Luftverbrauch und Kompressorwahl für Druckluftschrauber

Woraus eine brauchbare Verbrauchsangabe besteht

Eine Luftverbrauchsangabe, mit der sich rechnen lässt, besteht aus vier Teilen: einer Zahl, einer Einheit, einem Bezugsdruck und der Auskunft, welchen Betriebszustand sie beschreibt. Fehlt einer davon, bleibt die Angabe lesbar, aber sie wird unvergleichbar.

Im Cluster der Druckluftnagler war der dritte Teil das Problem: Dort fehlte reihenweise der Bezugsdruck. Bei den Schraubern ist das anders. Fast alle nennen einen Druck, und er liegt bei allen fünfzehn Geräten zwischen 6,2 und 6,3 bar. Das ist eine erfreulich enge Spanne und ein echter gemeinsamer Bezugspunkt.

Die Lücke sitzt beim vierten Teil. Ein Schlagschrauber hat mindestens drei Betriebszustände: Leerlauf, Anlauf und Schlagbetrieb unter Last. Der Luftbedarf unterscheidet sich zwischen ihnen erheblich. Welchen Zustand die Zahl im Datenblatt beschreibt, sagen drei von fünfzehn Herstellern. Die übrigen zwölf schreiben eine Zahl hin und überlassen die Deutung dem Leser.

Bei vier der fünfzehn Geräte fehlt die Angabe ganz. Bei dreien davon war sie auch nach breiter Prüfung der Herstellerunterlagen nicht auffindbar — nicht auf der Produktseite, nicht im Datenblatt, nicht in der Betriebsanleitung. Bei einem vierten steht zwar eine Zahl, aber ohne jeden Bezugsdruck, sodass sie sich nicht einordnen lässt.

Auffällig ist, welche Bauform besonders betroffen ist: Drei der vier Lücken liegen bei den Druckluftratschen. Das ist die Bauform, bei der auch die Kopfhöhe — der eigentliche Kaufgrund — nur von einem einzigen Hersteller beziffert wird. Wer sich für eine Druckluftratsche entscheidet, arbeitet in diesem Feld mit der dünnsten Datenlage des ganzen Clusters.

Praktisch ist die Lücke bei Ratschen weniger folgenreich als sie klingt, weil diese Bauform die genügsamste ist. Wo ein Wert existiert, liegt er unter hundert Litern je Minute. Für die Auslegung heißt das: Eine Anlage, die einen Pistolenschrauber trägt, trägt die Ratsche ohnehin — die umgekehrte Richtung gilt nicht.

Zahl, Einheit, Bezugsdruck, Betriebszustand. Bei Druckluftschraubern ist der vierte Teil die Lücke — und ausgerechnet er entscheidet über die Kompressorgröße.

Durchschnitt oder Dauerlauf

Der Unterschied klingt technisch und ist im Ergebnis dramatisch. Ein Durchschnittswert mittelt über einen typischen Arbeitszyklus, also über Schlagbetrieb, Leerlauf und die Pausen zwischen zwei Verschraubungen. Ein Dauerwert beschreibt, was das Gerät zieht, solange es tatsächlich arbeitet.

Für die Kompressorauslegung ist der Dauerwert die maßgebliche Zahl. Der Kompressor muss die Entnahme decken, während sie stattfindet — und nicht ihren zeitlichen Mittelwert. Wird er nach dem Durchschnitt ausgelegt, sackt der Druck während der Arbeit ab, das Werkzeug verliert Leistung, und der Kompressor läuft im Dauertakt.

Drei Hersteller dieses Clusters benennen ihren Wert ausdrücklich. Zwei schreiben von durchschnittlichem Luftverbrauch, einer nennt beide Werte getrennt. Bei den übrigen zwölf steht eine Zahl ohne Qualifizierung — und da ein Durchschnittswert die kleinere und damit günstiger aussehende Zahl ist, liegt die Vermutung nahe, welche Sorte Wert dort meist steht.

Faktor 5,4 für dasselbe Gerät

Wie groß der Unterschied tatsächlich ist, lässt sich an genau einem Gerät des Felds ablesen — an dem einzigen, das beide Werte getrennt veröffentlicht.

Ein Winkel-Schlagschrauber eines amerikanischen Herstellers nennt für sich einen Luftverbrauch von 538 Litern je Minute unter Last und 99 Litern je Minute im Durchschnitt, beides bei 6,2 bar. Das Verhältnis beträgt 5,4.

