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Dr. R. GROSSMANN, Ing. J. ZIMMERMANN
POSEIDON 10-11/1976
Lungenautomaten für Tauchgeräte - Anforderungen und Leistungen
Mehr als 30 Jahre sind vergangen seitdem die Franzosen Cousteau und Gagnan das leichte
autonome Drucklufttauchgerät (DTG) mit lungenautomatischem Ventil entwickelten. Dieses
Gerät war Ausgangspunkt für die Entwicklung des Tauchsports in der Welt. Auch in der
Berufstaucherei, in der Forschung und im Militärwesen fand es Eingang und stellt heute
ein unentbehrliches Hilfsmittel dar. Besonders, nachdem mit der Entwicklung von
Konstantvolumen-Taucheranzügen und der wahlweisen Luftversorgung über Schlauch auch
längere Tauchzeiten möglich wurden. Die Vorteile gegenüber dem herkömmlichen schweren
Helmschlauchtauchergerät - geringe Masse, wahlweise Schwimm- und Grundtauchereinsätze,
weniger Hilfspersonal, kürzere Ausbildung, geringe CO2-Belastung - ließen die Nachteile
- fehlende Kopffreiheit und schlechtere Sprechverständigung - zurücktreten (allerdings
ist die Entwicklungstendenz zu kleinen Helmen, meist aus Plast, für leichte Geräte
unübersehbar).
Ein Nachteil, der besonders bei höherer Körperbelastung und in größeren Tiefen
wesentlich ist, liegt in der erschwerten Atmung. Zu der bei jeder Tauchergeräteart
vorhandenen Belastung durch die mit der Tiefe wachsende Dichte des Atemgases kommt beim
DTG noch eine erhebliche weitere Belastung hinzu, die durch den Atemwiderstand und die
begrenzte Durchlaßfähigkeit des Lungenautomaten mit Atemanschluß verursacht wird.
Obwohl sich das Grundprinzip des LA kaum verändert hat, gibt es eine Vielzahl von
Weiterentwicklungen und Modifikationen mit oft erheblicher Variantenbreite der Leistung.
Tatsacne ist, daß kaum ein Produzent echte Angaben über die Leistungsfähigkeit des
betreffenden Automaten macht, oft wird nicht einmal die maximale Einsatztiefe begrenzt
oder empfohlen. In Auswertung der internationalen Literatur zur Einschätzung der
Leistungsfähigkeit von Lungenautomaten muß festgestellt werden, daß es bisher kaum
gelungen ist, begründete Leistungskriterien zu finden. Besonders deutlich kommt das in
der Verschiedenheit der in den einzelnen Ländern bestehenden Standards zur Testung und
Zulassung von LA zum Ausdruck. Obwohl bereits viele Detailprobleme bei
Leistungsparametern, deren Auswirkungen und Beeinflussung auf dem Gebiet der
Atemschutzgeräte bekannt und gelöst sind, fehlen Untersuchungen, die die Besonderheiten
der LA der Tauchergeräte berücksichtigen, fast ganz.
1. Die Leistungsparameter von Lungenautomaten
Zur Einschätzung der Leistungsfähigkeit eines Lungenautomaten werden allgemein die
beiden Kennwerte
- Atemwiderstand (mm Ws; Pa)
- Gasmassendurchsatz (NL/min) herangezogen.
Diese beiden Größen werden in eine Vielzahl unterschiedlicher Kriterien eingearbeitet.
Das Ideal, „ein Lungenautomat soll einen maximalen Durchfluß an Gasmasse bei
minimalem Atemwiderstand in jeder möglichen Einsatztiefe garantieren", ist keine
reale Forderung an Konstrukteure und Hersteller. Nur „Superautomaten" zu
realisieren, wäre wenig sinnvoll und unökonomisch. Die Leistungen des Lungenautomaten
müssen aber gewissen Anforderungen genügen, die aus arbeits- und tauchphysiologischen
Untersuchungen entsprechend dem Einsatzgebiet des Lungenautomaten abgeleitet wurden.
