Wie funktioniert ein Staubsauger: Besonderheiten der Konstruktion und Funktionsweise verschiedener Staubsaugertypen

Das Verständnis der Funktionsweise eines Staubsaugers, seines Aufbaus und der Hauptunterschiede zwischen verschiedenen Bauarten dieser Geräte erleichtert dem potenziellen Käufer die Auswahl. Denn von der Funktionsweise und den konstruktiven Merkmalen des Geräts hängen seine qualitativen Eigenschaften, Verbrauchereigenschaften und Wartungsregeln ab.

Alle diese Punkte wurden von uns untersucht und im Artikel ausführlich dargestellt. Die präsentierten Informationen helfen, die Besonderheiten der Funktionsweise verschiedener Staubsaugertypen zu verstehen und die am besten geeignete Variante aus der Vielfalt der Bauarten auszuwählen.

Aufbau und konstruktive Merkmale

Der Aufbau des Geräts hat sich in den letzten hundert Jahren nicht wesentlich verändert, ebenso wenig wie seine Leistung. Nachdem der Staubsauger den Weg vom Elektrobesen, der handbetriebenen Maschine, dem pneumatischen «Teppichauffrischer» mit Benzin zurückgelegt hatte, blieb er technisch beim Modell von James Spangler stehen.

Ein Reinigungskraft aus Ohio revolutionierte das Ganze – er baute ein vertikales und tragbares Gerät aus einem Besen, einem Kissenbezug und einem Elektromotor. Spanglers Erfindung wurde unter der Marke Hoover verkauft. Das moderne Gerät erbt genau dieselbe Konstruktion aus elektrischem Teil, Bürste und Staubbehälter.

Bei Hoover-Staubsaugern begann man erstmals Aluminium für die Gehäuseherstellung zu verwenden. Dies geschah etwa im Jahr 1923.

Hauptkomponenten eines herkömmlichen Staubsaugers:

1. Zentrifugalkompressor – erzeugt Unterdruck und fördert die Luft.
2. Kommutator-Elektromotor – treibt den Kompressor an.
3. Luftreiniger – trennt den Staub von der Luft und sammelt ihn in speziellen Behältern.
4. Satz von Düsen und Bürsten für verschiedene Zwecke.

Das Gehäuse des Geräts selbst besteht aus robustem Kunststoff. Im Inneren sind Motor, Kompressor, Staubbehälter, Filter und Steuereinheit verbaut.

Die standardmäßige Haushaltskonstruktion eines Staubsaugers wird mit einem flexiblen Luftschlauch und einem Verlängerungsrohr geliefert. Eine Ausnahme bilden kompakte Handmodelle und Geräte, bei denen der Kompressor in das Rohr mit Düse oder Bürste integriert ist.

In jedem Staubsauger ist ein dreistufiges Filtersystem vorgesehen, durch das die angesaugte Luft geleitet wird. Es besteht aus einem Hauptfilter, einem Motorfilter und einem Feinfilter (manchmal dient ein Wasserbehälter als Filter).

Um den Anwendungsbereich zu erweitern, statten die Hersteller die Geräte mit verschiedenen Düsen aus.

Die Universaldüse ist in diesem Set immer enthalten. Sie ist für die Reinigung von flachen horizontalen Flächen und Teppichböden geeignet. Die Konstruktion verfügt über Schalter, Rollen für die Manövrierfähigkeit und Bürsten mit unterschiedlichen Borsten.

Mit der Fugendüse lassen sich schwer zugängliche Stellen (Ecken, Spalten, Zwischenräume zwischen Wand und Möbeln) bequem reinigen. Es gibt auch zerlegbare 2-in-1-Konstruktionen – eine Universaldüse plus eine abnehmbare Fläche mit Flor.

Eine besondere Variante stellen Turbobürsten dar, deren Aufbau es ermöglicht, Tierhaare und Haare von Teppichböden aufzunehmen. Relativ neu sind Elektrobürsten, zylindrische Walzen, Düsen für Parkett, Metallabfälle, Reinigung von Siphons und andere.

Wie arbeiten verschiedene Gerätetypen?

Alle Staubsauger erfüllen eine Funktion: die Reinigung. Warum unterscheiden sich die Geräte, die mit einem einzigen Ziel entwickelt und hergestellt wurden, so stark in Form, Größe und Funktionsweise?

Bei der ersten Bekanntschaft mit dem Gerät erscheint die Position des Staubbehälters, die Anzahl der Räder, das Material der Schläuche nicht wichtig. Das Verständnis der Bedeutung jedes Details kommt erst im Laufe des Gebrauchs.

