Ich möchte Spaßeshalber einen kleinen aber leistungsstarken batteriebetriebenen Staubsauger bauen. Also nehme ich am besten den Lüfter der am meisten Luftstrom bewegt? Und meine Frage ist wird so ein Brushless motor mit einem zwei oder drei Blätter Rotor genug Saugkraft entwickeln können? Leider steht nirgends welcher Luftstrom entsteht. Ich denke auch das so ein 120mm PC Lüfter zu wenig Saugkraft entfaltet?
Der einfachste Weg, so etwas herauszufinden, ist immer, nachzuschauen, wie andere das Problem gelöst haben. Leistungsstarke Akkusauger mit Brushlessmotoren oder auch Staubsauger an sich gibt es ja nun nicht erst seit gestern. Oliver
Für einen Staubsauger brauchst Du keinen Lüfter, sondern das verlangt nach einer Art Kompressor, der neben einem recht hohen Luftstrom auch eine verhältnismäßig hohe Verdichtung bei niedrigem Ansaugdruck erreicht. Für sowas bieten sich Radialverdichter an, ggf. mehrstufig wenn man weniger Drehzahl möchte.
Ben B. schrieb: > Für einen Staubsauger brauchst Du keinen Lüfter, sondern das verlangt > nach einer Art Kompressor, You made my day.
??
Sowas transportiert Luftmassen ganz gut, erzeugt für einen Staubsauger aber zu wenig Druckunterschied.
Ben B. schrieb: > Sowas transportiert Luftmassen ganz gut, erzeugt für einen Staubsauger > aber zu wenig Druckunterschied. Ein Staubsauger braucht nur einen geringen Druckunterschied von Bruchteilen von Bar. Schon zum Aufblasen eines Luftballons benötigt man mehr Druck. Höhere Druckuntersachiede bei Staubsaugern würden die abgesaugten Flächen wohl beschädigen.
Wer schon einmal einen Staubsauger geöffnet hat, weiss, dass darin üblicherweise ein Radiallüfter verbaut ist. Dieser ist mit einer sehr, sehr niedrigen Schnellaufzahl designt - genau aus dem Grund, um bei moderatem Luftstrom eine hohe Druckdifferenz erzeugen zu können. Axiallüfter sind also eher ungeeignet.
Walter T. schrieb: > Wer schon einmal einen Staubsauger geöffnet hat, weiss, dass darin > üblicherweise ein Radiallüfter verbaut ist. Aha, einen solchen Staubsauger habe ich noch nie gesehen. Zeige mir doch mal ein Beispiel. > Axiallüfter sind also eher ungeeignet. Das ist aber die normalerweise übliche Bauweise.
Harald W. schrieb: > Aha, einen solchen Staubsauger habe ich noch nie gesehen. Zeige mir > doch mal ein Beispiel. Kein Problem: https://www.google.com/search?q=staubsauger+l%C3%BCfterrad Alle Axiallüfter in der Bildsuche auf der ersten Seite sind nur die Motorkühlung. Harald W. schrieb: > Das ist aber die normalerweise übliche Bauweise. Beim Kobold. Später nicht mehr.
> Ein Staubsauger braucht nur einen geringen Druckunterschied von > Bruchteilen von Bar. [..] Höhere Druckuntersachiede bei Staubsaugern > würden die abgesaugten Flächen wohl beschädigen. Ja klar, die heben das Fundament aus dem Rasen. :D Ey bist Du wirklich so dumm wie das aussieht oder tust Du nur so um mich zu trollen? Ich fühle mich geehrt. >> Axiallüfter sind also eher ungeeignet. > Das ist aber die normalerweise übliche Bauweise. Auch Du hattest noch nie einen Staubsauger offen bzw. bist nicht weit genug in die Turbine vorgedrungen. Das ist ein Radialverdichter mit billigen Laufrädern, oft sogar mit zwei Stufen um das nötige Druckverhältnis zu erreichen. Axialverdichter sind so klein schwierig zu bauen, das ist was für größere Anwendungen wie die Verdichter für Flugzeug-Turbinentriebwerke. Dort haben sie am Beispiel des GE-90 13 Stufen und ein Druckverhältnis von 1:42.
