Holzstaub belastet die Atemwege, Stäube von Eichen- und Buchenholz gelten als krebserregend, andere Holzarten stehen ebenfalls im Verdacht dazu.
Nicht abgesaugte Späne reduzieren die Leistungsfähigkeit von Maschinen, stellen überdies eine nicht unerhebliche Unfall- und Brandgefahr dar.
Fazit: ohne funktionierende Staubabsaugung sollte man die maschinelle Holzbearbeitung auch in der Hobbywerkstatt sich und seiner Umwelt nicht zumuten.
Erst relativ spät haben sich die Hersteller darauf besonnen, auch kleinere Handmaschinen mit einer Staubabsaugeinrichtung auszurüsten.
Bei vielen Maschinen gehört mittlerweile ein Staubfangsack zur Grundausstattung, die jedoch eigentlich nur eine Notlösung für den gelegentlichen Einsatz z.B. außer Haus darstellen kann.
Deutlich wirksamer ist eine externe Absaugung, mittels eines Industriestaubsaugers, der zwangsläufig zur Grundausstattung in jede Holzwerkstatt gehört. Hieran lassen sich inzwischen nahezu alle Elektrowerkzeuge mit entsprechenden Schlauchadaptern anschließen.
Sinnvollerweise sollte der Sauger über eine eingebaute Steckdose mit Anlaufautomatik verfügen, so dass beim Einschalten der angeschlossenen Maschine der Sauger automatisch gestartet wird.
In der gewerblichen Holzbearbeitung darf allerdings nicht jeder beliebige Sauger eingesetzt werden, sondern nur einige wenige Geräte, die den Bestimmungen der BG bezüglich Filtermaterial und Reststaubgehalt der Luft genügen.
Da die anfallenden Späne- bzw. Staubvolumina bei stationären Holzbearbeitungsmaschinen wesentlich größer sind, ist hier der Absaugproblematik eine noch größere Bedeutung beizumessen. Dem oben beschriebene Industriesauger geht nämlich schon selbst bei einer kleinen Heimwerker-Tischkreissäge fast die Puste aus, von Hobelspänen brauchen wir erst gar nicht zu reden. Derartige Sauger sind nämlich auf die Erzeugung eines hohen Unterdrucks ausgelegt, und nicht für großen Volumenstrom gedacht. Absauganlagen für Holzbearbeitungsmaschinen sind dafür anders konstruiert.
Die ersten Absauganlagen zogen schon bereits um das Jahr 1900 herum in einzelne holzverarbeitende Betriebe ein, und auch heutige Anlagen sind prinzipiell ähnlich aufgebaut, sie bestehen im Wesentlichen aus den folgenden Komponenten:
- maschinenseitige Absaugeinrichtungen mit strömungsgünstig angeordneten Luftkanälen und den Absauganschlüssen
- Schlauch oder Verrohrung zur Verbindung der Maschine mit der Absaugung
- Einem Transportventilator.
- Einer Filteranlage und der Absackung
Derartige, so wie oben beschriebene Anlagen werden Rohluftanlagen genannt, da der Transportventilator rohluftseitig angeordnet ist und durch ihn die spänebeladene Rohluft angesaugt und transportiert wird.
Durch den Ventilator wird die mit Spänen und Staub verunreinigte Luft (Rohluft) angesaugt, die anschließend in den Entstauber bzw. die Filteranlage gedrückt wird. Der Entstauber bzw. die Filteranlage stehen dabei unter Überdruck, weshalb Rohluftanlagen auch Überdruckanlagen genannt werden.
Nachteilig wirkt sich bei diesem Prinzip aus, dass der Überdruck im Inneren der Filter den Staub nach außen drückt, so dass dieser bei der kleinsten Undichtigkeit aus dem Entstauber bzw. der Filteranlage austritt und sich wieder im Raum verteilt.
Das Laufrad des Ventilators muss sehr offen gebaut sein, weil dieser ständig von Staub und Spänen passiert wird; größere Stücke müssen durch das Laufrad transportiert werden, ohne dass sich Fremdkörper im Ventilator verkeilen können. Durch den ständigen Aufprall von Spänen und Staub entsteht hoher Verschleiß am Laufrad, der Wirkungsgrad fällt im Vergleich mit einem Reinluftventilator deutlich ab.
Die kleinste Ausführung dieses Prinzips und gleichzeitig auch die in der Hobby-Holzwerkstatt gebräuchlichste Variante ist der sogenannte Mobilentstauber, bei dem Ventilator, Filter und Absackung in einem kompakten Gerät integriert sind.
Der Filter besteht bei diesen Geräten allerdings in der Regel nur aus einem einfachen Stoffsack, durch den doch noch relativ große Staubpartikel wieder zurück in die Werkstattluft geblasen werden. Zum Absaugen von Maschinen, die keine Späne, sondern nur Staub erzeugen, ist der Rohluftentstauber somit nicht geeignet. Verbesserung, und somit deutlich bessere Werkstattluft bringt eine Filterpatrone, die als Zubehör zu den meisten Absauggeräten erhältlich ist.
