Bau eines Zyklonabscheiders für den Werkstattsauger

wpid-zyklonabscheider_040.jpgWie viele andere Holzwerker hatte ich in der Werkstatt das Problem, dass teilweise große Mengen von Spänen und Holzstaub anfallen, so dass mein nicht-professioneller Sauger schnell voll bzw. der Filter verstopft war. Wenn man den Werkstattsauger mit den recht teuren Filtertüten benutzt, sind diese unter Umständen in wenigen Tagen voll. Wenn man die Tüten weglässt, verstopft der Papierfilter des Saugers, und man muss ihn in mühevoller Handarbeit säubern. Als Lösung bietet sich unter anderem ein Zyklonabscheider an, den ich mit möglichst geringem Kostenaufwand nun selbst gebaut habe.

Ideenfindung

Im Netz gibt es eine große Zahl von Videos und Beiträgen über den Bau von Zyklonabscheidern. Die Grundlagen kann man sich in der oben verlinkten Liste gut aneigenen. Meine Hauptinspiration kommt von Bastis Beitrag. Alle wesentlichen Ideen habe ich von ihm abgeschaut.

Ich habe über die Details dieses Projekts lange nachgedacht und viele der Beiträge angeschaut. Da ich mir erstmal klar machen musste, wie die Luft von wo nach wo strömen muss, damit das Ganze funktioniert, habe ich mir einen einfachen Entwurf gezeichnet. Der musste dann eine Weile reifen, bevor ich an die Umsetzung gehen konnte.

entwurf-abscheider

In meinem Beitrag will ich nicht mehr alles von Grund auf erklären, sondern mich auf die Dinge konzentrieren, die mir besonders aufgefallen oder schwer gefallen sind.

Meine Umsetzung

Einige Punkte, auf die es mir bei der Realisierung ankam, waren:

  • Ich wollte den Zyklonabscheider eher pragmatisch und weniger handwerklich anspruchvoll bauen,
  • unter anderem, um ihn zügig realisieren zu können,
  • und dabei einen möglichst geringen Kostenaufwand zu haben.
  • Das Abscheider-Gefäß sollte mit meinem Sauger kombiniert werden, so dass diese als Einheit bewegt werden können.
  • Der Staubsauger muss auch noch einzeln benutzt werden können, da ich ihn auch außerhalb der Werkstatt hin und wieder einsetze.

Material

  • Für das Abscheider-Gefäß besorgte ich mir bei eBay ein 60 Liter Weithals-Fass aus festem Kunststoff, das war mit Versand für 20 EUR zu haben.
  • Die Anschlüsse bestehen aus 50 mm Plastik-Abflussrohr aus dem Baumarkt.
  • Als Verbindungsschlauch zwischen Sauger und Fass habe ich bei Maschinenhandel Meyer einen günstigen und hochwertigen Absaugschlauch mit 60 mm Durchmesser gefunden, der mit Hilfe von Schlauchschellen gut auf die Anschluss-Muffen der Plastikrohre passt.

Anschluss des Schlauchs an das Plastikrohr

  • Für den Anschluss des Plastikrohrs am Sauger passte eine Gummimanschette, mit der man zum Beispiel den Siphon eines Waschbeckens mit dem Rohr in der Wand verbinden kann.

Anschluss am Sauger

Vorbereitung des Abscheidergefäßes

Zunächst braucht das Fass ein Loch für das Platikrohr, durch das die Luft mit dem Sauggut von der angeschlossenen Maschine in das Fass strömen kann. Dieses habe ich mit einem 50 mm Forstnerbohrer gebohrt. Das war recht schwierig, weil der Forstnerbohrer ja auf dem Grund des Lochs großflächig Material abschabt, was bei dem weichen und nicht-faserigen Material dazu führt, dass unvermittelt große Stücke ausgerissen werden. Man müsste den Vorschub sehr langsam und genau senkrecht führen, um das zu vermeiden, was beim Fass und freihändig nicht möglich war. Auf dem Foto sieht man daher deutlich, dass ich einmal abgerutscht bin und eine Menge Kratzer auf dem Fass hinterlassen habe.

