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Technisches Umfeld
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regeneration von aus Dieselruß-Partikelfiltern eines Kraftfahrzeugs ausgebauten Filterpatronen von angesammelten, mit während des Betriebs erfolgenden normalen Filter-Reinigungen nicht erfassbaren Asche-Rückständen, die mit einer in einem Gestell abgeordneten Grundplatte zur austauschbaren Aufnahme der aus einem Dieselrußfilter eines Kraftfahrzeugs ausgebauten Filterpatrone versehen ist, wobei Mittel zum Drehen der Filterpatronen in dem Gestell vorgesehen sind, und wobei das Gestell weiter oberhalb der Filterpatrone Mittel zum Halten und Verfahren einer Düse aufweist.
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Stand der Technik
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Bei dem Betrieb von Dieselmotoren fallen Abgase an, die in Dieselruß-Partikelfiltern, DPF-Filtern, von Rußpartikel befreit werden. Diese Filter setzen sich durch die abgeschiedenen Rußpartikel im Laufe des Motorenbetriebs zu und müssen quasi periodisch durch Abbrennen gereinigt werden. Dies findet im Normalbetrieb ca. alle 60 bis 80tausend Kilometer Fahrleistung statt und wird durch das Motorenmanagement automatisch ausgelöst.
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Die
DE-PS 101 25 485 B1 beschreibt diesen Ablauf und enthält dazu umfangreiche Literaturangaben. Mit diesem Abbrennen lassen sich jedoch nicht alle Rückstände beseitigen, so dass Regenerationen dieser DPF-Filter notwendig sind, da die eingesetzten Kraftstoffe beim Verbrennungsprozess mehr oder weniger Ascheanteile erzeugen, zumal die Kraftstoffe auch Additive enthalten. Außerdem verbrennen im Betrieb von Verbrennungskraftmaschinen auch Schmierölanteile, jedoch nicht rückstandsfrei. Je nach der Qualität der eingesetzten Kraft- bzw. Schmierstoffe enthalten die Abgase mehr oder weniger viel Ascheanteil der sich im DPF-Filter ansammelt und dessen Gasdurchlässigkeit mindert. Nach Fahrleistungen von insgesamt 100.000 bis 200.000 Kilometern, also nach mehrmaligen internen Reinigungsabläufen, zeigt dann das Motorenmanagement an, dass ein Regenerieren und damit Befreien der Filterpatrone vom angesammelten Ascherußblock notwendig ist, der mit der Regeneration entfernt wird.
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Die
DE 10 2004 055 597 A1 offenbart dafür eine entsprechende Anweisung. Die dazu beschriebene Vorrichtung ist jedoch in der Herstellung sehr aufwendig und kann außerdem den gesamten Ansprüchen für eine effektive Regeneration eines DPF-Filters nicht gerecht werden.
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Aufgabe
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Somit stellt sich die Aufgabe eine derartige Vorrichtung so weiter zu entwickeln und zu bauen, dass diese einfach und wirtschaftlicher herstellbar ist und eine wirkungsvolle Reinigung von aus den unterschiedlichsten DPF-Filtern ausgebauten Filterpatronen hinsichtlich der abgeschiedenen Ascheanteile in einfacher Weise ermöglicht.
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Lösung
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Diese Aufgabenstellung wird für eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff durch die im Kennzeichen des unabhängigen Anspruchs definierten Merkmale gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.
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An dem Gestell der Vorrichtung ist eine Grundplatte mit einer zentralen Öffnung mit einer lichten Weite größer als der Durchmesser der größten zu regenerierenden Filterpatrone vorgesehen. Diese Grundplatte ist mit einem unter der Öffnung angeordneten Absaugtrichter versehen, der mit einer Absaugung verbindbar ist. Auf der Grundplatte ist eine Standplatte austauschbar auflegbar, auf die die zu regenerierende Filterpatrone aufstellbar ist. Diese Standplatte weist eine zentrale Öffnung mit einer lichten Weite dieser Filterpatrone auf, so dass austretende Aschepartikel in den Absaugfilter übertreten können.
