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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren und einer
Vorrichtung zur Reinigung von zumindest einer Bürste nach den Oberbegriffen der
unabhängigen
Ansprüche
1, 19 und 26.
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Die
Reinigung von Oberflächen
wird oftmals durch Bürsten
ausgeführt.
So ist es zum Beispiel in der Automobilbranche üblich, vor dem Lackieren einer
Karosserie (Kunststoff- oder Blechteile) diese nochmals gründlich zu
reinigen, damit der Lack sauber aufgetragen werden kann. Hierbei
werden besonders hohe Anforderungen an den Reinigungsprozess gestellt,
da ein Vorhandensein von Verunreinigungen auf der zu lackierenden
Oberfläche
eventuell zu einem Nachlackieren führen kann, was erhebliche Kostennachteile
mit sich bringt.
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Zur
Reinigung von Oberflächen
werden sowohl rotierende Bürsten,
also Bürsten,
die in einer rotierenden Bewegung über eine Oberfläche bewegt werden,
als auch Bürsten
mit einer linearen Wischbewegung (Linearbürsten) verwendet.
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Das
Bürstprinzip
bleibt jedoch das Gleiche:
Die Bürste fährt mit den freien Enden ihrer
Filamente oder eines Teils der Filamente über eine Oberfläche und
entfernt dabei Verunreinigungen von der Oberfläche.
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Werden
die Verunreinigungen, die sich auf der zu reinigenden Oberfläche befinden,
durch die Filamente aufgenommen, so kann es durch die Bewegung der
Filamente dazu kommen, dass diese Verunreinigungen, insbesondere
Partikel, sich von den Filamenten lösen und so wieder auf die zu
reinigende oder schon gereinigte Oberfläche gelangen. Dies kann zu
einer verschlechterten Reinigung führen bzw. teure Nachreinigungsprozesse,
wie Waschprozesse, notwendig machen.
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Werden
die Verunreinigungen von den Filamenten nicht aufgenommen, sondern
nur angestoßen,
so können
sich die Verunreinigungen durch die übertragene Kraft unkontrolliert
auf der Oberfläche bewegen
und so eventuell auch auf der schon gereinigten Oberfläche zu liegen
kommen, was ebenfalls einen Nachreinigungsprozess notwendig machen kann.
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Werden
die Verunreinigungen von den Filamenten aufgenommen, haften sie
entweder in oder an den Filamenten. Dadurch können die Filamente ihre Reinigungseigenschaften ändern, zum
Beispiel weniger Wasser speichern, steifer werden etc.. Auch ist
es möglich,
dass die Verunreinigungen durch die Filamente entlang den zu reinigenden
Oberflächen bewegt
werden und so diese Oberflächen
beschädigen,
wie z. B. zerkratzen.
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Auch
können
die Verunreinigungen die Filamente verfärben oder in anderer Art das
Aussehen der Bürste
verändern,
so dass der Verwender der Reinigungsvorrichtung meint, die Bürste auswechseln
zu müssen,
da diese verbraucht sei. Dies kann zu häufigen Stillstandzeiten führen und
hinterlässt beim
Verwender der Reinigungsvorrichtung den Eindruck, ein qualitativ
minderwertiges Produkt erworben zu haben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Reinigung von zumindest einer Bürste bereitzustellen, die zumindest
einen der vorstehenden Nachteile zumindest teilweise lindern.
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Es
ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine für das Verfahren
und/oder die Vorrichtung geeignet Reinigungssubstanz bereitzustellen.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Verfahren nach dem unabhängigen Anspruch 1, durch eine Vorrichtung
nach dem unabhängigen
Anspruch 19 und eine Reinigungssubstanz nach dem unabhängigen Anspruch
25.
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Besondere
Ausführungsformen
finden sich in den Unteransprüchen.
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Insbesondere
wird die Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren zur Reinigung von zumindest einer Bürste, wobei
die zumindest eine Bürste
eine Vielzahl von Filamenten aufweist, die zumindest in einem Filamenthalter
in der Art gehalten werden, dass die Filamente zumindest ein freies
Teilstück
zur Oberflächenreinigung
aufweisen. Das Verfahren ist dabei so ausgestaltet, dass ein erstes
Fluid aus zumindest einer Öffnung
an die Filamente geströmt
wird.
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Mit
anderen Worten wird das Fluid aus einer Öffnung mit einem Druck über dem
Atmosphärendruck
herausgepresst. Das Fluid kann dabei mit einer Geschwindigkeit zwischen
100 m/sec und 500 m/sec aus der Düse austreten. Bevorzugt ist
eine Geschwindigkeit von ca. 300 m/sec.
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Dies
hat den Vorteil, dass größere Drücke und
Strömungsgeschwindigkeiten
als bei einer reinen Ansaugvorrichtung, die z. B. ein Fluid aus
der Umgebung mit einer Geschwindigkeit von 25–30 m/sec an den Filamenten
ansaugt, bewirkt werden können.
