DE102019132118A1

DE102019132118A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Oberflächenbehandlung der Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern

Info

Publication number: DE102019132118A1
Application number: DE102019132118.2A
Authority: DE
Inventors: Christoph Hänchen; Eike Bögelsack; Tim Eickhorst; Björn Dreyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Beschrieben werden eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung der Filterstruktur von Wiederverwendbarer Filtern. Hierbei sind eine Ausbringungseinheit (2) zur Aufbringung einer Strahlung und/oder eines Fluids auf die Filterstruktur eines Filters, wenigstens ein drehbar gelagertes Gehäuse (1) zur Aufnahme eines Filters, ein Antriebsstrang (3), der das Gehäuse (1) mit einer Antriebseinheit (4) zur Kraftübertragung und Einleitung eines Drehmoments in das Gehäuse (1) verbindet und eine Steuereinheit (5), die eingerichtet ist, um wenigstens ein Steuersignal an die Antriebseinheit zur Initiierung einer Drehbewegung des Gehäuses zu übertragen, vorgesehen. Die beschriebene technische Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse (1) derart drehbar gelagert und mit dem Antriebsstrang (3) verbunden ist, dass das Gehäuse während der Oberflächenbehandlung wenigstens zeitweise eine Bewegung ausführt, die durch Kombination einer Drehbewegung um eine erste Achse (6) und einer Drehbewegung um eine von der ersten Achse (6) abweichende zweite Achse (7) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung der Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern. Zur Behandlung von wiederverwendbaren Filtern ist hierbei eine Ausbringungseinheit zur Aufbringung einer Strahlung und/oder eines Fluids auf die Filterstruktur wenigstens eines Filters, zumindest ein drehbar gelagertes Gehäuse zur Aufnahme des Filters sowie ein Antriebsstrang, der das Gehäuse mit einer Antriebseinheit zur Kraftübertragung und Einleitung eines Drehmoments in das Gehäuse verbindet, vorgesehen. Im Übrigen ist eine Steuereinheit vorgesehen, die eingerichtet ist, um wenigstens ein Steuersignal an die Antriebseinheit zur Initiierung einer Drehbewegung des Gehäuses zu übertragen.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl unterschiedlicher Luftfilter bekannt, die in der Regel in einem Ansaugschacht, über den eine Maschine, insbesondere ein Verbrennungsmotor, oder ein zu belüftender Raum mit der erforderlichen Luft versorgt wird, angeordnet sind. Die Filter sind derart ausgeführt, dass in Abhängigkeit des Anwendungsfalls die in der angesaugten Luft enthaltenen Schwebstoffe, wie etwa Stäube, Pollen, Krankheitserreger oder spezielle Gase, aus der Luft abgeschieden werden. Hierfür verfügen Luftfilter über geeignete Filtermaterialien, mit denen die jeweiligen Zielsubstanzen aus der Luft herausgefiltert werden.
In vielen Anwendungsfällen, insbesondere in der Fahrzeugindustrie, kommen sogenannte Trockenfilter zum Einsatz. Diese verfügen in der Regel über papierähnliche, ringförmige oder rechteckig flache, teilweise gefaltete Gewebe als Filterelemente, die üblicherweise zwischen zwei Deckeln einvulkanisiert oder eingeklebt sind. Diese Filter werden nach einmaligem Gebrauch, also nachdem die volle Funktionsfähigkeit nicht mehr gewährleistet ist, entsorgt.
Im Weiteren sind wiederverwendbare Filter bekannt, in denen anstelle von gefaltetem Gewebe glatte Stofflagen, insbesondere Schaumstofflagen, verwendet werden. Derartige Filter verfügen über eine höhere Luftdurchlässigkeit und lassen sich reinigen, sodass sie wiederverwendbar sind. Im Vergleich zu Einwegfiltern mit Gewebe, insbesondere papierbasierten Luftfiltern, verfügen derartige Filter allerdings über eine vergleichsweise geringere Filterwirkung.
Kommen wiederverwendbar wiederverwendbare Filter zum Einsatz, so ist die Effektivität der Reinigung der Filter von erheblicher Bedeutung für deren technisch und wirtschaftlich sinnvollen Einsatz. Wesentlich für die Qualität eines Reinigungsprozesses ist, dass sich einerseits nach erfolgter Reinigung möglichst lange Standzeiten realisieren lassen und dass andererseits die Beanspruchung des Filters aufgrund der Reinigung möglichst gering ist, vor allem um Beschädigungen des Filters und einen hieraus resultierenden vergleichsweise schnellen Austausch des Filters zu verhindern. Aus diesem Grund sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren zur Reinigung von wiederverwendbaren Filtern bekannt.
Die DE 10 2012 014 216 A1 beschreibt in diesem Zusammenhang eine Vorrichtung zur Reinigung von wiederverwendbaren Schaumstoffluftfiltern, die über eine mit einem abnehmbaren Deckel verschließbare Waschtrommel verfügt. Zur Reinigung eines Filters wird der Deckel des Behälters geöffnet, ein Luftfilter in die Waschtrommel eingelegt, diese mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt und schließlich mithilfe einer manuell betätigbaren Kurbel oder eines Elektromotors und einer Antriebswelle in eine Drehbewegung versetzt. Nach einer gewissen Zeitspanne wird die Drehbewegung beendet und die Reinigungsflüssigkeit aus der Waschtrommel abgelassen.
Im Weiteren ist aus der US 2,699,793 eine Vorrichtung zur Reinigung flach ausgeführter Filterelemente bekannt, deren Automatisierungsgrad bereits höher als der der zuvor beschriebenen Reinigungsvorrichtung ist. Gemäß der vorgeschlagenen technischen Lösung werden die flach ausgeführten Filterelemente in hierfür vorgesehene Aufnahmen eingelegt und die Aufnahmen mit den darin angeordneten Filtern in eine Drehbewegung um eine zentrale Drehachse versetzt. Gleichzeitig werden die Filter während des Reinigungsvorgangs mit einer Reinigungsflüssigkeit besprüht.
Ferner beschreibt die WO 2011/138373 A1 eine Reinigungsanlage zur Reinigung von Schaumstoffluftfiltern. Bei der in dieser Schrift beschriebenen Anlage werden die in die hierfür vorgesehenen Aufnahmen eingelegten Filter wiederum um eine zentrale Drehachse gedreht, wobei allerdings im Bereich der Drehachse einzelne Sprühdüsen vorgesehen sind, über die während der Rotation eine Reinigungsflüssigkeit auf die Filteroberflächen gesprüht wird. Wesentlich im Vergleich zu den zuvor beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten technischen Lösungen ist, dass die Reinigung der Luftfilter in unterschiedlichen Reinigungszyklen erfolgt, wobei die Drehgeschwindigkeit zwischen den einzelnen Reinigungszyklen variiert.
Wesentlich für die Qualität von Behandlungs- bzw. Reinigungsprozessen für wiederverwendbare Filter ist, dass einerseits eine möglichst rückstandslose Reinigung erfolgt, sodass der Strömungswiderstand zumindest nahezu den Ausgangswert annimmt, und dass andererseits die Reinigung derart schonend vorgenommen wird, dass Beschädigungen, die zu einer frühzeitigen Entsorgung eines wiederverwendbaren Filters führen würden, zumindest nahezu ausgeschlossen werden.
Unter Berücksichtigung des Vorgesagten stellt es bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lösung zur Reinigung von wiederverwendbaren Filtern oftmals ein Problem dar, dass trotz vergleichsweise langer Reinigungszyklen eine zufriedenstellende Reinigung der Filter nicht realisierbar ist. Außerdem müssen teilweise einzelne Schritte eines Reinigungsprozesses manuell durchgeführt oder, um das gewünschte Reinigungsergebnis erzielen zu können, mehrfach wiederholt werden.