Wir betrachten die Konstruktionsmerkmale und die Funktionsweise der Geräte in Abhängigkeit von den Staubbehältertypen und den funktionalen Möglichkeiten der Apparate.

Staubsauger mit Beutel oder Behälter

Die Funktionsweise dieses Geräts lässt sich schematisch wie folgt darstellen: Durch den Aufsatz und den Schlauch gelangt staubhaltige Luft in das Innere des Geräts, genauer gesagt in den Staubbehälter – einen Beutel oder einen Zyklonfilter.

Bei einem Staubsauger mit Behälter gelangt der Schmutz zunächst nicht in einen Beutel, sondern in ein spezielles Zentrifugengefäß, wo die groben Partikel zurückgehalten werden.

Ein Teil des Schmutzes bleibt im Behälter, ein anderer Teil gelangt durch die Poren und Wirbelströmungen des Behälters in Richtung Motor. Um diesen zu schützen, wurde ein Grobfilter entwickelt.

Aber auch er ist nicht ideal – der Schmutz wandert zum Ausgang und gelangt zum Feinfilter (HEPA).

Kompakte vertikale Geräte

Ein Merkmal dieser Konstruktion ist das Fehlen eines Schlauches. Er ist manchmal im Lieferumfang enthalten und kann für einzelne Arbeiten verwendet werden. Die Rolle des Hauptstaubsaugers übernimmt die Bürste – eine Turbobürste oder eine „Klopfbürste“.

Moderne vertikale Geräte können mit Smartphones gekoppelt werden, sodass der Besitzer die Saugleistung programmgesteuert einstellen, sehen kann, wie viele Kilometer der Haushaltshelfer zurückgelegt hat, sowie andere Informationen.

Motor und Staubbehälter befinden sich im Rohr – dem Gehäuse des Geräts. Der Motor erzeugt weniger die Saugkraft, sondern dreht die Bürstenwelle. Der Schmutz wird dabei quasi in den Staubbehälter „gekehrt“.

Bei vertikalen Modellen gibt es ebenfalls ein Saugmodul. Es wird jedoch nur dann eingesetzt, wenn das Gerät als horizontales Modell verwendet wird.

Konstruktion mit Wasserfiltration

Bei Staubsaugern mit Aquafilter ist eine andere Methode der Reinigung der einströmenden Luft vorgesehen, daher die baulichen Besonderheiten. Das Gerät ähnelt äußerlich einem herkömmlichen Staubsauger mit Behälter – es umfasst eine Düse und einen Schlauch, durch die der Schmutz in den Staubbehälter-Aquafilter gelangt.

Letzterer ist in Form eines Kolbens mit Wasser ausgeführt. Die Idee der Ingenieure ist, dass der Schmutz und der Dreck durch die Wirbelströmungen untergehen.

Was erzeugt diese Strömungen? Eine Turbine oder ein Separator, der sich im Kolben dreht. Dieser sichtbare Teil des Motors wirbelt den Staub auf und erzeugt einen hohen Druck. Letzterer „erfasst“ Partikel unabhängig von ihrer Größe, taucht sie ins Wasser und gibt ihnen keine Chance, wieder herauszukommen.

Bei solchen Geräten sind die Form der Turbine und ihre Drehgeschwindigkeit wichtig. Bei technisch nicht ausreichend durchdachten Konstruktionen müssen die Hersteller dennoch Filter hinzufügen. Diese Aussage bezieht sich auf preisgünstige Modelle von Separatoren.

Bei dem Gerät mit Aquafilter Krausen gelangt der Staub durch den Stutzen (1) in den Aquafilter (2), dann erzeugt der Separator (3) Wasser-Wirbelströmungen (4) und erreicht einen idealen Luftreinigungskoeffizienten (5).

Ganz filterlos kann man diese Staubsauger auch nicht nennen, denn ein Schutzfilter für den Motor ist in ihnen vorhanden. Nur deutschen Ingenieuren ist es gelungen, darauf zu verzichten, indem sie den Motor in eine Edelstahlkapsel „eingehüllt“ haben. Der Motor ist in diesem Fall zuverlässig vor Staub und Feuchtschmutz geschützt.

Komplexe eingebaute Modifikationen

Diese Geräte sind nicht tragbar und sind mit ihrem Hauptteil in die Wände eingebaut. Die Düsen und Schläuche werden nicht an das Gehäuse des Staubsaugers angeschlossen, sondern in Pneumodosen eingesteckt, die im gesamten vorgesehenen Einsatzbereich des Geräts verteilt sind.