Damit lässt sich einordnen, was die Zahlen der anderen vierzehn Geräte wert sind. Ein Pistolengerät, das 127 Liter je Minute nennt, liegt in derselben Größenordnung wie die 99 des Winkelgeräts. Wenn seine Zahl ebenfalls ein Durchschnittswert ist — und der Hersteller sagt es in einem Fall ausdrücklich —, dann liegt der Dauerbedarf desselben Geräts irgendwo im Bereich mehrerer hundert Liter je Minute.

Das ist keine Rechnung und soll keine sein. Es ist die Feststellung, dass zwischen der Zahl im Prospekt und dem, was der Kompressor liefern muss, in diesem Marktsegment ein Faktor stehen kann, der die Anschaffung von der einen in die andere Kompressorklasse verschiebt.

Wenn Anleitung und Website sich widersprechen

Ein zweiter Hersteller macht die Sache noch anschaulicher, weil er sich selbst widerspricht. Die Betriebsanleitung seines Winkel-Schlagschraubers nennt 1,9 Normliter je Sekunde und bezeichnet den Wert ausdrücklich als Durchschnitt. Die Produktseite desselben Geräts nennt 7,5 Liter je Sekunde unter Last und zusätzlich 11 Liter je Sekunde im Leerlauf.

Rechnet man die Anleitungsangabe auf Liter je Minute um, ergeben sich rund 114. Der Lastwert der Website entspricht 450 Litern je Minute. Das Verhältnis liegt bei etwa vier und damit in derselben Größenordnung wie beim vorigen Gerät — nur dass hier die beiden Zahlen nicht nebeneinander in einem Dokument stehen, sondern über zwei Quellen verteilt sind.

Bemerkenswert ist der dritte Wert. Der Leerlaufverbrauch liegt mit 11 Litern je Sekunde über dem Lastverbrauch von 7,5. Das ist bei einem Lamellenmotor nicht abwegig — ohne Gegenmoment dreht er höher und schluckt mehr Luft —, aber es zeigt, dass ein Leerlaufwert keine Auskunft über den Arbeitsbedarf gibt und in beide Richtungen abweichen kann.

Ein Leerlaufwert ist kein Betriebswert. Er kann höher oder niedriger liegen als der Lastwert, und er taugt in keinem der beiden Fälle zur Auslegung.

Vier Schreibweisen für eine Größe

Bevor zwei Verbrauchsangaben nebeneinander landen, muss die Einheit stimmen. In diesem Cluster ist das eine echte Fehlerquelle, weil derselbe Sachverhalt in vier Schreibweisen auftritt.

Der Fall mit den Normlitern verdient eine eigene Bemerkung, weil er in die richtige Richtung geht. Eine Angabe in Normlitern nennt die Stoffmenge und nicht das Volumen unter irgendeinem Druck. Sie ist damit die einzige Schreibweise im Feld, die überhaupt eine Umrechnung erlaubt, ohne dass man Annahmen über die Messbedingungen treffen müsste.

Warum ohne Bezugsdruck nichts umrechenbar ist

Luft ist kompressibel. Dieselbe Stoffmenge nimmt bei 6 bar ein deutlich kleineres Volumen ein als bei Umgebungsdruck. Wenn ein Hersteller schreibt, sein Gerät verbrauche 127 Liter je Minute, dann hängt die Bedeutung dieser Zahl vollständig daran, auf welchen Zustand sich das Liter bezieht.

Bei den Schraubern dieses Clusters ist die Lage besser als bei den Naglern, aber nicht gut. Einige Hersteller nennen den Betriebsdruck in derselben Zeile wie den Verbrauch, andere führen ihn irgendwo sonst in der Tabelle, ohne ihn dem Verbrauchswert zuzuordnen. Ein Gerät nennt 178 Liter je Minute und einen Maximaldruck von 6,3 bar — ohne dass erkennbar wäre, ob bei diesem Druck gemessen wurde.

Ein anschauliches Beispiel für die Unschärfe liefert ein Gerät, das seinen Verbrauch mit 113 Litern je Minute und alternativ mit 1,9 Litern je Sekunde angibt. Die beiden Zahlen sind zueinander korrekt umgerechnet — 1,9 mal 60 ergibt 114. Was in keiner der beiden Angaben steht, ist der Druck, bei dem gemessen wurde. Zwei sauber ineinander umgerechnete Werte werden dadurch nicht belastbarer als einer.

Für die Praxis heißt das: Zwei Verbrauchswerte lassen sich nur dann direkt vergleichen, wenn beide denselben Bezugsdruck nennen. Innerhalb der engen Spanne von 6,2 bis 6,3 bar, die dieses Feld aufweist, ist der Unterschied zwar klein — aber er kommt zu allen anderen Unschärfen hinzu, und die addieren sich.

