LOGOKreislaufgerät TR300 TR300 ready

WARNUNG: Rebreathertauchen ist anders. Eine Nutzung des Gerätes oder Teile davon, erfolgt auf eigene Gefahr, es wird keinerlei Haftung aus daraus entstehenden Schäden übernommen !

Motivation:

Die Möglichkeiten die ein Kreislauftauchgerät eröffnet sind vielseitig. Auf der einen Seite stehen die langen Tauchzeiten durch den geringen Verbrauch an Atemgasen, auf der anderen Seite die fast völlige Geräuschlosigkeit. Leider werden die Kreislaufgeräte in Deutschland immer häufig in den TEK-Bereich abgeschoben. Es wird häufig gedacht das ein Kreislauftauchgerät zu kompliziert sei und das es gegenüber einem offenen System keinen Vorteil bietet. Für die Mehrzahl der in heimischen Seen durchgeführten Tauchgänge mag das zutreffen. Für einen 6m tiefen TG im Baggersee zum Fische ansehen reicht auch eine 10ner Druckluftflasche mit einem normalen Automaten (Kaltwasserautomat ist da purer Luxus) völlig aus. Wenn ich allerdings gerne UW Aufnahmen (Foto oder Video) mache, komme ich mit einem ruhigen und blasenfreien Kreislauftauchgerät viel näher an die Tiere heran. Erst recht im Urlaub. Wer schon einmal einen Kreislauftauchgang an einem warmen Riff gemacht hat wird sicher nie wieder offen dort tauchen gehen. Daraus folgt, das ein Kreislauftauchgerät auch zur Mitnahme in den Urlaub, transportabel und flexibel sein muss. Nun sind die meisten Kreislaufsysteme auf der Basis “kompaktes” Gerät (Azimuth / FGT 1D / SCR100 / Dolphin) an gewisse Flaschengrößen gebunden. Einzig für das Dolphin gibt es zunehmend Tauchbasen die hier kleine Flaschen (5 Liter Nitrox) anbieten. Zudem sind die Abmessungen (es müssen alle Teile untergebracht werden) immer recht groß was ein Transportieren der Geräte (Flugzeug) erschwert. Interessant fand ich alle Design, die nur die “reinen” Kreislaufelemente (Kalkbehälter, Gaseinspeisung und Gegenlunge !) in einem schlanken und kompakten Gehäuse (Röhre) aufnahmen und somit verschieden Atemgasflaschen zulassen (z.B. TR300, RB80). Mich interessierte von nun an die Idee ein kompaktes Kreislaufgerät selbst zu bauen. Als Rahmenbedingung wurde definiert: preiswert, einfach, zuverlässig und erweiterbar. Inspiriert von anderen Kreislaufsystemen suchte ich nach einem einfachen und vor allem günstigen Kreislaufgerätedesign. Im Vordergrund stand die Idee, das die meisten Taucher bereits Flaschen und 1. Stufen haben oder diese günstig z.B. gebraucht bekommen können. Des weiteren sollte der Rebreather flexibel zu konfigurieren sein, besonders was Tauchzeit (Atemkalkmenge, Atemgasvorrat) und Bailout betrifft.

Als Ergebnis entstand der TR 300.

Das Design basiert auf:

  • Veränderbarer Atemkalkbehälter:
    Der eigentliche Rebreather besteht aus einem einfachen Kalkbehälter. Die Größe des Kalkbehälters lässt sich anpassen. Dazu ist nur ein anderes (länger für mehr Kalk, kürzer für weniger Kalk) Innen- und Außenrohr sowie eine andere Gewindestange notwendig. Der Standard wird ca. 2.2 kg (2.5Liter) Atemkalk für ca 5 Stunden Tauchzeit sein.
  • Sauerstoffmessung.
    Im Kopfteil des Atemkalkbehälters sind die Anschlüsse für den Atemschlauch angebracht (Ein- und Ausatemseite). Die Sauerstoffsensoren sitzen direkt im Einatembereich. Es können bis zu 3 Stück verwendet werden (bei CCR Modus), wobei 2 Stück auf ein einfaches pPO2 Meter und einer für den Anschluss an einen Tauchcomputer (VR3) z.B. im SCR-Modus gedacht ist.
  • Gaszuführung.
    Der Mainmix wird über das Umgebungsdruck gesteuerte Membran Ventil zugeführt. Im selben Gehäuse ist die konstantflow Zuführung untergebracht. Die Gaseinspeisung erfolgt im Kopf auf der Einatemseite (SCR-Modus) des TR300. Dadurch kommt beim Spülen des Kreislauf direkt das Speisegas in die Einatemseite. Das Nadelventil für den einfachen SCR-Modus befindet sich in einem absperrbaren Gasblock (Monoflasche). Ein Gasswitchblock (optional) kann zwischen zwei Rückengasen umschalten.
  • Gegenlunge nahe am Oberkörper. Dieser Punkt konnte leider vom Design her nicht eingehalten werden, da die Wasserfallen und das Atemvolumen zu gering wurden. Hier haben die Systeme mit großem Gehäuse oder mit Gegenlungen auf den Schulter/Brustgurten vor teile. Um trotzdem ein schlankes Design zu haben wurde diese Änderung in kauf genommen. Die Gegenlunge ist im unteren Teil des äußeren Rohres befindlich und so gegen mechanische Einflüsse geschützt. Sie dient auch als Wasserfalle und hält Kondensat und auch größere Mengen Wasser zurück. Der Atemkomfort ist in Schwimmlage (horizontal austariert) sehr gut. Dadurch das der Faltenbalg horizontal eine Drucklinie mit der Lunge bildet ist der Gasaustausch (z.B. während der Dekophase) sehr effizient. (Eine ineffiziente vertikale Unterwasserlage “stehend” wird vermieden, da hierdurch die Atemarbeit zunimmt und der Gasverbrauch ansteigt)
  • Modularer, stabiler und geschützter Aufbau.
    Der innere Aufbau lässt sich vom äußeren Rohr trennen (herausziehen). Pre- und postdive Checks lassen sich so einfach durchführen. Auch ein schnelles Wechseln (wenn zwei oder mehr Systeme zur Verfügung stehen) ist dadurch leicht möglich.
  • Einsatz von Standard Atemgasflaschen.
    Am äußeren Rohr werden nun rechts und links die Gasflaschen festgemacht (Spanngurt). Es können so Flaschen von 2 Liter bis zu 10 Liter (eventuell auch größer) befestigt werden. Atemgasflaschen bis 5 Liter können “upside down” mit den Ventilen nach unten befestigt, größere sollten mit Ventil nach oben befestigt werden.

Ich denke eine “normale” SCR Konfiguration wird für das Bottommix und für den Dekomix je eine 4 Liter Flasche verwenden.

Beispiele von Dosierungen und Tauchzeiten (ohne Gewähr !) SCR mit einer Gasversorgung

Bailout-Ltr BZ-OC Mainmix TZ TT
640l (4l) 12.8 min (10m) 8.5 min (20m) 5 min (40m) 60% 4 l/min 40% 8 l/min 32% 12,5 l/min 160 min 80 min 51 min 18 msw 32 msw 42 msw
800l (5l) 16 min (10m) 10.6 min (20m) 6.4 min (40m) 60% 4 l/min 40% 8 l/min 32% 12,5 l/min 200 min 100 min 64 min 18 msw 32 msw 42 msw
1280l (8l) 25.6 min (10m) 17 min (20m) 10.2 min (40m) 60% 4 l/min 40% 8 l/min 32% 12,5 l/min 320 min 160 min 100 min 18 msw 32 msw 42 msw
1600l (10l) 32 min (10m) 21.3 min (20m) 12.8 min (40m) 60% 4 l/min 40% 8 l/min 32% 12,5 l/min 400 min 200 min 128 min 18 msw 32 msw 42 msw