Einbaustaubsauger sind im Haushalt wenig verbreitet, da die Verwendung langer Schläuche erforderlich ist, was eine umfassende Reinigung der Räume erschwert.

In den Wänden wird eine komplexe Kette von Luftkanälen installiert, durch die der gesammelte Schmutz in einen gemeinsamen Staubbehälter geleitet wird. Dieser wird in Nebenräumen oder im Keller untergebracht, falls vorhanden.

Das Aggregat selbst umfasst sowohl den Motor als auch die Filter. Auch die Antriebseinheit befindet sich oft in Nebenräumen.

Besonderheiten von Nasssauger-Modellen

Der wesentliche konstruktive Unterschied von Waschsaugern zu Modellen mit Beutel und Behälter ist das Vorhandensein eines Tanks für sauberes und schmutziges Wasser. In einem solchen Behälter sinken sowohl feine als auch grobe Schmutzpartikel ein.

Der Hauptvorteil eines solchen Tanks besteht darin, dass der Besitzer beim Entleeren des Behälters keinen Staub einatmen muss.

Im Aufbau eines Waschsaugers gibt es einen zusätzlichen Tank für Wasser und Reinigungsmittel, eine Pumpe, Flüssigkeitszufuhrkanäle, die in die Schläuche und Rohre integriert sind.

Bei Waschstaubsaugern ist jedoch auch ein Schutz des Motors vor Feuchtigkeit vorgesehen, was die Kosten des Staubsaugers erheblich erhöht. Auf dem HEPA-Filter sammelt sich feuchter Schmutz an, der einen Nährboden für viele Bakterien bildet.

Es gibt Waschsauger mit Dampferzeuger. Ein solches Gerät ermöglicht die Reinigung von Oberflächen mit Dampf ohne den Einsatz chemischer Mittel.

Hochtechnologische Saugroboter

Staubsaugerroboter kamen erst vor etwa 10 Jahren auf den Markt. Ihre Konstruktionen werden ständig aktualisiert und verbessert. Die Geräte werden nach einem Baukastenprinzip hergestellt. Dies gewährleistet eine einfache Wartung und einen leichten Austausch von Teilen während der Reparatur.

Allgemeine Elemente eines Staubsaugerroboters, die in allen Modellen vorhanden sind:

• Seitenbürste;
• Blockmodul;
• Ladestation;
• Sensoren zur Erkennung von Hindernissen, Verschmutzungen und Höhenunterschieden.

Die Funktionsweise eines solchen Geräts basiert auf einer Reinigungseinheit, Navigation, Antriebsmechanismen und einer Akkueinheit.

Navigationssysteme des Geräts

Das hochmoderne Navigationssystem besteht aus einem Laser, einer Kamera, internen und externen Sensoren. Die Kamera liest die Karte des Raums. Die Laser-Entfernungsmesser übermitteln ihr Informationen über das Vorhandensein von Gegenständen im Raum und die Abstände zwischen ihnen.

Das Gerät bewegt sich sowohl während der Reinigung als auch bei der Rückkehr zur Basis in geraden Linien.

Staubsaugerroboter können noch keine Treppen hinunterfahren oder hohe Türschwellen überwinden. Die Entwickler versuchen, diesen Mangel der Geräte zu beseitigen, indem sie neue Modelle entwickeln.

Es sind noch Modelle im Handel, deren Funktionsprinzip ausschließlich auf Sensoren basiert. Diese sind am äußeren Gehäuse des Geräts und in seinem Inneren angebracht.

Mit ihrer Hilfe orientiert sich der Roboter im Raum und korrigiert seine Arbeit, er erkennt auch die am stärksten verschmutzten Bereiche und widmet sich deren Reinigung gründlicher.

Für die Navigation des Roboters kann auch ein Magnetband verwendet werden. Es erzeugt eine virtuelle Barriere, über die das Gerät nicht hinausfährt. Wenn der Roboter mit einer Kamera ausgestattet ist, liest diese die Daten von der Decke und den Wänden ab.

Der Reinigungsprozess des Raums

Hier unterscheiden sich die Modelle nach der Art der Reinigung – für die Trockenreinigung und waschende Saugroboter. Bei ersteren sammelt die Seitenbürste den gesamten Schmutz ein und leitet ihn zur Hauptbürste. Die Hauptbürste hat eine flaumige Oberfläche und kann Haare und Fell aufnehmen.

Die vordere Bürste des Roboters ist innen zum Gerät hin geneigt angebracht, während die Seitenbürste flexible Drähte besitzt, was eine gründliche Schmutzaufnahme gewährleistet.