Allerdings vermindert die Filterpatrone den vom Gerät erzeugten Unterdruck, und damit die Saugleistung.
Im gewerblichen Bereich reicht nur die Filterpatrone alleine jedoch nicht aus, hier sind innerhalb der Werkstatt nur sogenannte Reinluft-Absauggeräte zugelassen, die die BG-Bestimmungen bezüglich des Reststaubgehaltes in der gefilterten Luft enthalten.
Im Holzgewerbe dürfen in der Werkstatt keine Rohluftanlagen aufgestellt werden, die Luft von offenen Anlagen in Filteraufstellräumen oder im Freien darf nicht zurückgeführt werden. Die in der abgesaugten Luft enthaltene Wärme wird nicht mehr in den Werkstattraum zurückgeführt, so dass die Werkstatt abkühlt.
Es sind nur entsprechend geprüfte und klassifizierte Reinluftgeräte innerhalb der Werkstatt zugelassen.
Die Bezeichnung Reinluftgerät besagt im Gegensatz zum oben beschriebenen Rohluftgerät, dass der Ventilator reinluftseitig, also hinter den Filtern angeordnet ist. Es wird also über den Ventilator keine spänebeladene Luft mehr transportiert.
Dies Prinzip trägt auch zum vorbeugenden Brand- und Explosionsschutz bei, da somit kein elektrischer Funkenüberschlag am Lüfterrad entstehen kann.
Die mit Staub und Spänen beladene Luft wird durch den Filter angesaugt und gereinigt bevor sie den Ventilator passiert. Das Gehäuse des Entstaubers oder der Filteranlage steht unter Unterdruck, deshalb werden Reinluftanlagen auch Unterdruckanlagen genannt. Das Filterprinzip der Unterdruckanlage funktioniert nur mit einem vollständig umhausten Filter. Diese aufwendigere Kontruktion führt zu höheren Produktionskosten. Bei Undichtigkeiten wird die umgebende Luft zum Druckausgleich in den Filterraum hineingesaugt, es kann also kein Staub nach außen dringen. Da der Ventilator nur mit der Luft in Berührung kommt, kann das Laufrad als Hochleistungslaufrad ausgeführt werden, d.h. im Ventilatorgehäuse können sehr kleine Luftspalten angebracht werden, die in Verbindung mit dem geschlossenen Laufrad der Reinluftanlage gegenüber dem Rohluftventilator zu einem sehr viel höheren Wirkungsgrad verhelfen.
Reinluftanlagen dürfen bis 6.000 m³/h Absaugleistung direkt im Arbeitsraum aufgestellt werden, wenn die entsprechende Prüfung der Baureihe vorliegt, so dass die warme Luft in der Werkstatt erhalten bleibt. Geschlossene Filterbauweise kann Rohluftseitig und Reinluftseitig betrieben werden.
Gut ausgestattete Reinluftgeräte verfügen über automatische Filterreinigung und eingebaute Anlaufautomatik bis hin zum Erkennen der angeschlossenen Maschine und dahingehender Dosierung der Absaugleistung.
Eine stationäre Rohluft-Filteranlage darf im Gewerbebetrieb nur außerhalb der Werkstatt in einem separaten Filterraum betrieben werden.
Der Anschluß eines Mobilentstaubers, egal ob Roh- oder Reinluft erfolgt wohl in den meisten Fällen über einen Absaugschlauch an die gerade benutzte Maschine. Dieser sollte so kurz wie möglich gewählt werden, da durch die Reibung an der Schlauchwand dem Volumenstrom ein weiterer Reibungswiderstand entgegengesetzt wird. Über Adapter lässt sich der Absaugschlauch an die unterschiedlichen Anschlussdurchmesser der Maschinen anpassen. Als Faustregel sollte der Entstauberanschluss mindestens so groß wie der größte Maschinenanschluss sein. Es bringt nichts, mit einem 100mm-Absauggerät versuchen, z.B. einen Dickenhobel mit 160mm-Anschluß absaugen zu wollen.
Holzwerkers Traum dürfte aber wohl die zentrale Absaugung sein, bei der alle Maschinen über ein Rohrsystem mit Filter und Absackung verbunden sind, und die bei jedem Maschinenstart gleich automatisch mit anläuft.
Die Einrichtung einer derartigen Anlage erfordert gründliche Vorplanung.
Dabei gilt es folgende Regeln zu beachten:
Wenn man mehrere Maschinen gleichzeitig absaugen möchte, muß der Querschnitt Ages der gemeinsamen Absaugleitung mindestens so groß sein, wie die Summe der Einzelquerschnitte Ae1, ... , Aen
Die Rohrquerschnitte A lassen sich über die Formel (A/2)² * π berechnen.
Die Absaugleitung darf sich zum Absauggerät hin nicht verjüngen.