Was auf dem Kompressor steht

Auf der anderen Seite der Rechnung steht das Datenblatt des Kompressors, und es spricht eine andere Sprache. Dort finden sich in der Regel zwei Zahlen: die Ansaugleistung und die Liefermenge, gelegentlich auch als Füllleistung oder Abgabeleistung bezeichnet.

Die Ansaugleistung beschreibt, wie viel Luft der Verdichter ansaugt. Die Liefermenge beschreibt, wie viel bei einem bestimmten Druck tatsächlich hinten herauskommt. Der zweite Wert liegt deutlich unter dem ersten, weil im Verdichter Verluste entstehen. Für die Werkzeugversorgung zählt ausschließlich die Liefermenge.

Die zugehörige Prüfnorm heißt ISO 1217, trägt im Deutschen den Titel „Verdrängerkompressoren — Abnahmetests" und steht in der Ausgabe 2009-07. Sie beschreibt, wie die Leistungsdaten eines Verdrängerkompressors abzunehmen sind — und ist damit die Referenz, auf die sich seriöse Liefermengenangaben stützen.

Für den Kauf heißt das zweierlei. Erstens: Ein Kompressor, der mit einer einzigen großen Zahl beworben wird, nennt fast immer die Ansaugleistung — die Zahl, die besser aussieht. Wer die Liefermenge sucht, findet sie im technischen Datenblatt, oft zusammen mit dem Druck, bei dem sie gilt. Zweitens: Eine Liefermenge ohne zugehörigen Druck ist so unvollständig wie ein Werkzeugverbrauch ohne Bezugsdruck. Beide Seiten der Rechnung haben dasselbe Dokumentationsproblem.

Dauerlauf gegen Impuls

Es gibt in diesem Portal einen zweiten Artikel zur Kompressorauslegung, und er kommt zu anderen Empfehlungen. Das ist kein Widerspruch, sondern folgt aus einem sachlichen Unterschied, den kein einziges der geprüften Datenblätter thematisiert.

Ein Druckluftnagler zieht Luft in sehr kurzen Impulsen. Zwischen zwei Schüssen liegt eine Pause, in der ausgerichtet und angesetzt wird. Der Kompressor hat Zeit nachzufördern, und der Kessel puffert die einzelne Spitze ab. Ein Schlagschrauber dagegen zieht über Sekunden hinweg kontinuierlich, während das Schlagwerk arbeitet — und bei einem festgerosteten Bolzen können daraus zehn oder zwanzig Sekunden am Stück werden.

Für die Auslegung heißt das: Beim Nagler ist die Frage, wie groß der Puffer sein muss. Beim Schrauber ist die Frage, wie viel der Kompressor kontinuierlich nachliefern kann. Die Empfehlungen aus dem Ratgeber zur Kompressorauslegung für Druckluftnagler lassen sich deshalb nicht auf Schrauber übertragen, obwohl beide Werkzeuge an derselben Anlage hängen.

Kesselvolumen: 50 gegen 200 Liter

Die Herstellerempfehlungen zum Kesselvolumen sind in diesem Feld der auffälligste Fall von Angaben, die keiner gemeinsamen Regel folgen.

Ein Hersteller empfiehlt für sein Pistolengerät mit 198 Litern je Minute Verbrauch ein Kesselvolumen von 50 Litern. Ein anderer verlangt in seiner eigenen FAQ mindestens 200 Liter für ein Gerät mit 127 Litern je Minute. Das zweite Gerät verbraucht also weniger und soll den vierfachen Kessel bekommen.

Eine mögliche Erklärung liegt in der unterschiedlichen Zielgruppe. Das Gerät mit der 50-Liter-Empfehlung ist ein Einsteigermodell und wird häufig zusammen mit kleinen Hobbykompressoren verkauft; das mit der 200-Liter-Forderung ist ein Werkstattgerät. Eine Empfehlung kann damit auch beschreiben, was der Hersteller für den typischen Käufer realistisch hält, statt was das Gerät physikalisch braucht.

Für die eigene Entscheidung ist der Kessel dort wichtig, wo kurze harte Entnahmen auftreten und der Verdichter Zeit zum Nachfördern braucht. Bei Schraubern mit langen Löseversuchen verschiebt sich das Gewicht zur Dauerleistung hin — ein großer Kessel verlängert nur die Zeit bis zum Druckeinbruch, er verhindert ihn nicht.

