CN103813863B - 清洁设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于清洁工件（202、204、206）的设备（200），其具有清洁装置，尤其是用于向工件204加载清洁流体的清洁装置（218、240）。在设备中存在用于检测在设备中进行清洁之前的工件（204）的例如初始污染度形式的（第一）污染状态（S1）的装置（254），和/或用于检测在设备中清洁过的工件（208）的例如残余污染度（S2）形式的（第二）污染状态（S2）的装置（254）。设备（200）包含组件（130、266），该组件测定设备运行状态（A、B、C）和/或以依赖于针对工件（108、208）检测到的第一和/或第二污染状态（S1、S2）的方式调整设备中的清洁过程的至少一个过程参数（P）。

Description

清洁设备
技术领域
本发明涉及一种用于清洁工件的设备。此外，本发明还涉及一种用于监测用于清洁工件的设备的方法，以及一种用于控制用于在这种设备中清洁工件的至少一个过程参数的方法。
背景技术
在本发明的意义上，工件可以是任意的对象，尤其是用于复杂系统的构件或者由多个构件组成的组件。
污物颗粒，尤其是切削物、灰尘、铸沙或者液滴可能损害工业化制成的产品(像例如用于内燃机的喷油嘴)的功能。因此，在工业化生产过程中的工件的清洁度具有重大意义。
因此，在工业化生产中应用用于清洁工件的设备。在这种清洁设备中，利用流体，尤其是利用液体，像例如优选掺有清洁添加剂的水，或者利用含有碳氢化合物的液体来清洁工件。为了清洁工件，还使用气态流体，例如压缩空气。在清洁设备中使用的清洁流体通常要进行循环。清洁流体在工业化设备中在经常是好几个月的时间段上使用。循环的清洁流体的清洁作用在一般情况下不是恒定的。它尤其依赖于在清洁工件时带入清洁流体中的微粒状以及膜状(filmisch)的杂质。清洁流体的杂质导致清洁效果变差。也因为利用成本高的去污系统不能完全去除掉杂质，所以在常规的清洁设备中常见的是，针对流体流量操控用于使清洁流体循环所需要的泵，该流体流量是如下这么大，即，即使在被污染的清洁流体中也能确保预先给定的清洁效果。在此，在设备运行中出现了与之相关联的很高的能量消耗。
当清洁设备有错误地工作时，存在如下风险，即，仅未经充分清洁的、受污染的工件被进一步处理并被安装到复杂的组件中。因此，确保工件的清洁度在中间安装和最终安装之前是尤其重要的。为了监测清洁设备的功能公知的是，在样品的范围内将各个工件从生产线中取出并在与生产线分开的检验站中针对污染度进行研究。
发明内容
本发明的任务在于，能够在工件件数很大的情况下以保持不变、预先给定的高清洁质量工业化地清洁工件。
该任务通过如下的用于清洁工件的设备和如下的用于检测该设备的方法来解决。
所述设备具有
至少一个清洁站，所述清洁站具有清洁装置，
用于向工件加载清洁流体的清洁装置，
用于检测在清洁之前的输送给所述至少一个清洁站的工件的初始污染度的装置，
用于检测在所述至少一个清洁站中进行清洁之后的工件的残余污染度的装置，以及
计算器，所述计算器与用于检测初始污染度的装置且与用于检测残余污染度的装置相连，
其中，
所述用于检测初始污染度的装置和所述用于检测残余污染度的装置测定为了冲洗工件在清洁区段中使用的循环穿过过滤装置的清洁流体的测量装置的测试体积中的污物颗粒负载，其中，所述计算器从工件的初始污染度与第一阈值的连续比较以及工件的残余污染度与第二阈值的连续比较中，当针对相继跟随的工件连续测定的残余污染度基本上保持不变并且持久地以基本上保持不变的量超过所述第二阈值时，测定设备故障。
在所述方法中，
检测在清洁之前的工件的初始污染度；
检测在清洁之后的工件的残余污染度；
其中，
为了检测初始污染度以及为了检测残余污染度，测定为了冲洗工件在清洁区段中使用的循环穿过过滤装置的清洁流体的测量装置的测试体积中的污物颗粒负载，其中，
从所述初始污染度与第一阈值的连续比较以及残余污染度与第二阈值的连续比较中，
当连续测定的初始污染度低于所述第一阈值而连续测定的残余污染度超过所述第二阈值时，推测出设备故障。