Im Weiteren ist es bei den bekannten Reinigungsprozessen vielfach problematisch, dass die Filterstrukturen der Filter nicht gleichmäßig gereinigt werden, sondern einzelne Bereiche der Filter nach abgeschlossener Reinigung unterschiedlichen Verschmutzungsgrade aufweisen. Dies hat einen negativen Einfluss auf den Strömungswiderstand des gereinigten Filters und kann zu unerwünschten Strömungsverhältnissen, beispielsweise für Verwirbelungen, in den sich an den wiederverwendbaren Filter anschließenden Luftkanälen führen.
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zur Oberflächenbehandlung oder Reinigung von wiederverwendbaren Filtern liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mit denen eine effektive, reproduzierbare und gründliche Reinigung von Filtern ermöglicht wird. In diesem Zusammenhang ist es von besonderer Bedeutung, dass nach Abschluss des Reinigungsprozesses der gereinigte Filter, auch wenn dieser große Filterflächen aufweist, gleichmäßig gereinigt ist. Im Weiteren sollen Beschädigungen der Oberflächen der Filter sowie der Filterstrukturen zumindest nahezu ausgeschlossen werden, insbesondere umso sicherzustellen, dass ein gereinigter Filter möglichst oft wiederverwendet werden kann.
Im Weiteren ist es wünschenswert, dass mithilfe der anzugebenden Vorrichtung zur Reinigung von wiederverwendbaren Filtern eine Mehrzahl von Filtern gleichzeitig zu reinigen ist, ohne dass dies die Qualität der Reinigung negativ beeinflusst. Ferner sollte der Reinigungsprozess auch im Hinblick auf wirtschaftliche Aspekte, insbesondere die Dauer eines Reinigungsvorgangs, effektiv sein. Durchaus wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass die anzugebende Vorrichtung sowie das Verfahren ferner derart eingerichtet sein sollten, dass unterschiedliche Oberflächenbehandlungsschritte, die sowohl die Reinigung eines Filters als auch spezielle Oberflächenbehandlungsschritte beinhalten, problemlos durchgeführt und in einen Prozessablauf, der vorzugsweise automatisiert ist, integriert sind.
Die anzugebende technische Lösung sollte darüber hinaus bekannte Konstruktionsprinzipien nutzen, vergleichsweise einfach realisierbar sein und über wirtschaftlich sinnvoll einsetzbare Komponenten verfügen.
Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Ein Verfahren, das diese Aufgabe löst, ist im Anspruch 13 angegeben. Darüber hinaus gibt Anspruch 16 eine bevorzugte Verwendung der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung an. Im Übrigen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
Die Erfindung beruht zunächst auf einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung einer Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern, die über eine Ausbringungseinheit zur Aufbringung einer Strahlung und/oder eines Fluid auf die Filterstruktur des Filters, über wenigstens ein drehbar gelagertes Gehäuse zur Aufnahme eines Filters und über einen Antriebsstrang, der das Gehäuse mit einer Antriebseinheit zur Kraftübertragung und Einleitung eines Drehmoments in das Gehäuse verbindet, verfügt. Ferner ist eine Steuereinheit vorgesehen, die eingerichtet ist, um wenigstens ein Steuersignal an die Antriebseinheit zur Initiierung einer Drehbewegung des Gehäuses zu übertragen. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch weitergebildet worden, dass das Gehäuse derart drehbar gelagert und mit dem Antriebsstrang verbunden ist, dass das Gehäuse während der Oberflächenbehandlung wenigstens zeitweise gleichzeitig eine Drehbewegung um eine erste Achse und um eine von der ersten Achse abweichende zweite Achse ausführt. Die Achsen werden daher im folgenden auch Rotationsachsen bezeichnet. Bei der Bewegung, die das wenigstens eine Gehäuse ausführt, handelt es sich somit um eine Bewegung, die sich durch die zumindest zeitweise Überlagerung zweier Drehbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsachsen ergibt. Auch wenn es sich bei dieser resultierenden Bewegung nicht zwangsläufig um eine Drehbewegung handeln muss, insbesondere wenn die Drehgeschwindigkeiten der einzelnen Drehbewegungen um die zwei unterschiedlichen Drehachsen und/oder die Ausrichtung wenigstens einer der Rotationsachsen während der Oberflächenbehandlung variiert werden, wird diese resultierende Bewegung im Folgenden als Drehbewegung bezeichnet.
Wesentlich für die Erfindung ist, dass der wenigstens eine zu behandelnde Filter, der in einem Gehäuse aufgenommen ist, während der Oberflächenbehandlung eine Bewegung ausführt, die sich durch Kombination von wenigstens zwei Drehbewegungen um unterschiedlich angeordnete Rotationsachsen ergibt. Aufgrund der Kombination wenigstens zweier Drehbewegungen bei der Behandlung eines wiederverwendbaren Filters wirken auf die zu reinigenden Stellen der Filterstruktur während der Oberflächenbehandlung unterschiedliche Kräfte, die vor allem unterschiedlich ausgerichtet sind, ein. Durch diese gezielte Variation der auf die Filterstruktur und damit auf die in diesen befindlichen Schmutzstoffe wirkenden Kräfte, wobei die Kräfte in ihrer Wirkrichtung und/oder Stärke variiert werden können, wird ein besonderer Behandlungseffekt, insbesondere Reinigungseffekt, erzielt. Der entsprechende Effekt kommt besonders bevorzugt bei Filterstrukturen zum Tragen, die über eine gekrümmte Form verfügen. Wird beispielsweise ein wiederverwendbarer Filter mit einer gewölbten oder kugelschalenförmigen Filterstruktur mithilfe der erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung behandelt, so entstehen aufgrund der Rotation des Gehäuses mit dem darin befindlichen Filter um wenigstens zwei unterschiedlich ausgerichtete Rotationsachsen zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Behandlungsprozesses an einer Stelle der Filterstruktur unterschiedliche Kräfte, die sich vergleichsweise stark hinsichtlich ihrer Richtung sowie Größe unterscheiden. Mithilfe einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Filterstrukturen von wiederverwendbaren Filtern ist somit eine besonders effektive Behandlung von Filtern möglich, wobei aufgrund der Variation der Kräfte in Bezug auf die Filterstruktur eine besonders gründliche und vor allem über die gesamte Filterstruktur gleichmäßige Behandlung, insbesondere Reinigung, der Filter gewährleistet wird. Da aufgrund der während eines Behandlungsprozesses an den Stellen der Filterstruktur variierenden Kräfte eine besonders effektive Behandlung ermöglicht wird, ist es darüber hinaus denkbar, die Drehgeschwindigkeit im Vergleich zu Filterbehandlungsprozessen, bei denen der Filter lediglich um eine Rotationsachse gedreht wird, zu verringern, was sich wiederum positiv auf die Belastung eines Filters während seiner Behandlung auswirkt. Die mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung behandelten Filter können somit nach abgeschlossenem Behandlungsvorgang vergleichsweise lange und oft wiederverwendet werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass der Ausdruck Behandlung verwendet wird, auch wenn es sich bevorzugt um eine Reinigung handelt, da mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung verschiedene Oberflächenbehandlungsprozesse, wie Beschichten, Besprühen, Begasen, Spülen, Trocknen, Ausblasen, Schleifen oder Reinigen alleine oder in Kombination durchgeführt werden können. So ist es beispielsweise von Vorteil, wenn ein zu behandelnder wiederverwendbarer Filter, insbesondere die Filterstruktur, vor seiner Wiederverwendung zunächst mittels einer Reinigungsflüssigkeit gereinigt, dann mit klarem Wasser gespült, getrocknet und abschließend eingeölt wird. Gemäß der beschriebenen Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens einer dieser Behandlungsschritte durchgeführt wird, während der wiederverwendbare Filter eine Bewegung ausführt, die sich durch Kombination wenigstens zweier Drehbewegungen um unterschiedlich ausgerichtete Rotationsachsen ergibt.