Schlauch und Kupplung

Auch die Schlauchvorgaben folgen in diesem Feld nicht dem Verbrauch. Ein Gerät mit 178 Litern je Minute verlangt einen Innendurchmesser von mindestens 12,7 Millimetern. Ein anderes mit 360 Litern je Minute — also dem doppelten Verbrauch — nennt 10 Millimeter. Ein drittes kommt bei 198 Litern je Minute mit 9 Millimetern aus.

Der Wert von 12,7 Millimetern ist dabei auffällig, weil er genau einem halben Zoll entspricht. Das ist die typische Nennweite einer Industriekupplung, nicht ein üblicher Schlauchinnendurchmesser aus dem Heimwerkerhandel, wo 6, 9 und 13 Millimeter die gängigen Größen sind. Möglicherweise nennt der Hersteller also die Nennweite der Kupplung statt des Schlauchinnendurchmessers; auflösen lässt sich das aus den veröffentlichten Unterlagen nicht. Was sich sagen lässt: Ein zu dünner Schlauch ist der häufigste Grund dafür, dass ein ausreichend dimensionierter Kompressor am Werkzeug trotzdem zu wenig liefert.

Entscheidend ist die Kombination aus Länge und Querschnitt. Der Druckabfall über einen Schlauch wächst mit seiner Länge und fällt mit seinem Querschnitt. Wer mit zwanzig Metern arbeitet, wählt den größeren Durchmesser, auch wenn das Datenblatt einen kleineren nennt — die Herstellerangabe geht von einer kurzen Leitung aus.

Ein Punkt betrifft die Sicherheit und wird oft falsch gemacht: Bei Schnellkupplungen gehört die Kupplung an den Druckschlauch und die Tülle an das Gerät. Wird es andersherum montiert, steht der abgekuppelte Schlauch unter Druck und kann unkontrolliert umherschlagen.

Eine Auslegung, die Sie selbst führen können

Angesichts der Datenlage wäre eine präzise Auslegungsformel eine Scheingenauigkeit. Was sich verantworten lässt, ist eine Abschätzung in vier Schritten. Sie ist ausdrücklich die Rechnung dieses Artikels und keine Herstellerangabe.

Erstens: Den Verbrauchswert des Werkzeugs notieren, samt Einheit und Bezugsdruck. Alles auf Liter je Minute umrechnen — Liter je Sekunde mal 60.

Zweitens: Prüfen, ob die Zahl als Durchschnitt bezeichnet ist. Wenn ja oder wenn keine Angabe da ist, den Wert für die Auslegung deutlich nach oben nehmen. Der einzige im Feld belegte Faktor zwischen Durchschnitt und Last liegt bei 5,4, ein zweiter bei rund 4. Ein Ansatz in dieser Größenordnung ist keine Übervorsicht, sondern die einzige belegte Erfahrung, die es dazu gibt.

Drittens: Diesen Wert gegen die Liefermenge des Kompressors halten, nicht gegen die Ansaugleistung. Steht auf dem Kompressor nur eine Zahl, ist es in aller Regel die größere und damit die Ansaugleistung.

Ein Beispiel mit belegten Zahlen, damit die Größenordnung sichtbar wird. Ein Pistolengerät des Felds nennt 127 Liter je Minute bei 6,3 bar. Der Hersteller eines baugleich wirkenden Wettbewerbsgeräts nennt denselben Wert und bezeichnet ihn ausdrücklich als Durchschnitt. Nimmt man den im Feld belegten Faktor zwischen Durchschnitt und Last von rund vier bis fünf, landet der Auslegungswert im Bereich von etwa 500 bis 650 Litern je Minute. Diese Übertragung ist eine Annahme dieses Artikels — sie stützt sich auf zwei beobachtete Fälle und nicht auf eine Angabe des betreffenden Herstellers.

Viertens: Die eigene Arbeitsweise dazunehmen. Wer viermal im Jahr Räder wechselt, arbeitet in kurzen Sequenzen mit langen Pausen — hier trägt der Kessel viel. Wer einen halben Tag am Fahrwerk schraubt, braucht Dauerleistung, und dann entscheidet der Verdichter, nicht der Behälter.

Wasser, Öl und die Wartungseinheit

Beim Verdichten erwärmt sich Luft, beim Abkühlen im Kessel fällt Wasser aus. Dieses Kondensat ist der häufigste Grund, warum ein selten benutztes Druckluftwerkzeug beim nächsten Einsatz klemmt: Es läuft durch den Schlauch ins Gerät und lässt das Schlagwerk von innen rosten.

Die Gegenmaßnahmen sind unspektakulär und wirksam. Der Kessel wird nach der Arbeit über das Ablassventil entwässert. In die Leitung gehört ein Wasserabscheider, sinnvollerweise als Teil einer Wartungseinheit aus Filter, Druckminderer und Öler. Und das Gerät wird nicht drucklos im feuchten Keller gelagert, sondern trocken.