Daneben spielen Fragen der Störungssicherheit, Servicefreundlichkeit und Gebrauchsdauer
(wobei unserer Meinung nach 200 Stunden bis zu größeren Instandsetzungen als gut und
weniger als 100 als nicht diskutabel anzusehen sein dürften), sowie Herstellungskosten
eine wesentliche Rolle.
2. Einige Kriterien zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Lungenautomaten bei
Tauchergeräten und ihre kritische Wertung
2.1. DDR
In der DDR gibt es z. Z. keine DDR- oder Fachbereichsstandards über Umfang und
Durchführung von Tauchergeräteprüfungen. Werkstandards des VEB Medizin- und
Labortechnik fordern für Zweischlauchautomaten bei 30 l/min Beatmung mittels künstlicher
Lunge maximal + 60 mm WS Atemwiderstand und eine Mindestdurchflußmenge von 500 l/min (bei
mechanischem Offenhalten des Lungenautomaten, ohne Atemschläuche). Für
Einschlauchautomaten betragen die Werte 50 mm WS und 400 l/min. Tiefenbegrenzungen werden
aus Atemwiderstandswerten nicht abgeleitet.
Als vom Gesetzgeber weiterhin zugelassene Prüf- und Zulassungsstelle fordert die
Gesellschaft für Sport und Technik (GST) einen maximalen Atemwiderstand von 80 mm WS bei
kontinuierlichem Entnahmestrom von mindestens 250 NL/min (Messung unter Umgebungsdruck von
1 at / 760 Torr). Diese Kriterien sind einfach gestaltet und gestatten demzufolge eine
sehr billige und schnelle Testung von Lungenautomaten. Sie sind aber relativ wenig
aussagekräftig und müssen mehr als Funktionstest, nicht aber als Leistungskriterium
angesehen werden. Das Verhalten der Automaten unter höherem Umgebungsdruck bleibt völlig
unberücksichtigt. Ein Luftverbrauch von 30 l/min entspricht einer Unterwassertätigkeit
mit geringster Belastung, und eine Durchflußmessung mit kontinuierlichem Entnahmestrom
stellt keine Approximation für eine sinusähnliche Beatmungskurve dar.
2.2. CSSR
Der CSSR-Standard (staatliche Prüfordnung SZ 212) sieht neben
Atemwiderstandsmessungen bei verschiedenen Entnahmeströmen und Umgebungsdrücken auch die
Gewährleistung einer einsatztiefeabhängigen minimalen Luftlieferleistung vor. Im
einzelnen wird gefordert:
Der Atemwiderstand darf zwei der Werte nicht überschreiten
350 Pa (34 mm Ws) bei v = 100 l/min,
570 Pa (56 mm Ws) bei v -= 170 l/min,
850 Pa (83 mm Ws) bei v = 200 l/min
unter Normaldruck;
ebenso unter Überdruck 5 at abs:
400 Pa (39 mm Ws) v = 100 l/min
620 Pa (60 mm Ws) v = 170 l/min
900 Pa (88 mm Ws) v = 200 l/min
Aus dem Mindestdurchsatz wird die maximal zulässige Tauchtiefe abgeleitet: (Auszug)
190 l/min 0,2 MPa (20,4 m Ws)
240 l/min 0,45 MPa (46 m Ws)
300 l/min 0,6 MPa (61 m Ws)
400 l/min 0,7 MPa (71,7 m Ws)
Diese Kriterien für die Leistungsfähigkeit müssen von der Anlage her als qualifiziert
eingeschätzt werden. Neben dem Überprüfen des „Tiefenverhaltens" des
Lungenautomaten wird hier die zulässige Tauchtiefe von der Durchsatzmenge begrenzt.
Negativ ist die ausschließliche Verwendung konstanter Entnahmeströme und die unserer
Meinung nach zu geringe Mindestdurchsatzforderung entsprechend den Tauchtiefen.