Der Geschwindigkeitsunterschied rührt vor allem aus der unterschiedlichen
Wirkungsweise. Die Düse
kann lokal an dem Filament einen Fluidstrom applizieren, während die
Ansaugöffnung
große
Mengen an Fluid aus der Umgebung absaugen muss, um die selben Geschwindigkeiten
an dem Filament zu erreichen.
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Das
Fluid wird so an einer vorbestimmten Stelle an das Filament treffen
und dort eine Kraft auf die Verunreinigungen bewirken. Überwiegt
diese Kraft die Adhäsionskraft
zwischen der Verunreinigung und dem Filament, so wird die Verunreinigung von
dem Filament abgelöst
und mit dem Fluid mitgerissen.
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Auch
kann das Fluid die Verunreinigung von dem Filament ablösen, indem
die Verunreinigung in dem Fluid zumindest zum Teil aufgelöst wird.
Dann wird die Verunreinigung mit dem Fluid in gelöster oder
teilweise gelöster
Form mitgerissen und aus der Bürste
entfernt. Es können
auch Verunreinigungen, die sich in dem Filament befinden, aus dem
Filament entfernt werden, wenn das Fluid in das Filament eindringt
und dort die Verunreinigung löst.
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Dabei
kann ein Fluid sowohl ein Gas, eine Flüssigkeit, als auch ein Gemisch
aus Gas und Flüssigkeit
sein. Auch wird unter einem Fluid hierin ein Gas und/oder eine Flüssigkeit
verstanden mit kleinen oder kleinsten Festkörperpartikel, wie Nanopartikel.
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Durch
die Verwendung von Fluiden zur Reinigung der Bürste kann einerseits die Bürste sorgfältig gereinigt
werden, andererseits können
die Verunreinigungen mittels dem Fluidstrom in eine bestimmte Richtung
bewegt werden, sodass die Verunreinigungen über eine Absaugung und/oder
einen Behälter
etc. aufgefangen werden können
und so zumindest in der Mehrzahl nicht mehr auf die zu reinigende Oberfläche fallen.
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Dies
kann weitere Nachreinigungen überflüssig werden
lassen und so zu weiteren Kostenvorteilen führen.
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Bevorzugt
ist die Bürste
eine Linearbürste. Insbesondere
kann diese Linearbürste
eine umlaufende Linearbürste
sein. Eine Linearbürste
zeichnet sich dadurch aus, dass der Wischvorgang entlang einer Strecke
vor sich geht. Solche Linearbürsten
können
endlose Bänder
sein, die mit Filamenten versehen sind und über mindestens zwei Umlenkrollen
gehalten werden. Diese Umlenkrollen spannen die Bürste, so
dass eine Strecke entsteht, bei der die Bürste plan auf der zu reinigenden
Oberfläche
aufliegt. Die Bürste
weist dabei eine zweite Strecke auf, die von der zu reinigenden
Oberfläche
beabstandet ist. An dieser zweiten Strecke kann die Bürste beabstandet
von der zu reinigenden Oberfläche
gereinigt werden, während
die Bürste
weiter kontinuierlich die Oberfläche
wischt. Es muss so der Wischvorgang nicht zur Reinigung der Bürste unterbrochen
werden, was wiederum die Effizienz der Reinigungsvorrichtung erhöht.
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Bevorzugt
kann die Öffnung,
aus der das Fluid strömt,
im Bereich der Umlenkung der Linearbürste angeordnet sein. An der
Umlenkung wird die Linearbürste
auf einer Teilkreisbahn geführt,
sodass die Filamente nach außen,
von der Umlenkrolle weg, zeigen. Die Filamente werden dabei strahlenförmig nach
außen
gerichtet, so dass die freien Teilstücke der Filamente einen größeren Abstand
zueinander aufweisen, als während
des Wischvorgangs. Diese Spreizung ermöglicht es dem Fluid, besser
auch an die mittleren Filamente einzudringen und so ungehindert
die Verschmutzungen aus und/oder von den Filamenten zu entfernen.
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Obwohl
das freie Teilstück
des Filaments zur Oberflächenreinigung
auch ein mittleres Teilstück des
Filamentes umfassen kann, ist es bevorzugt, dass dieses freie Teilstück ein Filamentende
umfasst.
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Da
das freie Teilstück
ein Filamentende umfasst, kann vermieden werden, dass die Filamente eine
Schlaufe bilden, worin sich vermehrt Verunreinigungen halten können. Auch
kann durch diese bevorzugte Anordnung der Filamente das Fluid entlang
der Filamente strömen
und wird nicht durch Schlaufen etc. verwirbelt wird. Die Verwirbelungen
könnten
den Druck des Fluids schwächen
und so die Reinigung der Bürste
verschlechtern.
