Ultraschall-Reinigungssystem für Hohlkörper

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 nadeiförmigen Sonotroden in den Hohlkörper eingeführt und in Schwingung versetzt. Die DE 199 09 197 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, beispielsweise 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 übertragungselement stab- oder nadeiförmig 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 erfin- dungsgemässen 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 erfin- dungsgemässen 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 übertragungselement 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 N„he der Schwingplatte 5. Der Ablauf 16 befindet sich dagegen im oberen Bereich, d. h. in der N„he 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 ü- bertragungselement 9 übergestülpt bzw. aufgesetzt wird. Anschliessend wird die Schwingplatte 5 mittels des Ultraschallgenerators 4 in Schwingung versetzt, wo-

durch 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 Süsseren Bereich Kavitationsblasen im übertragungsmedium 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.