In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind die erste und die wenigstens eine zweite Achse zumindest nahezu senkrecht zueinander angeordnet. Die senkrechte Anordnung der wenigstens zwei Rotationsachsen zueinander hat den besonderen Vorteil, dass der Aufbau einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung der Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern vergleichsweise einfach ist. Nichtsdestotrotz ist es grundsätzlich denkbar, insbesondere wenn mehr als zwei Rotationsachsen mit unterschiedlicher Ausrichtung vorgesehen sind, diese in von der Senkrechten abweichenden Winkel zueinander anzuordnen. Im Übrigen ist es denkbar, eine Verstelleinheit vorzusehen, mit der die Ausrichtung wenigstens einer der Rotationsachsen in Abhängigkeit des durchzuführenden Behandlungsprozesses und/oder der Art des wenigstens einen zu behandelnden wiederverwendbaren Filters und seiner Filterstruktur zu ändern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist es ferner von Vorteil, wenn die Vorrichtung über eine gerade Anzahl von Gehäusen zur Aufnahme von wiederverwendbaren Filtern verfügt, wobei die Gehäuse vorzugsweise in Bezug auf wenigstens eine der Rotationsachsen spiegelsymmetrisch angeordnet sind. Gemäß einer ganz speziellen Weiterbildung der Erfindung verfügt die Vorrichtung hierbei über Gehäuse zur Aufnahme von wiederverwendbaren Filtern, die in einer Ebene und mit gleichem senkrechten Abstand zu wenigstens einer der Rotationsachsen angeordnet sind, wobei zwischen den senkrechten Strecken, die zwischen der Rotationsachse und den Gehäusen liegen, jeweils ein 90°-Winkel eingeschlossen ist.
Generell ist es von Vorteil, insbesondere in Bezug auf die während des Reinigungsprozesses auftretenden Momente, wenn eine gerade Anzahl von Gehäusen zur Aufnahme von Filtern vorgesehen ist. Die Erfindung ist allerdings in Bezug auf die Anzahl der drehbar gelagerten Gehäuse zur Aufnahme von wiederverwendbaren Filtern nicht begrenzt. Alternativ oder in Ergänzung kann zusätzlich zu dem wenigstens einen Gehäuse ein Element vorgesehen sein, das während der Bewegung des wenigstens einen Gehäuses, ebenfalls bewegt wird und das derart ausgeführt und angeordnet ist, dass durch die Bewegung des zusätzlichen Elements eine Unwucht, die durch die Bewegung des wenigstens einen Gehäuses entsteht, zumindest teilweise ausgeglichen wird. Selbstverständlich ist es von Vorteil, wenn das zusätzliche Element austauschbar ist und an verschiedenen Stellen der erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigbar ist. Vorzugsweise ist das zusätzliche Element Teil eines Sortiments von zusätzlichen Elementen mit jeweils unterschiedlichem Gewicht und lässt sich bedarfsgerecht an hierfür vorgesehenen Stellen befestigen und wieder einfach lösen.
Weiterhin sieht eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Antriebsstrang, der eine Kraft- und Drehmomentübertragung von der Antriebseinheit auf die drehbar gelagerten Gehäuse gewährleistet, wenigstens zwei über ein Kegelradgetriebe verbundene Wellen verfügt. Bei den verwendeten Wellen kann es sich um Voll- und/oder um Hohlwellen handeln. Vorzugsweise verbindet hierbei eine erste Welle die Antriebseinheit mit einem Kegelrad, das mit wenigstens einem Zahnrad kämmt, das an einer zweiten Welle befestigt ist oder mit diesem in Wirkverbindung steht, wobei an dem dem Kegelradgetriebe gegenüberliegenden Ende der wenigstens einen zweiten Welle das für die Aufnahme wenigstens eines wiederverwendbaren Filters vorgesehene Gehäuse angeordnet ist.
Versetzt die Antriebseinheit auf der Grundlage eines von einer Steuereinheit erzeugten Steuersignals die erste Welle, oder Antriebswelle, in eine Drehbewegung, wird diese Drehbewegung über die Zahnräder des Kegelradgetriebes auf die wenigstens eine zweite Welle, oder Abtriebswelle, übertragen, die daraufhin ebenfalls eine Drehbewegung ausführt. Aufgrund dieser Anordnung haben die Rotationsachsen der ersten sowie der wenigstens einen zweiten Achse eine unterschiedliche Ausrichtung, sind somit weder identisch noch parallel ausgerichtet, wobei die Rotationsachsen ganz besonders bevorzugt senkrecht zueinander angeordnet sind.
Auf vorteilhafte Weise ist das Kegelradgetriebe derart ausgeführt, dass die Drehbewegungen der ersten sowie der wenigstens einen zweiten Welle jeweils einen gewünschten Wert annehmen. Grundsätzlich ist es in diesem Zusammenhang denkbar, das Getriebe sowie dessen Verzahnung derart auszuführen, dass die erste und die wenigstens eine zweite Welle Drehbewegungen mit gleicher oder unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit ausführen.
In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebseinheit zumindest eine Energiequelle zur Bereitstellung einer elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebsenergie auf und der Antriebsstrang ist zur Übertragung einer elektrischen Energie oder einer Strömungsenergie eingerichtet. Gemäß dieser Ausführungsform ist somit vorgesehen, dass die Antriebseinheit eine elektrische Energie und/oder eine Strömungsenergie zur Verfügung stellt, die zumindest teilweise für den Antrieb der drehbar gelagerten Gehäuse zur Aufnahme von wiederverwendbaren Filtern genutzt wird. Generell ist es in diesem Zusammenhang denkbar, dass zumindest eine der Drehbewegungen um eine der Rotationsachse mithilfe eines elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebs realisiert wird. Vorzugsweise verfügt der Antriebsstrang in diesem Fall über geeignete Leitungen, Rohre und/oder Schläuche, durch die elektrische Energie, Druckluft oder ein Hydraulikmedium in den Bereich der drehbar gelagerten Gehäuse zu einen Elektro-, Pneumatik- oder Hydraulikmotor gefördert wird, der daraufhin das Gehäuse in eine Drehbewegung um eine Rotationsachse versetzt.
Gemäß einer ganz speziellen Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Bewegung der Gehäuse um eine erste Rotationsachse mithilfe eines mechanischen Antriebsstrang realisiert wird, durch den geeignete Leitungen, Rohre und/oder Schläuche verlaufen, um wenigstens ein Gehäuse mithilfe eines Elektro-, Pneumatik- oder Hydraulikmotors in eine Drehbewegung um eine zweite Rotationsachse, die nicht mit der ersten Rotationsachse zusammenfällt, zu versetzen. Besonders bevorzugt ist die wenigstens eine Welle, die sich um die erste Rotationsachse dreht, als Hohlwelle ausgeführt, durch die die benötigten Leitungen, Rohre und/oder Schläuche verlaufen, wobei es generell denkbar ist, zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung benötigte , Rohre und/oder Schläuche im Inneren von Wellen, die für die Übertragung mechanischer Kräfte zuständig sein können, verlaufen und/oder an diesen befestigt sind.