2.3. US-Militär-Spezifikation
Lungenautomaten werden für den Einsatz in den US-Streitkräften dann zugelassen,
wenn bei Atemwiderstandsmessungen unter Umgebungsdruck von 1 atm bei verschiedenen
kontinuierlichen Entnahmeströmen die Grenzkurve A in Bild 1 nicht überschritten wird.
 Grenzkurve
B wird durch die New-Zealand Spec. gefordert. Diese Standards sehen zwar entsprechend der
physikalischen Realität die Abhängigkeit des Aternwiderstandslimits von den
Entnahmeströmen vor, berücksichtigen aber nicht das Verhalten des Lungenautomaten unter
höherem Umgebungsdruck.
2.4. Prüfmethoden der „Stiftung Warentest" (BRD)
Als Leistungskriterium wird hier ebenfalls der durchschnittliche Atemwiderstand
verwendet. Es wurden mit jedem Lungenautomaten 12 Aternwiderstandsmessungen durchgeführt
und das arithmetische Mittel dieser Werte als Kenngröße verwendet. Dabei wird folgende
Bewertung vorgenommen:
durchschnittlicher
Atemwiderstand/ Bewertung
bis 100 mm Ws sehr gering
100-250 mm Ws gering
250-350 mm Ws etwas hoch
350-400 mm Ws hoch
über 400 mm Ws sehr hoch
Die Atemwiderstandsmessungen erfolgten in Abhängigkeit von Durchfluß, Tauchtiefe und
Luftvorratsdruck. Dabei wurden jeweils Ein- und Ausatemwiderstand getrennt gemessen. In 10
m Tauchtiefe werden die Atemwiderstandswerte bei jeweils 25 at und 100 at Vorratsdruck
für die Atemvolumina 30 l/min und 50 l/min (Beatmung) gemessen, während in 40 m
Tauchtiefe für den Vorratsdruck von 100 at Ü bei den gleichen Beatmungsbedingungen
gemessen wurde.
Mit dieser Testmethode wird versucht, den Atemwiderstand unter tatsächlichen
Einsatzbedingungen, d. h. vor allem tiefen- und durchflußabhängig zu bestimmen. Es
erscheint allerdings die Annahme eines maximalen Atemminutenvolumens von 50 l/min nicht
ausreichend.
3. Auswirkungen des Atemwiderstandes
Nach unseren Erfahrungen ist der Einfluß des Atemwiderstandes und Geräte-Totraumes
auf das Unfallgeschehen bisher nicht in seiner ganzen Tragweite berücksichtigt worden.
Neben den Kälteeinflüssen dürfte ursächlich dem Atemwiderstand führende Bedeutung
zukommen. Das überwiegend als Unfall- oder Todesursache angegebene Ertrinken bei
Sporttauchern dürfte in der Mehrzahl auf Versagen des Atmungs- und Herz-Kreislauf-Systems
beruhen, verursacht oder zumindest entscheidend beeinflußt durch erschwerte Atmung und
ungenügenden Gaswechsel.
MILES nennt diese Unfälle an zweiter Stelle seiner Einschätzung. Bei Arbeit unter
Normalbedingungen wird die Ausdauerleistungsfähigkeit durch die Atem-Herzleistung
begrenzt. Mit zunehmender Tiefe und wachsendem Atemwiderstand ändert sich dies,
begrenzender Faktor wird der Atemgasaustausch. Die durch Atemschwierigkeiten bedingte
Einschränkung anstrengender Arbeiten ist für den Taucher gefährlich, da sie zusätzlich
zu der physiologischen Wirkung der CO2-Retention zu einer Panik führen kann. Zusätzlich
ist damit ein früherer Beginn des Tiefenrausches verbunden. Nach der von SOLOWJOW
vorgenommenen Einteilung der Auswirkung von Atemwiderstand und Totraum bei physischer
Arbeit (unter Atemschutzmasken) kommt es zu folgendem Verlauf:
 1.