Diese beiden Teile befördern den Schmutz in den Staubbehälter, wo er durch Luftströme verdichtet wird. Die Luft strömt durch die Filter nach außen.

Je nach Hersteller unterscheiden sich die Roboter-Konstruktionen durch folgende Details:

1. Hauptbürsten. Die meisten Modelle haben zwei – eine Borsten- und eine Gummibürste. Sie arbeiten paarweise. Einige Geräte sind nur mit einer Gummibürste ausgestattet.
2. Seitenbürsten. Es gibt Geräte, die mit einer zusätzlichen Seitenbürste ausgestattet sind.
3. Filter. Die Roboter werden sowohl mit Standard-„Tüchern“ als auch mit mehrlagigen HEPA-Filtern ausgeliefert.
4. Behälter + Motorleistung. Der Staubbehälter kann ein Volumen von 0,4 bis 1 Liter haben. Die Leistung solcher Geräte beträgt 40-65 Watt. Während die erstgenannten Werte im Betrieb wichtig sind, sind die zweitgenannten aufgrund der geringen Spanne unbedeutend.

Das wichtigste Verbraucherteil von Saugrobotern ist die Hauptbürste. Von ihr hängt die Reinigungsqualität ab, nicht vom Motor, wie bei herkömmlichen Geräten.

Ein Nasssauger verfügt über ein System aus Wasserbehälter und Sprüher. Er kann Schmutz aufnehmen, Flüssigkeit versprühen, den Boden wischen und das Schmutzwasser zurück in den Behälter saugen.

Es gibt Robotermodelle, die für die gemischte Reinigung ausgelegt sind. Ihr Funktionsprinzip besteht darin, glatte Oberflächen mit einem Tuch zu reinigen und Teppiche mit den Hauptbürsten.

Rückkehr zur Basis

Der letzte Arbeitsschritt des Roboters ist die Rückkehr zur Ladestation. Das Gerät wird von Akkus betrieben. Wenn diese entladen sind, schaltet sich das Gerät aus.

Es gibt Roboter mit einer Programmierung, die das Gerät am Reinigungsort belässt, und die Rückkehr zur Ladestation wird vom Benutzer erzwungen.

Das Gerät reagiert selbstständig auf einen niedrigen Ladezustand. Mithilfe eines speziellen Sensors erkennt es den Infrarotstrahl der Ladestation und beginnt, sich darauf zuzubewegen. Sobald es sie gefunden hat, dockt es an und lädt sich auf.

Konstruktive Details und Reinigungsqualität

Einige konstruktive Details des Geräts beeinflussen die Reinigungsqualität und den Bedienkomfort. Zum Beispiel der Schlauch. Er sollte einen ausreichenden Durchmesser haben (mindestens 5 cm), damit er nicht häufig verstopft.

Die Länge des flexiblen Schlauches ist wichtig – je länger dieses Zubehörteil ist, desto bequemer ist die Reinigung. Besonders in Räumen von 15 m² und mehr. Eine Länge ab 2,5 m wird für die Reinigung von hohen Möbeln und Decken benötigt.

Wichtig ist auch die Materialfestigkeit, sonst reißt das Teil, was die Saugkraft verringert.

Neben den Hauptkomponenten beeinflussen auch Dichtungen, Buchsen und Lager die Arbeitsqualität des Geräts. Wenn die Verbindungen aus Fluorpolymeren bestehen, sorgt dies für ihre Dichtigkeit.

Buchsen und Lager aus Fluorkunststoff und Polyamid verlängern die Lebensdauer der beweglichen Teile des Geräts.

Weitere Informationen zu verschiedenen Arten von Staubsaugern sowie Tipps zur Auswahl des geeigneten Geräts finden Sie in diesem Artikel.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Zerlegung der Konstruktion und des Funktionsprinzips eines Staubsaugers mit Drucksensoren und zwei Elektromotoren – in der Bürste und im Gerätekörper.

Anhand von Beispielen mehrerer Staubsaugerkonstruktionen ist gut zu erkennen, dass sie unabhängig von der Bauart alle gleichermaßen als „Staubsammler“ dienen. Ihre Effizienz hängt vom Filtersystem, der Motorleistung und dem Vorhandensein verschiedener Düsen ab.

Welchen Staubsauger haben Sie für Ihr Haus oder Ihre Wohnung gewählt? Bitte erzählen Sie, warum Sie sich für ein bestimmtes Modell entschieden haben und ob Sie mit der Arbeit des gekauften Geräts zufrieden sind. Fügen Sie Bewertungen, Kommentare hinzu und stellen Sie Fragen – das Kontaktformular befindet sich unten.