Absauganlage V3.1

High-Performanze 3D-Druck-Zyklon für feinste Stäube

1. Arbeitsschritt

• Zuerst wird die alte Absauganlage demontiert und der Zyklonabscheider samt Platte entfernt. Der Saugmotor wird ebenfalls komplett zerlegt, sodass nur noch der leere Kasten übrig bleibt.
• In diesen Kasten wird eine Platte mit einer 120-mm-Bohrung zugeschnitten. Anschließend werden zwei weitere Platten mit Durchmessern von 50 mm und 100 mm montiert. Diese dienen als Trennung zwischen Saugmotor und Filter sowie zwischen Filter und Zyklonabscheider.
• Für die Abluft des Saugmotors wird eine 110-mm-Bohrung in den Kasten gebohrt, die die Abluft direkt ins Freie leitet. Der ursprünglich vorgesehene Ring sollte den Filter in Position halten, aber da bereits eine andere Platte montiert war, musste lediglich ein kleines Stück weggeschnitten werden, um eine passende Integration zu ermöglichen. Dass der Filter nach der Montage nicht exakt in der Mitte der Bohrung positioniert werden kann, ist für die Funktion unerheblich.

2. Arbeitsschritt

• Der Zyklonabscheider besteht aus sieben Teilen und verfügt über eine integrierte LED-Beleuchtung sowie eine Kamera (siehe Bauanleitung Videoüberwachung).
• Ein 24V-LED-Strip ist an der Innenseite eines Rings befestigt, um den Innenraum zu beleuchten. Die Kamera wird im Deckel an der Oberseite angebracht, wo später auch die Verbindung zum Saugmotor hergestellt wird. Auf diesem Deckel befindet sich ein Rohr mit Löchern, das jedoch später durch ein Rohr ohne Löcher ersetzt wird, um die Funktion zu verbessern.
• Unten am Zyklonabscheider ist ein Ring angebracht, der später in den Spänebehälter ragt. Das ursprüngliche Innenleben dieses Rings musste entfernt werden, da es zu Verstopfungen neigte. Am Mittelteil des Abscheiders befindet sich der Anschluss für den Saugschlauch, an dem alle weiteren Komponenten angeschlossen werden.

3. Arbeitsschritt

• Der im 3D-Drucker hergestellte Teil wird zur Verbindung des Zyklons und des Filters verwendet und sorgfältig mit Silikon abgedichtet. Ein weiterer 3D-gedruckter Teil wird in den Ansaugstutzen geschoben und mit einer Stütze unten an der Holzplatte befestigt.
• Die Unterseite des Abscheiders sollte mit einer dünnen Schicht Silikon abgedichtet werden. Bei der Installation des Abscheiders am Unterbau ist es wichtig, eine Dichtung zwischen Abscheider und Spänebehälter anzubringen. Diese Konstruktion stellt sicher, dass sich im Behälter befindlicher Feinstaub nicht über den Behälter nach außen (in den Schrank) ausbreitet.

4. Arbeitsschritt

• An beiden Seiten werden Halterungen für die 12-mm-Welle angebracht. Für das Anheben der Welle wurden zwei 3D-gedruckte Keile erstellt. Zusätzlich werden vier weitere 3D-Druckteile zur Führung der Keile benötigt, sowie ein Aufsatz für die Keile, um das Anheben der Welle zu erleichtern.
• Nach mehreren Fehlversuchen musste ich zwei zusätzliche Winkel montieren, da die Welle beim Herausziehen der Keile immer wieder herausgefallen ist. Zur Sicherung der Tür werden zwei Holzstücke mit je zwei Neodym-Magneten innen an beiden Seiten befestigt. An der Tür selbst werden eine Leiste und zwei Eisenstücke für die Magnete montiert, um ein Herunterrutschen zu verhindern.