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Ein
weitgehend wirbelfreier Fluidstrom lässt sich auch relativ leicht
bestimmen, womit der Weg, auf dem die Verunreinigung bewegt werden,
vorbestimmbar wird. Dies erlaubt die Entsorgung der Verunreinigung
z. B. mittels Absaugvorrichtungen, Sammelbehältern und/oder Filtern.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Fluid ein Gas. Gase können leicht durch Öffnungen
appliziert werden und hinterlassen, bei der Verwendung eines geeigneten
Gases, auf der zu reinigenden Oberfläche keine störenden Rückstände. Außerdem können Gase
leicht in Gasdruckbehältern
bevorratet werden und so ohne besondere Pumpen mit einem Druck größer als
der Atmosphärendruck
appliziert werden.
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Insbesondere
kann das Fluid Druckluft umfassen. Druckluft hat den Vorteil, dass
es eine gewisse Kraft auf die Verschmutzungen übertragen kann, leicht herzustellen
und somit preisgünstig
ist. Außerdem
ist Druckluft nicht gesundheitsschädlich, so dass keine besonderen
Vorkehrungen für
die Entsorgung und/oder den Maschinenführer getroffen werden müssen.
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Bevorzugt
ist das Fluid mit einem weiteren Fluid versetzt. So können Flüssigkeiten
mit Gasen und Gase mit Flüssigkeiten
aber auch verschiedene Gase oder verschiedene Flüssigkeiten miteinander versetzt
werden, um besondere Eigenschaften bei der Reinigung der Bürste erreichen
zu können.
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So
können
die Fluide eine Verbindung eingehen und/oder als Lösung vorliegen.
Wird z. B. ein Gas, wie Druckluft, mit einem anderen Fluid, wie
einer Flüssigkeit,
versetzt, so kann der Benetzungsgrad der Bürste kontrolliert und gesteuert
werden und so einerseits der Reinigungsgrad der Bürste gesteuert,
andererseits eine Vor- oder eine Hauptbefeuchtung der Bürste durchgeführt werden.
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Obwohl
es grundsätzlich
möglich
ist, das Fluid schon in einer Zuleitung mit einem weiteren Fluid zu
mischen, ist es bevorzugt, dass das Fluid nach dem Verlassen der
zumindest einen Öffnung
mit einem weiteren Fluid kombiniert wird. So ist es nicht unbedingt
nötig,
die Fluide schon vor dem Durchtritt durch die Öffnung miteinander zu kombinieren,
sondern es kann die Mehrzahl der Fluide separat gelagert werden
und erst nach dem Austritt aus der Öffnung miteinander vermischt
werden. Dies kann vorteilhaft sein bei der Lagerung der Fluide,
insbesondere wenn die Fluide miteinander eine Lösung eingehen.
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Auch
kann das Fluid mit Tröpfchen
versetzt werden. Die Tröpfchen
haben bevorzugt einen Durchmesser von 0,01 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt
0,1 bis 0,2 mm und insbesondere einen Durchmesser von ca. 0,15 mm.
Solche Tröpfchen können einerseits
eine größere Kraft
auf die einzelnen Filamente ausüben,
andererseits können
durch die Tröpfchen
die Verunreinigungen von den Filamenten abgelöst werden und mittels den Tröpfchen in
dem Fluid weiterbewegt werden. Dies hat einen besseren Reinigungsgrad
der Bürste
zur Folge. Auch kann das nun verunreinigte Tröpfchen relativ leicht in einen
Behälter
gelenkt werden, der die Verunreinigungen aufnimmt.
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Die
Ablenkung der Tröpfchen
kann dabei sowohl durch elektrische, magnetische als auch mechanische
Kräfte
bewerkstelligt werden. Auch ist es möglich allein durch die berechnete
und/oder erfasste Flugbahn der Tröpfchen, anhand des applizierten Drucks
und der mittleren Beschaffenheit der Verunreinigungen etc., vorherzusehen,
wohin sich diese Tröpfchen
bewegen und sie an einem geeigneten Ort, insbesondere außerhalb
der Bürste,
aufzufangen. Dies verhindert, dass die Verunreinigungen wiederum
auf die zu reinigende Oberfläche
gelangen und so eine weitere Verschmutzung stattfindet.
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In
einer besonderen Ausführungsform
treffen die verschiedenen Substanzen, also die Tröpfchen einerseits
und das Fluid andererseits, im zeitlichen Wechsel auf das Filament
bzw. auf die Verunreinigung. Durch die verschiedene Dichte der Substanzen
werden verschiedene große
Kräfte
auf die Filamente bzw. auf die Verunreinigungen ausgeübt. Dies kann
im einen dazu führen,
dass die Verunreinigungen leichter von den Filamenten gelockert
werden, andererseits können
die Filamente durch diese verschiedenen Kräfte bewegt werden, wodurch
die Verunreinigungen von den Filamenten gelockert und/oder gelöst werden
können.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
dass der Fluidstrom ein Flüssigkeitsstrom
ist und die zugesetzten Tröpfchen
aus Gas bestehen.