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Die Standplatte ist auf dem Umfangsbereich der Standplatte kreisförmig angeordneten Lagerkugeln gelagert. Weiter ist diese Standplatte mit mindestens drei an deren seitlichen Umfangsrand angreifenden, auf der Grundplatte angeordneten Zentrierböcken zentriert. Dabei ist die Standplatte selbst austauschbar, so dass für alle zur Regeneration vorgesehenen Filterpatronen eine der Filterpatrone angepasste Standplatte eingesetzt werden kann. Schließlich ist als Mittel zum Drehen der Filterpatrone ein am Gestell oder an der Grundplatte angeordneter Motor vorgesehen. Der Antrieb dieses Motors wirkt dabei mit dem Rand der Standplatte zusammen, so dass die Standplatte mit aufgestelltem Filter im Betrieb gedreht werden kann. Das Gestell weist weiter in einem der maximalen Höhe von zu regenerierenden Filterpatronen entsprechenden Abstand von der Grundplatte zwei Laufschienen auf, die voneinander beabstandet parallel verlaufen. Auf diesen Laufschienen ist rechtwinklig dazu eine Traverse vorgesehen, die einen Düsenträger mit der Düse trägt. Zumindest der Düsenträger und/oder die Traverse ist bzw. sind mit Antrieben versehen, so das der Düsenträger längs der Traverse und/oder Düsenträger und Traverse längs der Laufschienen verfahrbar ist/sind. So kann die Düse die gesamte Oberfläche der zu reinigenden Filterpatrone überstreichen.
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Vorteilhaft ist es, wenn zur Unterstützung der Regeneration die auf die Standplatte aufgesetzte Filterpatrone gerüttelt wird. Dazu ist die Grundplatte über elastische Puffer schwimmend am Gestell gelagert und wirkt mit einem Vibrator zusammen. Die Rüttel-Schwingungen des Vibrators werden so auf die Standplatte mit aufgesetzter Filterpatrone übertragen. Vorteilhaft ist dabei weiter vorgesehen, dass die Schwingungsfrequenz des Vibrators veränderbar ist. So kann eine optimale Anpassung des Rüttelns erreicht werden. Der Vibrator ist vorteilhaft unterhalb dieser Grundplatte installiert und ist elektrisch oder mit Pressluft antreibbar. Der Vibrator versetzt die Grundplatte und damit auch alle darauf befindlichen weiteren Bauteile sowie die aufgestellte Filterpatrone in Schwingung, die das Abblasen der in der Filterpatrone befindlichen Aschepartikel unterstützt. Vorteilhaft ist weiterhin, wenn Amplitude wie auch deren Frequenz dieser Schwingungen an die Bedingungen der zu regenerierenden Filterpatrone anpassbar sind.
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Die aus der Filterpatrone austretenden Aschepartikel gelangen in den unter der Grundplatte angeordneten Absaugtrichter, der an die Absaugleitung einer geeigneten zentralen oder dezentralen Staubabsaugung anschließbar ist. Mit dieser Staubabsaugung kann dann der notwendige Unterdruck erzeugt werden, der mit einer in den Absaugtrichter gerichteten Luftströmung die Regeneration unterstützt. Zum Abreinigen wird über die Düse kontinuierlich aber auch periodisch Druckluft durch die Filterpatrone geblasen, wodurch die abgeschiedenen Aschepartikel aus dem Filterkörper der Filterpatrone gelöst und mit dem Absaugluftstrom in die Staubabsaugung gelangen. Dabei können auch mechanische Schwingungen eines Vibrators das Ablösen der abgeschiedenen Ascherückstände unterstützen. Die austretenden Aschepartikel können dann über einen Anschluss mit einem in vielen mit der Reinigung derartiger Filterpatronen befassten Werkstätten vorhandenen Staubsauger oder mit einer vorhandenen Staubabsauganlage verbunden werden, so dass sich auf diese Weise auch eine größere Anzahl von Filterpatronen reinigen lassen, ohne dass das Sammelgefäß geöffnet werden muss.
