Rebreather
Der Begriff Kreislaufatemgerät, Kreislauftauchgerät oder englisch Rebreather bezeichnet Kreislaufgeräte, die für die Atmung beim Tauchen und als Atemschutzgeräte bei Feuerwehr, Katastrophenschutz, Militär usw. eingesetzt
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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:
Geschlossene Kreislauftauchgeräte, Sauerstoffkreislaufgeräte
Geschlossener Kreislauf bedeutet, dass der im Körper verbrauchte Sauerstoff vollständig mit Sauerstoff aus einer Druckgas-Sauerstoffflasche ersetzt wird. Der Taucher atmet daher reinen Sauerstoff in
Pendelatmung mit angehängtem Kohlendioxid-Filter. Verwendung dieser Geräte ist daher vorwiegend im militärischen Bereich (Minentaucher, Kampfschwimmer). Das ausgeamtete Kohlendioxid wird durch
reaktiven Atemkalk physikalisch als Feststoff gebunden.
Dieser Atemkalk befindet sich in der Atemkalkpatrone, in die unter keinen Umständen Wasser eindringen darf, da sich sonst Lauge bildet, die starke Verätzungen zu Folge haben kann. Prinzipiell werden
somit keinerlei Luftblasen vom Taucher ins Wasser abgegeben, und das Volumen im Gaskreislauf (Lunge des Tauchers und Atembeutel als Gegenlunge) bleibt konstant. In der Praxis entstehen spätestens
beim Tarieren, beim Auf- bzw. Abtauchen Volumenänderungen, die einen zusätzlichen Gasbedarf bzw. einen Gasverlust durch ein Überdruckventil bzw. durch Abatmen über die Maske bedeuten. Durch den bei
reinem Sauerstoff sehr hohen Partialdruck von 1 bei Normaldruck ist die Tauchtiefe auf etwa 6m begrenzt (entsprechend 1,6 bar Partialdruck Sauerstoff), da sonst eine Sauerstoffvergiftung auftreten
kann.
Halbgeschlossene Kreislauftauchgeräte
"Halb geschlossen" bedeutet, dass im Kreislauftauchgerät der verbrauchte Sauerstoff unter Zuhilfenahme einer (Misch)gasquelle ersetzt wird. Durch den stetigen bzw. verbrauchsabhängigen Zusatz von
Atemgas in den Kreislauf besteht die Notwendigkeit, überschüssiges Atemgas durch ein geeignetes Ventil ins Wasser abzugeben.
Passiv halbgeschlossene Kreislauftauchgeräte
Das "passiv halb geschlossen" bedeutet, dass im Kreislauftauchgerät der verbrauchte Sauerstoff unter Zuhilfenahme einer (Misch)gasquelle ersetzt wird. Dabei wird bei jedem Atemzug ein konstanter
Anteil (meist 1:10, ein Zehntel) des Kreislaufvolumens aus dem Gerät entnommen und nach außen abgegeben. Das verminderte Volumen wird dann wieder automatisch (über Ventile) mit Mischgas aufgefüllt.
Somit stellt sich innerhalb kurzer Zeit ein konstantes Atemgas ein. Diese Form der Kreislauftauchgeräte hat Einzug im technischen Höhlentauchen gefunden und wird weltweit von Höhlentauchern
genutzt.
Atemgase und Kreislauftauchgeräte
Der große Vorteil von Kreislauftauchgeräten gegenüber den offenen Tauchsystemen ist die sehr viel effizientere Ausnutzung des verwendeten Atemgases. Beim geschlossenen System muss im Idealfall nur
der verbrauchte Sauerstoff, sowie die Volumenänderung beim Auf- oder Abtauchen ausgeglichen werden, während bei den halbgeschlossenen zwar Gas ungenutzt in die Umgebung abgegeben wird, doch dies in
bedeutend geringerem Maße als bei offenen Systemen geschieht. Prinzipiell können Kreislauftauchgeräte mit den im technischen Tauchen üblichen Atemgasmischungen wie Trimix oder Heliox getaucht werden,
die durch den geringen Verbrauch des teuren Verdünnungsgases Helium zunehmend attraktiver werden.