Loch im Fass

Dieses Loch hätte man besser mit einer Lochsäge gebohrt, da sie mit dem zentralen Bohrer eine Führung hat und außerdem viel weniger Material abträgt.

Der zuführende Luftstrom muss im Fass in eine Kreisbewegung versetzt werden, damit das Prinzip der Abscheidung von Sauggut und Luft funktioniert. Die festen Bestandteile des Luft-Feststoff-Gemischs sind relativ schwer und erfahren eine starke Fliehkraft, so dass sie sich an der Außenwand des Fasses in einer Spiralbewegung nach unten bewegen. Ich habe daher einen 90°-Winkel des Platikrohrs verwendet, um die Zuluft im Fass »auf den richtigen Weg« zu bringen.

Zunächst habe ich die Anschlussmuffe abgesägt, weil in ihr eine Gummidichtung vorhanden ist, die den Luftstrom behindern würde. Man kann sie zwar entnehmen, aber dann ist die Innenseite des Rohrs trotzdem noch uneben.

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Das Winkelstück habe ich dann mit Montagebändern von innen mit durchgängigen Schlossschrauben befestigt.

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Das vorhandene Staubsaugerrohr passt zufällig genau in das 50 mm Plastikrohr. Man kann es leicht eindrehen und erhält so einen recht festen Sitz.

Staubsaugerrohr am Fass angeschlossen

Abluft

Das Weithalsfass braucht am Deckel eine Verstärkung, damit man das Anschlussrohr für die aus dem Fass strömende Luft fest einpassen kann. Das habe ich mit Reststücken von Multiplexplatten realisiert.

Verstärkung des Fass-Deckels mit Multiplexplatten

Verstärkung des Fass-Deckels mit Multiplexplatten

Verstärkung des Fass-Deckels mit Multiplexplatten

Verstärkung des Fass-Deckels mit Multiplexplatten

Verstärkung des Fass-Deckels mit Multiplexplatten

In den fest mit den Platten verbundenen Deckel habe ich dann ein 50 mm Loch für das Plastikrohr gebohrt.

Bohrung für das Abluftloch

Bohrung für das Abluftloch

Das Plastikrohr passt eng in das 50 mm Loch und hält allein durch die Reibung sehr gut.

Anschlüsse am Abscheidergefäß

Damit waren alle Bauteile funktional miteinander verbunden …

Grundversion fertig

… und ich habe mit gefreut, den Abscheider ausprobieren zu können.

Die Freude währte allerdings nur kurz, denn beim Probesaugen verstopften schnell einige etwas gröbere Späne das Saugrohr. Die Engstelle beim Sauger ist der Maschinen-Anschluss des Metabo-Staubsaugerrohrs. Dieses Gummiteil hat einen recht kleinen Durchmesser (27 mm), so dass gröbere Stücke hier leicht hängen bleiben. Durch die Blockierung strömte zu wenig Luft in das Fass währen der Sauger immer noch fleißig Luft aus dem Fass heraus saugte. Das Fass gab nach und beulte sich ein.

Fass eingebeult

Es war also klar, dass ich dafür eine Lösung brauchte. Basti beschreibt in seinem Beitrag, wie er ein Unterdruckventil realisiert hat. Ich hatte zunächst gehofft, das nicht zu brauchen, aber nun war es eben doch nötig.

Ich bohrte ein weiteres Loch in den Deckel des Fasses (ø 40 mm) und montierte eine Schlossschraube mit einem Stück Sperrholz, einer Flügelmutter und und einer Feder so, dass das Sperrholz das Loch verschließt. Bei größerem Unterdruck wird es nach innen gezogen und öffnet das Ventil, so dass Luft ins Fass einströmen kann. Mit der Flügelmutter kann man die Vorspannung der Feder und damit die Empfindlichkeit des Ventils reglieren.

Unterdruckventil

Unterdruckventil

Unterdruckventil

Basti beschreibt, dass er drei kleinere Löcher gebohrt hat – das hat aber bei mir nicht funktioniert. Erst das große Loch hat den gewünschten Effekt gebracht. Mit diesem Ventil funktioniert der Abscheider beim Saugen nun gut, bei komplettem Verschluss des Saugrohrs beult sich das Fass aber immer noch ein.

