„Kreislauftauchgerät“ – Versionsunterschied

Rebreather nennt man Kreislaufgeräte, die für die Atmung beim Tauchen und als Atemschutzgeräte bei Feuerwehr, Katastrophenschutz, Militär usw. eingesetzt werden.

Rebreather

Einordnung

Alle Kreislauftauchgeräte haben gemeinsam, daß die Ausatemluft in einem flexiblen Behälter (Gegenlunge) aufgefangen wird. Das Kohlendioxid wird chemisch in einem Atemkalkbehälter (Scrubber) gebunden, und der metabolisierte Sauerstoff ersetzt. Bei den Arbeitsweisen unterscheidet man:

Vollgeschlossene Kreislauftauchgeräte

(engl.: closed circuit rebreather - CCR)

"Fully closed" (geschlossener Kreislauf) bedeutet das der verbrauchte Sauerstoff durch reinen Sauerstoff ersetzt wird. Auf Tauchtiefen auf denen nicht mehr reiner Sauerstoff geatmet werden kann dient ein Füllgas (Diluent) dazu den Sauerstoffpartialdruck ($ppO_{2}$) im zulässigen Bereich zu halten. Die Überwachung/Steuerung des Sauerstoffpartialdruckes erfolgt mechanisch, elektronisch, mit mindestens 3 Sauerstoff-Sensoren, oder kryogenisch (chemisch) mit Hilfe der Gasgesetze.

Für geschlossene Tauchgeräte gilt, dass sie einen relativ konstanten $ppO_{2}$ im Kreislauf aufweisen, also einen variablen $fiO_{2}$ welcher mit wachsendem Umgebungsdruck abnimmt. Bei halb geschlossenen Kreislauftauchgeräten nimmt hingegen der $ppO_{2}$ mit der Tiefe zu.

Mechanisch (volumengesteuert)

Die Urform des Rebreathers war das Sauerstoff-Kreislaufgerät. Verringert sich das Gasvolumen in der Gegenlunge (durch Verbauch oder Druckerhöhung), wird ein Ventil betätigt und Sauerstoff eingeleitet. Der Nachteil besteht in der geringen Einsatztiefe (max.6 - 10m) von reinem Sauerstoff.

Elektronisch

Der Sauerstoffgehalt (Partialdruck) des Atemgases wird mit Sensoren überwacht. Elektronisch gesteuerte Magnetventile leiten Sauerstoff bzw. Verdünnungsgas (Diluent) ein. Vorteil: Der prozentuale Sauerstoffanteil des Atemgases wird automatisch an die aktuelle Tauchtiefe angepasst.

Chemisch

Der Scrubber enthält einen Compound, der bei der Bindung von Kohlendioxid Sauerstoff freisetzt. Da diese chemischen Reaktionen von der Betriebstemperatur abhängig sind und deshalb eine ausreichende Sauerstoffversorgung nicht garantiert ist, haben sich diese Geräte nicht durchgesetzt.

Halbgeschlossene Kreislauftauchgeräte

(engl.: semiclosed rebreather - SCR)

"Semi closed" (halb geschloßen) bedeutet das im Kreislauftauchgeät der verbrauchte Sauerstoff unter Zuhilfenahme einer Mischgasquelle ersetzt wird. Diese Geräte erlauben Tauchtiefen die größer sind als dies mit reinem Sauerstoff möglich wäre. Die Gaszusammensetzung wird dabei vorher entsprechend des beabsichtigten Tauchganges gewählt.

Geschichte

Wichtige Eregnisse in der Geschichte des Kreislauftauchgerätes

15xx

Im sechzehnten Jahrhundert wurden in England and Frankreich die die ersten Helmtauchanzüge in Tiefen von bis zu 20m eingesetzt. Als Atemgas wurde, per Handpumpe an der Oberfläche, Luft zugeführt. Bald wurden die Helme aus Metall gefertigt, sowie größere Tiefen aufgesucht. Diese Helmtauchgeräte waren bereits eine Art Kreislauftauchgeräte, wenngleich ihre Atemgasversorgung rein oberflächengestützt war und CO2 noch nicht chemisch gebunden, sondern ausschließlich ausgespült wurde.

1680

Giovanni Borelli hat die Idee ein geschlossenes Atemgerät zu bauen. Seine Idee (die so leider nicht funktionieren konnte) war es, die Luft durch ein von Seewasser gekühltes Rohr zirkulieren zu lassen, er erhoffte sich davon alle Verunreinigungen an der Innen-Wandung des Rohres kondensieren lassen zu können. Ersetzt man jedoch das Seewasser durch unter (kostantem absoluten) Druck stehenden flüssigen Stickstoff und hat in diesem einen Tank mit flüssigem Sauerstoff dessen Gasphase in Verbindung mit dem Atemkreislauf steht, so hat man einen kryogenen Rebreather, der tatsächlich funktioniert. Das CO2 wird dabei an der Wand des Stickstoff-Tanks (der auch die Temperatur des Sauerstoff-Tanks konstant hält) ausgefroren, der Sauerstoff-Partialdruck wird duch die Gasphase über dem flüssigen Sauerstoff konstant gehalten. Der konstante $N_{2}$-Druck über dem flüssigen Stickstoff bedeutet eine konstante Siede-Temperatur, somit wird auch die Temperatur im $O_{2}$-Tank und damit der $ppO_{2}$ konstantgehalten

1726

Stephen Hale setzt den ersten CO2-Absorber ein, ein mit Weinstein und Seewasser getränktes Handtuch im Inneren eines Helmes für Grubenrettungsgeräte.

