Technik und Entwicklung beim Staubsauger

Das grundsätzliche Prinzip ist heute bei fast allen Staubsaugern gleich, auch wenn es den Bodenkehrer von Bissell nach wie vor zu kaufen gibt. Ein Motor vom Typ Reihenschluss-, Allstrom- oder Spaltpolmotor, sorgt für den Ansaugeffekt. Diese Ansaugenergie muss einen Filter passieren, der den Motor vor dem Staub bewahrt. Hier ist das eigentliche Problem des Staubsaugers: Der notwendigen Saugleistung am Ende eines zum Beispiel 1,5 m langen Staubsaugerrohrs steht die Filterwirkung vor dem Motor genauso entgegen wie der Wunsch, den Staub oder Teile davon nicht an anderer Stelle des Gerätes wieder in die Umwelt zu pusten. Die angesaugte Luft muss deshalb - ohne Staub und Dreck - ständig das Gerät passieren. Würde die Luft nicht das Gehäuse verlassen können, so würde sofort im Innern ein Überdruck entstehen, der entweder den Motor heißlaufen lässt oder das Gehäuse sprengt bzw. auseinander drückt. Die Schwachstellen wären dabei Dichtungen und Verschlüsse.
Diese Problematik zeigt sich auch bei den unterschiedlichen Entwicklungswegen der Hersteller. Allerdings zeichnete sich schnell ab, dass man den Komfort beim Reinigen des Geräts groß schrieb. Die Antwort war der Staubsaugerbeutel. Staubsauger mit Staubbeuteln zeichnen sich jedoch durch einen entscheidenden Nachteil aus: Nicht nur, dass - wie beschrieben - die Saugkraft vergleichsweise geringer als bei Staubsaugern ohne Beutel ist. Die Saugkraft reduziert sich zudem ständig, weil Staub und Dreck den Ansaugweg des Motors verstopfen. Ist der Beutel mehr als halbvoll, so wird die Saugwirkung merklich geringer.
Um dem Problem Herr zu werden, entwickelte James Dyson, ein britischer Ingenieur, Mitte der 1980er Jahre einen Staubsauger nach dem Zyklonprinzip. Diese Technik, vergleichbar mit dem Fliehkraftabscheider, macht sich die Zentrifugalkraft zu Nutze, um zu vermeiden, dass die wieder nach außen geführte Luft noch Staubpartikel enthält. Die Luft wird in einem oder mehreren Zylindern in zentrifugale Bewegung versetzt, die Partikel setzen sich an der Innenwand der Zylinder ab. Dyson-Staubsauger haben dazu mehrere Zylinder. Der Erfolg des Prinzips führte inzwischen dazu, dass auch andere Hersteller auf beutellose Technik setzen. Dabei wird meist nur ein Zylinder verwendet.

Saugkraft

Rein physikalisch wird die Saugkraft durch drei Angaben beschrieben: Der Volumenstrom, die Geschwindigkeit der Luft und die maximale Druckdifferenz. Die Saugkraft wird zwar allein durch die Druckdifferenz charakterisiert, jedoch wird diese nur mittels Unterbrechung des Saugens ermittelt. Dies ist vergleichbar mit dem typischen Test, mit dem die Saugkraft des Staubsaugers und - bei fehlender Anzeige - der Füllungsgrad des Beutels gemessen wird, indem man die Hand auf das offene Ende des Saugrohrs abwechselnd aufpresst und wieder abnimmt. Die dabei wahrgenommene Saugleistung lässt nur einen recht unsicheren Schluss darüber zu, ob auch ausreichend gesaugt wird, wenn das Saugrohr schräg auf den Teppichboden aufgesetzt wird. Der Volumenstrom und die Geschwindigkeit der saugenden Luft ergänzen die korrekte Beschreibung der Saugkraft.
Allerdings findet man kaum Hersteller, die diese Werte angeben. Stattdessen wird dem Kunden mit der Wattleistung eine effektive Saugleistung suggeriert. Die elektrische Leistungsaufnahme kann jedoch in vielerlei Hinsicht nur unzureichend die Saugkraft beschreiben. Erst einmal ist da der Motor mit all seinen Anbauteilen. Je nach Modell wird hier mehr oder weniger Leistung verschwendet. Des Weiteren sind Wattangaben bei Staubsaugern mit Beuteln nicht mit denen nach dem Dyson-Prinzip zu vergleichen.
Dies belegt auch ein Blick in die Geschichte. Ein einfacher Bodenstaubsauger der 70er Jahre war zum Beispiel der Hitachi CV 145, ein runder Zwerg, der ohne Staubsaugerbeutel auskam und in vielen Studentenbuden seinen Gnadenhof fand und noch findet. Obwohl er deutlich weniger Watt aufnimmt als die Bodenstaubsauger mit Beutel, glänzt er mit erstaunlichem Saugverhalten. Allerdings sind seine Filterwerte für heutige Verhältnisse katastrophal.

HEPA-Filter

Der Begriff HEPA steht für High Efficiency Particulate Airfilter. Dabei handelt es sich um Schwebstofffilter, die nach DIN 1946 genormt sind. Sie sind in der Lage, Staubpartikel ab einer Größe von 0,1 bis 0,3 Mikrometer annähernd 100 Prozent zu filtern. Damit stellen sie sich gegen Viren und Bakterien, Milbeneier und Milbenexkremente, Asbest und Aerosole, lungengängige sowie einige toxische Staubarten, Pollen und Rauchpartikel. Staubsauger mit HEPA-Filter sind also für Allergiker empfehlenswert. Andere Filtersystem diverser Hersteller erreichen mittlerweile ähnliche Filterwerte, obwohl die Geräte zum Teil deutlich preiswerter sind.

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