Kompensation
Der Mensch bewahrt seine Arbeitsfähigkeit durch verstärkte Arbeit des
Atem-Kreislaufsystems. Der Gaswechsel ist nicht gestört, die Sauerstoffaufnahme des
Organismus wird sichergestellt durch verstärkte Ventilation und ansteigendes
Herzminutenvolumen. Kommt es zum Ansteigen der Atemfrequenz und Sinken der Atemzugtiefe,
um den erhöhten Gaswechsel sicherzustellen, macht sich der Totraum verstärkt negativ
bemerkbar, der Atemwiderstand steigt extrem an und Atem- sowie Herz-Kreislaufsystem werden
überfordert.
2. Dekompensation infolge ungenügender Oxygenation des Blutes und Verlust der
Arbeitsfähigkeit.
SOLOWJOW betont die Abhängigkeit der Kompensationsphase von der individuellen
Trainiertheit an Arbeit unter den Bedingungen erschwerter Atmung.
Unter den Bedingungen erhöhten Umgebungsdruckes, daraus resultierender höherer
Atemgasdichte, verstärkter Auskühlung und psychischer Anspannung ist jeder
Unterwasseraufenthalt an sich schon physischer Arbeit gleichzusetzen. Bei zusätzlicher
äußerer Arbeit (Schwimmen, Unterwasserarbeit, im Extremfall Havariearbeit) wachsen
Sauerstoffbedarf und CO2-Produktion stark an (Tabelle 1). Durch ungenügenden Gaswechsel
kommt es trotz ausreichenden Luftvorrates und normal funktionierenden Lungenautomaten zu
Atemnot und in deren Folge oft zu panikartigem Verhalten. Ist Vorbeugung durch
Einschränkung der Arbeit im Normalfall möglich, führt dies im Notfall (z. B. bei
Befreiung aus UW-Hindernissen, bei der Hilfeleistung für andere Taucher usw.)
zwangsläufig zum Unfall. Diese Panik ist willensmäßig nicht beherrschbar. Besonders
gefährdet sind Taucher mit ungenügender Anpassung zur Atmung unter erschwerten
Bedingungen, schlechtem allgemeinen physischen Trainingszustand, auch Menschen, die
ständig hoher psychischer Belastung unterliegen, und Taucher im höheren Lebensalter.
Beispiele:
1. Taucher, 26 Jahre, Neoprene-Naßanzug, DGT Hydromat 2 X 7l mit Halbmaske, Wassertiefe
21 m, Strömung etwa 0,5 m/s, Wassertemperatur 6 °C, Sicht unter Wasser 2 m.
Nach etwa 15 min Tauchzeit mit Schwimmen gegen die Strömung in Grundnähe / subjektiver
Eindruck erschwerter Atmung / Atemnot trotz ausreichenden Luftvorrates, durch kurze
Ruhepause keine Verbesserung, nach beschleunigtem Aufstieg zur Oberfläche sofort
Normalisierung.
 2. Taucher, 29 Jahre, Konstantvolumenanzug, DGT 3x7l mit Zyklon-Super,
Mundstück, Wassertiefe 47 m, unbedeutende Strömung. Sicht/ Temperatur: in Grundnähe 0 m
/ 6 °C, Oberfläche 8 m 16 °C.
Nach rund 10 min Arbeit auf Grund subjektiv leichte Atemnot trotz ausreichenden
Luftvorrates, bei langsamem Rückzug keine Verbesserung, nach schnellem Auftauchen auf 12
m Tiefe vollständige Normalisierung.
In beiden Fällen handelt es sich um Taucher mittleren Trainingszustandes mit
mehrjähriger Praxis. Die Kennwerte der Lungenautomaten entsprachen der Herstellernorm.-
3. Taucher, 37 Jahre, Neoprene-Naßanzug, DTG 2x7 l Hydromat mit Mundstück, Wassertiefe
40 m, Strömung 0, völlig unbewegte See, Wassertemperatur 6 °C, Sicht Oberfläche 12 m,
Grund 2 m (dunkel).