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Genauso
sind hier auch Kombinationen aus verschiedenen Gasen vorstellbar,
wobei ein oder mehrere Gase in Blasenform mit dem Trägergas mitbewegt
werden oder Kombinationen aus verschiedenen Flüssigkeiten, wie Wasser und Öl, bei denen Tröpfchen aus
einer oder mehreren Flüssigkeiten
in einer Trägerflüssigkeit
mitbewegt werden.
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Die
Anzahl und/oder Größe der Tröpfchen kann
durch die Größe der Öffnung,
welche die Tröpfchen
hervorbringt, den Fluidstrom und/oder den Druck des tröpfchenbildenden
Fluids gesteuert werden. So ist es möglich die Anzahl bzw. die Größe der Tröpfchen den
Eigenschaften der Bürste,
der Verunreinigungen und/oder der Art, wie die Oberfläche gereinigt
werden soll (Nass, Trockenreinigung), anzupassen.
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Eine
solche Anpassung kann automatisch und/oder manuell geschehen. Die
Anpassung kann anhand eines oder mehrerer Sensoren vorgenommen werden,
welche die Eigenschaften der Bürste, der
Reinigungsart und/oder der Verunreinigungen erfassen. In einer Steuer-
und/oder Regelungseinheit, welche die Messwerte des oder der Sensoren
erhält, kann
dann der Fluidstrom, die Größe der Öffnung oder
der Druck des tröpfchenbildenden
Fluids verändert
werden. Dies kann zum Beispiel über
Drosseln geschehen.
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Die
Tröpfchen
können
zumindest teilweise aus Wasser bestehen. Wasser ist in der Regel
in großen
Mengen vorhanden und relativ unproblematisch zu lagern, sodass die
Handhabung von Wasser preiswert ist. Außerdem weist Wasser ein Dipolmoment
auf, wodurch Verunreinigungen leicht gelöst werden können.
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Auch
können
die Tröpfchen
zumindest teilweise aus einer Reinigungsflüssigkeit bestehen. Solche Reinigungsflüssigkeiten
können
z. B. Alkohol umfassen. Solche Reinigungsflüssigkeiten nehmen Verunreinigungen
schnell auf, die über
das Tröpfchen
mittels dem Fluid einem Entsorgungsbehälter zugeführt werden können.
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Auch
kann durch die Tröpfchen
eine Benetzung der Filamente mit Flüssigkeit bewirkt werden. Diese
befeuchteten Filamente weisen eine verbesserte Reinigungsfähigkeit
auf, da sie die auf der zu reinigenden Oberfläche befindlichen Verunreinigungen
besser an sich binden als trockene Filamente.
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Auch
kann die Öffnung
das Fluid mit einem Winkel kleiner als 90 Grad bevorzugt kleiner
als 45 Grad zu den Filamenten an die Filamente strömen. Bevorzugt
ist dabei, dass die Öffnung
so angeordnet ist, dass das Fluid in Richtung der Filamentenden strömt und so
die Verunreinigungen aus der Bürste nimmt.
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Auch
werden die freien Enden der Filamente durch den Fluidstrom vom Filamenthalter
weg gerichtet. Dies verhindert ein Verharken und/oder Verfilzen gerade
bei längeren
Filamenten.
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Bevorzugt
wird das Fluid zumindest teilweise von einem Absaugmittel aufgenommen.
Dieses Aufsaugmittel, z. B. ein Absaugtrichter mit einer entsprechenden
Absaugvorrichtung dahinter, saugt das Fluid an und damit die, von
dem Fluid aufgenommenen bzw. transportierten Verunreinigungen. Diese
Verunreinigungen können
sich auch in den, in dem Fluid enthaltenen, Tröpfchen befinden. Durch das
Absaugmittel wird nun das Fluid bzw. das Fluid mit den Tröpfchen von
der Bürste
wegbewegt und an einem Ort geführt,
der von der zu reinigenden Oberfläche beabstandet ist.
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Die Öffnung,
aus der das Fluid strömt,
kann in der Nähe
des Filamentenhalters angeordnet sein. So kann insbesondere bei
einer Ausrichtung der Öffnung
in Richtung der Filamentenden das Fluid entlang eines Großteils der
Filamente strömen
und so einen Großteil
bzw. das ganze Filament reinigen. So kann verhindert werden, dass
sich Verunreinigungen in der Nähe
des Filamenthalters festsetzen, die eventuell bei dem Reinigungsprozess
wiederum auf die Filamentenden wandern würden und die zu reinigende
Oberfläche
verschmutzen bzw. verkratzen könnten.
