Lungenautomat

  Der Lungenautomat ermöglicht einer Person aus einer mitgeführten Druckluftflasche zu atmen und sich so längerfristig unter Wasser oder in einer nicht atembaren oder gar giftigen Atmosphäre aufzuhalten. Dazu wird die komprimierte Luft aus der Flasche durch den Lungenautomaten auf den in der Umgebung herrschenden Druck des die Person umgebenden Mediums angepasst. Lungenautomaten werden insbesondere beim Tauchen und bei Rettungskräften eingesetzt.

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Der Lungenautomat besteht aus einer (früher) oder zwei Stufen:

• Die erste Stufe reduziert den (maximalen) Flaschendruck von zumeist 200 bar oder auch (vor allem beim Pressluftatmer für die Feuerwehren) 300 bar auf einen Mitteldruck von ca. 8 bis 12 bar über dem Umgebungsdruck.
• Die zweite Stufe reduziert den Mitteldruck auf den Umgebungsdruck.

Entwicklungsgeschichte

Der erste Lungenautomat wurde zwischen 1942/43 von Georges Commeinhes und Emile Gagnan auf Anregung des bekannten französischen Meeresforschers Jacques-Yves Cousteau entwickelt und trug den Namen „Aqualung“.

Die ersten Lungenautomaten besaßen nur eine Stufe, die den Flaschendruck direkt auf Umgebungsdruck reduzierte. Bald darauf wurde aber das zweistufige Prinzip eingeführt, wobei anfangs beide Stufen in einem Gehäuse direkt an dem Pressluftflaschenventil angeschraubt waren. Die Luft wurde bei diesen Automaten durch zwei Gummifaltenbalgschläuche zu einem kleinen schmalen Mundstück geführt. Genauer: die Luft wurde durch einen der beiden Schläuche zum Mundstück geführt, und durch den anderen gelangte die in das Mundstück ausgeatmete Luft wieder nach hinten zum Lungenautomaten, wo sie dann einfach durch Gehäuselöcher ins Wasser abgeblasen wurde.

Dieses Prinzip hatte den Vorteil, dass das Mundstück sehr leicht war, und keine störenden Blasen vor der Maske des Tauchers aufstiegen. Vor allem bei Unterwasserfotographen und -filmern war das ein großer Vorteil. Der Nachteil war hauptsächlich, dass die zweite Stufe nur auf den Umgebungsdruck herunter regeln konnte, an dem der Automat sich gerade befand, und nicht auf den Umgebungsdruck des Mundstücks. Das hatte zur Folge, dass am Mundstück deutlich höherer Luftdruck anstand, wenn der Lungenautomat sich etwas tiefer befand, und umgekehrt ein deutlich spürbarer Unterdruck, wenn der Lungenautomat höher lag. Beim Tauchen hatte das den Effekt, dass dem Taucher beim Aufstieg fast die Lunge aufgeblasen wurde, und man beim (kopfüber) Abtauchen stark saugen musste.

Dieses Bauprinzip hat sich somit nicht weiter durchgesetzt, die zweite Stufe wanderte in das Mundstück, so dass die Atemluft mit dem Druck geliefert wird, der in unmittelbarer Umgebung des Mundes herrscht.

Funktionsweise

Das nun vorherrschende Bauprinzip sieht so aus:

Die erste Stufe wird direkt mittels eines DIN- oder INT-Anschlusses ans Ventil der Flasche geschraubt. Sie hat mindestens einen Anschluss für die zweite Stufe, meist aber sind mehrere Anschlussmöglichkeiten gegeben (z. B. für einen Ersatz der Zweiten Stufe, dem sogenannten Oktopus und die Tarierweste), wobei auch noch mindestens ein Hochdruckabgang für das Finimeter vorhanden ist, um zu sehen, wie hoch der Restdruck in der Flasche ist bzw. wieviel Luft diese noch enthält. Die erste Stufe besteht aus verchromten Messing oder rostfreiem Edelstahl.

Die zweite Stufe, die über einen Mitteldruckschlauch mit der ersten verbunden ist, besteht entweder aus Metall (auch Messing, Edelstahl) oder Kunststoff, oder einer Kombination aus beidem. Sie ist der Teil des Automaten, der über ein Mundstück in den Mund genommen wird.

Der Mitteldruck steht in dem Verbindungsschlauch an und wird im Mundstück über ein federbelastetes Ventil zunächst abgeschlossen. Die Federkraft ist so eingestellt, dass das Ventil nur so gerade eben dicht hält. Zusätzlich ist an dem Ventil ein kleiner Kipphebel befestigt, der bei leichter Betätigung das Ventil öffnet. Damit man das nicht manuell machen muss, was ziemlich umständlich wäre, ist in das Gehäuse des Mundstücks ein Teil der ansonsten festen Wandung durch eine Membran ersetzt (ein Ausatemventil gibt es auch noch, dazu später). Diese Membran steht nun zwischen dem Wasser außen und dem Mundraum des Tauchers. Wenn der Benutzer einatmet (also zunächst einmal nur ein wenig Luft saugt und damit im Mundstück einen Unterdruck erzeugt), dann bewegt sich diese Membran in das Gehäuse hinein und öffnet dadurch über den Kipphebel das Ventil – die Luft strömt ein, der Benutzer kann atmen.