Nach dem Abstieg am Grundtau und normaler Verständigung mit dem Tauchpartner reagierte
der Taucher kurze Zeit später nicht mehr auf Handzeichen und zeigte unkontrollierte
Bewegungen. Das sofort begonnene Auftauchen verzögerte sich auf halber Tiefe durch die
sich um das Grundtau wickelnde Signalleine. Nach Zerschneiden der Leine durch den zweiten
Taucher brachte dieser den schon Bewußtlosen an die Oberfläche, hier hielt der Taucher
das Mundstück nicht mehr im Mund, Atem- und Herzstillstand. Sofortige ärztliche Hilfe
blieb erfolglos.
Der Luftvorrat war ausreichend, der Lungenautomat zeigte bei der anschließenden
Überprüfung subjektiv einen erhöhten Atemwiderstand, Messungen erfolgten nicht. Der
Taucher besaß eine gültige Tauglichkeitsuntersuchung, war relativ untrainiert und hatte
vor dem Tauchen unter beruflich bedingter starker psychischer Anspannung gestanden.
4. Anforderungen an den Luftdurchsatz
Die Auslegung des Lungenautomaten muß so erfolgen, daß er den Benutzer auch bei
Schwerstarbeit bis zur zugelassenen Wassertiefe so mit Luft versorgt, daß die Atmung
weitestgehend normal funktionieren kann. Das Atemminutenvolumen (AMV, pro Minute
ventiliertes Volumen (v4) ist belastungsabhängig. Bei gleichbleibender Belastung des
Tauchers ist seine Größe nur unbedeutend von der jeweiligen Tiefe abhängig.
Untersuchungen von Alnor und Mitarbeitern zeigten eine wesentliche Abhängigkeit des Atemgrenzwertes
(AGW) von der Tauchtiefe (bei Luftatmung).
 Durch die mit der Tiefe ansteigende Dichte der Luft wächst der turbulente
Widerstand, wird die Ventilation erschwert. Während das AMV bei steigender Atemarbeit
beibehalten werden kann, verringert sich die Ventilationsreserve (AGW - AMV). Das führt
zu einer wesentlichen Einschränkung der Belastungsfähigkeit. MILES spricht von einer
Verringerung des AGW in 30 m Tiefe auf 50 Prozent. Eigene Untersuchungen ergaben, daß bei
Atmung durch Lungenautomaten an der Wasseroberfläche der AGW nur unwesentlich (2%)
verringert ist, in 40 m Tiefe wurden jedoch nur 38% erreicht. Allerdings scheint uns der
AGW-Normalwert von 100 l/min bei 1 at zu gering zu sein. Der Lungenautomat muß die
Luftversorgung bis zur Höhe des AGW gewährleisten. Die Einschränkung der Luftmenge
entsprechend der Verringerung der Lungenventilation durch höhere organische
Atemwiderstände kann dabei berücksichtigt werden. Weitere Einschränkungen, z. B. für
bestimmte Nutzerkreise, sind nicht zweckmäßig. Jeder, auch ein Sporttaucher, kann unter
Wasser in die Lage versetzt werden, Notarbeit leisten zu müssen und wird dann
zwangsläufig einen Unfall erleiden, wenn sein Lungenautomat die Anforderungen an
Ventilationsmenge und Atemwiderstand nicht erfüllt.
 Über den Luftverbrauch (02-Bedarf) in Abhängigkeit von der Arbeit
gibt es relativ umfangreiche Angaben (u. A. Stelzner, Tauchertechnik; Haux, Tauchtechnik;
Leers, Die Atmung beim Tauchen u. a.). Wir beziehen uns hierbei auf die Feststellungen von
Sergejew, Anischenko, Kurenkow, die unter den Bedingungen der Tauchpraxis an einer
Vielzahl von Versuchspersonen ermittelt wurden. (Tabelle 1, Bild 4)
Das AMV bei Sporttauchern wurde aus den Angaben über 02-Aufnahme mit vx: vo2 = 22 bis 25
errechnet. Die Werte stimmen mit den von uns ermittelten gut überein. Das Verhältnis vx
: vo2 ist im wesentlichen belastungs- und trainingsabhängig. Bei untrainierten Personen
kann es Werte über 30 erreichen.
