Staubsauger für Roboter konstruieren

[Frank]

Der Experte vom wichis-Staubsaugersshop hat mir Motorbild geschickt und mir mitgeteilt das in der Tat der Schmutz durch das Lüfterrad gezogen wird.
Wer hätte das gedacht!

Anbei auch gleich noch ein Bild von dem Getriebe und den Bürsten die ich mir dort bestellt habe. Der Vorteil ist der optimale Antrieb über Zahnriehmen und das einfache aufstecken/abziehen der Bürsten. Schließlich muss man die Dinger auch mal reinigen

Gruß Frank

Hallo Frank,

habe die Bürsten gesehen die du bestellt hast, die Borsten sind zu hart und zu kurz. Braucht nur unnötig viel Strom dadurch. Weiche lange Borsten sind besser, die Spiralform ist gut, liegen dadurch nur wenige Borsten gleichzeitig auf.


http://www.mink-buersten.de
oder Google technische Bürsten

Andre

[jimbeam]

Hallo Zusammen,
Ich habe einen alten Akku Klopf Sauger mit Akku Betrieb ein bischen umgebaut.
Der Vorteil: er hat eine drehende Bürste, und läuft mit eine 4Ah Akku ca 30 Minuten im saug Betrieb. Das Gehäuse ist noch nicht so, das es komfortabel zu bedienen ist, die Steuerung benötigt noch einige Anpassungen, aber die Saugleistung ist zufriedenstellend.

[Frank]

<Andre> Danke für den Tip Andre! Die Firma scheint interessante Sachen zu haben.

<jimbim> Hi, da ist ja dein Teil! Sieht ja sehr futuristisch aus! Ja kann mir vorstellen das es mit der Entlehrung noch etwas kompliziert ist.

[Manf]

Ich bin schon etwas spät in dem Thema, aber ich habe mich auch schon für den Unterschied zwischen einem Staubsauger und einem Kühlgebläse interessiert.
Haushalt-Staubsauger haben eine Leistungsaufnahme von 1000W Kühlgebläse (mittel-größere Ausführung) etwa 10W.
Die Leistung eines bewegten Luftstroms ist P = pr * V / t.
Leistung ist Druck mal Volumen durch Zeit.
Beide schaffen wohl ungefähr 10 liter pro sec.
Der Staudruck (Stausog ist unverständlich) beim Staubsauger ist bei 10000Pascal also ca 100cm Wassersäule. Beim Lüfter, der für den Betrieb ohne enge Schläuche und Beutel konzipiert ist, erreicht man kaum 100Pascal, <1cm. Das erkärt bei in beiden Fällen schwachem Wirkungsgrad den Unterschied.
Da 1000W wohl ohnehin zu viel Leistung für Akkubetrieb sind, ist die Drucksteigerung bei Lüftern interessant.
Hierzu habe ich ein einfaches Experiment zur Veranschaulichung der Leistungsumsetzung beim Lüfter gemacht. Betrachtet man die Stomaufnahme des Lüfters im freien Betrieb beim Absetzen flach auf die Tischplatte, dann sieht man, daß der Strom (Leistungsaufnahme) bei Annäherung ansteigt. Die Luft wird nicht mehr frei durchgeblasen, sondern gegen den Widerstand der Luftkanalverengung (Druck und Leistung steigt). Bei weiterer Blockierung sinkt der Strom und es steigt hörbar die Drehzahl. Es sinkt der Durchsatz und damit die mechanische Leistung, toll daß sich das auch bei der Leistungsaufnahme zeigt.
Der Effekt entsteht dadurch, daß die Luftsäule nicht mehr in Drehung versetzt werden muß sondern nun in Vortriebsrichtung blockiert ist und sich ohnehin schon mit den Blättern dreht.
Eine mehrstufige Turbine aus einem Türmchen von Lüftern kann dann nicht unmittelbar zur Drucksteigerung dienen. Wie bei den mehrstufigen Turbinen der Flugzeugtreibwerke (14Stufen und mehr) müssen zwischen den Stufen Luftleitbleche eingefügt werden, die die Drehung der Luftsäule um die Achse aufheben.
Eine besonders einfache technische Lösung bei den Lüftern ergibt sich nun bei der Konstruktion (einfach aufstapeln und verschrauben) eines Türmchens von rechts und linksdrehenden Lüftern gleicher Größe. Eine vereinfachte Messung (fast schon Schätzung) hat ergeben, daß der Staudruck sehr gut mit der Zahl der Lüfter steigt (überproportional im Anfangsbereich wenn ich Glück hatte). Im Experiment habe ich 3 rechts und 3 linksdrehende Lüfter zusammengeschraubt.
(Der Vollständigkeit halber sollte gesagt werden, daß das Geräusch auch überproportinal steigt und bei Vollast bei Aufenthalt im gleichen Raum Konzentrationsschwierigkeiten auftreten. Ich hoffe, daß die Mieten im Wohngebiet wieder gestiegen sind nachdem ich die Experimente beendet hatte.) (übertrieben)
Distanz zwischen den Lüftern und damit zwischen den Lüfterblättern aufeinanderfolgender gegenläufiger Lüfter reduziert das Geräusch wie auch die Reduktion der Antriebsleistung unter Nennlast.

