Staubsauger für Roboter konstruieren

**H.A.R.R.Y.** · 29.11.2005, 08:34

CDs werden meist aus Plexiglas gemacht, bei den PETs wieß ich es nicht genau.

Die Scahe mit dem Schrumpfen durch Hitzeeinwirkung ist übrigens offensichtlich: Die Flaschen sehen als Rohlinge eher aus wie ein Reagenzglas. Die werden in einer Maschine dann aufgeheizt und in Form geblasen. Wenn man sie dann vorsivchtig heiß macht ziehen sie sich wieder zusammen. Joghurtbecher werden übrigens ähnlich fabriziert. Nach der nächsten Plätzchenbackaktion einfach mal einen ausgespülten Joghurtbecher in den noch warmen Backofen stellen...

**H.A.R.R.Y.** · 29.11.2005, 09:23

@Roberto:

Je enger der Zylinder, umso schneller rotiert die Luft. Je feiner die Partikel, umso mehr Flieh-Kraft brauchen sie um sich aus dem Luftstrom zu verabschieden. Oben fallen äh, fliegen, also schon mal die groben Brocken raus und nach unten zu die immer feineren. In Richtung der Zylinder- (Trichter-)Wand geht die Luftgeschwindigkeit wegen der Reibung zurück. Wenn also die Teile auf den Zylinder treffen, dann haben sie keinen Antrieb mehr, verlieren Geschwindigkeit und somit Fliehkraft, die sie "nach oben" treibt. Den Rest erledigt die Schwerkraft. Es mag jetzt Fälle geben, in denen sich ein Gleichgewicht zwischen Fliehkraft und an der Trichterschräge aufwärts gerichteter Kraft einstellt. Dem wirkt man aber durch die Trichterform entgegen: die Trichterwände stehen steiler als 45° gegen die Ebene, meist so 75° bis 85°. Kannst ja mal ausrechenen, mit welchem Tempo sich eine Kugel bewegen muß um da noch gegen die Schwerkraft anzukommen.

Außerdem, die Luft versucht immer auf dem kürzesten Weg vom Einlaß zum Saugstutzen zu strömen. In den Drall versetzt man sie durch die Art wie der Einlaßstutzen anmontiert wird. Dadurch erst bildet sich der Wirbel. In einem geraden Zylinder bildet sich dadurch ebenfalls ein trichterförmiger (nach unten engerer) Wirbel aus, die Luftgeschwindigkeit würde dabei aber nach unten und aussen hin abnehmen weil der "Sog" ja in der Mitte sitzt. Also "zwängt" man den Zyklon durch geschickte Formgebung (-> Trichter) ein und erreicht so noch eine Geschwindigkeitszunahme bis zum Ansaugstutzen. Außerdem kommt der Wirbel so gar nicht erst auf die Idee seine Form langsam aufzugeben und in einen normalen Luftstrom wie in einem Rohr überzugehen. Kannst mal mit verschiedenen Abständen zwischen Ansaugstutzen und Trichterboden experimentieren. Auch die Form (die Neigungswinkel der Seitenwände und die Trichterlänge) des Trichters hat einen Einfluß auf die Wirkung.

Nebenbei: Ohne den Trichter würde der ganze Dreck in den Ecken zwischen Zylinderwand und Boden liegen bleiben anstatt in den Auffangbehälter zu rieseln. Ist also auch noch sauberer so.

Damit die Luft auch wirklich bis ganz unten rotiert setzt man den Ansaugstutzen knapp (aber nicht zu knapp) über den Schmutzauslaß. Der muß übrigens gut abgedichtet sein, sonst ziehst Du da auch noch Luft zurück, die den Dreck wieder mitreißt.

Es gibt auch Doppelzyklone, die zwei gegenläufige Wirbel ausbilden. Das wird vermutlich über "Wind"leitbleche oder sowas unten erledigt. Der innere Wirbel erreicht derart hohe Luftgeschwindigkeiten, daß feinste Stäube abgeschieden werden können. Klasse so eine Staubzentrifuge, oder?

Übrigens: Die ganze Reiberei der Luftpartikel erzeugt normalerweise statische Elektrizität, die ein feines Staub-Luft-Gemisch zur Explosion bringen kann. Frag mal im nächsten Sägewerk nach den EX-Schutzmaßnahmen für's Sägemehl-Silo. Der Effekt an sich sollte aber auch dafür sorgen, daß sich Luft und Staub gleichartig aufladen und daher untereinander abtstoßen. Die Fliehkraft weißt dann noch die gewünschte Richtung bis die Trichterwand zusammen mit der Schwerkraft den Rest erledigt, et voìla. Tip dazu: bis auf den Dyson-Staubsauger sind die anderen Zyklone alle aus Blech.