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Bei einer zweiten Ausführungsform sind zur rollierenden Abstützung des aufgesetzten Drehtellers auf dieser beschriebenen Grundplatte in einer definierten Durchmesser- und Winkelstellung Kugellagerungen vorgesehen, sowie weitere am Außenrand fixierte Rillenkugellager, die den Drehteller, der durch reine Schwerkraft in dieser Position gehalten ist, auch zentrieren. Zur Anpassung an die unterschiedlichen Durchmesser der DPF-Filterpatronen können auf dem Drehteller aufsetzbare Adapter-Scheiben vorgesehen sein. Zusätzlich gehalten werden können die DPF-Filterpatronen durch eigens aufgesetzte Schnellspanner, die auch eine direkte Übertragung der durch die Vibration entstandenen Schwingungen auf die DPF-Filterpatrone bewirken können.
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Zum Abreinigen wird bei einer ersten Variante des Verfahrens pulsierende Press-Luft durch die DPF-Filter-Patrone geblasen. Der kontinuierliche oder auch periodisch den DPF-Filter durchströmende Luft- oder Gas-Strom kann außerdem mittels geeigneten Strahldüsen mit weiteren Additiven kombiniert werden, um das Reinigungs-Ergebnis je nach dem Zustand der Beladung des Filters weiter zu optimieren. Die hierzu notwendigen Strahl-Düsenformen werden je nach Anwendungsfall eingesetzt. Die ausgeblasenen Ascherückstände gelangen in ihrer grobkörnigen Konsistenz in einen Vorabscheider und die restlichen Abtragungen werden im Industrie-Staubsauger aufgenommen.
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Vorteilhaft werden bei einer Weiterbildung auch andere geeignete verdichtete Industrie-Gase z.B. Stickstoff N2 oder Kohlendioxyd CO2 vorgesehen. Dabei hat sich auch die aus der CO2-Schneekristallreinigung bekannte Anwendung von Flüssiggasen, die beim Ausblasen Schneekristalle bilden, bewährt. Diese erlauben auch das Entfernen schmieriger und klebriger Ablagerungen, da diese beim Auftreffen derartiger Schneekristalle ihre Klebrigkeit verlieren und so abgeblasen werden können. Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Vibrator vorgesehen, der mit der Grundplatte fest verbunden ist und diese und auch den beschriebenen Trichter sowie den aufgesetzten und bei Bedarf verspannten DPF-Filter in Schwingungen versetzt. Durch die mechanischen Schwingungen lösen sich die abgebrannten und abzuscheidenden Ascherückstände aus dem Filter-Substrat heraus, fallen ab und werden über den Trichter ebenfalls in der zuvor beschriebenen Form aufgefangen. Durch einen Vorabscheider kann die Kapazität der Staubabsaugung erhöht werden, da nicht die gesamte Staubmenge aus den DPF-Filtern durch den Sauger aufgenommen zum Abscheider gefördert werden muss.