Wagen für das Abscheidergefäß und den Sauger

Nun fehlte noch der Wagen, auf dem der Sauger und das Fass gemeinsam mobil untergebracht werden sollten. Dessen Bau zeige ich jetzt mit ein paar Bildern, weil das meiste davon selbsterklärend ist. Ich habe für den Wagen nur Reste verwendet, so dass teilweise ein etwas wilder Materialmix dabei heraus gekommen ist.

Bau des Wagens für den Sauger

Bau des Wagens für den Sauger

Bau des Wagens für den Sauger

Bau des Wagens für den Sauger

In die Standfläche des Saugers habe ich zwei Vertiefungen eingefräst, damit der Sauger nicht wegrollen kann.

Vertiefungen als Sicherung für die Räder

Bau des Wagens für den Sauger

Bau des Wagens für den Sauger

Bei den seitlichen Streben habe ich gemerkt, dass ich den Wagen etwas zu schmal geplant hatte. Daher musste ich für die Spannschließen des Saugers etwas Platz schaffen indem ich an den Streben eine Aussparung ausstemmte.

Ausstemmen einer Aussparung

Ausstemmen einer Aussparung

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Bau des Wagens für den Sauger

Bau des Wagens für den Sauger

Mit Schiebegriff und Rollen ist der Wagen nun in der Werkstatt leicht zu bewegen. Er braucht kaum mehr Standfläche als der Sauger und das Absaugrohr ist nun sogar in einer angenehmeren Arbeitshöhe.

Bau des Wagens für den Sauger

Bau des Wagens für den Sauger

Fazit

Fertiger Wagen mit Sauger und Abscheidgefäß

Ich habe den Abscheider nun seit einigen Wochen in Benutzung und bin zufrieden mit der Verbesserung. Der feinste Schleifstaub landet nach wie vor im Sauger, weil er wohl zu leicht ist, um sauber abgetrennt zu werden. Das macht aber nichts: Ich habe wieder eine Filtertüte in den Sauger eingesetzt, so dass der Staub den Papierfilter nicht verstopft. Da die absolute Menge dieses Staubs sehr klein ist, hält die Tüte lange durch und muss nur selten getauscht werden.

Das System funktioniert meist sehr gut, das Absaugen von normalen Spänen und Staub klappt reibungslos. Ich habe allerdings festgestellt, dass sich das Fass trotz des Unterdruckventils beim Schleifen mit dem Exzenterschleifer regelmäßig einbeult. Das liegt wohl daran, dass bei dieser Arbeit die Ansauglöcher ja fast komplett auf dem Werkstück aufliegen und damit fast verschlossen sind. Den enstehenden Unterdruck kann das Ventil nicht ausgleichen (oder die durch das erste Einbeulen entstandenen Schwachstellen im Plastik geben leichter nach als das Ventil).

Für das Aufsaugen von größeren Mengen gröberer Späne vom Boden werde ich mir wohl noch einen zusätzlichen Schlauch mit größerem Durchmesser besorgen (der Metabo-Schlauch hat einen Innendurchmeser von 38 mm, das Maschinen-Anschlussstück aber nur 27 mm), denn sonst verstopft das Rohr zu schnell. Das war allerdings schon vorher ein Problem des Saugers.

Ich habe außerdem gemerkt, dass meine geplanten Abdichtmaßnahmen an den Anschlüssen, am Ventil und am Deckel des Fasses unnötig sind. Die Saugleistung ist auch ohne Abdichtung sehr gut, oft ja sogar »zu gut«, was man am Einbeulen des Fasses sieht. Der Deckel dichtet sich selbst durch den Unterdruck im Fass.

16 Kommentare

  1. Hallo Andreas,

    Sehr tolle Baubeschreibung, die zum Nachbauen einlädt. Das erinnert mich daran, dass ich auch schon begonnen habe mir einen Zyclon zu bauen, allerdings bin ich über einen mehr oder weniger schlechten Testlauf nicht hinaus gekommen :-)

    Die Idee mit dem gemeinsamen Rollwagen finde ich toll. Spart vor allem viel Platz.