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Walter T. schrieb: > Wer schon einmal einen Staubsauger geöffnet hat, weiss, dass darin > üblicherweise ein Radiallüfter verbaut ist. Ein Radiallüfter sieht so aus: https://shop.gev.at/ClientArea/PartsImages/601237.jpg Sowas ließe sich wohl nur schwer in einem normalen Staubsauger unterbringen. Ein Axiallüfter dagegen ist ein Lüfter, bei dem die Lüfterachse und sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangs- luftstrom in die gleiche Richtung wie die Motorachse gehen.
Harald W. schrieb: > Ein Axiallüfter dagegen ist ein Lüfter, bei dem > die Lüfterachse und sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangs- > luftstrom in die gleiche Richtung wie die Motorachse gehen. Dieser Satz stimmt. Und jetzt wirf mal die Google Bildsuche an, suche nach "Staubsaugermotor", und schau Dir mal in Ruhe an, wie ist fast jedem der Bilder, auf denen man die Geometrie erkennen kann, ein ein- oder mehrflutiges Sprialgehäuse zu sehen ist. Staubsaugerventilatoren sind noch nicht einmal im Übergangsbereich radial/diagonal. Die sind so heftig radial, mit Schnelllaufzahlen unter 1, dass das unstrittig ist. Zumindest unter Leuten, die sich mit Ventilatoren und Turbinen auskennen.
Ich hab ihm doch schon ein Bild gepostet... was will er denn mehr? Der Typ WILL es nicht kapieren, da kann man leider nichts machen.
Was den nun Axial oder Radial? Also entweder sowas Axial verbauen: https://www.youtube.com/watch?v=LQTW7RxqRWc oder in diesem Gehäuße: https://www.youtube.com/watch?v=-jO_tKHpZec Dann schreibt der ersteller dieser Teile:"Not quite a compressor as it lacks compression vanes". Wo genau fehlen welche Fahnen/Vanes?
Radial: https://en.wikipedia.org/wiki/Radial_turbine Axial: https://www.tfd.uni-hannover.de/turbine0.html
Axialkompressoren haben Rotorblätter, die wie Tragflächen eines Flugzeuges geformt sind. Daher brauchen sie Leitschaufeln für den korrekten Anströmwinkel. Bei Triebwerken mit höherer Leistung sind die Leitschaufeln der unteren Stufen verstellbar, ihr Winkel wird an die Drehzahl und den Luftdurchsatz des Verdichters angepasst. Man kann sich das so vorstellen, daß die Luft von den drehenden Schaufeln beschleunigt wird und sich in den Leitschaufeln wieder verlangsamt, wodurch der Druckaufbau entsteht. Die Luft nimmt also zuerst kinetische Energie auf, die in Druck umgewandelt wird. Sieht sehr einfach aus, aber die Dinger sind hoch komplexe Maschinen und recht empfindlich auf Strömungsabrisse (compressor stall bei Triebwerken) wenn irgendwas ihren Betrieb stört.
Das Kompetenzgerangel ist schon lustig mit anzuschauen ;-) Traditionell werden Staubsauger mit Radiallüftern ausgestattet. Früher oft auch mehrstufig. Ob Leitschaufeln oder nicht ist natürlich kein unmittelbares Kriterium für eine Strömungsmaschine. Zudem hat man Radiallüfter früher ausschließlich mit Spiralgehäusen [1] ausgestattet (PROTOS von Siemens und Schuckert). Um Geräte kompakter zu bauen, wurde dann auf Leitschaufeln, zur Umwandung von dynamischen in statischen Druck, übergegangen. Da die Strömungswiderstände mit zunehmenden Filtermaßnahmen auch größer wurden, kamen mehrstufige Radialgebläse auf den Markt. Mit Dyson etablierten sich sehr hochdrehende Diagonalgebläse, ähnlich der Turbolader. Axialgebläse (z.B. wie PC Lüfter) sind für Staubsauger, bis auf Ausnahmen, ungeeignet. Der TO sprach eingangs von „Saugkraft“. Was ist damit gemeint? Sicherlich das Vermögen, um Staub aufzunehmen und zu transportieren. Dazu benötigt es Saugleistung, also das Produkt aus Volumenstrom UND Druckdifferenz! Beide Größen müssen in einem Staubsauger optimal aufeinander angestimmt werden, da sich der tatsächliche Arbeitspunkt aus dem Schnittpunkt der Gebläsekennlinie mit der Kennlinie der Strömungswiderstände ergibt. Wer damit experimentieren möchte, dem sei z.B. LT-Spice dazu empfohlen. Auf Wunsch stelle ich entsprechenden Modelle zur Verfügung. [1] https://www.pinterest.de/pin/547398529699103585/