Im Weiteren ist gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Ausbringungseinheit über wenigstens ein Element verfügt, durch das ein Fluid in und/oder in Richtung auf das wenigstens eine Gehäuse ausbringbar ist. Von Bedeutung ist hierbei, dass die wenigstens eine Ausbringungseinheit derart ausgebildet ist, dass das für die Behandlung der Filter vorgesehene Fluid, insbesondere eine Reinigungsflüssigkeit, Wasser. Luft und/oder ein Öl, zuverlässig auf die in den Gehäusen aufgenommene Filter mit deren Filterstruktur geleitet wird. Die Bewegung der zu behandelnden Filter, die auf Drehbewegungen um zwei unterschiedliche Rotationsachsen beruht, bewirkt dabei eine effektive und gleichmäßige Verteilung des Fluids auf und in der Filterstruktur der zu behandelnden wiederverwendbaren Filter. Generell ist es denkbar, dass die Ausbringungseinheit über wenigstens eine zentralen Auslassöffnung verfügt, über die das wenigstens eine während der Behandlung zumindest eines Filters benötigte Fluid in Richtung des wenigstens einen Gehäuses ausgebracht wird und/oder dass zumindest einem Gehäuse, bevorzugt jedem Gehäuse, eine eigene Auslassöffnung zugeordnet ist, über die der jeweils in dem Gehäuse aufgenommene Filter mit wenigstens einem Fluid beaufschlagt wird. Je nach Anzahl und Art der verwendeten Fluide ist es denkbar, unterschiedliche zentrale und/oder gehäuseseitig angeordnete Auslassöffnungen vorzusehen.
Um eine effektive Beaufschlagung der zu behandelnden Filter mit wenigstens einem Fluid, aber auch, um die Abführung der aus den wiederverwendbaren Filtern austretenden, unter Umständen mit Schmutzstoffen kontaminierten Fluide zu gewährleisten, ist es von Vorteil, wenn die Gehäuse über ausreichend große Öffnungen verfügen, durch die ein Fluid in ein Gehäuse eintreten und auch austreten kann. Bevorzugt verfügt das wenigstens eine Gehäuse daher über eine gitterförmige Begrenzungswand, die einerseits sicherstellt, dass ein zu behandelnder Filter sicher im Inneren des Gehäuses aufgenommen wird, und andererseits, dass ein Fluid in das Gehäuse eintreten und auch, eventuell mit Schmutzstoffen versehen, wieder aus diesem austreten kann. Besonders geeignet ist hierbei ein Gehäuse, das in Form eines gitterförmigen Behälters oder Korbes ausgeführt ist, wobei ein Teil der äußeren Begrenzungsfläche durchaus eine geschlossene Oberfläche aufweisen kann. Vorzugsweise verfügt ein derartiger gitterförmiger Behälter oder Korb über wenigstens eine verschließbare Öffnung durch die ein zu behandelnder Filter in das Gehäuse eingebracht und ein bereits behandelter Filter wieder entnommen werden kann. Von Vorteil ist es, wenn der Verschluss der Öffnung mithilfe eines ebenfalls gitterförmigen Türelementes erfolgt, dass über Scharniere an dem Behälter oder Korb angelenkt ist. Ebenso ist es denkbar, dass das Gehäuse über ein abnehmbares Korbelement verfügt, in das ein zu behandelnder Filter einlegbar ist und das, insbesondere nach seiner Befüllung, an einem Verbindungselement des Gehäuses befestigt werden kann. Eine weitere spezielle Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Gehäuse nicht abnehmbar ist und gleichzeitig eine permanent vorhandene Öffnung aufweist, die derart ausgeführt ist, dass zum einen ein Filter durch die Öffnung in das Gehäuse eingelegt und aus dem Gehäuse entnommen werden kann und dass zum anderen ein unerwünschtes Herausfallen des Filters während der Behandlung zuverlässig verhindert wird. Wesentlich für die Ausgestaltung des Gehäuses ist, dass dieses zur Aufnahme eines Filters an die marktüblichen Größen und Formen von wiederverwendbaren Filtern angepasst ist und die Aufbringung wenigstens eines Fluids auf den Filter während dessen Oberflächenhandlung ermöglicht. Im Weiteren ist es von Vorteil, wenn das wenigstens eine Gehäuse, bevorzugt eine Mehrzahl von Gehäusen, derart in Bezug auf die beiden Rotationsachsen angeordnet wird oder werden, dass die Behandlung der Filter durch eine entsprechende Bewegung der Filter in besonderem Maß unterstützt wird. Gemäß einer ganz speziellen Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens zwei Gehäuse vorgesehen, die gegenüberliegend zu beiden Seiten und jeweils mit gleichem Abstand zu der ersten Achse angeordnet sind, wobei die innenliegenden, der ersten Achse zugewandten Begrenzungsflächen der beiden Gehäuse einen senkrechten Abstand von 240 bis 245 mm, insbesondere von 237 mm, und die außenliegenden, der ersten Achse abgewandten Begrenzungsflächen der beiden Gehäuse einen senkrechten Abstand von 465 bis 485 mm, insbesondere von 480 mm, zueinander aufweisen. Im Weiteren ist es von Vorteil, wenn die innenliegende Begrenzungsfläche kreisscheibenförmig ausgebildet ist und die Fläche, an der der Filter anliegt, einen Durchmesser von 200 bis 220 mm, bevorzugt von 200 mm, aufweist. Die Drehzahl n₁ der ersten Achse lässt sich auf vorteilhafte Weise in einem Bereich von 0 bis 1000 min^-1 , beträgt bevorzugt 500 min^-1,und die Drehzahl n₂ der zweiten Achse in einem Bereich von 0 bis 1500 min^-1 variieren und beträgt vorzugsweise 625 min^-1. Die angegebenen Werte entsprechen einer Übersetzung n₁/n₂ von 1/1,1 bis 1/1,5, wobei bevorzugt eine Übersetzung von 1/1,25 gewählt wird.
Unter Berücksichtigung des Vorgesagten erfolgt die Gestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise derart, dass die an der Gehäuseoberfläche jeweils wirkende Zentrifugalkraft um maximal 25% von der im Schnittpunkt, der jeweils von der Gehäuseoberfläche und einer Mittenachse der zweiten Achse gebildet wird, abweicht. Somit variieren zwar die auf den Gehäuseoberflächen wirkenden Zentrifugalkräfte in Abhängigkeit der jeweiligen Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit, allerdings wird die Differenz der an den einzelnen Oberflächenpunkten wirkenden Zentrifugalkräfte innerhalb eines tolerierbaren Bereichs gehalten. Um die zuvor erläuterte Zentrifugalkraftverteilung realisieren zu können, wird auf vorteilhafte Weise die Drehzahl n₁ der Drehbewegung um die erste Achse, die Übersetzung zwischen den um die erste und die zweite Achse drehenden Wellen, die Drehzahl n₂ der Drehbewegung um die zweite Achse, die Größe bzw. Durchmesser der Gehäuse sowie die Abstände der Gehäuse auf ein bevorzugtes Maß und/oder Verhältnis zueinander eingestellt.
In einer weiteren Ausführungsform verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über einen Behandlungsbehälter, indem die Gehäuse zur Aufnahme von zu behandelnden Filtern sowie zumindest teilweise der Antriebsstrang angeordnet sind. Der Behandlungsbehälter ist vorzugsweise mit einem Deckel verschließbar ausgeführt, sodass der Behandlungsprozess der wiederverwendbaren Filter in einem geschlossenen Raum umsetzbar ist. Auf diese Weise lassen sich im Inneren des Behandlungsbehälters in einer geschlossenen Atmosphäre spezielle Verfahrensparameter, insbesondere Temperaturen und Drücke, einstellen und es können spezielle für die Behandlung erforderliche Fluide, insbesondere Reinigungsflüssigkeit und/oder Öl, eingedüst werden, ohne dass diese in die Umgebung austreten, wodurch Fluidverluste zumindest gering gehalten werden.