Manfred

[Frank]

Wenn ich es richtig verstehe montierst du alle Lüfter identisch in der gleichen Richtung und polst nur jeden zweiten um! Ist das so richtig?

Und wie schätzt du die Saugleistungssteigerung praktisch ein?

[Manf]

Nicht umgepolt, die Lüfter sind fest in Plastik geformt linksdrehend und rechtsdrehend.
Ich habe sie zufällig in gleichen Abmessungen günstig als Restposten im Laden gefunden.

Jeder Lüfter kann mit seinen entgegengesetzt drehenden Nachbarn den mehrfachen Staudruck erzeugen (Faktor 2 und mehr). Die Steigerung des Staudrucks sollte dann wohl linear mit der Zahl der Lüfter steigend sein. Die Steigerung des Absolutdrucks ist bei <10% immer noch linaer anzusetzen (nicht exponentiell).

Ehrlich gesagt war ich mir mangels Austausch nicht sicher, ob der Weg bei stegendem Geräuschpegel sinnvoll ist.

Manfred

[Frank]

Hallo Manf,

Was heißt "nicht umgepolt"?
Wenn ich es richtig verstehe hast Du die Lüfter doch identisch zusammengeschraubt und nur bei jedem zweiten + und - vertauscht (also umgepolt). Oder hast du jeden zweiten Lüfter verkehrtrum eingebaut?

Denke mehr als 4 Lüfter macht vermutlich wegen Platz und Strombedarf eh nicht so sehr viel Sinn! Aber vielleicht reicht da sja schon.

Gruß Frank

[Manf]

Es gibt tatsächlich rechtsdrehende und linksdrehende Lüfter.
Ich habe zur Verdeutlichung mal ein Bild von zwei Lüftern gemacht (meine Gallery siehe untern), die auch durch andersherum hinlegen nicht anders aussehen. Umpolen kann man die automatisch kommutierenden Lüfter ohnehin nur mit erheblichem Eingriff in die Elektronik.
Manfred

[Frank]

Ach nu versteh ich das Konzept, hatte mich schon etwas gewundert wie man mit gegensätzlich blasenden Lüftern Staudruck steigert
Das es auch Lüfter gibt die sich linksrum drehen, darauf bin ich garnicht gekommen

Leider wird in den Katalogen oder z.B. bei Pollin wo es viele günstige Lüfter nie angegeben wie rum sich die Teile drehen. In der Regel wird es wohl rechtsrum sein. Von daher ist es leider etwas schwierig sowas zu bekommen.

Falls einer mal ne Bezugsquelle für gegensätzlich drehende Lüfter gleicher Größe findet, bin ich für Info dankbar.

Gruß Frank