CH695137A5 - Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft ein Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper,  welches einen Behälter mit einem Übertragungsmedium, einen Ultraschallgenerator  und eine Schwingplatte aufweist, wobei die Schwingplatte mittels  des Ultraschallgenerators erregbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung  ein Verfahren zur Reinigung von Hohlkörpern mittels eines Ultraschall-Reinigungssystems,  wobei das Ultraschall- Reinigungssystem einen Behälter mit einem  Übertragungsmedium, einen Ultraschallgenerator und eine Schwingplatte  aufweist, und die Schwingplatte mittels des Ultraschallgenerators  mit einer vordefinierten Schwingfrequenz erregt wird. 



   Ultraschall wird sehr häufig zur Reinigung von Gegenständen und Produkten,  insbesondere zur Reinigung von schwer zugänglichen Oberflächen und  kompliziert geformten Gegenständen eingesetzt. Ferner kann die Ultraschallreinigung  auch verwendet werden, wenn ein sehr hoher Reinheitsgrad erzeugt  werden soll oder wenn eine Reinigung mit anderen Methoden mit Gesundheitsrisiken  für das Personal verbunden ist. Als typische Beispiele von Gegenständen,  welche oft mittels Ultraschall gereinigt werden, seien Teile der  Feinmechanik und der Feinwerktechnik, medizinische Instrumente, optische  Linsen, Glasgefässe, Zahnprothesen, Schmuck etc. angeführt. Die Reinigung  erfolgt dadurch, dass der zu reinigende Gegenstand in ein ultraschallerregtes  Flüssigkeitsbad getaucht wird bzw. in diesem fixiert wird.

   Probleme  ergeben sich jedoch immer dann, wenn Hohlkörper gereinigt werden  sollen. 



   Im Stand der Technik sind im Wesentlichen zwei Methoden zur Reinigung  von Hohlkörpern mittels Ultraschall bekannt. Bei dem einen System  werden die Hohlkörper mit Sonotroden gereinigt. Hierfür werden die  nadelförmigen Sonotroden in den Hohlkörper eingeführt und in Schwingung  versetzt. Die DE 19 909 197 offenbart eine derartige Ultraschall-Reinigungsanlage,  wobei    dort die schaftförmige Ultraschall-Sonotrodeneinrichtung  in die Hohlstruktur des Werkstückes einbringbar und zusätzlich relativ  zum Werkstück hin- und herbewegbar ist. Die US 5 985 038 und EP 0  292 779 offenbaren ein weiteres System. Hierbei werden die Hohlkörper,  beispiels-weise medizinische Instrumente mit Kanülen (US 5 985 038)  und Bauteile für Tintendrucker (EP 0 292 779), von einem Reinigungsmedium  durchspült.

   Zusätzlich wird das Spülmedium und/oder das Bauteil ultraschallbeaufschlagt,  so dass zusätzlich zur durchspülenden Wirkung noch eine Ultraschallwirkung  hinzukommt. 



   Beiden Systemen haftet jedoch der Nachteil an, dass der Hohlkörper  nur auf der Innenseite und nicht zugleich auch auf der Aussenseite  gereinigt werden kann. Zur Reinigung der Aussenseite muss der Hohlkörper  entweder anschliessend in ein Ultraschallbad mit beispielsweise einem  plattenförmigen Flächenschwinger eingebracht werden. Eine weitere  Möglichkeit ist, dass die Reinigung der Aussenseite des Hohlkörpers  durch einen weiteren Schwingkörper, beispielsweise einen zusätzlichen  Flächenschwinger, erfolgt. Eine gleichzeitige Reinigung von Aussen-  und Innenseite ist jedoch mit den bekannten Vorrichtungen und Verfahren  nicht möglich. 



   Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Ultraschall-Reinigungssystem  für Hohlkörper zur Verfügung zu stellen, mit dem zugleich die Aussenseite  und die Innenseite des Hohlkörpers gereinigt werden kann. Eine weitere  Aufgabe besteht darin, dass ein Verfahren zur Reinigung von Hohlkörpern  zur Verfügung gestellt wird, mit welchem die Aussen- und Innenseite  eines Hohlkörpers zugleich effektiv gereinigt wird. 



   Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ultraschall- Reinigungssystem  gemäss Anspruch 1 und ein Reinigungsverfahren nach Anspruch 8. 



   Das erfindungsgemässe Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper  weist einen Behälter mit -einem Übertragungsmedium, einen Ultraschallgenerator  und eine Schwingplatte auf. Die    Schwingplatte ist mittels des  Ultraschallgenerators erregbar, wobei zumindest ein mit der Schwingplatte  verbundenes Übertragungselement durch die Erregung der Schwingplatte  in Schwingung versetzbar ist. 



   Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Übertragungslement stab- oder  nadelförmig gestaltet ist, wobei dieses durch die Schwingung der  Schwingplatte zum Mitschwingen erregt wird. Dadurch erzeugt das Übertragungselement  im Innenbereich des Hohlkörpers Kavitationsblasen, welche die Innenseite  des Hohlkörpers reinigen. Zugleich wird die Aussenseite des Hohlkörpers  durch die insbesondere randseitig auftretenden Schwingungen der membranartigen  Schwingplatte gereinigt. 



   Auf diese Art und Weise ergibt sich der grosse Vorteil, dass mittels  des erfindungsgemässen Ultraschall-Reinigungssystems Hohlkörper sowohl  auf der Innenseite als auch auf der Aussenseite durch ein einziges  Schwingsystem effektiv gereinigt werden können. Die Reinigung des  Hohlkörpers geht mittels des erfindungsgemässen Ultraschall-Reinigungssystems  sowohl schnell als auch gründlich vonstatten. Das Übertragungselement  ist variabel in Form und Länge, so dass es in Abhängigkeit vom Reinigungsgut  und den Resonanzfrequenzen gewählt werden kann. Soll beispielsweise  ein sehr langer Hohlkörper gereinigt werden, so kann ein dementsprechend  langes Übertragungselement eingesetzt werden. Das Übertragungselement  ist vorzugsweise mit der Schwingplatte lösbar verbunden, insbesondere  aufschraubbar.

   Durch diese Gestaltung ist ein Wechseln des Übertragungselementes,  beispielsweise in Abhängigkeit vom Reinigungsgut, schnell und problemlos  möglich. 



   Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht  vor, dass das Übertragungselement zusätzlich Düsen zum Austritt von  Übertragungsmedium, Wasser oder Reinigungsmitteln aufweisen kann,  wodurch die Reinigung der Innenseite des Hohlkörpers verstärkt wird.  Dieses ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Reinigung der  Innenseite des Hohlkörpers    besonders kritisch ist, beispielsweise  bei der Reinigung von Kanülen oder anderen in der Medizin eingesetzten  Hohlkörpern. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Reinigung von Hohlkörpern wird  mittels eines Ultraschall-Reinigungssystems durchgeführt. Das Ultraschall-Reinigungssystem  weist einen Behälter mit einem Übertragungsmedium, einen Ultraschallgenerator  und eine Schwingplatte auf, wobei die Schwingplatte mit einer vordefinierten  Schwingfrequenz erregt wird. Dabei wird ein Hohlkörper auf das mit  der Schwingplatte zu einem einzigen Schwingsystem verbundenen Übertragungselement  übergestülpt und das Übertragungselement durch die Erregung der Schwingplatte  in Schwingung versetzt. Auf diese Art und Weise wird sowohl die Aussenseite  als auch die Innenseite des Hohlkörpers zugleich gereinigt. 



   Weiterhin kann die Leistungsintensität zwischen Schwingplatte und  Übertragungselement und damit die Intensität der Reinigung der Aussen-  und Innenseite verändert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass  die Schwingfrequenz verschoben wird. Auf -diese Art und Weise schwingt  die Schwingplatte mit einer anderen Intensität als das Übertragungselement,  wodurch beispielsweise die Innenseite stärker gereinigt werden kann  als die Aussenseite oder umgekehrt. Damit wird durch den Einsatz  eines einzigen Schwingsystems ein bevorzugt gegenüber dem Behälter  fixierter Hohlkörper sowohl auf der Aussenseite als auch auf der  Innenseite gereinigt. 



   Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert  und beschrieben. Es zeigt: 



   Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein erfindungsgemässes  Ultraschall-Reinigungssystem. 



   Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemässes Ultraschall-Reinigungssystem  1 für zumindest einen Hohlkörper 12, der hier in Strichlinien dargestellt  ist. Es besteht aus einem Behälter 2, in welchem ein Übertragungsmedium  3 enthalten    ist. Das Übertragungsmedium 3 kann jedes bekannte,  in der Ultraschall-Reinigungstechnik verwendete Übertragungsmedium  sein, beispielsweise eine Reinigungslösung, ein organisches Lösungsmittel  oder Wasser. Weiterhin weist das Ultraschall-Reinigungssystem 1 einen  Ultraschallgenerator 4 auf, der auf der nicht schallabstrahlenden  Fläche 6 einer Schwingplatte 5 montiert ist. Auf der schallabstrahlenden  Fläche 7 der Schwingplatte 5 befindet sich ein Übertragungs-element  9.

   Das Übertragungselement 9 besteht vorzugsweise aus einer Basis  10 und einem Schaft 11, auf den der zu reinigende Hohlkörper 12 übergestülpt  bzw. aufsetzbar ist. Das Übertragungselement 9 ist vorzugsweise lösbar  mit der Schwingplatte 5 verbunden. So kann es beispielsweise mit  seiner Basis 10 in eine Bohrung 8 der Schwingplatte 5 einschraubbar  sein. Das Übertragungselement 9 ist vorzugsweise nadelartig oder  stabartig gestaltet. Es kann hohl oder massiv ausgebildet sein und  hat vorzugsweise einen runden Querschnitt. 