Auf ganz besonders bevorzugte Weise wird während des Behandlungsprozesses über die Ausbringungseinheit eine Reinigungsflüssigkeit in den Innenraum des Behandlungsbehälters eingebracht, in dem die Gehäuse mit den darin aufgenommenen wiederverwendbaren Filtern eine Bewegung ausführen, die sich durch Kombination wenigstens zweier Drehbewegungen um unterschiedliche Rotationsachsen ergibt. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn ein Heizelement vorgesehen ist, mit dem zumindest zeitweise wenigstens eines der Gehäuse, bevorzugt der Innenraum des Behandlungsbehälters, beheizbar ist, wobei eine Beheizung insbesondere während der Trocknung wenigstens eines der Filter erfolgt. Im Übrigen ist es denkbar, dass ein Heizelement vorgesehen ist, um ein verwendetes Reinigungsmittel zu temperieren. Vorzugsweise wird ein Reinigungsmittel vor dessen Einsatz in einem Reinigungsprozess für wiederverwendbare Filter auf eine Temperatur von 30 - 60°, insbesondere auf eine Temperatur von etwa 50 °C, erwärmt.
Im Übrigen ist es von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von wiederverwendbaren Filtern über einen Fluidkreislauf mit einem Auslass und einem Einlass verfügt, wobei der Auslass und Einlass derart ausgeführt sind, dass durch den Auslass ein Fluid in das wenigstens eine Gehäuse oder in Richtung auf das Gehäuse ausbringbar und durch den Einlass ein aus dem Gehäuse oder aus Richtung des Gehäuses abgeleitetes Fluid in den Fluidkreislauf abführbar ist. Es wird somit ein Fluidkreislauf bereitgestellt, in dem wenigstens ein Fluid in einem zumindest nahezu geschlossenen Kreislauf gefördert wird, wobei das Fluid zur Behandlung wenigstens eines um wenigstens zwei unterschiedliche Rotationsachsen gedrehten wiederverwendbaren Filters in das wenigstens eine Gehäuse oder in den Behälterinnenraum eingebracht wird und anschließend, beispielsweise über einen Bodenablauf am Boden des Behälterinnenraums, wieder in den Kreislauf abgeführt wird. Auf diese Weise kann ein zur Behandlung des wenigstens einen wiederverwendbaren Filters benötigtes Fluid, beispielsweise eine Reinigungsflüssigkeit oder ein Öl, im Fluidkreislauf gefördert und Fluidverluste, insbesondere bei Vorsehen eines verschließbaren Behandlungsbehälters weitgehend minimiert werden.
Vorzugsweise ist im Fluidkreislauf in Strömungsrichtung zwischen dem Einlass und den Auslass eine Vorrichtung zur Reinigung und/oder Eigenschaftsveränderung des Fluids angeordnet. Mit einer entsprechenden Vorrichtung wird eine sogenannte Badpflege umgesetzt und es wird auf bevorzugte Weise sichergestellt, dass stets ein Fluid mit den für die Behandlung eines wiederverwendbaren Filters erforderlichen Eigenschaften über den Auslass des Fluidkreislaufes in den Bereich wenigstens eines der Gehäuse zur Aufnahme der Filter und/der in den Innenraum des Behandlungsbehälters ausgebracht wird. Mit einer entsprechenden Vorrichtung kann etwa eine Reinigungsflüssigkeit gereinigt, insbesondere Schmutzstoffe und/oder Partikel, abgeführt, und/oder die Eigenschaft eines zur Behandlung der Filter erforderlichen Fluids, etwa eines Öls, eines Beschichtungsmediums oder eines Schleifstoffes, wiederhergestellt werden.
Um eine gleichbleibende Qualität bzw. gleichbleibende Eigenschaften des Fluids zu gewährleisten, ist im Fluidkreislauf vorzugsweise wenigstens ein Sensor zur Erfassung zumindest einer Eigenschaft des Fluids angeordnet. Bei einem derartigen Sensor kann es sich um einen Temperatur-, Druck-, Dichtigkeits- und/oder Trübungssensor handeln, der etwa mit einem optischen Verfahren einen Wert für die Reinheit einer Reinigungsflüssigkeit ermittelt.
Auf vorteilhafte Weise verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine Steuereinheit, mit der der Behandlungsprozess der zu behandelnden Filter, insbesondere die Drehgeschwindigkeit der Gehäuse, in denen die Filter aufgenommen sind, die Art des auf den wenigstens einen Filter ausgebrachten Fluids, die Fluideigenschaften und/oder sonstige Behandlungsparameter automatisiert eingestellt werden. Bevorzugt erzeugt die Steuereinheit hierbei auf der Grundlage von aufgenommenen Messwerten und/oder hinterlegten und/oder von einem Nutzer eingegebenen Daten Steuersignale, die die Durchführung eines weitgehend automatisierten Behandlungsprozesses ermöglichen.
Im Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Steuereinheit eingerichtet ist, sodass wenigstens zeitweise während der Oberflächenbehandlung des wenigstens einen Filters eine Geschwindigkeit der Bewegung des wenigstens einen Gehäuses veränderbar ist. Bevorzugt wird dies durch eine Variation der Drehgeschwindigkeit zumindest einer der beiden Drehbewegungen um verschiedene Drehachsen erreicht. Eine gezielte Veränderung wenigstens einer der beiden Drehbewegungen hat hierbei wiederum den Vorteil, dass eine besonders effektive, gleichmäßige und reproduzierbare Behandlung des wenigstens einen in die Vorrichtung eingebrachten wiederverwendbaren Filters ermöglicht wird. Dies wird zumindest teilweise auch dadurch erreicht, dass ein zu behandelnder Filter während einer Behandlung innerhalb des Gehäuses einen gewissen Bewegungsspielraum hat, was zu Verformungen des Filters, verursacht beispielsweise durch Stauchen, Quetschen und/oder Walken, führt.
Im Übrigen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Filterstruktur eines wiederverwendbaren Filters, bei dem auf die Filterstruktur wenigstens eines Filters während der Oberflächenbehandlung zumindest zeitweise eine Strahlung und/oder ein Fluid aufgebracht wird und bei dem der Filter in eine Aufnahme eingelegt und mit der Aufnahme um eine Achse gedreht wird. Erfindungsgemäß ist das Verfahren derart weitergebildet worden, dass die Aufnahme mit dem Filter während der Oberflächenbehandlung wenigstens zeitweise in eine Bewegung versetzt wird, die sich durch Kombination gleichzeitiger Drehbewegungen um eine erste Achse und um eine von der ersten Achse abweichende zweite Achse ergibt. Mithilfe einer derartigen Bewegung wird, wie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung bereits beschrieben wurde, eine besonders effektive Behandlung, insbesondere Reinigung, Trocknung und/oder Ölung, von wiederverwendbaren Filtern ermöglicht. Da der wenigstens eine zu behandelnde Filter während der Behandlung zumindest zeitweise gleichzeitig um wenigstens zwei unterschiedliche Rotationsachsen gedreht wird, wirken auf die innerhalb der Filterstruktur liegenden Flächenpunkte zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche Kräfte. Die Kräfte variieren hierbei sowohl in ihrer Wirkrichtung als auch in ihrer Größe.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die beiden Rotationsachsen zumindest nahezu senkrecht aufeinander stehen. Dies ermöglicht die Realisierung eines vergleichsweise einfachen Prozesses, insbesondere können so die während des Behandlungsprozesses auftretenden Momente vergleichsweise einfach begrenzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Geschwindigkeit, mit der die Aufnahme mit dem Filter während der Oberflächenbehandlung bewegt wird, verändert wird. Vorzugsweise wird hierzu die Geschwindigkeit der Drehbewegung um die erste Achse und/oder die Geschwindigkeit der Drehbewegung um die zweite, anders als die erste Achse ausgerichtete Achse wenigstens zeitweise verändert. Zumindest zeitweise erfolgt somit eine pulsierende Belastung des wenigstens einen Filters, bevorzugt einer Mehrzahl, insbesondere einer gerade Anzahl von Filtern, wobei diese aufgrund der variierenden Kraftbeaufschlagung auf unterschiedliche Weise gequetscht oder gewalkt werden. Dies bewirkt wiederum eine gesteigerte Effektivität bei der Behandlung, insbesondere der Reinigung, eines wiederverwendbaren Filters.