Kreislauftauchgeräte mit elektronisch geregelter Sauerstoffdosierung oder manuell taucherkontrolliert (KISS-Style) sind, besitzen gegenüber allen anderen Tauchgeräten die einzigartige Möglichkeit,
die Zusammensetzung des Atemgases während des Tauchganges auf die Erfordernisse der jeweiligen Tiefe anzupassen. Bei diesen Geräten wird kontinuierlich der Sauerstoffpartialdruck des Gasgemisches
mittels redundanter Sensoren gemessen und durch Zugabe von reinem Sauerstoff bei einem einstellbaren Wert konstant gehalten - die prozentuale Zusammensetzung des Atemgases ändert sich dabei
ständig.
Beispiel:
- Der Partialdruck für Sauerstoff wird auf 1 bar eingestellt. Das Verdünnungsgas ist normale Pressluft.
- In 20 m Tiefe benötigt der Taucher Atemgas mit dem Umgebungsdruck von 3 bar.
- Das entspricht einer Zusammensetzung von ca. 33% Sauerstoff und 67 % Stickstoff
- entspricht (Nitrox).
- In 40 m Tiefe atmet der Taucher bei 5 bar Umgebungsdruck. Das entspricht bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1 einer Zusammensetzung von ca 20% Sauerstoff und 80% Stickstoff, und somit nahezu dem Mischungsverhältnis normaler Pressluft (21% Sauerstoff und 78% Stickstoff plus geringe Anteile anderer Gase).
- In 60 m Tiefe atmet der Taucher bei 7 bar Umgebungsdruck. Das entspricht bei einem Sauerstoffpartialdruck von 1 einer Zusammensetzung von ca. 14% Sauerstoff und 86 % Stickstoff (dieses Gemisch besitzt prozentual weniger Sauerstoff als die normale Umgebungsluft (21%)).
Diese Art der Regelung erlaubt daher ein Tauchen mit allen Vorteilen von Nitrox, wobei die Gefahr der Sauerstoffvergiftung durch zu tiefes Tauchen praktisch ausgeschlossen wird, sofern die
maximalen Expositionszeiten für den jeweiligen eingestellten Sauerstoffpartialdruck nicht überschritten werden. Durch den unterhalb von 40 m (5 bar) geringeren Anteil von Sauerstoff steigt der Anteil
des Stickstoffes. Die Gefahr eines Tiefenrausches oder Stickstoffnarkose steigt dadurch bei Tauchtiefen von über 40m an.
Die mit der Tiefe wechselnde Zusammensetzung des Atemgemisches hat beträchtliche positive Auswirkungen auf die Dekompression und die einzuhaltenden Dekompressionszeiten. Ein solcher Tauchgang kann,
solange er nicht tiefer als 40m Tauchtiefe führt, mit konventionellen Tauchcomputern durchgeführt werden. Durch die höheren Sauerstoffanteile in geringen Tiefen bekommt man einen gewissen
Sicherheitsgewinn in Bezug auf die Dekompressionverpflichtungen. Die genaue Berechnung der Stickstoffaufnahme in den verschiedenen Körpergeweben liefert kein handelsüblicher Tauchcomputer.
Aber man kann Kreislauftauchgeräte auch mit dafür speziellen Tauchcomputern verwenden (mit oder ohne Verbindung zu den aktuellen Sauerstoffwerten des Kreislauftauchgerätes) und nutzt somit die
Vorteile des Tauchens mit Kreislauftauchgeräten optimal aus. Es sei darauf verwiesen, dass die Berechnungen aller Dekompressionscomputer nur auf allgemeinen Modellen beruhen können. Die persönlichen
Verhältnisse können davon abweichen. Eine Unfallgefahr ist daher immer gegeben.