    SG
    Stefan

  2. Ich habe es ebenfalls vor einige Jahren mal probiert. Leider ein Reinfall. Wenn ich allerdings deine Werkzeugausstattung sehe weiß ich auch warum es bei mir nicht klappen konnte. Danke für den Beitrag.

  3. Hallo Andreas,

    danke für die tolle Beschreibung. Das hatte ich letztes Jahr vor, bin leider mangels Zeit gescheitert. So wenn ich deinen Beitrag sehe, krieg ich einen Extra-Motivationsschub. :)

    Eine Frage noch: Bist Du immer noch mit dem gezahnten Forstnerbohrer zufrieden? Loht sich die Investition von 90€? Ich bin auf der Suche nach einem geeigneten Set, bin aber noch etwas unschlüssich…

    Grüße Torsten

    1. Die Forstnerbohrer bewähren sich. Für das Geld bekommt man ja ein großes Set. Es gibt bei dem Händler auch kleinere, wenn ich es richtig weiß

  4. Hallo Andreas
    auch ich hätte lieber einen solchen Abscheider als nur Staubsauger. Leider fehlt mir der Platz dafür. Allerdings habe ich recht preiswerte „fertige“ im Netz gefunden. Zyklon-Abscheider mit Motor/Gebläse für knapp 150 Euro.
    Die „Knicke“ im Schlauch werden die Saugleistung beeinträchtigen. Ich habe 2 Sauger mit identischer Saugeinheit, wobei der eine Sauger 2 Knicke Bauartbedingt hat, der Andere nicht. Der Sauger ohne Knicke im Schlauch hat eine wesentlich bessere Saugleistung. Die Hersteller-Firma bestätigte mir dieses auf Nachfrage.
    Gruß
    Friedel

    1. Danke für die Info. Mein Sauger saugt recht anständig, aber tatsächlich nicht besonders kraftvoll. Für meine Zwecke reicht die Leistung aber bisher aus. Mal sehen, was vielleicht irgendwann mal nachkommt. Herzliche Grüße, Andreas

  5. Hallo,

    wie zufrieden bist du generell mit dem Metabo Sauger (also ohne Zyklon).
    Möchte mir den Metabo ASA 32 oder den ASR 25 L SC zulegen.
    Bin noch etwas unschlüssig ob der ASA 32 reicht oder ich doch den Mehrpreis für den ASR 25 zahlen soll.
    Wie sind deine Erfahrung zum ASA32?
    Saugt er kräftig?
    Filter schonmal gewechselt?
    Nutzt du die Rüttelfunktion?
    Pos./Neg. Auffälligkeiten zum ASA32?
    Danke

    1. Hallo,
      ohne Zyklon kann ich wenig sagen, denn ich habe ihn praktisch nur mit dem Zyklon in Betrieb. Insgesamt habe ich wenig Vergleich, weil das der erste Sauger ist, den ich habe und ich außerdem noch keinen ausführlichen Vergleich: mit Tüte/ohne Tüte und mit Zyklon/ohne Zyklon gemacht habe.

      Ich habe den Eindruck, dass er *nicht* besonders kräftig saugt, aber wie gesagt: ich müsste mal nach der Tüte sehen, evtl. das Fass leeren. Was ein häufiger Problempunkt ist: die enge Übergangsstelle, wo das Schlauchende an der Maschine befestigt wird. Sobale ein paar Späne mehr kommen oder ein größeres Stück aufgesaugt wird, verstopft diese Stelle, weil sie deutlich dünner als der Rest des Schlauchs ist. Das Problem werden aber wohl alle Sauger haben – da hilft meiner Einschätzung nach nur ein größerer Unterdruck und/oder eine bessere Luftleistung. Die ist beim ASR 25 ja sogar kleiner, der Unterdruck dagegen etwas höher. Die Filterfläche ist beim 25er aber deutlich größer. Ich weiß aber leider nicht, was davon sich wie auswirkt. Vom Gefühl her würde ich sagen: größere Filterfläche → sauberere Luft. Größerer Unterdruck + bessere Luftleistung → höhere Saugkraft. Aber das ist nur meine Laieneinschätzung.