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Außerdem kann
mindestens je eine Öffnung an
jeder Seite des Filamenthalters angeordnet werden. Durch die beidseitige
Anordnung der Öffnungen kann
auch der von den Filamenten abgedeckte Teil der Bürste gereinigt
werden und es ist ein besserer Zugang zu den Filamenten durch das
Fluid möglich. Außerdem können die
mindestens zwei Öffnungen zueinander
in Bewegungsrichtung der Bürste
versetzt sein. Dies führt
zu einer Bewegung der Filamente, die die Reinigung unterstützt, da
die Filamente in einem ersten Reinigungsschritt durch eine erste Öffnung in
eine, evtl. dem Fluidursprung entgegenstehende Richtung, gedrängt werden
und in einem zweiten Schritt durch den Fluidstrom aus der zweiten Öffnung in
eine zweite Richtung gelenkt werden, die von der ersten verschieden
ist. Durch diese Bewegung kann ein dem Ausschütteln ähnlicher Effekt hervorgebracht
werden, sodass insbesondere Stäube
sich leichter vom Filament lösen.
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Bevorzugt
wird der fluidapplizierenden Öffnung
mindestens ein Fluidspender zugeordnet. Wobei auch mehrere Fluidspender
einer Öffnung
zugeordnet werden können,
indem sie zum Beispiel hintereinander oder nebeneinander in dem
Fluidstrom angeordnet sind. So können
zum Beispiel Tröpfchen verschiedener
Größe, aus
unterschiedlichen Substanzen und/oder eine vermehrte Anzahl an Tröpfchen dem
Fluid zugesetzt werden.
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Außerdem kann
die Reinigung mittels einer oder mehrere Fluide auch mit einer mechanischen Reinigung
gekoppelt werden, z. B. indem zuerst eine Rakel die Filamente mechanisch
bewegt und die Verunreinigungen an den Filamenten löst. Gleichzeitig oder
zeitversetzt können
die Filamente durch die Fluide umstrichen werden und so ein zweiter
Reinigungsschritt durchgeführt
werden.
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In
dem zweiten Schritt werden zumindest zum Teil die gelösten Verunreinigungen
von dem Filament abgehoben und mit dem Fluidstrom mitbewegt.
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Bevorzugt
kann der Fluidausstoß aus
der Öffnung
gesteuert und/oder geregelt werden. So kann der Fluidausstoß insbesondere
auf die Länge der
Filamente, die Materialart der Filamente, die baulichen Eigenschaften
der Filamente, die Anordnung der Filamente etc. angepasst werden,
um so für
jede Bürste
eine entsprechende Fluidreinigung erwirken zu können. Diese Anpassung kann
automatisch geschehen, z. B. durch eine Markierung auf der Bürste, die
durch einen Sensor erkannt wird, wodurch eine Drossel und/oder Pumpe
gesteuert wird, die den Fluidstrom entsprechend bereitstellt.
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Auch
kann der Ausstoß entsprechend
den Eigenschaften der Bürste
geregelt werden, wie z. B. dem Verunreinigungsgrad, den Eigenschaften
der Verunreinigung, der Geschwindigkeit der Bürste etc. So kann die Menge
an benötigtem
Fluid dem Reinigungsbedarf angepasst werden, was eine Kostenersparnis
darstellt.
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Dies
kann über
Geschwindigkeitssensoren und/oder optische, magnetische, elektrische und/oder
Ultraschall detektierende Sensoren geschehen, mittels derer eine
Eigenschaft der Bürste gemessen
wird.
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Die
Aufgabe wird ebenfalls gelöst
durch eine Vorrichtung zum Reinigen von zumindest einer Bürste, wobei
die zumindest eine Bürste
ein Filamenthalter zum Halten einer Mehrzahl von Filamenten aufweist,
wobei eine Öffnung
zum Ausstoß von
zumindest einem Fluid in der Nähe
des Filamenthalters angeordnet ist.
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Es
ist für
den Fachmann einsichtig, dass eine Öffnung zum Ausstoß von zumindest
einem Fluid auch mehrere Öffnungen
zum Ausstoß von
zumindest einem Fluid sein können.
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Weiter
kann ein Fluidspender so angeordnet sein, dass das gespendete Fluid
von dem aus der Öffnung
austretenden Fluid erfasst werden kann. Ein Fluidspender kann eine
oder mehrere weitere Öffnungen
umfassen, aus denen weiteres Fluid austritt. Ein solches Fluid kann
sowohl ein Gas sein, als auch eine Flüssigkeit, wobei bevorzugt ist,
dass das Fluid, das von dem Fluidspender gespendet wird, eine Flüssigkeit
ist.