5. Arbeitsschritt

• Ein Bogen wird am Abluftrohr der Staubsaugerturbine angebracht und anschließend entlang der Rückwand geführt. In der Mitte dieses Abluftrohrs wird eine elektrisch betätigte Klappe montiert. Diese Klappe kann die Abluft in einen Schlauch umleiten, den ich dann als Gebläse nutzen kann. Auf der Klappe selbst befindet sich ein Druckteil, das als Anschlag für den Arm der Klappe dient.

6. Arbeitsschritt

• Der Anschluss für den Gebläseschlauch wird im ersten Teil des Abluftrohrs befestigt. Die zwei Distanzstücke werden links und rechts an der Klappe sowie an den Ecken des Schranks mit Schrauben befestigt.
• Die beiden Abluftrohre werden links und rechts an der Klappe mit den dafür vorgesehenen Distanzstücken befestigt. Vier weitere 3D-gedruckte Teile werden mit Silikon versehen und auf die Abluftrohre geklebt, um das Abluftrohr abzudichten.

7. Arbeitsschritt

• Die Antriebskraft der Klappe wird durch eine Rolle mit einem Kugellager gewährleistet, die mit zwei Haltern oberhalb der Klappe befestigt wird. Die Halterung für die beiden Rillenkugellager wird über der Rolle am Motor montiert. Das Umlenken des Seils sorgt hier für eine größere Auflagefläche, was ein Durchrutschen verhindert.
• Nachdem das Seil fertig verlegt war, gab es ein Problem mit dem Arm der Klappe. Durch die Position des Arms in der Mitte wurde das Seil stärker gespannt und der Widerstand erhöhte sich, wodurch der Motor den Arm nicht mehr bewegen konnte. Die Lösung war ein spezielles Teil, das dafür sorgt, dass das Seil stets konstant gespannt ist, um die Klappe zuverlässig zur Seite bewegen zu können.

8. Arbeitsschritt

• Ein Versuch, eine Trommel zum Aufrollen des Schlauchs zu konstruieren, funktionierte nicht wie gewünscht. Ich habe eine Kabeltrommel von einem Staubsauger entnommen und die Feder entfernt. Das 3D-gedruckte Teil, das sowohl eine Feder als auch einen Schlauch aufnehmen sollte, wurde mit einem Kugellager als Führung an der Rückwand montiert.
• Die Bremse, die ein selbstständiges Aufrollen verhindern sollte, wurde nach der Montage des Schlauchs überflüssig. An einer weiteren Holzplatte wurden eine Durchführung für die Absaugung und Halterungen für die Aufrollmechanik angebracht. Der Plan war, den Schlauch in vier aufeinanderfolgenden Schichten aufzurollen.
• Leider rollte sich der Schlauch auch dann nicht ein, als ich ihn hineingeschoben habe. Die Feder war nicht stark genug, um den Schlauch effektiv einzuziehen.

9. Arbeitsschritt

• Nach dem Misserfolg mit der ersten Schlauchtrommel habe ich einen neuen Versuch mit der Trommel für den Gebläseschlauch gestartet. Bei dieser Konstruktion wird ein kleiner Teil der Feder um eine Rolle gewickelt, sodass beim Herausziehen des Schlauchs das Seil aufgerollt wird.
• Die Trommel selbst besteht aus zwei Hälften: Eine Hälfte verfügt über ein Kugellager und den Anschluss für den Gebläseschlauch. Auf dieser Hälfte ist auch eine kleine Rolle für das Seil montiert. Die zweite Trommelhälfte besitzt eine Öffnung, die durch die Holzplatte zu einem weiteren 3D-gedruckten Teil führt. Dieses Teil hat einen Anschluss, um es mit dem Abluftrohr vor der Klappe zu verbinden.
• Ein anfängliches Problem, bei dem der Schlauch auf der zweiten Aufrollebene zwischen Schlauch und Seitenwand eingedrückt wurde und somit nicht weiter aufgerollt werden konnte, wurde durch die Integration von vier kleinen Stützen behoben.