Die zeitabhängige Funktion der Volumengeschwindigkeit folgt der periodischen
Atemkurve. Nimmt man einen sinusförmigen Verlauf der Atemkurve an, so treten zeitliche
Spitzenwerte des Atemluftstromes vmax mit vmax = pi • vx auf. Der Lungenautomat muß
also in der Lage sein, etwa dreimal größere Volumenströme als es das AMV angibt, zu
ermöglichen.
Betrachtet man dabei die Gasmasse, die die Ventile des Lungenautomaten passieren lassen
müssen, ergeben sich z. B. für 60 m Tiefe Werte von über 800 Normliter/min (NI/min).
Die Bemessung der freien Querschnittsflächen der Düsen muß nach dem maximalen
Gasmassestrom (NI/min) erfolgen. Dieser kann aus dem AMV und der Tauchtiefe errechnet
werden. Die Gewährleistung eines entsprechenden Gasmassestromes ist nur möglich, wenn an
allen Ventilen überkritische Druckverhältnisse herrschen. Dies ist für die 2. Stufe in
größeren Tiefen nur bei einem ausreichend hoch eingestellten Zwischendruck garantiert.
Nur wenige auf dem internationalen Markt angebotenen Lungenautomaten erreichen diese
Werte.
5. Der Einfluß von Tauchtiefe und Atemminutenvolumen
auf die Leistungsparameter der Lungenautomaten
Ein Lungenautomat stellt ein Regelorgan für den Gasmassestrom und den Atemgasdruck dar.
Für den Atemwiderstand eines LA sind vier Komponenten wesentlich:
1. tiefenabhängige Änderung des Gasmassestromes bei konstantem AMV,
2. tiefenabhängige Änderung der Kräfteverhältnisse an den Schließelementen der
Ventile bei konstantem AMV,
3. die Änderung der (tiefen-)dichteabhängigen Strömungswiderstände bei konstantem AMV,
4. Änderung des AMV.
Die hier auftretenden Zusammenhänge nur kurz zusammengefaßt:
• das günstigste Verhalten zu (1) zeigen Kegeldichtsysteme, es folgt das meist noch
verwendete Krater-Schließbolzensystem, am weitaus ungünstigsten sind
Ventilteller-Kipphebelausführungen,
• der Einfluß von (2) ist relativ gering, günstiger sind mit dem Druck schließende
Ventile als solche, die gegen den Druck schließen,
• der Einfluß der Dichte des Atemgases auf den AW (3) ist relativ gering,
• das Anwachsen des Atemwiderstandes infolge Steigerung des AMV (4) macht sich
besonders bei LA mit Faltenschläuchen ungünstig bemerkbar,
• eine weitere Beeinflussung des AW ergibt sich durch die Verwendung von
Venturi-Düsen (Injektor) und durch in den letzten Jahren Anwendung findende
Servomechanismen (Micronic-Regler).
Die Analyse der Abhängigkeit des AW vor AMV und Tauchtiefe zeigt, daß der AW wesentlich
durch die Konstruktion des LA bedingt ist und sich mit zunehmender Tiefe stark ändern
kann. Beim Test eines LA ist es demzufolge unzureichend, nur sein Verhalten an der
Oberfläche zu prüfen, eventuell auch mit verschiedenen AMV. Bei der Beurteilung der
Leistungsfähigkeit eines LA muß sein Tiefenverhalten unbedingt mit eingeschätzt werden.