Bailout Restdruck 40bar / Mainmix Restdruck 40bar BZ-OC = Bailoutzeit-OC bei einem Verbrauch von 25l/min 0m TZ = Tauchzeit TT = Tauchtiefe (max.) SCR mit zwei Gasversorgungen (Switchblock)

Volumen Mainmix TZ MM TUMS Bottommix TZ BM TT
4 Liter 80% 4 l/min 60% 5 l/min 40% 10 l/min 160 min 128 min 64 min 10 msw 21 msw 30 msw 40% 4 l/min 32%* 5 l/min 21%* 10 l/min 160 min 128 min 64 min 25 msw 34 msw 57 msw
5 Liter 80% 4 l/min 60% 5 l/min 40% 10 l/min 200 min 160 min 80 min 10 msw 21 msw 30 msw 40% 4 l/min 32%* 5 l/min 21%* 10 l/min 200 min 160 min 80 min 25 msw 34 msw 57 msw

Bottommix Restdruck 40bar / Mainmix Restdruck 40bar Berechnungen ohne Bailoutverbrauch ! TZ MM = Tauchzeit Mainmix TUMS = Umschalttiefe Mainmix – Bottommix TZ BM = Tauchzeit Bottommix TT = Tauchtiefe (max.) * = Bottommix nicht atembar im Flachbereich !

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Hier die Zeichnung des TR 300. Der Zylinder ist 65cm hoch und hat einen Durchmesser von 180mm. Damit ergibt sich für die Gegenlunge ein Volumen von 8.2 Liter bei einem Atemkalkvolumen von 2.5 Liter. Im oberen Teil (dem Kopf) befindet sich die komplette Gaslogistik. Auf der ausatem Seite befindet sich der Bypass, das Fallrohr (im inneren des Atemkalkbehälters) durchläuft den Behälter vollständig und schließt in der Gegenlunge ab. Das Überdruckventil ist in der Gegenlunge. Der TR 300 hat keine CE und wird auch nicht als Fertiggerät angeboten oder verkauft. Der TR 300 dient lediglich als Anschauungs- oder Forschungsobjekt. TR300 shematic
Abbildung der Atemkalkbehälter Deckel. Der Deckel aus PVC enthält die Bohrungen für den Ein- und Ausatembereich. Die Scheiben sind am Rand zum Atemkalkbehälter doppel O-Ring gesichert. Die drei kleinen Bohrungen sind für die Haltestangen. Die andere Bohrung ist für das Kabel zum pPO2 Meter. Der Boden aus PE hat die Bohrungen für den Durchgang zur Gegenlunge. TR300 Deckel
Funktionsbild des TR300 mit mono (1) Gas. Funktion: Vom Mundstück geht das Ausatemgas durch den Atemschlauch in den TR300. Das Ausatemgas wird durch ein Fallrohr durch den Atemkalkbehälter nach unten direkt in den Faltenbalg geleitet (Wasserfalle). Danach wird das CO2 haltige Atemgas durch den Kalkgehälter geführt und vom CO2 gereinigt. Im oberen Teil des Kalkbehälters wird das gereinigte aber O2 arme Atemgas mit frischem Gas (aus konstant Dosierung oder Bypass) angereichert und durch den Atemschlauch wieder zum Mundstück geführt. Die konstant Dosierung wird durch den Gasswitchblock eingeschaltet und der Bypass ist direkt am Druckminderer (1.Stufe) angeschlossen. Grün: Einatemgas hoher O2 Anteil Rot: Ausatemgas hoher CO2 Anteil TR300 shematic single
Funktionsbild des TR300 mit dual (2) Gasen. Funktion: Vom Mundstück geht das Ausatemgas durch den Atemschlauch in den TR300. Das Ausatemgas wird durch ein Fallrohr durch den Atemkalkbehälter nach unten direkt in den Faltenbalg geleitet (Wasserfalle). Danach wird das CO2 haltige Atemgas durch den Kalkgehälter geführt und vom CO2 gereinigt. Im oberen Teil des Kalkbehälters wird das gereinigte aber O2 arme Atemgas mit frischem Gas (aus konstant Dosierung oder Bypass) angereichert und durch den Atemschlauch wieder zum Mundstück geführt. Für die Umschaltung zwischen zwei Atemgasgemischen auf die konstant Dosierung und Bypass ist noch der Gasswitchblock zu sehen. Grün: Einatemgas hoher O2 Anteil Rot: Ausatemgas hoher CO2 Anteil
Der montierte Kopf. Im Kopfdeckel sind Ein und Ausatembereich integriert. Damit der Atemschlauch etwas “gerader” liegt habe ich 90 grad Winkel vorgesehen. Der bewährte Bypass mit 1 ¼” Verschraubung ist nun in der Mitte des Deckels angebracht. Die Luft strömt direkt in den Kalkbehälter. Die/der Sauerstoffsensor/en liegt direkt im Einatemluftkanal und erhält somit immer den exakten Wert des eingeatmeten Gemisches. TR300 Kopf
Die Unterseite des Kopf. Die Gewindestangen gehen nun nicht mehr durch den Deckel, sondern laufen außerhalb. Kopf unten
Der Gasswitchblock nun aus Edelstahl und integriertem Nadelventil. Switchblock
Die Filterscheiben aus Edelstahl. Sehr gut ist die Bohrung für das Steigrohr zu erkennen. An der “oberen” Scheibe sind die Abstandshalter für Sauerstoffsensor und Innenleben des Kalkbehälterkopfs angeschraubt. Der Rand der Scheiben ist mit einem Gummiwulst versehen. TR300 Sieb
Der Kalkbehälterfilterblock als ganzes. Sehr gut ist das Steigrohr und die Gewindestange zum “spannen” des Kalks zu erkennen. TR300 Filter
Detail der Gegenlunge mit dem Auslass/Überdruckventil. Der PVC Faltenbalg bleibt auch bei kalten Wasser elastisch, das Überdruckventil lässt sich jetzt von außen einstellen. TR300 CL
Der komplett montierte Kalkbehälter. Der Kalkbehälter ist 25cm hoch und hat einen inneren Durchmesser von 144mm. Zur besseren Isolation dient ein 7mm Neoprenmantel. TR300 scrubber
Alle Teile des TR300. Von oben nach unten sind zu erkennen:

  • Atemschlauch mit Mundstück und Verschraubung
  • Atemkalkbehälter (2.2 kg)
  • Gegenlunge (Faltenbalg mit 5 Liter Volumen)
  • Nadelventil und Mitteldruckschlauch und Bypass
TR300 parts
Der TR300 fertig konfektioniert mit einem Dive System Wing und Jacket. Gut zu sehen ist die Anordnung des Bypass zwischen den beiden Atemschlauchanschlüssen. Vorne ist nun genug Platz für den Gasswitchblock. Die Halterung für die Flaschen ist nicht am TR300 angeschraubt sondern wird durch die Spanngurte getragen. Das Gewicht wird somit auf die Winghalterung verteilt. Bei größeren Flaschen wie 4 Liter sollte dann aber wegen der besseren Gewichtsverteilung wieder “upside up” sein.
Der TR 300 V2 beim abtauchen im März 2004. Tauchang war 30m bei 50min Dauer. (Das Bild zeigt das neue 65er x 18 Gehäuse !)
Der TR300 montiert am PRO QD+ Jacket. Der ideale Reiserebreather Sogar wenn “nur” eine 12 Liter Nitroxflasche verfügbar ist. Man sieht hier sehr gut, das die überschüssige Luft in der Mitte des TR300 austritt.
Der TR300 montiert am PRO QD+ Jacket. Der ideale Reiserebreather So elegant sieht es mit einer 4 Liter Nitroxflasche aus

Anmerkung: Diese Anmerkungen sind erforderlich, um den in Taucherkreisen üblichen Wortschlachten vorzubeugen.

  1. Niemand sollte dies nachbauen, oder es auch nur versuchen
  2. Mit solchen Tauchgeräten kann man alles, nur nicht tauchen
  3. Wer doch damit taucht, wird sicher sofort sterben