Beim Ausatmen wird die Membran dagegen durch den nun herrschenden leichten Überdruck wieder nach außen gedrückt und der Kipphebel schließt das Ventil zum Mitteldruckschlauch wieder. Anstelle dessen öffnet sich nun ein Auslassventil, das meist aus einer simplen dünnen Gummi- oder Silikonmembran besteht, die in der Mitte gehalten ist, sich vor das Ausblasloch legt und es abdichtet, solange man einatmet. Ist diese Membran beschädigt, dann saugt man beim Einatmen ein wenig (oder viel) des umgebenden Mediums mit ein, was entweder nur störend oder aber sogar gefährlich sein kann. Bei Einsatz in giftiger Umgebung, ist dieser Defekt unbedingt zu vermeiden.

Eine weitere für Taucher wichtige Funktion kann noch in das Mundstück integriert werden: die Luftdusche. Das ist einfach ein Druckknopf oder Bereich am Gehäuse, über den man die Membran für das Einatmen (die mit dem Kipphebel dahinter) eindrücken und somit direkt den Kipphebel betätigen kann. Dann strömt schnell eine Menge Luft direkt aus dem Automaten. Wenn man das Mundstück im Mund hat, strömt der Luftüberschuss auch über das Ausatemventil direkt aus. Wenn man das Mundstück frei im Wasser hält, strömt die Luft meist direkt über den Teil, den man sonst im Mund hält, aus.

Das kann praktisch sein, wenn man einen Hebesack mit Luft füllen möchte, und schnell viel Luft von unten hineinblasen will.

An der ersten Stufe sind heutzutage beim Tauchen wenigstens vier Zubehörteile angeschlossen:

1. Die zweite Stufe
2. Der Oktopus (eine weitere zweite Stufe als Notfallersatz für den Partner oder einen selber) (Achtung! - gilt nur für warme Gewässer! In kalten Gewässern (Wassertemperatur kleiner 10°C) sollten immer zwei voneinander unabhängige Lungenautomaten an zwei separat absperrbaren Flaschenventilen benutzt werden wegen möglicher Vereisung der ersten Stufe)
3. Der/die Inflatorschläuche für die Tarierweste (Jacket) und/oder Trockentauchanzug. (Ausrüstungsgegenstände die es dem Taucher ermöglichen im Wasser zu tarieren und so den Auftrieb positiv, negativ oder neutral einzustellen.)
4. Ein Finimeter (ein Manometer welches dem Taucher den verbleibenden Luftvorrat in der Flasche anzeigt, ähnlich der Tankanzeige im Auto. „Fini“ kommt von „Ende“). Das Finimeter kann in einer Konsole untergebracht sein, die weitere Instrumente enthalten kann, zum Beispiel Tiefenmesser, Kompass oder einen Tauchcomputer.

Moderne Lungenautomaten sind ausfallsicher aufgebaut, das heißt, sie unterbrechen die Luftzufuhr im Falle des Versagens nicht, sondern lassen die Luft kontinuierlich ausströmen.

Ein weiter Bestandteil vieler Geräte bildet der Blasenabweiser, welcher ein vergrößertes Ausatemventil darstellt. Dieser dient dazu, dass die ausgeatmete Luft weit hinter der Tauchmaske entweicht, so dass der Taucher stets blasenfreien Blick hat. Besonders beim Fotografieren oder Filmen ist dies sehr praktisch.

Varianten

Der Lungenautomat für Pressluftatmer, wie er unter anderem auch bei der Feuerwehr verwendet wird, unterscheidet sich zwar im Aussehen von dem für Taucher, erfüllt jedoch die selbe Funktion. Hier wird der Lungenautomat nicht in den Mund genommen sondern direkt an die Atemschutzmaske angeschraubt. Für die Feuerwehr-Taucher werden ebenso Vollgesichtstauchmasken eingesetzt. Das Ausatemventil ist hierbei im Lungenautomat integriert. Es gibt die Ausführung als Normaldrucktechnik und als Überdrucktechnik. Bei der Normaldrucktechnik entspricht der Luftdruck in der Maske etwa dem Umgebungsdruck; bei der Überdrucktechnik liegt er geringfügig über dem Umgebungsdruck, um bei einer (auch nur vorübergehenden) Undichtigkeit der Maske das Eindringen von giftigen Gasen zu verhindern. Der Nachteil besteht zum einen darin, dass dabei Luft in die Umgebung entweicht. Auf der anderen Seite erhöht sich der notwendige Ausatemdruck, da das Ausatemventil, welches den Überdruck erhält, überwunden werden muss.

Siehe auch: Atemschutzkompressor, Atemwiderstand, Portal:Feuerwehr, Scuba, Portal:Tauchen