6. Vergleich des AW verschiedener Lungenautomaten in Tauchtiefen bis 40 m
 Im Bild 5 wurden die AW-Kurven verschiedener Lungenautomaten in Abhängigkeit
von der Tauchtiefe dargestellt. Dabei wurden alle Lungenautornaten mit einem AMV von 94
l/min beatmet. Die in den Tiefen gemessenen Spitzenwerte des Ein- bzw. Ausatemwiderstandes
wurden in die Abbildung eingetragen. Die Kurven 1 und 3 zeigen das typische Verhalten von
Einschlauchautomaten. Der Einfluß des strömungsbedingten AW-Anteils ist hier wegen der
fehlenden Atemschläuche gering. Kurve 1 zeigt einen LA, dessen AW mit der Tiefe nur
langsam ansteigt, was auf einen hohen maximalen Gasmassedurchfluß schließen läßt. Die
Konstanz des AW bis 30 m wird durch die Wirkung einer Venturi-Düse hervorgerufen, was ein
Vergleich mit der AW-Kurve der Ausatmung beweist. Die Saugkraft der Venturi-Düse bleibt
für konstantes AMV ebenfalls konstant, aber die unterstützende Wirkung auf die Membran
des Ventils hängt von der Atemgasdichte ab. Mit zunehmender Tiefe wird der Venturi-Effekt
geringer, was zu einem Anstieg der AW-Kurve führt. Kurve 3 läßt keinen Venturi-Effekt
erkennen. Das starke Ansteigen der AW-Kurve über den gesamten Tiefenbereich deutet auf
einen geringen maximalen Gasmassedurchfluß und ein relativ uneffektives Schließsystem
(Kipphebelventil), das bereits bei kleinem Gasmassedurchsatz einen größeren Öffnungshub
erfordert. Die Kurven 2 und 4 sind typisch für das AW-Verhalten von
Zweischlauchautomaten. Hier überwiegt das Strömungsverhalten gegenüber dem mechanischen
Verhalten des Schließsystems. Ein- und Ausatemkurven weisen bei diesen LA ein ähnliches
Verhalten auf, da die Strömungswege in beiden Fällen über die Atemschläuche verlaufen,
d. h. die gleichen Strömungsgesetze wirken. Das relativ hohe Niveau der AW-Kurven deutet
auf begrenzte maximale Gasmassedurchflüsse hin. Man kann deutlich erkennen, daß sich der
Einfluß der Dichte auf den AW entsprechend einer Potenz kleiner als Eins auswirkt
(konvexe Kurven).
Die Kurve 5 zeigt die AW-Kurve eines Kreislauf-Tauchergerätes. Bei diesen Geräten ist
das strömungstechnische Verhalten ausschlaggebend. Die Kurve steigt sehr steil an,
vergleichbar mit der 2. oder 3. Potenz der Dichte. Diese Erscheinung wird durch das
Strömungsverhalten der Atemgaswege und des Absorbers geprägt. Ein Vergleich mit der
Ausatemkurve bestärkt diese Aussage.
7. Testvorschläge für Lungenautomaten
Prüfverfahren für LA müssen hauptsächlich zwei Bedingungen erfüllen:
- Erfassung der tatsächlichen Leistung bei praxisnaher Belastung (maximaler
Gasnlassestrom,
AW bei Beatmung, Tiefenabhängigkeit
- möglichst geringer Aufwand für die Prüfungen.
Ausgehend davon erscheint es sinnvoll, die Testverfahren für Typenprüfung und
Serienkontrolle zu unterteilen, um den Forderungen nach maximaler Sicherheit für den
Taucher und vertretbarem ökonomischen Aufwand nachkommen zu können. Unter
Berücksichtigung des bisher dargelegten werden folgende Prüfanforderungen vorgeschlagen:
| 7.1. Typenprüfung -
Messung des Ein- und usatemwiderstandes bei Beatmung unter Oberflächen- und
Tiefenbedingungen, wobei die angegebenen AW-Werte nicht überschritten werden dürfen: |
|
| 7.2. Serienüberwachung -
Messung des Ein- und Ausatemwiderstandes bei konstantem Luftstrom unter
Oberflächenbedingungen,
- Überprüfung des vorgeschriebenen Zwischendruckes bei allen mehrstufigen
Lungenautomaten. |
 |
Die Ermittlung der zusätzlich notwendigen
Atemleistung stellt eine komplexe Wertungsmöglichkeit dar.