Die Links von Winne sind sehr interessant. Das englische Wiki ist manchmal viel ergiebiger als das deutsche, man muß wohl beide anschauen, wenn man sich informieren will... Billige Serienartikel wie PC-Lüfter fallen ja in größerer Zahl an. Für Experimente damit ist der Wiki-Artikel "Ventilatorkennlinie" empfehlenswert. Damit kann man abschätzen, was eine Parallel- oder Serienschaltung bringt. Bei einer Serienschaltung zur Druckerhöhung kann man das Gehäuse eines defekten Lüfters als Kuppelstück verwenden. Die Verbindung mit Gewindestangen macht das einfach. Mehr als 2 in Serie habe ich noch nicht probiert. Gruß - Werner
Also aus der Praxis kann ich vermelden daß Industriestaubsauger zwischen 0,2 und 0,3 bar unterdruck "machen", Haushaltssauger eher in der 0.15bar Gegend. Und ALLE staubsauger die ich beis jetzt zerlegt habe hatten ein 1 oder 2 stufiges Radialgebläse. Nix "Propeller". Ohne jetzt dem OP was unterstellen zu wollen würde ich sagen daß das seine Gründe hat und nicht gemacht würde wenns mit einem deutlich simpler herzustellenden Propeller gehen würde. Nur so als Denkanstoß.
Joe G. schrieb: > Das Kompetenzgerangel ist schon lustig mit anzuschauen .. ich habe maich auch gerade ein wenig amüsiert enttäuscht den Kopf geschüttelt. > ,,,, Der TO sprach eingangs von > „Saugkraft“. Was ist damit gemeint? So etwas wie Spannkraft fürs Haaar nur umgekehrt. Also je länger das sssst je später das bums oder so. /scnr
Michael B. schrieb: > Und ALLE staubsauger die ich beis jetzt zerlegt habe hatten ein 1 oder 2 > stufiges Radialgebläse. Das wiederum wundert mich. Ich habe schon Staubsauger mit mehrflutigem Gebläse, aber noch keine mit mehrstufigem Gebläse gesehen. Aber ich hatte auch noch keinen Dyson offen. Michael B. schrieb: > [...] wenns mit einem deutlich > simpler herzustellenden Propeller gehen würde. Das sehe ich gegenteilig. Dieser winzige Radiallüfter mit billigen nicht-konturierten Blechschaufeln kann 1kW Wellenleistung bei akzeptablem Wirkungsgrad umwandeln. Faierweise müssen wir den Durchmesser des Diffusorgehäuses bei der Größe noch dazurechnen. Aber ein Axialventilator für Luft in der Leistungsklasse (hier eben mehr Volumenstrom bei niedrigerem Druck) bei gleichem Durchmesser ist alles andere als trivial. Um genau zu sein: Ich kenne keine einzige technische Realisierung.
Walter T. schrieb: > Das wiederum wundert mich. Ich habe schon Staubsauger mit mehrflutigem > Gebläse, aber noch keine mit mehrstufigem Gebläse gesehen. Hier zwei meiner zweistufigen Gebläse. Bei einer Variante habe ich mal die Kappe abgenommen. man sieht sehr gut die erste Stufe mit dem Leitsystem zur Umlenkung in die Zweite Stufe. Die Druckmessstutzen im zweiten Bild habe ich nur für Versuchszwecke implementiert.
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Joe G. schrieb: > Hier zwei meiner zweistufigen Gebläse. Danke fürs Zeigen! Bei so einem Konstrukt kommt man wohl mit den klassischen Entwurfsmethoden nicht mehr weit. Ohne 3d-Strömungssimulation ist man da wahrscheinlich aufgeschmissen.
Walter T. schrieb: > Bei so einem Konstrukt kommt man wohl mit den klassischen > Entwurfsmethoden nicht mehr weit. Eigentlich nicht, die Theorie ist schon mehr als 70 Jahre alt und wunderbar dokumentiert. https://books.google.de/books?id=WTamBgAAQBAJ&pg=PA516&lpg=PA516&dq=Radiale+Turbomaschinen,+Theorie+und+entwurf&source=bl&ots=YK4c-MKFXl&sig=ACfU3U0xwJwjT-VaIds6KM-a_oUNWQB_9w&hl=de&sa=X&ved=2ahUKEwjez839wdPoAhXPsKQKHTwxBq8Q6AEwB3oECAgQAQ#v=onepage&q=Radiale%20Turbomaschinen%2C%20Theorie%20und%20entwurf&f=false
Joe G. schrieb: > Eigentlich nicht, die Theorie ist schon mehr als 70 Jahre alt und > wunderbar dokumentiert. In dem Buch kommen nur klassische Diffusorgehäuse mit stetig zunehmendem Querschnitt vor.