Generell können die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren für unterschiedliche Behandlungen von wiederverwendbaren Filtern eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass wiederverwendbare Filter mit einer entsprechenden Vorrichtung oder einem solchen Verfahren gereinigt, beschichtet, aufgeraut, geschliffen, eingeölt und/oder auf sonstige Weise auf der Oberfläche behandelt werden. Besonders geeignet sind die zuvor beschriebene Vorrichtung und das Verfahren mit ihren jeweils unterschiedlichen Ausführungsformen zur Reinigung von Schaumstoffluftfiltern, die sowohl als Trockenfilter oder als Nassfilter, insbesondere mit Öl behandelte Nassfilter ausgeführt sein können, für Geländefahrzeuge, insbesondere für Gelände-Motorräder und Offroad-Motorräder, und/oder für motorbetriebene Werkzeuge und Gartengeräte, wie etwa Sägen, Heckenscheren oder Rasenmäher. Dies beschränkt allerdings nicht den allgemein erfinderischen Gedanken, einen wiederverwendbaren Filter dadurch zu behandeln, dass dieser während der Behandlung um wenigstens zwei Achsen, die nicht übereinstimmen, gedreht wird, um so zu unterschiedlichen Zeitpunkten Kräfte unterschiedlicher Ausrichtung und Größe in den Filter einzuleiten.
Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1: Außenansicht einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung der Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern,
2: Schnittansicht einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung der Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern;
3: Schnittansicht eines Behandlungsbehälters mit darin angeordneten, drehbar gelagerten Gehäusen zur Aufnahme von zu behandelnden wiederverwendbaren Filtern sowie
4: Perspektivische Darstellung der Antriebseinheit mit Antriebsstrang und vier Gehäusen zur Aufnahme von Filtern.

1 zeigt in einer Übersichtsdarstellung die Außenansicht einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung der Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern. Mithilfe der in 1 gezeigten Vorrichtung können gleichzeitig vier Filter behandelt werden, wobei die einzelnen Behandlungsschritte insbesondere die Reinigung mithilfe einer Reinigungsflüssigkeit, die Trocknung sowie die abschließende Einölung der Filter umfassen.
Im oberen Bereich der Vorrichtung befindet sich ein geschlossener Behandlungsbehälter 12, der mithilfe eines bewegbaren Deckels 18 verschlossen ist. Wie im Folgenden noch näher erläutert werden wird, befinden sich im Inneren des Behandlungsbehälters 12 vier drehbar gelagerte, in dieser Ansicht nicht, aber in 2 dargestellte Gehäuse 1 zur Aufnahme der zu behandelnden Filter. Wesentlich für die gezeigte Vorrichtung ist, die Gehäuse 1 mit den darin angeordneten Filtern während des Behandlungsprozesses gleichzeitig um zwei unterschiedliche Rotationsachsen gedreht werden, sodass eine besonders gründliche, reproduzierbare und für die einzelnen Filter trotzdem schonende Behandlung, insbesondere Reinigung, ermöglicht wird. Die Bewegung der Gehäuse wird somit durch Kombination zweier Drehbewegungen mit unterschiedlichen Rotationsachsen erzeugt.
Unterhalb des Behandlungsbehälters 12 ist ein Elektromotor als Antriebseinheit 4 vorgesehen, der über einen in dieser Ansicht nicht dargestellten Antriebsstrang 3 die Drehbewegung der Gehäuse 1 im Behälterinneren bewirkt. Im Weiteren verfügt die Vorrichtung über einen Fluidkreislauf 13, durch den wenigstens ein Fluid gefördert und in den Behälterinnenraum ausgebracht werden kann. Im Bereich des Behälterinnenraums verfügt der Fluidkreislauf 13 einerseits über einen Auslass 14, durch den wenigstens ein Fluid zu einer Ausbringungseinheit 2 und hierüber in den Behälterinnenraum ausgebracht wird und über einen Einlass 15 am Boden des Behälterinnenraums, über den das Fluid wieder in den Fluidkreislauf 13 gelangt. Zwischen dem Auslass 14 und dem Einlass 15 des Fluidkreislaufs 13 ist eine hier nicht weiter beschriebene Vorrichtung 16 zur Reinigung des Fluids, in der Schmutzstoffe und Partikel aus der Reinigungsflüssigkeit entfernt werden, angeordnet.
Weiterhin verfügt die Vorrichtung über eine Mehrzahl von Dosiereinheiten, über die Reinigungsmittel, Wasser, Luft, oder Öl in Abhängigkeit des jeweiligen Behandlungsschrittes in den Fluidkreislauf 13 und hierüber in den Innenraum des Behandlungsbehälters 12, und insbesondere auf die zu behandelnden Filter, ausgebracht wird. Der Fluidkreislauf 13 verfügt ferner über geeignete Ventile und Förderelemente zur Dosierung und Förderung des jeweils benötigten Fluids.
Darüber hinaus verfügt die in 1 gezeigte Vorrichtung über eine zentrale Steuereinheit 5, die die verschiedenen Komponenten der Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung der Filterstrukturen von wiederverwendbaren Filtern in Abhängigkeit der Art der zu behandelnden Filter und/oder der geplanten Behandlungsschritte ansteuert. Die Steuereinheit 5 generiert hierbei geeignete Steuersignale auf der Grundlage von Messsignalen, die mithilfe von Sensoren 17 im Inneren der Vorrichtung aufgenommen werden. Ebenso kann ein Nutzer über eine Eingabeeinheit 19 ein gewünschtes Behandlungsprogramm und/oder geeignete Behandlungsparameter auswählen. Ferner ist ein zentraler Datenspeicher vorgesehen, der an die Steuereinheit 5 angebunden ist und in dem zur Erzeugung von Steuersignalen benötigte Anlagenparameter abgelegt sind.
Ergänzend zeigt 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung einer Filterstruktur gemäß 1. Gleiche Komponenten der Vorrichtung sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im oberen Bereich der Vorrichtung ist der Behandlungsbehälter 12 mit den darin angeordneten Gehäusen 1 zur Aufnahme von wiederverwendbaren Filtern dargestellt. Unterhalb des mit einem Deckel 18 verschlossenen Behälterinnenraums befindet sich als Antriebseinheit 4 ein Elektromotor, der über einen Antriebsstrang 3 mit den vier Gehäusen 1 verbunden ist. Während einer Oberflächenbehandlung treibt der Elektromotor eine erste Welle, oder Antriebswelle, 8 an und versetzt diese in eine Drehbewegung um eine erste Rotationsachse 6. Diese erste Welle 8 ist über ein Kegelradgetriebe 10 mit vier zweiten Wellen 9, oder Abtriebswellen, verbunden. An den dem Kegelradgetriebe abgewandten Enden dieser Wellen 9 ist jeweils in Gehäuse 1 befestigt, das zur Aufnahme eines zu behandelnden wiederverwendbaren Filters geeignet ist.