Falls es Dich interessiert, wie die statische Druckverteilung in dem Zyklon aussieht: Ein einfaches aber sehr empfindliches Manometer kannst Du Dir mit einem durchsichtigen Kunststoffschlauch (oder Glas-U-Rohr) und etwas eingefärbtem Wasser selbst bauen: Als Skala nimmst Du ein Metermaß ("Zoll"-Stock oder auch Lineal). 1cm (in Worten: 1 Zentimeter) Wassersäule entspricht etwa einer Druckdifferenz von 1mbar (1/10tel bar)! Es zählt die Höhendifferenz zwischen linkem und rechtem Schenkel. Je schneller die Luft rotiert (strömt), umso niedriger ist ihr statischer Druck! Den Druck kann man ohne große Störungen der Strömung durch gezieltes Anpieken des Trichters mit einer Injektionsnadel abgreifen. Ist die Nadel schön lang, dann kann man sogar unterschiedlich weit in den Luftstrom eintauchen. So Zeug gibt's inner Apotheke oder beim nächsten Arztbesuch, mal nett danach fragen.

**H.A.R.R.Y.** · 29.11.2005, 09:29

Hoppla, 1mbar ist selbstverständlich 1/1000el bar.

Wie geht das mit dem edit?

**H.A.R.R.Y.** · 29.11.2005, 09:30

Verd#*§$%&. Jetzt ist ne Null zu viel drin!
Jetzt aber:
1mbar = 1/1000bar

Sorry, aber ich kriege das mit dem nachträglichen Editieren nicht hin.

**Frank** · 27.06.2006, 09:33

Wer in diesem Thread liest, für den ist eventuell das neue Buch interessant:

Bild hier

Vorstellungen im Wiki unter Buchvorstellungen

**Roberto** · 27.06.2006, 20:52

Hallo Frank.

Schau schau.. ein Buch darüber

Wie macht sich den in der Praxis so ein Saugroboter ?
Wer hat Erfahrungen gemacht ?

Ich bin inzwischen ein bisschen abgekommen.
Meine Überlegung dabei, dass es vielleicht doch besser ist, manchmal per Hand den normalen Staubsauger rauszuholen und dann mal die paar Minuten per Hand das Zimmer durchsaugen.

Wenn der Robi das macht, wird der vermutlich auch recht dreckig mit der Zeit. Der hat dann einen zu kleinen Staubbeutel den man wieder öfter leeren muss...

Ob das überhaupt was bringt ??

**robotxy** · 27.06.2006, 23:02

Ist in dem Buch auch etwas über die Staubaufnahme über Elektrostatik und Radiallüfter geschrieben?
Gruß,
Rasmus

**Frank** · 28.06.2006, 08:51

Hi robotxy und Roberto,
über Elektrostatik wird nix beschrieben, allerdings über Lüfter, Luftstrom, Düsenöffnung, Lüfterarten auch Radiallüfter steht schon einiges drin. Wie sich auch hier im Thread schon herausgestellt hat, sind Radiallüfter erste Wahl.
Es steht auch einiges über den Staub drin, also die Arten und Partikelgrößen und welche Probleme die beim saugen verursachen. Also viel übers saugen steht drin, auch etwas über wischen, putzen auf andere Arten. Wobei die anderen Arten mehr theoretisch mit einfachen Skizzen angesprochen werden, weniger konkrete Beispiele.

Das Buch kommt auch zu der Tatsache das Staubsaugerroboter keine Tiefenreinigung sondern nur den oberflächlichen Schmutz entfernen können.

Trotzdem meine ich es lohnt den perfekten Staubsaugerroboter als Ziel zu haben. Er wird zwar die nächsten Jahre das Handstaubsaugen sicher nicht ersetzen, aber es ist doch schön wenn der sichtbare oberflächliche Schmutz schonmal weg ist. Es sieht dann zumindest schonmal sauber aus.

Die ganzen Robomax, Tchibo usw. Modelle können mich auch nicht sonderlich begeistern. Ständig hängen Sie wieder irgendwo und das reinigen der Mini Schmutzfächer ist auch nicht immer komfortabel.

Mein perfekter Staubsaugerroboter müsste wirklich bequem in der Anwendung sein, also folgendes leisten:

- muss sich über Nacht selbstständig einschalten und loslegen
- dürfte keinesfalls irgendwo hängenbleiben oder sich verfangen (oberste Priorität)
- muss sich nach getaner Arbeit wieder in eine vorgegebene Ecke stellen und aufladen
- Glatte Böden, Teppichkanten dürften ihn nicht stören
- Schmutzfach müsste min 3-5 Tage ausreichen und eine Entleerung sollte äußerst einfach in 2 Minuten machbar sein
- Teil sollte nicht nach 1 Jahr den Geist aufgeben

Die Mechanik ist also das größte Problem, um das alles zu erreichen fehlen mir auch noch die Ideen. Aber irgendwann werde ichs mal wieder angehen, momentan mach ich mangels Ideen auch lieber Elektronikdinge.

Gruß Frank

**Roberto** · 28.06.2006, 20:59

Hallo Frank

Dazu fällt mir ein: man könnte die Lade-Station auch so machen, dass dort der Staub von einem grossen Sauger abgesaugt wird oder nur durch entleeren entsorgt wird. (Dann hätte man keinen Aufwand mehr..
Nur so eine Idee