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Nach einer Weiterbildung der Vorrichtung kann zudem an dem Gestell eine vertikal angeordnete Traverse vorgesehen sein, an der ein weiterer Düsenträger mit einer Düse angeordnet ist. Der Düsenträger und/oder die Traverse sind ebenfalls mit Antrieben versehen, zur vertikalen Verfahrbarkeit der Traverse bzw. des Düsenträgers. So besteht auch die Möglichkeit, dass die Lamellen seitlich mit durchströmender Druckluft gereinigt werden, wobei hier die Düse auf- und abfährt und entsprechend in die einzelnen geöffneten Lamellenbereiche eindringt. Die vertikale Anordnung der Düse ermöglicht es auch, dass beispielsweise zur Horizontallage der Filterpatrone in dem Gestell, diese mittels eines auf die Standplatte festlegbaren Prismas zur Aufnahme der Filterpatrone aufgesetzt werden kann. Um entsprechend auch hier die entsprechenden Bahnen abfahren zu können, ist hierbei die Filterpatrone auf dem Prisma mittels Rollen drehbar gelagert, so dass entsprechend die Bahnen zur Reinigung abgefahren werden können. Hierbei besteht auch die Möglichkeit das Prisma um 180° zu drehen, so dass einmal von vorne und einmal von hinten die vertikal angeordnete Düse angesetzt werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung sind hierbei die Rollen an dem Prisma drehbar gelagert. Um insbesondere eine effektive Reinigung zu erzielen, wirken die Düsen mit einer pulsierenden Drucklufteinrichtung zusammen.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in den Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine Frontansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
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2 eine weitere Detailansicht ebenfalls in Frontansicht; und
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3 eine Schaltungsanordnung der Drucklufteinrichtung für die Düsen.
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Ausführungsbeispiele
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Die 1 sowie die 2 zeigen jeweils eine Vorrichtung 1 zur Regeneration von Dieselruß-Partikelfiltern einer aus einem Kraftfahrzeug ausgebauten Filterpatrone 2, in der sich während des Betriebs Dieselruß-Partikel ansammeln. Die Filterpatrone 2 wird zur Reinigung auf eine in einem Gestell 3 angeordnete Grundplatte 4 zur austauschbaren Aufnahme der aus dem Dieselruß-Partikelfilter ausgebauten Filterpatrone 2 aufgesetzt. Im Gestell 3 sind Mittel zum Drehen der Filterpatrone 2 vorgesehen, und wobei weiter das Gestell 3 oberhalb der Filterpatrone Mittel zum Halten und Verfahren einer Düse 5 aufweist. So wird deutlich, dass anhand der eingezeichneten Pfeile in der 1 einerseits ein Düsenträger 6 bzw. die Düse 7 entsprechend verfahren werden kann, um hier eine effektive Reinigung der Filterpatrone 2 zu erreichen.
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An dem Gestell 3 ist die Grundplatte 4 mit einer zentralen Öffnung 7 mit einer lichten Weite vorgesehen, die größer als der Durchmesser der größten zu reinigenden Filterpatrone 2 ist. Unterhalb der Öffnung 7 ist ein Absaugtrichter 8 vorgesehen. Der Absaugtrichter 8 stellt hier eine Lagerung für eine austauschbare, auf die Grundplatte 4 auflegbare Standplatte 9 zur Aufnahme der zu regenerierenden Filterpatrone 2 bereit. Diese ist mit einer zentrischen Öffnung 10 mit einer lichten Weite der Filterpatrone 2 versehen. Die Standplatte 9 ist auf unter dem Umfangsbereich der Standplatte 9 angeordneten Lagerkugeln 11 gelagert, und mit mindestens drei an deren seitlichen Umfangsrand angreifenden Zentrierböcken 12 zentriert, und wobei als Mittel zum Drehen der Filterpatrone 2 am Gestell oder an der Grundplatte 4, wie in 2 dargestellt, ein Motor 13 vorgesehen ist, dessen Antrieb mit dem Rand der Standplatte 9 zusammenwirkt.
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Dabei ist das Gestell 3 in einem der maximalen Höhe von zu regenerierenden Filterpatronen 2 entsprechenden Abstand von der Grundplatte 4 ausgelegt, die zwei voneinander beabstandete parallele Laufbahnen 14.1 und 14.2 aufweisen, an denen rechtwinklig dazu eine Traverse 15 vorgesehen ist, die den Düsenträger 6 mit der Düse 5 trägt, wobei zumindest der Düsenträger 6 und/oder die Traverse 15 mit Antrieben versehen sind und längs der Traverse 15 bzw. der Laufbahnen 14.1 und 14.2 verfahrbar ist/sind.