      Mein Sauger hat meines Erachtens keine Rüttelfunktion. Den Filter habe ich – seit ich den Zyklon habe – noch nie gereinigt und auch nicht gewechselt. Ich müsste das aber mal wieder prüfen, weil ich schon länger nicht mehr hineingeschaut habe.

      Grüße,
      Andreas

  6. Hallo,

    vielen Dank für deine ausführliche Antwort.
    Du hast mir bei meiner Entscheidung den ASR 25 zu kaufen soll schon sehr viel weiter geholfen.

    Vielen Dank nochmals.

  7. Ein Tipp zum Einbeulen: Das Problem liegt hier einfach bei der Saugleistung. Zum Schleifen, z.B. mit einem Exenterschleifer ist es besonders wichtig, dass man den korrekten Saugleistung einstellt. Dafür hat man normalerweise einen Sauger, an dem man dieses stufenlos Einstellen kann (Kärcher WD5P, Festool CTL, etc.). Ergo: Zum Schleifen muss die Saugleistung (je nach Sauger) verringert werden. Vielleicht ist Dein Sauger von Grund auf „zu stark“ zum Schleifen.

    1. Danke für den Tipp. Bei meinem Sauger kann man die Saugleistung in der Tat nicht einstellen. Aber mit dem erwähnten Ventil funktioniert das Ganze seit Monaten problemlos.

    2. Da der Beitrag noch nicht so alt ist, gebe ich auch noch ein Kommentar ab… ;-)
      Ich finde die Variante mit dem Unterdruckventil nicht so geschickt, da es im normalen Betrieb nicht ansprechen sollte. Es ist auf jeden Fall wichtig und notwendig, aber nur, um das Fass im Notfall zu schützen. Wenn das Ventil anspricht, funktioniert der Zykon nicht mehr effektiv, da die Luft nicht mehr ausschließlich tangential in das Fass strömt. Dann gibt es unberechenbare Verwirbelungen und der Staub wird mit in den Staubsauber gerissen. Ich habe mir einen fertigen Zyklon gekauft und auf ein Metallfaß gebaut, zuerst noch ohne gescheite Dichtung. Aber erst nachdem ich das Fass bzw. den Deckel dazu richtig abgedichtet habe, hat auch das Abscheiden von feinem Staub funktioniert. Ergo sollte im Normalbetrieb das Ventil zu bleiben.
      Da man davon ausgehen kann, dass Schleifen kein Notfall, sondern eher der Normalfall ist, würde ich andere Maßnahmen ergreifen. Wenn man die Saugleistung nicht verringen kann (oder will, weil bei geringerer Luftgeschwindigkeit ja der Zyklon nicht mehr so gut funktioniert), dann könnte man auch zwischen Zyklon und Maschine Frischluft in die Leitung mischen. Somit funktioniert der Zyklon noch einwandfrei und wichtig: der Sauger wird durch genügend Luftumsatz auch noch ausreichend gekühlt. Das ist auch ein nicht zu vernachlässigendes Problem, wenn die Saugleitung an der Maschine dauerhaft verengt ist. Dieses Prinzip ist ja auch bei jedem Haushaltssauger integriert: Dort hat man am Handgriff einen kleinen Schieber, den man bei hochfloorigen (schreibt man das so?) Teppichen öffnen soll. Dadurch verringert sich zwar die Luftleistung an der Teppichdüse, der Motor wird aber geschützt. So etwas ähnliches würde ich direkt am Anschluss beim Exzenterschleifer basteln: Einfach ein (regelbares) Loch im Anschlussschlauch, dann bekommt der Zyklon genügend Luft, dass er auch ordentlich abscheiden kann und der Unterdruck im System wird nicht so groß, dass das Faß einbeult.

      1. Danke Tobi für Deine differenzierten Ideen. Klingt sehr gut. In der Tat ist die Saugleistung insgesamt nicht berauschend, was wahrscheinlich mit einigen Undichtigkeiten und dem Ventil zusammen hängt. Ich bin aktuell aber eher auf der Suche nach einer professionelleren Absauglösung. Den Zyklon zu verbessern, wäre aber sicher auch zusätzlich nicht verkehrt.

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