Verwechslungsgefahr auszuschliessen

Da Schätzeli wohl kaum einen lärmenden und stinkenden Kompressor in unserem gemeinsam genutzten Büro oder gar im Wohnzimmer toleriert hätte, habe ich mir hilfsweise einen nagelneuen Feuerlöscher Schaum FS6-JF mit ca. 9 Liter Netto-Volumen und einem eingestempelten Prüfdruck von 22 bar gekauft. Dieser gezielt gewählte Typ ist nicht nur im Neuzustand konkurrenzlos preiswert, sondern dank nahtlosem Alukörper mit einem Leergewicht von unter 1.7 kg (ohne Schlauch) auch äusserst angenehm handlich. Dieser Tank mit 10-12 bar (und somit immer noch grosszügig bemessener Sicherheitsreserve) aufgeladen sollte «Danni» schon eine kleine Weile unter Druckluft halten können. Im normalen Leben befinden sich derartige Feuerlöscher übrigens jahrelang unter dem gleichen, dauerhaft anstehenden Druck in Wohn- oder Verkehrsräumen, wie z.B. Treppenhäusern oder Garagen. Heute habe ich das Resultat meines Umbaus einmal ausprobiert.

Der Test

Zum Auftanken stand mir der preiswerte Baumarkt Kompressor meines Vermieters zur Verfügung, der leider bereits pünktlich bei Erreichen der 8 bar Schwelle abschaltet. Nun gut – 9 Liter Volumen mal 8 Bar sind immer noch 72 Liter Druckluft. Beim niedrigst-möglichen Druck für einen stabilen Lauf von 43 mbar läuft Danni damit 15 Minuten und 40 Sekunden. Das ist doch mal was! Wenn man zwischendurch allerdings mit dem Druckregler spielt und Danni stärker unter Druck setzt, wird der Luftdruckvorrat nachvollziehbar schneller verbraucht.

Kommt serienmässig mit einem kleinen Manometer zur Anzeige der Einsatzbereitschaft

Der Umbau

Vor dem Umbau steht die Entsorgung des serienmässigen Inhalts. Wer das Glück hat, einen gebrauchten und evtl. in einem Einsatz entleerten Feuerlöscher dieses Typs ergattern zu können, kann diesen Abschnitt überspringen. Ich habe mich zu diesem Zweck vollständig entkleidet und bin mit dem Schaumlöscher in die Duschkabine unseres Bades gestiegen. Dort dann mit anfangs vorsichtigen, später beherzteren Stössen per Handgriff und Mündung des Schlauchs dicht über dem Abfluss den Inhalt unter reichlicher Brausewasserzugabe in die Kanalisation entsorgt. Da sich derartige Schaumlöscher weit verbeitet in Haushalten anfinden, und sogar zum Ersatz von evtl. bereits vorhandenen Pulverlöschern empfohlen werden, bin ich ohne weitere Prüfung davon ausgegangen, dass die schaumbildende Löschflüssigkeit keine gewässerschädigenden Bestandteile enthält. Anyway, schliesslich war er der Feuerlöscher leer, bzw. drucklos.

Im nächsten Schritt geht es darum, den eingeschraubten schwarzen Kunststoffkopf vom rotlackierten Behälter zu trennen. Ich habe hierzu den schwarzen Kunststoffgriff mit blauem Bedienhebel mittels einer Gummimatte vor Verkratzen geschützt zwischen den Backen meines Schraubstocks zwar nicht eingeklemmt, aber doch gegen Verdrehen gesichert. Dann habe ich den Behälter zwischen Oberkörper und Armen fest umfasst und am grösstmöglichen Hebelarm mit einem kurzen Dreh-Ruck die Verschraubung lösen können. Rechtsgewinde.

Die Dichtung zwischen eingeschraubtem Kopf und Behälter übernimmt ein O-Ring.

Nach der Trennung von Kopf und Behälter habe ich den Behälter mit Kopf nach unten über unserer Badewanne ausgespült. Dazu den Kopf der Handbrause vom Schlauch entfernt und das freie Schlauchende in den Behälter eingeführt, dann volle Pulle Wasser Marsch! Dabei konnte noch eine erstaunliche Menge schaumbildender Substanz ausgespült werden, bis schliesslich nur noch klares Wasser ausfloss.

Das Steigrohr, welches in Normalstellung vom Kopf bis zum Behälterboden hinabreicht, kann man bei diesem Typ leicht vom Kopf abschrauben. Anderenfalls: Absägen! Bei gasförmigem Inhalt, hier: Druckluft, wird kein Steigrohr benötigt. Nach Trocknen des Behälters habe ich den Kopf wieder aufgeschraubt und Hand- , bzw. Körperfest angezogen. Die Behälteroberfläche weist bis hierher weiterhin keinen Kratzer auf. Darauf sollte man bei dünnwandigen Druckbehältern unbedingt achten!

Für das Innengewinde im Kopf, in das normalerweise der Schlauch des Feuerlöschers eingeschraubt wird, kann man bei dem von mir gewählten Feuerlöschertyp ohne Adapter eine handelsübliche Druckluftkupplung mit Gewinde G 1/4″ einschrauben.

