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Die Luftrocknerkartusche gehören zu den typischen Verschleißteilen eines Lkw oder Bus. Ein regelmäßiger Austausch sichert die sichere Funktion der druckluftbetriebenen Systeme.
Foto: Wabco
Die Luftrocknerkartusche gehören zu den typischen Verschleißteilen eines Lkw oder Bus. Ein regelmäßiger Austausch sichert die sichere Funktion der druckluftbetriebenen Systeme.

Lufttrocknerkartusche

Keine Chance für feuchte Luft

Druckluft ist ein idealer Energieträger für zahlreiche Steuer- und Regelprozesse bei Nutzfahrzeugen. Feuchtigkeit und Schmutz im Druckluftsystem können aber Systemausfälle und unnötige Schäden verursachen. Mit dem regelmäßigen Tausch der Lufttrocknerkartusche lässt sich dies jedoch wirkungsvoll verhindern.

In der „grauen Urzeit“ des Nutzfahrzeugs gehörte es noch zu den täglichen Aufgaben eines Truckers, vor der Abfahrt das Wasser abzulassen, welches sich am Vortag während des Betriebs in den Druckluftbehältern und -leitungen gesammelt hatte. Heutzutage erledigt ein Lufttrockner diese Aufgabe ein Lufttrockner automatisch und bereits während der Fahrt. Damit lassen sich negative Auswirkungen auf die Komponenten des Druckluftsystems und Ausfälle der druckluftgesteuerten Fahrzeugsysteme – speziell der Bremsanlage – zuverlässig verhindern. Vorausgesetzt, die regelmäßige Wartung wird nicht vernachlässigt.

Wichtige Funktionen

Der Lufttrockner entfernt Feuchtigkeit aus der Druckluft und speichert diese in seinem Filterkissen, zusätzlich hält er Schmutz zurück. Das stellt sicher, dass die Bremsanlage zuverlässig funktioniert. Doch auch eine Reihe weiterer Fahrzeugsysteme arbeitet mit Druckluft, etwa die Luftfederung und die Niveauregulierung. Darüber hinaus benötigen Kupplungsausrücksysteme, Getriebeschaltungen, pneumatische Türbetätigungen bei Bussen, Antriebsschlupfregelsysteme und sogar SCR-Abgasreinigungsanlagen (zum Eindüsen der NOx-reduzierenden Harnstofflösung) für eine störungsfreie und zuverlässige Funktion trockene, saubere und ölfreie Druckluft.

Das Lufttrockensystem spielt daher eine äußerst wichtige Rolle. Und wie alle Filter, so gehört auch die Trocknerkartusche zu den klassischen Verschleißteilen eines Lkw oder Bus, welches regelmäßig zu erneuern ist. Mittlerweile verlangt dieser im Prinzip banale Service aber nicht nur das passende Ersatzteil, sondern bei immer mehr Nutzfahrzeugmodellen zusätzlich ein Diagnosegerät, um den Filtertausch fachgerecht erledigen zu können.

Ausgefeilte Technik im Inneren

Ein wesentliches Bauteil des Lufttrockners ist die wechselbare Trocknerkartusche. Auf den ersten Blick handelt es sich dabei – wie übrigens bei vielen anderen Filtern auch –um ein zunächst unspektakuläres Produkt, doch im Inneren der Kartusche steckt eine ausgefeilte Technik. Darüber hinaus gibt es Trocknerkartuschen in verschiedenen Ausführungen, wobei unter normalen Betriebsbedingungen meist die Basisausführung ausreicht. Für anspruchsvollere Einsätze gibt es Kartuschen mit besonderen Features, etwa einem zusätzlichen Koaleszenzabscheider. Prinzipiell gilt beim Ersatz die Empfehlung des Fahrzeugherstellers.

Die Hauptaufgabe des Lufttrockners besteht darin, die beim Verdichtungsvorgang im Luftpresser entstehende Kondensfeuchtigkeit zu reduzieren. Speziell bei winterlichen Temperaturen verhindert dies, dass wichtige Komponenten vereisen, nicht mehr korrekt funktionieren oder im Extremfall sogar ganz ausfallen.