Sobald die erste Welle 8 in eine Drehbewegung versetzt wird, beginnen auch die über das Kegelradgetriebe 10 mit der ersten Welle 8 verbundenen zweiten Wellen 9 sich zu drehen, wobei die Rotationsachsen 6, 7 der ersten Welle 8 sowie der vier zweiten Wellen 9 senkrecht zueinander angeordnet sind. Aufgrund der Drehbewegung der Wellen 8, 9 werden die vier symmetrisch zur ersten Rotationsachse 6 und innerhalb einer Ebene im Innenraum des Behandlungsbehälters 12 angeordneten korbförmigen Gehäuse 1 in eine Drehbewegung versetzt, wobei die in den Gehäusen 1 aufgenommenen Filter gleichzeitig um zwei unterschiedlich ausgerichtete Achsen 6, 7 bzw. Rotationsachsen gedreht werden. Die Bewegung der Gehäuse entsteht hierbei durch eine Kombination oder Überlagerung der Drehbewegung um die erste Achse 6 mit der Drehbewegung um die zweite Achse 7.
Im oberen Bereich des Innenraums des Behandlungsbehälters 12 befindet sich eine Ausbringungseinheit 2 in Form einer Sprühdüse, durch die in Abhängigkeit des Behandlungsfortschritts unterschiedliche Fluide in den Innenraum des Behandlungsbehälters 12 und damit auf die in den bewegten Gehäusen 1 angeordneten Filter ausgebracht werden. In einem ersten Prozessschritt, der Reinigung, erfolgt die Einbringung einer Reinigungsflüssigkeit. Nach Abschluss der Reinigung wird durch die Sprühdüse Wasser eingedüst, um die Reinigungsflüssigkeit möglichst rückstandslos von den Filterstrukturen und aus den Behälterinnenraum zu entfernen. In Abhängigkeit des gewählten Behandlungsprozesses wird dann in einem dritten Schritt vorzugsweise erwärmte Luft in den Behandlungsinnenraum geleitet, bevor in einem abschließenden Schritt ein Öl eingedüst wird, um die sich noch im Innenraum des Behälters befindenden Filter einzuölen. Während sämtlicher Behandlungsschritte werden die Gehäuse 1 mit den darin angeordneten Filtern auf die zuvor beschriebene Art bewegt.
Am Boden des Behälterinnenraums befindet sich ein Bodenablauf, der die Funktion des Einlasses 15 des Fluidreislaufes übernimmt und durch den das jeweils in den Innenraum des Behandlungsbehälters 12 eingebrachte Fluid wieder aus den Behälterinnenraum in den Fluidkreislauf 13 abgeführt werden kann.
3 zeigt nochmals in einer detaillierten Schnittansicht einen Behandlungsbehälter 12 mit vier darin drehbar gelagerten Gehäusen 1 zur Aufnahme von zu behandelnden wiederverwendbaren Filtern. Die senkrecht nach obenstehende erste Welle 8 wird als Teil des Antriebsstrangs 3 während des Behandlungsprozesses mithilfe eines als Antriebseinheit 4 dienenden Elektromotors in eine Drehbewegung um eine erste Achse 6 bzw. Rotationsachse versetzt. Mithilfe eines am oberen Ende der ersten Welle 8 angeordneten Kegelradgetriebes 10 erfolgt eine Kraft- und Drehmomentübertragung auf die senkrecht zur ersten Welle 8 angeordneten und gleichmäßig über den Umfang des Kegelrades verteilten vier zweiten Wellen 9 des Antriebsstrangs 3, von denen in dieser Ansicht lediglich drei dargestellt sind.
An den vier zweiten Wellen 9, die in Bezug auf das Kegelradgetriebe 10 Abtriebswellen darstellen, ist jeweils an den dem Kegelradgetriebe 10 abgewandten Enden ein korbförmig ausgeführtes Gehäuse 1 mit einer gitterförmigen Begrenzungswand 11, die eine Kugelschalenkontur aufweist, befestigt. Diese korbförmigen Gehäuse 1 nehmen jeweils einen wiederverwendbaren Filter während des Behandlungsprozesses auf. Die in 3 gezeigten Gehäuse 1 mit ihrer korbförmigen Ausgestaltung sind besonders geeignet, um kugelschalenförmig ausgebildete Schaumstoffluftfilter im Inneren aufzunehmen. Aufgrund der speziellen Ausgestaltung der Gehäuse 1 werden die Filter sicher während des Behandlungsprozesses fixiert und können trotzdem Bewegungen ausführen, die teilweise ein Quetschen und Walken der Filter bewirken und die sich daher positiv auf den Behandlungsprozess, hier die Reinigung, das Ausspülen, die Trocknen sowie das Einölen, auswirken. Selbstverständlich ist es in diesem Zusammenhang denkbar, die Gehäuse 1 hinsichtlich ihrer Form und Größe bedarfsgerecht an die zu behandelnden Filter anzupassen.
Wesentlich an der in 3 gezeigten technischen Lösung ist wiederum, dass die erste Achse 6, also die Rotationsachse der ersten Welle 8, die in Bezug auf das Kegelradgetriebe 10 eine Antriebswelle darstellt, und die zweiten Achsen 7, also die Rotationsachsen der vier zweiten Wellen 9 oder Abtriebswellen, senkrecht zueinander ausgerichtet. Die jeweiligen Drehbewegungen, insbesondere die Drehrichtungen, um die erste und die zweite Achse 6, werden mithilfe von Pfeilen veranschaulicht.
Während des Behandlungsprozesses mit seinen bevorzugten Prozessschritten Reinigen, Spülen, Trocknen und Einölen führen die in den korbförmigen Gehäusen 1 aufgenommenen wiederverwendbaren Filter somit eine Bewegung aus, die durch Kombination oder Überlagerung der Drehbewegungen um die beiden senkrecht zueinander angeordneten Achsen 6, 7 entsteht.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von wiederverwendbaren Filtern ist eine Ausbringungseinheit 2 mit insgesamt vier dezentralen Sprühdüsen 20 vorgesehen, die jeweils im Bereich der vier Gehäuse 1 angeordnet sind und durch die ein Fluid bedarfsgerecht in das jeweilige Gehäuse 1 und somit auf den zu behandelnden wiederverwendbaren Filter ausgebracht wird. Die Versorgung der einzelnen dezentralen Sprühdüsen 20 erfolgt über ein starres Rohrleitungssystem 21 mit horizontal und vertikal verlaufenden Rohrleitungen, die gleichzeitig die Lager der einzelnen Zahnräder des Kegelradgetriebes 10 sowie der als Drehhülsen 22 ausgeführten Wellen 8, 9 aufnehmen. Die einzelnen Gehäuse 1 sind in diesem Fall an den dem Kegelradgetriebe 10 gegenüberliegenden Enden der Drehhülsen 22 befestigt und so drehbar gelagert. Die Gehäuse 1 drehen sich somit während des Oberflächenbehandlungsprozesses gemeinsam mit den Drehhülsen 22 um die horizontalen Rohrleitungen des starren Rohrleitungssystems 21.
Die vier Gehäuse 1, die im Innenraum des mit einem Deckel 18 verschließbaren Behandlungsbehälters 12 angeordnet sind, verfügen über eine geschlossene, dem Kegelradgetriebe 10 zugewandte Begrenzungswand sowie eine gitterförmige Begrenzungswand 11, die nach Befüllung mit einem wiederverwendbaren Filter an der geschlossenen Begrenzungswand befestigt werden kann. Insgesamt sind die in 3 gezeigten Gehäuse 1 korbförmig ausgebildet und an die Größe und Form von kugelschalenförmigen Schaumstoffluftfiltern, wie sie beispielsweise als Luftfilter in Offroad-Fahrzeugen, insbesondere in Motocross-Motorrädern, oder in Landmaschinen zum Einsatz kommen, angepasst.