Aufgepasst: die gewählte Nennweite sollte zu einer evtl. bereits vorhandenen Druckluftversorgung passen, damit keine vermeidbaren Durchmesser-Adapter erforderlich werden.

Patrick Bengs, der Inhaber von Bengs Modellbau gibt in der Bausatzbeschreibung an, dass Danni bereits ab 0.1 bar läuft. Meine Danni läuft übrigens nach Optimierung 💪 bereits mit 0.043 bar, weniger als der Hälfte des angegebenen Werts. Klar dürfte jedenfalls sein, dass man ein derart sensibles Maschineli nicht mit den vollen 8 bar eines frisch gefüllten Druckluftspeichers konfrontieren sollte. Also muss ein Druckminderer bzw. Druckregler her. Ich habe mich für dieses Modell entschieden, weil erstens der Eingangsdruckbereich (max. 10 bar) ausreichend abgedeckt wird, und zweitens der Regelbereich besonders tief, nämlich bis 50 mbar herab reicht. Trotzdem hat sich später herausgestellt, dass der für meine Danni minimal ausreichende Druck von 43 mbar bereits ausserhalb des spezifizierten Regelbereichs liegt. Trotzdem wird auch ein Druck von nur 43 mbar ziemlich gut konstant gehalten. Da aber wegen des vergleichsweise kleinen Druckluftvorrats der Eingangsdruck relativ schnell absinkt, muss gegen Ende in immer kürzeren Abständen manuell nachgeregelt werden.

Verbunden mit einem Durchmesser-kompatiblen Nippel (s.o.) und einer entsprechenden Schnellkupplung kann ich den Druckregler nun je nach Bedarf schnell in meine portable Druckluftversorgung einschleifen oder auch nicht:

Genormte Druckluftnippel und Schnellkupplungen sind zwar nicht billig, aber sehr Preis-wert!

Das über Aliexpress bezogene ø 40 mm Manometer mit Messbereich von 0 .. 2 bar ist allerdings leider (oder erfreulicherweise) bei dem ungewöhnlich niedrigen Druckbedarf von Danni nutzlos, da die Nadel bei Entnahme von Luftdruck mit nur 43 mbar nicht erkennbar von ihrem linken Anschlag abhebt. Ich habe den tatsächlich bei Danni anliegenden Luftdruck daher mittels eines wassergefüllten U-Rohr Manometers gemessen.

Aufladen des Speichers

Grundsätzlich möchte ich meinen portablen Druckluftspeicher als Druckluftquelle nutzen. An Quellen findet man selbstdichtende Druckluftkupplungen, wie abgebildet. Wenn kein Verbraucher eingestöpselt ist, strömt keine Druckluft aus.

Vor der Nutzung des Speichers muss ich ihn aber zuerst mit Druckluft befüllen. In der Situation verwandelt sich mein Druckluftspeicher gegenüber z.B. einem Kompressor in einen Druckluftverbraucher. Verbraucher weisen immer einen zur Druckluftkupplung kompatiblen Stecknippel auf. Anfangs habe ich ein paar mal den Kopf meines portablen Druckluftspeichers durch Abschrauben der Kupplung und Einschrauben des Nippels umgerüstet, bis mir das zu aufwendig wurde. Zudem ist der Kopf des Feuerlöschers aus Kunststoff, und ich wusste nicht, ob er das ständige hin und her Schrauben mit festem Anziehen dauerhaft mitmachen würde. Bs ich dann auf die Idee mit einem aus der Elektronik bekannten gender-changer kam:

Für den Wechsel zwischen den Rollen einer Quelle und eines Verbrauchers: der Gender Changer

Die benötigten Komponenten habe ich sogar in einem normal sortierten Baumarkt über den Ladentisch beziehen können, und musste nicht schon wieder den Versandhandel bemühen. Trotzdem auch hier auf Durchmesser-Kompatibilität mit der übrigen Druckluft-Installation achten!

Alternativen

Ich hatte ursprünglich geplant, eine Sparversion eines portablen Druckluftspeichers auf der Basis einer Mehrweg-PET-Flasche (z.B. Cola Light) mit 1.5 Litern Volumen zu erstellen. Angeblich halten Mehrweg-PET-Flaschen bis zu 20 bar aus 😲. Ich hatte bereits eine Testflasche mit immerhin 10 bar getestet: sicherheitshalber hatte ich sie bis ca. 1 cm unterhalb der Unterkante des Schraubverschlusses mit Wasser gefüllt, und dann nur den winzigen verbleibenden Luftraum mittels meiner Akku-betriebenen Bosch EasyPump unter Druck gesetzt – ohne bleibende Schäden an Mensch oder Gerät. Nach den sehr erfreulich verlaufenen Tests mit dem umfunktionierten Feuerlöscher habe ich das Vorhaben jedoch vorläufig zurückgestellt. Zu erwarten sind maximal 1.5 Liter mal 10 bar = 15 Liter Druckluft, welche bei sparsamstem Verbrauch bei minimaler Geschwindigkeit von Danni für maximal dreieinviertel Minuten Dauerlauf gut sein könnten.

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