Für die Druckluftqualität selbst gibt es eine internationale Norm. Sie heißt ISO 8573-1, trägt den Titel „Druckluft — Teil 1: Verunreinigungen und Reinheitsklassen" und steht in der Ausgabe 2010-04. Sie ist die Referenz, in der Reinheitsklassen für Druckluft festgelegt sind.

Die Ölung ist der Punkt, an dem sich Schrauber von manchen anderen Druckluftwerkzeugen unterscheiden. Die Lamellenmotoren dieser Geräte brauchen Öl, und zwar Druckluftöl — kein Universal-, Motoren- oder Maschinenöl. Ohne Ölung verschleißen die Lamellen, und der Leistungsverlust setzt schleichend ein, sodass er lange unbemerkt bleibt.

Der Druckminderer ist kein Zubehör

Alle fünfzehn Geräte dieses Clusters nennen einen Betriebsdruck zwischen 6,2 und 6,3 bar. Ein üblicher Werkstattkompressor liefert 8 bis 10 bar. Zwischen beiden Zahlen gehört zwingend ein Druckminderer.

Der Grund ist nicht in erster Linie das Drehmoment. Ein Schlagschrauber am vollen Kesseldruck liefert mehr Moment, und das mag im Einzelfall sogar erwünscht erscheinen. Der Grund ist die Vibration. Das Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung hat an Schlagschraubern in der Reifenmontage Schwingungswerte gemessen, die deutlich über dem vom Hersteller deklarierten Kennwert lagen — und hat als Ursache ausdrücklich den im Betrieb nicht reduzierten Druck benannt.

Das ist die praktisch folgenreichste Verbindung zwischen diesem Artikel und der Arbeitssicherheit. Wer seinen Schrauber ohne Druckminderer betreibt, spart sich ein Bauteil und verlässt gleichzeitig sämtliche Herstellerangaben: Drehmoment, Verbrauch und Vibrationskennwert wurden alle bei 6,2 oder 6,3 bar ermittelt. Wie weit der Vibrationswert dabei abweichen kann und was das für die zulässige Einsatzzeit bedeutet, steht im Ratgeber zur Hand-Arm-Vibration.

Der Druckminderer kostet wenig und hält alle Herstellerangaben gültig. Ohne ihn arbeitet das Gerät außerhalb der Bedingungen, unter denen jede einzelne Zahl seines Datenblatts ermittelt wurde.

Welcher Kompressor zu welcher Bauform passt

Zum Schluss die Einordnung nach Bauform. Sie ersetzt keine Auslegung, sondern sagt, in welcher Größenordnung Sie suchen.

Eine Vorbemerkung dazu, warum diese Einordnung grob bleiben muss: Von den fünfzehn Geräten liefern nur elf überhaupt eine Verbrauchszahl, davon drei mit Angabe des Betriebszustands. Eine belastbare Rangfolge nach Luftbedarf lässt sich aus einer solchen Datenlage nicht bilden. Was sich bilden lässt, ist eine Einordnung nach Bauform — und die ist stabil, weil sie auf der Arbeitsweise beruht und nicht auf der Genauigkeit einzelner Datenblätter.

Die genügsamste Bauform des Clusters ist die Ratsche. Ihre belegten Verbrauchswerte liegen im Bereich von unter hundert Litern je Minute, und sie arbeitet in kurzen Sequenzen. Wer ausschließlich eine Druckluftratsche für beengte Verschraubungen betreiben will, kommt mit einer kleineren Anlage aus als für jede andere Bauform hier.

Am anderen Ende steht der Winkel-Schlagschrauber mit dem höchsten belegten Lastverbrauch des Felds — 538 Liter je Minute unter Last. Dazwischen liegen die Pistolengeräte für Radmuttern und Fahrwerk, deren Spanne von 127 bis 360 Litern je Minute reicht — und das sind bei mindestens einem davon nachweislich Durchschnittswerte.

Wer die Anlage neu aufbaut, plant sie für das anspruchsvollste Werkzeug, das daran hängen soll, und nicht für den Durchschnitt aller. Passende Geräte und die Kriterien, nach denen sie sich unterscheiden, führt dieses Portal im Cluster zu Kompressoren; welche Bauform überhaupt zur Aufgabe passt, ordnet die Übersicht über Druckluftschrauber ein — und welche Kennzahl im Datenblatt des Werkzeugs belastbar ist, klärt der Ratgeber zu Löse- und Anzugsmoment.