In meiner Ausführung nicht ;-)
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Harald W. schrieb: > Ein Staubsauger braucht nur einen geringen Druckunterschied von > Bruchteilen von Bar. Schon zum Aufblasen eines Luftballons benötigt > man mehr Druck. Höhere Druckuntersachiede bei Staubsaugern würden > die abgesaugten Flächen wohl beschädigen. Nö. Es ist noch gar nicht so lange her, da wurden Staubsauger mit der Angabe der Saugleistung in "mm Wassersäule" beworben und das waren regelmäßig recht viele Bruchteile eines Bar. Und auch damals hat niemand versehentlich die Nägel aus dem Parkett gesaugt.
Mit so einem Brushless-Impeller für Modellflugzeuge habe ich mal einen Laubbläser gebaut. Wirklich beeindruckend wie da die Luft bewegt wird. Selbst in einigen Metern Entfernung flogen da noch die Blätter (logisch,wenn so ein Teil fast 1kg Schub erzeugen soll). Allerdings sind die Teile irre laut. Ob das für einen Staubsauger taugt weiß ich allerdings nicht. Könnte mir aber durchaus vorstellen, dass es gehen könnte. https://www.ebay.de/sch/i.html?_osacat=0&_odkw=brushless+jet+&_from=R40&_trksid=m570.l1313&_nkw=brushless+impeller&_sacat=0 Als Ansteuerung empfielt sich dann ein Brushlessregler für Modellbau + ein Servotester. Dann kannst du am Servotester-Poti gleich die Leistung einstellen. So hab ich das mit dem Laubbläser realisiert.
Percy N. schrieb: > Es ist noch gar nicht so lange her, da wurden Staubsauger mit der Angabe > der Saugleistung in "mm Wassersäule" beworben und das waren regelmäßig > recht viele Bruchteile eines Bar. Du weisst aber schon, das 1mm Wassersäule = 10 E-4 Bar, also ein zehntausendtsel eines Bar ist?
Joe G. schrieb: > In meiner Ausführung nicht ;-) Tatsache. Und das Buch gibt es sogar in der örtlichen Uni-Bibliothek. Ich denke, das ist dann mal einen Blick wert. Nachtrag: Wobei: Das sind normale außenliegende Diffusorgehäuse mit Luftstrom von innen nach außen und nicht wie beim Beispiel-Motor von außen nach innen.
Schau dir nochmal das Bild Radial_5 an. Dort strömt die Luft axial ein, wird um 90 Grad umgelenkt, durchläuft das Laufrad und strömt in das äußere Leitsystem. Dieses ist "gefaltet" und leitet die Luft um 180 in die nächste Stufe.
Oliver S. schrieb: > Leistungsstarke Akkusauger mit Brushlessmotoren oder auch Staubsauger an > sich gibt es ja nun nicht erst seit gestern. Naja, ich habe mal nach etwas in der Art gesucht. Was der Markt da so hergibt war ( gemessen an dem was ich gerne gekauft hätte ) eher sehr ernüchternd. Mit der Technik aus dem Modellbau lässt sich da erheblich mehr machen. Es gibt Modellflugzeuge mit Impellerantrieb im kW Bereich. Ein Akkusauger der mit einer Akkuladung "nur" 15 Minuten läuft, dafür aber soviel Saugleistung entwickelt wie ein 230V Sauger... das stelle ich mir vor. Das Kernproblem ist nicht die Machbarkeit, sondern die Tatsache, dass man auf dem Markt für Jedermann keine Hochleistungsakkus ( LiPo ) mit den nötigen Amperestunden verbauen kann. Es gibt ja gewisse Sicherheitsvorgaben... Ausserdem wäre ein Sanftanlauf Pflicht, sonst würde der Drehmoment den Sauger sofort aus Oma Meiers Hand reissen. Aber ja, ich wäre ein Kunde für so ein kompromissloses Gerät. P.S.: Ich spreche hier von einem kleinen Handsauger ohne Schlauch.