Allerdings ist der apparative und auswertetechnische Aufwand relativ hoch. |
| 7.3. Tiefenbegrenzung Angepaßt dem
möglichen Luftbedarf des Tauchers erfolgt die Zulassung für die Tauchtiefe entsprechend
dem maximalen Gasmassedurchfluß (am Atemanschluß gemessen). |
 |
8. Schlußfolgerungen
Der Leistungsfähigkeit von Lungenautomaten für Taucher ist bisher oft zu wenig
Bedeutung beigemessen worden. Bei den Leistungsanforderungen und Überprüfungen wurden
überwiegend keine begründeten Normen verwendet. Dafür sprechen auch Vielzahl und
Unterschiedlichkeit der in den einzelnen Ländern verwendeten Prüfverfahren sowie das
Fehlen entsprechender Angaben durch die Hersteller. Das erschwert es dem Nutzer
wesentlich, sich über die tatsächlichen Leistungsgrenzen seines Lungenautomaten zu
informieren und ausreichende Sicherheiten für den Einsatz vorzusehen. Die
Arbeitserschwernis im beruflichen Einsatz wurde bisher nicht erfaßt.
Anforderungskriterien und daraus abzuleitende Prüfverfahren müssen von physiologischen
Kennwerten bei Belastung des Tauchers ausgehen. Dabei müssen auch bei der Prüfung die
tatsächlichen Einsatzbedingungen Beachtung finden, Oberflächenmeßwerte erlauben keine
bedingungslose Übertragung auf Tiefenbereiche.
Eine Tauchtiefenbegrenzung ist aus dem normalen Volumendurchfluß ableitbar. Dieser und
die Werte der normalen Atemwiderstände müssen vom Hersteller in der technischen
Dokumentation der Geräte dem Anwender bekanntgegeben werden.
Durch Abnutzung und Alterung (z. B. Nachlassen der Federspannungen) kommt es zu
wesentlichen Änderungen der LA-Leistung im Gebrauch und bei Lagerung. Prüfungen der
Funkttion und Leistungstests müssen daher periodisch durchgeführt werden. Die maximale
Ausnutzung der LA-Leistung erfordert eine entsprechende Anpassung des Tauchers (AMV-Typ).
Daraus resultiert, daß für Trainings-, Ausbildungs- und Einsatzzwecke LA gleicher Typen
verwendet werden sollten.
LITERATUR
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2. Vorschrift für die Sicherheit beim Tauchen in der GST 1973.
3. Katz, Science Diving International, 3. Symposium des wissenschaftlichen Komitees der
CMAS 1973
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3. Symposium des wissenschaftlichen Komitees der CMAS 1973, 5. 245 (englisch).
5. Stiftung Warentest 1/73.
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Marinemediz.-wiss. Symposium Kiel 1968.
7. Askerow/Kronstadt-Karew, Ärztliche Kontrolle im Tauchsport, Medizina, Mc 1971
(russisch).
8. Sergejew. Kurenkow, Physiologisch-hygienische Grundlagen zur Kloss tion der
Taucherarbeit,
V. Internationales Symposium über Schiffahrtsmec Rostock 1972.
9. Alnor, Herget, Seusing, Drucklufterkrankungen, J. A. Barth, München 1964.
10. Anischenko/Kurenko, Die Effektivität von Schwimmstilen leichter Taucher
Internationales Symposium über Schiffahrtsmec Rostock 1972.
11. Großmann, Zimmermann, Zwies, Wartung und Pflege von Durcklufttauchgeräten.
GST-Veröffentlichung 1974
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Letzte Änderung: 26.12.21 |