1774

J. F. Zöllner schlägt vor, reinen Sauerstoff zum Tauchen zu verwenden.

1777

Ein Schwede namens Scheele entdeckt, dass Bienen in einem geschlossenen Behälter am Leben blieben, wenn man eine Schüssel mit Kalkwasser hineinstellte, die das CO2 ausfilterte.

1825

William H. James hat den Einfall, einen Druckbehälter in der Form eines Gürtels am Bauch des Tauchers anzubringen und ihn daraus autonom - ohne Verbindung zur Oberfläche - atmen zu lassen; Leider hatte er keine Idee wie er den Fülldruck auf Umgebungsdruck hätte reduzieren können.

1847

Regnault und Reiset machen die Entdeckung, dass Hunde in einer versiegelten Kammer am Leben bleiben, wenn Sauerstoff hinzugefügt und CO2 entfernt wird.

1876

In diesem Jahr beginnt die eigentliche Geschichte des Kreislaufgerätes. Zwar kann man alle bisherigen Geräte als Rebreather bezeichnen (in diesem Fall Pendelatmer), allerdings wurde bei keinem dieser Geräte das Atemgas durch einen Kreislauf geatmet.

Henry Fleuss, ein (deutscher) Offizier der Englischen Handelsmarine, beginnt mit der Entwicklung eines Sauerstoff-Kreislauftauchgerätes. Er verwendete kein Mundstück im heutigen Sinne, sondern eine Gummimaske. Der Sauerstofftank bestand aus Kupfer. Als Scrubber verwendete er ein mit einer Ätzkalk-Lösung getränktes Seilknäul. Zuerst testete er sein neues Gerät eine Stunde in einem Wassertank, später tauchte er damit in einer Bucht bis zu 5,5m tief. Henry Fleuss wurde so zum ersten "SCUBA-Diver". Dasselbe System wurde später mehrfach eingesetzt, um Minenarbeiter aus überfluteten Tunneln zu retten. Die Weiterentwicklung führte zu einem Gerät, welches 1905 als Rettungsgerät zum Verlassen von Unterseebooten eingesetzt wurde.

1879

Dieses wird Gerät das erste Mal für eine Stunde in einem Wassertank getestet, später auch in einer Bucht mit bis zu 5,5 m Tiefe.

1881

Khotinsky und Simon Lake lassen sich die Verwendung von Bariumhydroxyd als Scrubber für Rebreather patentieren.

1904

Siebe Gorman läßt sich Oxylite patentieren. Dabei handelt es sich um eine Mischung aus KO2 und Na2O2, die Sauerstoff abgibt, wenn sie mit Wasser oder CO2 reagiert.

1907

Die Medizintechnikfirma Dräger stellt ihren ersten U-Boot-Tauchretter her. Die Firma Dräger entwickelte sich seit ihrer Gründung 1889 bis heute zu einem der marktführenden Rebreather-Hersteller.

1911

Dräger macht erste Versuche mit einem Kreislauf-Helmtauchgerät

1912

Bernhard und Heinrich Dräger stellen den frei tragbaren, schlauchlosen Dräger-Tauchapparat vor. Auf den ersten Blick war es kaum von den üblichen Helmtauchgeräten zu unterscheiden, allerdings fehlte der Luftschlauch. Auch das Rückengewicht fehlte, an dessen Stelle waren zwei Sauerstoffflaschen und der Absorber angebracht.

1913

Dräger macht Tieftauchversuche mit Kreislauf-Tauchgeräten. Am 17.Juli führt ein 40-minütiger Tauchgang im Tauchturm erfolgreich auf 9 bar (80m).

1914

Dräger konstruiert einen selbstmischenden (Sauerstoff-Luft-)Rebreather für Tauchtiefen bis 40m.

1938

Jacques-Yves Cousteau ist einer der ersten, die Sauerstoff-Kreislaufgeräte zum Tauchen einsetzen wollen. Nach zwei Tauchgängen, die beide mit einer Sauerstoffvergiftung endeten, verlor er das Interesse an diesen Tauchgeräten.

1939

Dr. Christian Lambertsen erfindet die Lambertsen Amphibious Respiratory Unit (LARU).

1942

Hans Hass entwickelt mit dem Oberingenieur Hermann Stelzner bei Dräger aus der Gegenlunge das "Schwimmtauchgerät". Siebe-Gorman stellt das Salvus ANS-Sauerstoffkreislaufgerät vor, dessen Atemsack auf dem Rücken in Form eines Rucksacks getragen wurde.

1957

Das bekannte IDA-71 erscheint, ein chemisches Mischgas-Kreislauftauchgerät (CCCR) aus der UDSSR.

1959

Das Trimix-Kreislaufgerät IDA-59M wird als U-Bootretter für Tiefen bis 300m entwickelt.

1984

Dräger Tieftauchsystem CCBS für Tauchtiefen bis 600m.

1998

Die britische Firma Ambient Pressure Diving bringt den Inspiration (vormals Buddy Inspiration Rebreather) auf den Markt, einen der derzeit meistgenutzten Rebreather.

1999

Mares bringt den Azimuth auf den Markt.

2000

Ambient Pressure Diving bringt den Evolution heraus.

2001-

Es wird weiterhin an Rebreathern geforscht und jährlich werden neue Modelle präsentiert.

Weblinks

Rebreathers.de

Rebreather World

Ambient Pressure Diving

Dräger Diving