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Obwohl
es vorteilhaft ist, die Kombination aus einer fluidstrombereitstellenden Öffnung und
einem Fluidspender in der Nähe
des Filamenthalters anzuordnen, sind auch Vorrichtungen zum Reinigen einer
Bürste
geeignet, bei denen solche Kombinationen in der Nähe der freien
Teilstücke
der Filamente, insbesondere der Filamentenden, angeordnet sind. Durch
das Auftreffen der Tröpfchen
und/oder des Fluids an den Filamentenden können die Filamente leicht in
eine Richtung bewegt werden und die Verunreinigungen gelockert und/oder
gelöst
werden.
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Weiter
kann jeder Öffnung
zum Ausstoß zumindest
eines Fluids und/oder der Fluidspender mit einem Bereitstellungsmittel,
wie einer Gasflasche, einem Flüssigkeitsbehälter mit
einer entsprechenden Pumpe usw. verbunden sein.
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Weiter
kann in der Nähe
der Öffnung
ein Absaugmittel zum Absaugen des aus der Öffnung entspringenden Fluids
angeordnet sein. Damit können die
von dem Fluid mitgerissenen bzw. transportierten und/oder gelösten Verunreinigungen
mittels dem Absaugmittel von der Bürste entfernt werden. Weiter kann
das Absaugmittel einen Absaugtrichter umfassen. Dieser Absaugtrichter
erlaubt es auch Fluide, die von der vorbestimmten Bahn abgelenkt
worden sind, abzusaugen und an einem Ort zusammenzufassen.
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Bevorzugt
ist das Absaugmittel so angeordnet, dass der Fluidstrom aus der Öffnung in
das Absaugmittel zumindest teilweise abgesaugt wird. So kann die
Bürste
zwischen dem Absaugmittel und zumindest einer Öffnung aus der das Fluid geströmt wird,
angeordnet sein und das Fluid kann so durch die Öffnung appliziert werden, dass
es auf dem Weg von der Öffnung
zur Absaugöffnung
zumindest einen Teil der Filamente der Bürste passiert.
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Auch
kann statt oder zusätzlich
zu dem Absaugmittel ein Sammelbehälter bereitgestellt werden, in
den das Fluid strömt
und so die entfernten Verunreinigungen gesammelt werden.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Bevor
die Erfindung im Detail beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen,
dass sie nicht auf die jeweiligen Bauteile der Vorrichtung sowie
die jeweiligen Verfahrensschritte beschränkt ist, da diese Bauteile
und Verfahren variieren können.
Die hier verwendeten Begriffe sind lediglich dafür bestimmt, besondere Ausführungsformen
zu beschreiben und werden nicht einschränkend verwendet. Wenn zudem
in der Beschreibung oder in den Ansprüchen die Einzahl oder unbestimmte
Artikel verwendet werden, bezieht sich dies auch auf die Mehrzahl
dieser Elemente, solange nicht der Gesamtzusammenhang eindeutig
etwas Anderes deutlich macht.
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1 zeigt
eine Reinigungsvorrichtung umfassend eine Bürste 1. Diese Bürste 1 ist
als Linearbürste
ausgebildet und umfasst einen Filamenthalter 2. Dieser
Filamenthalter 2 ist ein endloses Kunststoffband, an dessen
einer Seite Filamente 3 angeordnet sind. Die Filamente 3 können aus
einer Vielzahl von Materialien gefertigt sein, bevorzugt sind die
Filamente 3 aus einem Kunststoff wie PA.
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Die
Filamente 3 haben eine haarähnliche, längliche Form und eine Länge von
wenigen Millimetern bis mehreren Zentimetern. Es ist bevorzugt, dass
die Filamente der selben Bürste,
die gleiche Länge
aufweisen.
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Die
Filamente 3 weisen Filamentenden 3' auf, welche zum Filamenthalter 2 beabstandet
sind. Diese Filamentenden 3' berühren beim
Reinigen der zu reinigenden Oberfläche 10 die zu reinigende Oberfläche 10.
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Die
Bürste 1 wird über zwei
Umlenkrollen 4 umgelenkt und um die Umlenkrollen 4 umlaufend
bewegt. Dadurch ergeben sich allgemein zwei Strecken, wobei während der
einen Strecke die Filamentenden 3' die zu reinigende Oberfläche 10 berühren, während bei
der anderen Strecke, die Filamentenden 3' von der zu reinigenden Oberfläche 10 beabstandet sind.
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Eine
der Umlenkrollen 4 wird durch einen Motor (nicht gezeigt)
angetrieben. Diese Umlenkrolle 4 treibt dann wiederum die
Bürste 1 an,
so dass die Bürste 1 in
einer Richtung (siehe Pfeile) um die Umlenkrollen 4 läuft.
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Während die
Bürste 1 durch
die Umlenkrollen 4 umgelenkt wird, werden die Filamente 3 gegenseitig
strahlenförmig
nach außen
aufgespreizt, wodurch die Filamentenden 3' während des Umlenkens einen größeren Abstand
zueinander haben.