Jeder Maschinenanschluss muss mit einem Schieber ausgerüstet sein, der bei Nichtgebrauch der entsprechenden Maschine immer geschlossen werden muss. In gewerblichen Neuanlagen dürfen nur noch ferngesteuerte elektropneumatische oder elektromotorische Schieber eingebaut werden, die bei Maschinenstart bzw. –stopp automatisch öffnen bzw. schließen.
Es sollten so wenig wie möglich Rohrbögen verwendet werden.
Die Absaugleitung sollte immer auf dem kürzesten Weg geführt werden.
Schlauchleitungen sollten aufgrund des im Vergleich zu Rohrleitungen bis zu 7 mal höheren Reibungswiderstandes so kurz wie möglich gewählt werden.
Abzweige müssen immer in Richtung Absauggerät führen.
Zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen muss die Verrohrung an mehreren Stellen geerdet sein. In diesen gemeinsamen Potentialausgleich müssen auch das Absauggerät und die einzelnen Holzbearbeitungsmaschinen einbezogen werden.
1.) Ermittlung des erforderlichen Luftvolumen
Das jeweils benötigte Luftvolumen entnimmt man den Herstellerangaben zu der jeweiligen Holzbearbeitungsmaschine. Sollten keine Angaben vorhanden sein, kann man von folgenden Werten ausgehen: 80mm Absauganschluss: 362m³/h, 100mm 565m³/h, 120mm 814m³/h, 140mm 1108m³/h, 160mm 1448m³/h, jeweils bei einer Luftgeschwindigkeit von 20 m/s
Der größte Wert ist maßgebend.
Sollten mehrere Maschinen gleichzeitig abgesaugt werden können, sind deren Luftvolumina zusammenzuaddieren.
2.) Ermittlung des erforderlichen Unterdrucks
Der Druckverlust setzt sich aus dem Druckverlust der Holzbearbeitungsmaschine (lt. Anleitung, oder Mittelwert 800 Pa), bei Verwendung einer Filterpatrone dem Filterdruckverlust von ca. 600 Pa (braucht z.B. bei Reinluftgeräten nicht berücksichtigt werden) und dem Druckverlust in den Rohrleitungen, der sich folgendermaßen ermitteln lässt, zusammen:
Druckverlust pro m Rohrlänge bei Durchmesser 100mm: 90 Pa, 120mm 70 Pa,
120mm 55 Pa, 140mm 45 Pa, 160mm 40 Pa, 180 mm 35 Pa, 220mm 25 Pa.
Für jeden Bogen und Abzweig sind zusätzlich 20 Pa anzusetzen.
3.) Auswahl des Absauggerätes
Für jeden einzelnen Strang kann somit aus dem Verhältnis Luftvolumen zu Druckverlust anhand der Leistungskurve (Herstellerangaben) das entsprechende Absauggerät gewählt werden. (Alle errechneten Koordinaten müssen unterhalb der Leistungskurve des Absauggerätes liegen.)
Allein die komplette Verrohrung selbst einer Absauganlage „nur“ einer Hobbywerkstatt ist schnell bei einem Investitionsvolumen im vierstelligen Eurobereich angelangt, die Einzelpreise für Stahlrohre, Schieber, Zubehörteile etc. summieren sich schnell auf.
Gute Vorplanung ist demnach umso wichtiger.
Der sparsame Zeitgenosse mag vielleicht denken, er komme billiger dabei weg, wenn er übliche PVC-Abflussrohre für seine Absaugung verwendet, vielleicht mag der ein- oder andere Leser ein derartiges System schon seit längerem im Gebrauch haben, und sich denken: „Wieseo, mir ist doch noch nichts passiert.“, aber vor derartigen Konstrukten kann nur im Interesse der eigenen körperlichen Unversehrtheit und der unbeteiligter Dritter dringend abgeraten werden!
Man braucht nur einmal mit der Hand über ein PVC-Rohr zu streichen, sogleich merkt man, wie schnell sich doch auf dem Rohr elektrostatische Aufladungen ausbilden können.
Ein dadurch verursachter Funkenüberschlag bei günstiger Holzstaubkonzentration im Rohr kann unter Umständen zu einer nicht zu unterschätzenden Staubexplosion mit tödlichem Ausgang führen!
Die Elektrofachkraft kann unter Zuhilfenahme fertiger Schaltungsbausteine, z.B. von der Fa. Ziehl einen Schaltschrank für die Holzwerkstatt erstellen, über den beim Start einer beliebigen Maschine sofort die Absauganlage mit anläuft und nach Ausschalten der Maschine und einer Nachlaufzeit diese wieder gestoppt wird.
Wandlerspulen um einen stromdurchflossenen Leiter in der Zuleitung der Maschine steuern ein Relais im Steuermodul an, über das mittels eines Schütz die Absaugung ein- bzw. ausgeschaltet wird. Aufwendigere Module steuern gleich die entsprechenden Absperrschieber mit an.
Für einzelne Maschinen in Verbindung mit einem Mobilentstauber gibt es anschlussfertige Module, z.B. von Felder, die eine Anlaufautomatik ermöglichen.
Markus Lindner
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