10. Arbeitsschritt

• In der Tür befindet sich eine Anschlussvorrichtung für die Kurbel, mit der ich den Schlauch auf die Schlauchtrommel aufwickeln kann. An einem Bohrloch mit einem Durchmesser von 40 mm wird ein 3D-gedrucktes Teil mit einer weiteren 3D-gedruckten Kurbelaufnahme und einer Seiltrommel verbaut.
• An der Außenseite des Geräts ist lediglich ein Vierkant mit einem Schild befestigt, auf dem die Aufschrift „Gebläse“ und ein Pfeil zu sehen ist, der auf die Kurbelrichtung hinweist. Die Kurbel selbst besitzt einen drehbaren Griff und eine Vierkantaufnahme.

11. Arbeitsschritt

• Nach dem Erfolg mit der kleineren Schlauchtrommel werde ich einen ähnlichen Ansatz für den Absaugschlauch verfolgen, allerdings mit einem angepassten Aufbau.
• Zwei Holzplatten mit einem Durchmesser von 200 mm werden ausgefräst. Auf die eine Platte wird der Ring mit dem Drahtseilrollenhalter montiert. Auf die andere Platte kommt das Teil mit dem Schlauchanschluss aus dem ersten Versuch.
• In die seitliche Holzplatte wird ein 60 mm Loch gebohrt, wobei ein Teil des ersten Versuchs dort montiert wird. Die beiden Holzscheiben werden anschließend mit mehreren Holzstreifen verbunden, um die Schlauchtrommel für den Saugschlauch zu bilden.

12. Arbeitsschritt

• Bei der Kurbelbewegung fielen mir zwei Dinge auf, die ich behoben habe.
• Zunächst drückte die Kurbelwelle leicht nach außen, weshalb ich an der Innenseite eine zusätzliche Platte anbringen musste.
• Des Weiteren hatte ich den Eindruck, dass sich die Kurbelwelle beim Drehen leicht verbiegen würde. Daher habe ich diesmal einen Vierkantstahl (10x10 mm) als Verstärkung eingebaut. Bei der Verarbeitung des Vierkantstahls habe ich ein Stück davon rund gedreht und in eine weitere Halterung eingesetzt, die innen montiert wird.

13. Arbeitsschritt

• Für beide Schlauchtrommeln werden Durchführungen in die Tür eingebaut. Auf jedem Schlauch befindet sich eine Muffe, die verhindert, dass der Schlauch einfach in die Trommel fällt. Diese Muffen sind auch praktisch, da sie sich für weiteres Zubehör eignen, das aufgesteckt oder aufgedreht werden kann.
• Zum Schluss muss die große Schlauchtrommel noch mit der Absauganlage verbunden werden.

14. Fazit zur Absauganlage: Funktion und Optimierungspotenziale

Die Absauganlage selbst funktioniert einwandfrei und erfüllt ihren Zweck der Späneabsaugung sehr gut. Es gibt jedoch zwei Bereiche, in denen die Funktionalität noch nicht ganz den Erwartungen entspricht: die Aufrollmechanismen für den Absaugschlauch und den Gebläseschlauch.

• Die Aufrollung des Absaugschlauches ist nicht optimal gelöst. Es ist immer wieder notwendig, beim Aufrollen manuell nachzuhelfen und den Schlauch hineinzuschieben, damit er vollständig aufgerollt wird. Die Mechanik funktioniert ohne den Schlauch einwandfrei, was darauf hindeutet, dass die Steifigkeit des verwendeten Absaugschlauches die Hauptursache für das Problem ist.
• Das Herausziehen des Schlauches hingegen bereitet keinerlei Schwierigkeiten. Es ist anzunehmen, dass mit einem weniger steifen Schlauch die Aufrollung des Absaugschlauches problemlos funktionieren würde.

Mangelnde Leistung des Gebläses

• Der Aufrollmechanismus für den Gebläseschlauch funktioniert einwandfrei. Enttäuschend ist jedoch die Leistung des Gebläses selbst. Es kommt einfach zu wenig Luft heraus, um Späne effektiv wegzublasen. Das System wäre hier eher als kleiner Absaugschlauch geeignet, anstatt als leistungsstarkes Gebläse.

Die folgenden Dinge wurden verwendet