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Die
Bürste 1 ist
dabei so angeordnet, dass die Filamentenden 3' sich zeitweise
an einer Oberfläche 10 entlang
bewegen und von dort Verunreinigungen 9 aufnehmen. Diese
Verunreinigungen 9 werden mittels der Filamente 3 von
der Oberfläche 10 wegtransportiert,
indem sie entweder von den Filamenten 3 aufgenommen und/oder
von den Filamenten 3 weggewischt werden. Während des
Reinigungsprozesses der Oberfläche 10 wird
diese Oberfläche 10 quer
zur Bewegungsrichtung (als Pfeile dargestellt) der Bürste 1 bewegt.
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Es
ist auch möglich,
dass die Bürste
zusätzlich
zu der mittels Pfeile dargestellten Umlaufbewegungsrichtung zum
Beispiel mit Hilfe eines Roboterarms über die Oberfläche 10 bewegt
wird. Diese zusätzliche
Bewegung ist bevorzugt senkrecht zu der Umlaufbewegungsrichtung
der Bürste,
kann aber mit der Umlaufbewegungsrichtung jeden anderen Winkel einschließen.
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Weiter
ist es möglich
die Bewegung der Oberfläche
und der Bürste
zu kombinieren. So kann einerseits die Bürste 1 zusätzlich zu
ihrer Umlaufbewegung (Pfeil) über
die Oberfläche 10 bewegt
werden, während
sich die Oberfläche 10 ihrerseits
bewegt.
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In
der Nähe
der Umlenkung ist eine Öffnung 5 vorgesehen,
aus der Druckluft 11 strömt. Diese Öffnung 5 wird im weiteren
als Druckluftöffnung
bezeichnet. Die Druckluftöffnung 5 ist über ein
Leitungssystem 15 mit einem Druckluftbehälter oder
einem Kompressor verbunden, so dass die Druckluft 11 mit
einem hohen Druck aus der Druckluftöffnung 5 strömt. Zwischen
dem Kompressor bzw. dem Druckluftbehälter ist ein Ventil vorgesehen,
das es ermöglicht den
Druck der Druckluft 11 zu steuern.
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Im
Bereich des Druckluftstromes ist ein Tröpfchenspender 6 angeordnet,
aus dem eine Flüssigkeit 12,
tröpfchenweise
an die Druckluft 11 abgegeben wird. Der Tröpfchenspender 6 umfasst
ein Flüssigkeitsleitungssystem 16 als
Zuleitung, aus der eine Flüssigkeit
wie Wasser und/oder Alkohol aus einem Behälter 13 zugeleitet
wird.
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Der
Tröpfchenspender 6 weist
dabei an einer Seite eine Öffnung
auf, aus dem die Flüssigkeit,
wie Wasser und/oder Alkohol, tritt. An der Öffnung bildet sich somit ein
Tröpfchen,
der von dem Fluid, von der Öffnung
weggesaugt und/oder gerissen wird und an die entsprechenden Filamente 3 durch
den Gas-/Luftstrom bewegt wird.
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Dabei
zeigt 1 eine Auswahl an möglichen Anordnungen der Einheit
von Druckluftöffnung 5 und
Tröpfchenspender 6.
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Die
Einheit Tröpfchenspender 6/Druckluftöffnung 5 kann
in der Nähe
der Filamentenden, insbesondere über
den Filamentenden, angeordnet sein und so die Druckluft 11 gegen
oder mit der Umlaufrichtung der Bürste 1 auf die Filamente 3 applizieren.
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Auch
kann die Einheit Tröpfchenspender 6/Druckluftöffnung 5 in
der Nähe
des Filamenthalters auf einer oder beiden Seiten der Bürste angeordnet werden,
so dass der Luftstrom in Richtung der Filamentenden 3 strömt.
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2 zeigt
ein bevorzugtes Wirkprinzip der Erfindung:
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2A zeigt ein Filament 3, das
mit einem Filamentende 3' in
einem Filamenthalter 2 befestigt ist. Das Filament ist
senkrecht zum Filamenthalter 2 angeordnet und weist ein
freies Filamentende 3' auf, das
vom Filamenthalter 2 beabstandet ist. An dem Filament 3 befinden
sich Verunreinigungen 9, die zum Beispiel von der zu reinigenden
Oberfläche 10 herrühren können.
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In
der Nähe
des Filamenthalters 2 ist eine Druckluftöffnung 5 angebracht,
aus der Druckluft 11 strömt. Die Druckluftöffnung 5 ist
mit einer Leitung 15 versehen, die die Druckluft 11 von
einem Vorratsbehälter
oder einer Pumpe (Kompressor) zu der Druckluftöffnung leitet.