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Dabei ist die Grundplatte 4 über elastische Puffer 16 schwimmend im Gestell 3 gelagert und wirkt mit einem von einer Vibratorsteuerung variabel ansteuerbaren Vibrator 17 zusammen, so dass dessen Schwingungen auf die Standplatte 9 mit aufgesetzter Filterpatrone 2 zum Ablösen der Ascherückstände übertragbar sind. Letzteres ist hier wesentlich besser in der 2 dargestellt, wo insbesondere die schwingende Lagerung der Grundplatte 4 deutlich zu erkennen ist. In Weiterbildung der Erfindung ist eine Steuerung zur Veränderung der Schwingungsfrequenz des Vibrators 17 vorgesehen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, dargestellt in Zusammenschau der 1 und 2, ist an dem Gestell 3 eine zweite vertikal angeordnete Traverse 18 vorgesehen, an der ein weiterer Düsenträger 19 mit einer Düse 20 angeordnet ist, und wobei zumindest der Düsenträger 19 und/oder die Traverse 18 mit Antrieben versehen sind, zur vertikalen Verfahrbarkeit der Traverse 18 bzw. des Düsenträgers 19. Die zweite vertikal angeordnete Düse 20 ermöglicht, dass die Druckluft in die geöffneten Lamellenbereiche der Filterpatrone 2 eindringen kann, wobei durch Auf- und Abfahren der Düse 20, gemäß Pfeilrichtung in der 1, sowie durch Drehen der Filterpatrone 2 auf der Grundplatte 4 die einzelnen Lamellenzwischenräume gereinigt werden.
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Zur Bereitstellung einer Horizontallage der Filterpatrone 2 kann in dem Gestell 3 auf die Standplatte 9 ein Prisma 21, wie in der 2 dargestellt, zur Aufnahme der Filterpatrone 2 aufgesetzt werden. Das Prisma 21 als solches stellt hier eine Auflage für die Filterpatrone 2 bereit, auf der die Filterpatrone 2 mittels Rollen 22 drehbar gelagert ist. Die Rollen 22 sind hierbei an dem Prisma 21 drehbar gelagert.
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Es versteht sich von selbst, dass auf Grund der drehbar gelagerten Standplatte 9 hier beispielsweise die Filterpatrone 2 von beiden Stirnseiten her unter Einwirkung der Düse 20 gereinigt werden kann. In Weiterbildung der Erfindung wirken die Düsen 5 und 20 mit einer pulsierenden Drucklufteinrichtung 23 zusammen, wie diese in der 3 dargestellt ist. So wird durch einen Kompressor 24 Druckluft erzeugt, die zunächst in einem Speicher 25 bevorratet wird, wobei diese dann jeweils über zwei wechselseitig arbeitende Druckluftventile 26 und 27 die pulsierende Druckluft über das Druckluftventil 28 an die Düse 6 und/oder 20 abgeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Filterpatrone
- 3
- Gestell
- 4
- Grundplatte
- 5
- Düse
- 6
- Düsenträger
- 7
- Öffnung Grundplatte
- 8
- Absaugtrichter
- 9
- Standplatte
- 10
- Öffnung Standplatte
- 11
- Lagerkugeln
- 12
- Zentrierböcke
- 13
- Motor
- 14
- Laufbahn 1, 2
- 15
- Traverse
- 16
- Puffer
- 17
- Vibrator
- 18
- vertikal Traverse
- 19
- Düsenträger
- 20
- Düse
- 21
- Prisma
- 22
- Rollen
- 23
- Drucklufteinrichtung
- 24
- Kompressor
- 25
- Speicher
- 26
- Druckluftventil
- 27
- Druckluftventil
- 28
- Druckluftventil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10125485 B1 [0003]
- DE 102004055597 A1 [0004]