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Herzstück der Luftrocknerkartusche ist das Granulat. Es nimmt an seiner Oberfläche Feuchtigkeit und Schmutzpartikel auf und schützt so die empfindlichen Komponenten des Druckluftsystems. 
Foto: Mahle
Herzstück der Luftrocknerkartusche ist das Granulat. Es nimmt an seiner Oberfläche Feuchtigkeit und Schmutzpartikel auf und schützt so die empfindlichen Komponenten des Druckluftsystems. 

Darüber hinaus verursacht Feuchtigkeit auch Korrosion, welche für empfindliche Systemkomponenten gefährlich werden kann. Vagabundieren zudem lose Schmutzpartikel, etwa Rostteilchen aus dem Druckluftspeicher oder metallischer Abrieb aus dem Luftpresser, durch das System, können Ventile in Schaltblöcken und EBS-Einheiten verstopfen oder ausfallen und gefährliche Fehlfunktionen bis hin zum Systemausfall hervorrufen – was schließlich die Fahrsicherheit beeinträchtigt

Fatale Feuchtigkeit

Feuchtigkeit macht sich auf verschiedene Weise im Druckluftsystem breit. Grundsätzlich ist sie als Wasserdampf in der Ansaugluft des Luftpressers enthalten. Die Menge variiert je nach Außentemperatur und relativer Luftfeuchtigkeit. Wird die Luft verdichtet, kann sie weniger Feuchtigkeit aufnehmen, was dazu führt, dass sich ein Teil der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit direkt als Wasser niederschlägt. Nässe fällt zudem aus, wenn die Luft abkühlt und den Taupunkt (auch: Drucktaupunt) unterschreitet.

Dabei können sogar dicke Wassertropfen entstehen. Man kennt diesen Vorgang übrigens vom Wetter in Form eines Regenschauers. Damit sich kein korrosionsförderndes Wasser bilden kann, muss also der Feuchtigkeitsgehalt der Druckluft so gering wie möglich gehalten werden. Üblicherweise begrenzt der Lufttrockner die relative Luftfeuchtigkeit in der Druckluftanlage auf rund 35 Prozent, unabhängig von der Temperatur der Ansaugluft.

Lufttrocknersysteme sind entweder ein- oder zweistufig ausgelegt, abhängig vom Fördervolumen und der Einschaltdauer des Kompressors. Ein Druckregler kann separat angeordnet oder integriert sein. Die vom Luftpresser erzeugte Druckluft passiert zuerst einen Filter, welcher Verunreinigungen wie kleine Öltropfen und Ölkohle absondert. Gleichzeitig kühlt die Luft schon an dieser Station etwas ab, wodurch ein Teil des Feuchtigkeit bereits dort kondensieren kann. Die herausgefilterten Verunreinigungen und das Kondenswasser sammeln sich in einer Vorentwässerungskammer.

Restfeuchtigkeit wird entzogen

Ist das System bis zum Abschaltdruck gefüllt, öffnet der Druckregler das Ablassventil und das Kondenswasser kann zusammen mit den ausgefilterten Verunreinigungen ins Freie entweichen. Die im System verbliebene Restfeuchtigkeit wird der Luft schließlich durch die Absorption in einem sogenannten Molekularsieb entzogen. Dieses besteht aus einem Trockenmittel in Granulatform. Diese porösen Partikel binden die in der Druckluft enthaltene Feuchtigkeit an ihrer Oberfläche.

Die Aufnahmefähigkeit des Granulats ist jedoch naturgemäß begrenzt, weshalb das Lufttrockensystem regelmäßig einen automatischen Prozess anstößt, um das Trockenmittel zu regenerieren. Man nennt diesen Vorgang „kaltregenerierenden Absorptionstrocknung“. Dabei wird ein Teil der komprimierten und entfeuchteten Luft auf atmosphärisches Niveau entspannt und anschließend in entgegengesetzter Richtung durch das Granulat geleitet. Dabei sinkt der Partialdruck des Wasserdampfes und die so entstehende extrem trockene Luft kann die im Granulat gebundene Feuchtigkeit aufnehmen.