Verschlossen wird der Behandlungsbehälter 12, in dessen Innenraum sich die vier Gehäuse 1 während des Behandlungsprozesses drehen, durch einen klappbaren Deckel 18, sodass eine Kontamination der Umgebung mit dem jeweils benötigten Fluid, insbesondere mit Reinigungsflüssigkeit, Wasser, Luft und Öl zuverlässig verhindert wird. Da das Reinigungsmittel im Übrigen während zur Behandlung eines Filters bevorzugt auf etwa 50 °C aufgeheizt wird, da bei dieser Temperatur eines Reinigungsmittels üblicherweise eine besonders gute Reinigungswirkung erzielbar ist, kann durch Einsatz eines derartigen Deckels 18 die Verdunstung von Reinigungsmittel und/oder Wasser zuverlässig verhindert oder zumindest minimiert. Auch mit der in 3 gezeigten Vorrichtung ist somit eine gründliche, effektive und auch über eine große Filterfläche gleichmäßige Behandlung von wiederverwendbaren Filtern möglich.
4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung als wesentliche Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung die Antriebseinheit 4 mit Antriebsstrang 3 sowie vierdaran befestigten Gehäusen 1 zur Aufnahme von Filtern. Die vier rotationssymmetrisch in einer Ebene und spiegelsymmetrisch jeweils zu den zweiten Achsen 7 angeordneten Gehäuse verfügen wiederum über Begrenzungswände 11, die gitterförmig bzw. als Lochbleche ausgeführt sind. Mit der Antriebseinheit 4, die als Elektromotor ausgeführt ist, ist eine erste Welle 8 verbunden, die sich während des Betriebs um die erste Achse 6 dreht. Die Kraft- und Drehmomentübertragung von der ersten Welle 8 auf die zweiten, hierzu senkrecht angeordneten Wellen 9 erfolgt über ein zentrisch angeordnetes Kegelradgetriebe 10, das bevorzugt eine konstante Übersetzung zwischen der ersten und der zweiten Welle 8, 9 sicherstellt. Die zweite Welle 9 dreht sich hierbei während des Betriebs um die zweite Achse. Die Bewegung, die die Gehäuse mit den darin aufgenommenen, zu behandelnden Filtern ausführen, ergibt sich somit wiederum durch eine Addition bzw. Überlagerung der Drehbewegungen um die erste und die zweite Achse 6, 7.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Ausbringungseinheit
3: Antriebsstrang
4: Antriebseinheit
5: Steuereinheit
6: erste Achse
7: zweite Achse
8: erste Welle
9: zweite Welle
10: Kegelradgetriebe
11: gitterförmige Begrenzungswand
12: Behandlungsbehälter
13: Fluidkreislauf
14: Auslass des Fluidkreislaufs
15: Einlass des Fluidkreislaufs
16: Vorrichtung zur Reinigung und/oder Eigenschaftsveränderung eines Fluids
17: Sensor
18: Deckel
19: Eingabeeinheit
20: dezentrale Sprühdüse
21: starres Rohrleitungssystem
22: Drehhülse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012014216 A1 [0006]
US 2699793 [0007]
WO 2011/138373 A1 [0008]

Claims

Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung einer Filterstruktur von wiederverwendbaren Filtern, mit einer Ausbringungseinheit (2) zur Aufbringung einer Strahlung und/oder eines Fluids auf die Filterstruktur eines Filters, mit wenigstens einem drehbar gelagerten Gehäuse (1) zur Aufnahme eines Filters, mit einem Antriebsstrang (3), der das Gehäuse (1) mit einer Antriebseinheit (4) zur Kraftübertragung und Einleitung eines Drehmoments in das Gehäuse (1) verbindet und mit einer Steuereinheit (5), die eingerichtet ist, um wenigstens ein Steuersignal an die Antriebseinheit zur Initiierung einer Drehbewegung des Gehäuses zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) derart drehbar gelagert und mit dem Antriebsstrang (3) verbunden ist, dass das Gehäuse während der Oberflächenbehandlung wenigstens zeitweise eine Bewegung ausführt, die durch Kombination einer Drehbewegung um eine erste Achse (6) und einer Drehbewegung um eine von der ersten Achse (6) abweichende zweite Achse (7) erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Achse (6, 7) zumindest nahezu senkrecht zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine gerade Anzahl von Gehäusen (1) zur Aufnahme von Filtern vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zusätzliches Element vorgesehen ist, das während der Bewegung des wenigstens einen Gehäuses (1), bewegt wird und das derart ausgeführt und angeordnet ist, dass durch die Bewegung des zusätzlichen Elements eine Unwucht, die durch die Bewegung des wenigstens einen Gehäuses (1) entsteht, zumindest teilweise ausgeglichen wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsstrang (3) wenigstens zwei über ein Kegelradgetriebe (10) verbundene Wellen (8, 9) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (4) eine Pumpe, einen Verdichter und/oder einen Elektromotor aufweist und der Antriebsstrang (3) zur Übertragung einer kinetischen Energie oder zur Umwandlung einer elektrischen in eine kinetische Energie eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbringungseinheit (2) über wenigstens ein Sprühelement verfügt, durch das ein Fluid in und/oder in Richtung auf das wenigstens eine Gehäuse (1) ausbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühelement als eine an oder in dem Gehäuse (1) angeordnete Düse ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) wenigstens eine Begrenzungswand mit zumindest einer Durchgangsöffnung als Fluiddurchlass aufweist, die einen zur Aufnahme des Filters vorgesehenen Innenraum zumindest abschnittsweise umgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswand (11) ein Lochblech und/oder ein Gitter aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Gehäuse (1) und der Antriebsstrang (3) zumindest teilweise in einem verschließbaren Behandlungsbehälter (12) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidkreislauf (13) mit einem Auslass (14) und einem Einlass (15) vorgesehen ist, wobei der Auslass (14) und der Einlass (15) derart ausgeführt sind, dass durch den Auslass (14) ein Fluid in das Gehäuse (1), in Richtung auf das Gehäuse (1) und/oder zur Ausbringungseinheit (2) förderbar ist und dass durch den Einlass (15) aus dem Gehäuse (1) oder aus Richtung des Gehäuses (1) strömendes Fluid in den Fluidkreislauf (13) abführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Fluidkreislauf (13) in Strömungsrichtung zwischen dem Einlass (15) und dem Auslass (14) eine Vorrichtung (16) zur Reinigung, Eigenschaftsveränderung und/oder Badpflege des Fluids angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Fluidkreislauf (13) wenigstens ein Sensor (17) zur Erfassung wenigstens einer Eigenschaft des Fluids angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) eingerichtet ist, sodass wenigstens zeitweise während der Oberflächenbehandlung des wenigstens einen Filters eine Drehgeschwindigkeit wenigstens einer der Drehbewegungen um die erste und/oder die zweite Achse (6, 7) veränderbar ist.
Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer Filterstruktur von Wiederverwendbarer Filtern, bei dem auf die Filterstruktur wenigstens eines Filters während der Oberflächenbehandlung zumindest zeitweise eine Strahlung und/oder ein Fluid aufgebracht wird und bei dem der Filter in eine Aufnahme eines Gehäuses (1) eingelegt und mit der Aufnahme um eine Achse gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme mit dem Filter während der Oberflächenbehandlung wenigstens zeitweise in eine Bewegung versetzt wird, die durch Kombination einer Drehbewegung um eine erste Achse (6) und einer Drehbewegung um eine von der ersten Achse (6) abweichende zweite Achse (7) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen (6, 7) zumindest nahezu senkrecht zu einander angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit, mit der die Aufnahme mit dem Filter während der Oberflächenbehandlung um die erste Achse (6) und/oder eine Geschwindigkeit, mit der die Aufnahme mit dem Filter während der Oberflächenbehandlung um eine von der ersten Achse (6) abweichende zweite Achse (7) gedreht wird, wenigstens zeitweise verändert wird.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Reinigung von Schaumstoffluftfiltern für Geländefahrzeuge, insbesondere für Motorcross-Motorräder, motorgetriebene Werkzeuge und/oder motorgetriebene Geräte für Garten-und Forstarbeiten.