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An
der Druckluftöffnung 5 befindet
sich ein Tröpfchenspender 6,
der über
ein weiteres Leitungssystem 16 mit einem Behälter 13 verbunden
ist. Der Tröpfchenspender
weist eine Öffnung
auf, aus der eine Flüssigkeit
herausgedrückt
werden kann. Der dafür
notwendige Druck wird durch eine Pumpe 14 hervorgebracht,
die sich in dem Flüssigkeits-Leitungssystem 16 befindet
und welche die Flüssigkeit 12 in
Richtung der Öffnung
des Tröpfchenspenders 6 pumpt.
Die Flüssigkeit
wird in dem Behälter 13 bevorratet.
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2B zeigt,
wie die Flüssigkeit
mittels der Pumpe 14 über
ein Leitungssystem 16 in Richtung des Tröpfchenspenders 6 gepumpt
wird. An dem Tröpfchenspender 6 tritt
die Flüssigkeit
aus einer Öffnung
aus und bildet aufgrund ihrer Oberflächenspannung ein oder mehrere
Tröpfchen 7,
die in den Druckluftstrom 11 abgegeben werden. Der Druckluftstrom 11 wird
dabei durch die Druckluftöffnung 5 appliziert. Die
Tröpfchen 7 bestehend
aus der Flüssigkeit 12 werden
mit dem Druckluftstrom 11 an das Filament 3 bewegt.
Das Filament 3 lenkt den Druckluftstrom 11 und
damit auch die Tröpfchen 7 ab.
Die Tröpfchen 7 und
auch der Druckluftstrom bewegen sich weiter in Richtung des freien
Filamentendes 3' am
Filament 3 entlang.
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Durch
das seitliche Auftreffen der Druckluft 11 und der Tröpfchen 7 auf
dem Filament 3 wird das Filament 3 an der Auftreffstelle
mit verschieden großen
Kräften beaufschlagt,
so dass das Filament 3 dort verschieden stark von der Druckluft 11 bzw.
den Tröpfchen 7 weggedrückt wird.
Dies erzeugt eine Bewegung, die ansatzweise in 2B zu
sehen ist.
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Die
Druckluft 11 und auch die Tröpfchen 7 treffen auf
die Verunreinigungen 9, die am Filament 3 anhaften.
Diese Verunreinigungen. werden einerseits durch die Bewegung des
Filaments 3, die durch die Druckluft 11 und die
Tröpfchen 7 hervorgerufen
wurde, gelöst
und/oder gelockert, andererseits durch die Kraft, die von der Druckluft 11 und/oder
den Tröpfchen 7 direkt
auf die Verunreinigungen 9 ausgeübt wird, von dem Filament 3 gelöst und mit
der Druckluft 11 und/oder dem Tröpfchen 7 mitbewegt.
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Hierbei
zeigen die Pfeile in 2B die Bewegungsrichtung der
Druckluft 11 und der Tröpfchen 7 an.
In dieser Richtung ist ein Absaugtrichter 8 angeordnet,
der seinerseits mit einem Leitungssystem und einer Absaugpumpe versehen
ist. Durch diesen Absaugtrichter 8 wird Luft aus der Umgebung
abgesaugt und somit insbesondere die applizierte Druckluft 11 mit
den Tröpfchen 7 und
den Verunreinigungen 9. Die Druckluft 11 mit den
Verunreinigungen 9 und den Tröpfchen 7 kann dann
gefiltert werden, so dass die Verunreinigungen durch einen Filter
separat entsorgt werden können.
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2C zeigt
das Filament 3 in dem gereinigten Zustand. Die Verunreinigungen 9 wurden
durch die Druckluft/Tröpfchenmischung
in den Absaugtrichter 8 bewegt. Das Filament 3 hat
wieder seine ursprüngliche
Lage angenommen, da keine Kraft von Seiten der Druckluft 11 oder
der Tröpfchen 7 auf
das Filament 3 ausgeübt
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
bläst die
Druckluftöffnung 5 im
Betrieb der Bürste
kontinuierlich Druckluft 11 auf die Bürste 1. Die Filamente werden,
nachdem sie gereinigt sind, aus dem Druckluftstrom 11 entfernt,
indem wie in 1 dargestellt ist, sich der
Filamenthalter 2 weiterbewegt.
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- 1
- Bürste
- 2
- Filamenthalter
- 3
- Filament
- 3'
- Filamentende
- 4
- Umlenkrolle
- 5
- Öffnung/Druckluftöffnung
- 6
- Tröpfchenspender
- 7
- Tröpfchen
- 8
- Absaugtrichter
- 9
- Verunreinigung
- 10
- zu
reinigende Oberfläche
- 11
- Druckluft
- 12
- Flüssigkeit
- 13
- Behälter
- 14
- Pumpe
- 15
- Druckluft-Leitungssystem
- 16
- Flüssigkeits-Leitungssystem
- 17
- Absaugungs-Leitungssystem