Ist die Druckluftanlage bis zum Abschaltdruck gefüllt, öffnet der Druckregler das Ablassventil, so dass die Feuchtigkeit ins Freie entweichen kann. Ein Rückschlagventil verhindert dabei, dass Druckluft aus den Vorratsbehältern zurückströmen kann. Für eine möglichst lange Standzeit des Trocknergranulats erfolgt diese Regeneration mit bereits getrockneter Luft, auch „Rückspülung“ genannt, permanent während des Betriebs.

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Trocknerkartuschen gibt es in verschiedenen Ausführungen und von verschiedenen Herstellern. Bei normalen Betriebsbedingungen genügt Standardware, für extreme Anforderungen gibt es Kartuschen mit besonderen Features.
Foto: Winkler
Trocknerkartuschen gibt es in verschiedenen Ausführungen und von verschiedenen Herstellern. Bei normalen Betriebsbedingungen genügt Standardware, für extreme Anforderungen gibt es Kartuschen mit besonderen Features.

Eine weitere wichtige, aber häufig unterschätzte Aufgabe der Trockenmittelkartusche ist das Herausfiltern von Motoröl, welches zwangsläufig mit dem Luftstrom zirkuliert. In der vom Luftpresser geförderten Luft befinden sich nämlich kleinste Öltröpfchen. Verbinden sich diese mit Feuchtigkeit zu einer klebrigen Emulsion, können selbst geringe Mengen die Ventile verkleben, was im Extremfall ebenso fatale wie teure Systemausfälle verursacht. Blockiert das klebrige Gemisch das Ablassventil, hat dies eine konstante Leckage zur Folge. Kontaminiert die Emulsion schließlich das Filtermedium des Lufttrockners, nimmt dessen Effizienz drastisch ab und ein vorzeitiger, aber unnötiger Werkstattaufenthalt ist vorprogrammiert. Außerdem sollte man beim Trocknerservice nur hochwertige Kartuschen mit integrierter Ölabscheidung zu verwenden.

Austausch mit Diagnosetool

Eine neue Lufttrocknerkartusche ist vom Fahrzeughersteller in definierten Intervallen vorgeschrieben, unter extremen Betriebsbedingungen ist ein Austausch mitunter schon deutlich früher ratsam beziehungsweise notwendig. Die „normalen“ Wartungsintervalle richten sich entweder nach der Laufleistung respektive Betriebszeit des Motors beziehungsweise Luftpressers  – oder bei modernen Nutzfahrzeugen mit Wartungsanzeige nach dem „gezählten“ Luftverbrauch.

Die Funktion „Luftverbrauchszähler“ ist üblicherweise im Steuergerät der Druckluftversorgung oder im Wartungsrechner des Motorsteuergeräts beheimatet. Ist die im Steuergerät hinterlegte Gebrauchsdauer des Trocknerelements erreicht, bekommt der Fahrer vom Wartungssystem einen entsprechenden Hinweis im Display des Kombiinstruments. Überschreitet der vom Fahrzeughersteller hinterlegte Messwert die definierte Vorgabe, sollte die Trocknerkartusche schnellstmöglich ersetzt werden.

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Elektronische Luftaufbereitungsanlagen wie die EAC-Systeme von Knorr-Bremse müssen nach dem Einbau mit einem Diagnosesystem kalibriert werden. 
Foto: Knorr-Bremse
Elektronische Luftaufbereitungsanlagen wie die EAC-Systeme von Knorr-Bremse müssen nach dem Einbau mit einem Diagnosesystem kalibriert werden. 

Zum Auslesen und Zurücksetzen des Luftverbrauchszählers beim Service ist ein geeignetes Diagnosetool erforderlich. Nach dem Tausch muss der Luftverbrauchszähler mit dem Diagnosegerät wieder „genullt“ beziehungsweise nach Herstellervorgabe programmiert werden. Unter schwierigen Betriebsbedingungen kann es überdies durchaus sinnvoll sein, den Trocknerzustand auch zwischen den regulären Services mit dem Diagnosetester auszulesen.

Bei einem fachmännischen Lufttrocknerservice sollte der Werkstattfachmann zusätzlich immer auch die Entwässerungsventile an den Druckluftbehältern betätigen, um zu prüfen, ob diese ordnungsgemäß funktionieren. Zudem eliminiert er dadurch schädliches Wasser, bevor es im Druckluftsystem gefährlichen Schaden anrichten kann. Klaus Kuss

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