   Darüber hinaus kann das Übertragungselement 9 mit zumindest einer,  vorzugsweise mehreren Düsen ausgestattet sein (nicht gezeigt). Über  diese Düsen kann Flüssigkeit, insbesondere Übertragungsmedium 3 oder  eine Reinigungslösung, auf die Innenseite des Hohlkörpers 12 gesprüht  werden, wodurch die Reinigungswirkung verstärkt wird. Vorzugsweise  ist eine Vielzahl von Übertragungselementen 9 auf der Schwingplatte  5 angeordnet. Auf diese Art und Weise können viele Hohlkörper 12  zugleich gereinigt werden. Die Schwingplatte 5 bildet vorzugsweise  den Boden des Behälters 2 und ist gegen Leckagen mittels Dichtungen  13 abgesichert. Die membranartig gestaltete Schwingplatte 5 ist vorzugsweise  über Verbindungsmittel 14, beispielsweise Schrauben, mit dem Behälter  2 lösbar verbunden. Der Behälter 2 weist vorzugsweise einen Zulauf  15 und einen Ablauf 16 auf.

   Dabei ist bevorzugt, dass der Zulauf  15 sich im bodennahen Bereich des Behälters 2 befindet, d.h. in der  Nähe der Schwingplatte 5. Der Ablauf 16 befindet sich dagegen im  oberen Bereich, d.h. in der Nähe des Randes 19 des Behälters 2. Auf  diese Art und Weise werden durch den Reinigungsvorgang    abgetrennte  Trümmer, Debris oder sonstige Verschmutzungen über den oben liegenden  Ablauf 16 entfernt. Vorzugsweise ist ein Überlauf 17 vorgesehen,  so dass das Ultraschall-Reinigungssystem mit frischem Übertragungsmedium  3 durchspült werden kann, wie durch den Pfeil 18 angedeutet ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren sieht vor, dass ein Hohlkörper 12  auf das Übertragungselement 9 übergestülpt bzw. aufgesetzt wird.  Anschliessend wird die Schwingplatte 5 mittels des Ultraschallgenerators  4 in Schwingung versetzt, wodurch das auf der Schwingplatte 5 befestigte  Übertragungselement 9 in Schwingung versetzt wird. Durch die Schwingungen  des Übertragungselementes 9 werden Kavitationsblasen im Innenbereich  des Hohlkörpers 12 erzeugt, welche die Innenseite des Hohlkörpers  12 reinigen. Zugleich werden durch die Schwingungen der Schwingplatte  5, insbesondere im radial äusseren Bereich Kavitationsblasen im Übertragungsme-dium  3 erzeugt, welche die Aussenseite des Hohlkörpers 12 reinigen.

   Durch  Verändern der durch den Ultraschallgenerator 4 erzeugten Schwingfrequenz  kann die Leistungsintensität zwischen Schwingplatte 5 und dem Übertragungselement  9 verschoben werden, wodurch sich eine Verschiebung der Intensität  der Reinigung der Aussenseite gegenüber der Innenseite des Hohlkörpers  12 ergibt.

Claims (10)

1. Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper, welches einen Behälter mit einem Übertragungsmedium, einen Ultraschallgenerator und eine Schwingplatte aufweist, wobei die Schwingplatte mittels des Ultraschallgenerators erregbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein mit der Schwingplatte (5) verbundenes Übertragungselement (9) durch die Erregung der Schwingplatte (5) in Schwingung versetzbar ist.

2. Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (9) stab- oder nadelförmig gestaltet ist.

3. Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (9) mit der Schwingplatte (5) lösbar verbunden, insbesondere aufschraubbar ist.

4.

Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (12) auf einen Schaft (11) des Übertragungselementes (9) aufsetzbar ist.

5. Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (9) im Bereich des Schaftes (11) zumindest eine Düse aufweist.

6. Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Übertragungselementen (9) auf der membranartigen Schwingplatte (5) angeordnet ist.

7.

Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) im bodennahen Bereich einen Zulauf (15) und im oberen, randnahen Bereich einen Ablauf (16) aufweist.

8. Verfahren zur Reinigung von Hohlkörpern mittels eines Ultraschall-Reinigungssystems, welches einen Behälter mit einem Übertragungsmedium, einen Ultraschallgenerator und eine Schwingplatte aufweist, wobei die Schwingplatte mittels des Ultraschallgenerators mit einer vordefinierten Schwingfrequenz erregt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlkörper (12) auf ein mit der Schwingplatte (5) verbundenes Übertragungselement (9) übergestülpt wird und das Übertragungselement (9) durch die Erregung der Schwingplatte (5) in Schwingung versetzt wird.

9.

Reinigungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Reinigung der Aussenseite und der Innenseite des Hohlkörpers (12) durch Verschieben der Schwingfrequenz verändert wird.

10. Reinigungsverfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (12) zum Behälter (2) hin fixiert wird.