本发明的想法是，构成出用于清洁工件的设备，其带有用于监测设备运行状态的组件，该设备与用于优选连续检测输送给设备或者设备中的清洁站的工件的初始污染度且与用于优选连续检测在设备中或者在设备中的清洁站中清洁过的工件的残余污染度的装置相连。
根据本发明，对工件的初始污染度的检测和/或残余污染度的检测不仅在有规律的或者无规律的时间间隔内进行，而且根据样品的类型逐点地，但也可以连续地进行。
在此，组件与用于优选连续检测初始污染度和用于优选连续检测残余污染度的装置之间的连接不仅能够实施为电流连接，而且也能够实施为无线连接，例如无线电连接。发明人已经发现，利用这种措施可以非常快速地识别出用于清洁工件的设备有错误地工作。
本发明的想法是，组件包含计算器，该计算器从优选连续检测到的初始污染度和优选连续检测到的残余污染度测定设备运行状态。通过组件具有用于显示在计算器中从测定的设备运行状态推导出的设备故障的警告信号发生器，可以在工业化生产设备中安全且可靠地向操作人员显示检测到的设备故障。
这种设备例如可以实现在连续的生产过程中对工件的污染度进行趋势分析。此外，这种设备尤其还能够识别出在清洁之前利用如下工具对工件的处理，这些工具是有缺陷的并因此受到较严重的污染或者载有切屑形式的污物颗粒，其具有表征的切屑形状。
根据本发明，计算器从工件的初始污染度与第一阈值的连续比较以及工件的最后污染度与第二阈值的连续比较测定设备运行状态。尤其地，本发明的想法是，当连续测定的初始污染度低于第一阈值而连续测定的最后污染度超出第二阈值时，和/或，当连续测定的初始污染度超出第一阈值并且连续测定的最后污染度超出第二阈值时，和/或，当连续测定的针对相继跟随的工件的最后污染度基本上保持不变并且持久地以基本上保持不变的量超出第二阈值时，计算器推测出设备故障。
本发明的想法还在于，组件包含计算器，该计算器从连续检测到的初始污染度和连续检测到的残余污染度计算出设备中的清洁过程的至少一个过程参数，其由组件进行调整，以便由此达到在设备中清洁过的工件的所期望的清洁质量。
在这里根据本发明，对工件的初始污染度的检测和/或残余污染度的检测不仅可以在有规律的或者无规律的时间间隔内进行，而且也可以根据样品的类型逐点地进行，但作为对此的备选也可以连续地进行。
在此，本发明的想法尤其在于，以可变的过程参数来运行清洁设备，并且在此考虑到工件的污染程度。
有利的是，计算器依赖于优选连续检测到的初始污染度利用依赖于优选连续检测到的残余污染度的函数规则计算出过程参数。发明人已经认识到，以如下方式可以确保保持不变的、在很大程度长不依赖于工件的初始污染度的清洁质量，即，计算器利用调节电路基于检测到的残余污染度与残余污染度额定值的偏差来测定依赖于残余污染度的函数规则。该函数规则例如可以作为特性曲线簇存储在计算器的数据存储器中。
由此，组件可以调整至少一个过程参数，尤其是依赖于借助用于检测在设备中清洁过的工件的残余污染度的装置和用于检测在设备中进行清洁之前的工件的初始污染度的装置检测到的清洁效果。
在此，清洁效果理解为针对工件检测到的残余污染度相对于额定值的偏差或者从工件的初始污染度和残余污染度测定的参量。
至少一个过程参数可以例如是清洁区段中的清洁流体的温度和/或清洁流体的化学组成，例如清洁流体中的酸和/或碱和/或表面活性剂的分量。但是，备选地或附加地，过程参数也可以是清洁区段中的清洁流体的压力和/或清洁区段中向工件加载的体积流。过程参数也可以包括用于向工件加载清洁流体的时间间隔的长度和/或为了清洁工件输入清洁流体中的超声波信号的强度。
尤其地，用于检测在设备中清洁过的工件的残余污染度或用于检测在设备中进行清洁之前的工件的初始污染度的装置可以具有用于以光学的方式检测工件表面的成像系统。该成像系统用于清洁站中清洁工件之前、在清洁工件期间或者在清洁工件之后对工件表面进行研究。优选地，该装置为了进行分析包含计算单元并且包括用于识别在工件表面上的污物颗粒的计算机程序。为了识别污物颗粒，计算机程序可以例如设计用于评估工件表面的对比度。
成像系统尤其可以包括能够引入工件孔中的内窥镜探针。优选地，该内窥镜探针具有用于照亮工件孔的壁的光源。有利地，在内窥镜探针中存在用于使这样的壁在光传感器上以光学的方式成像的广角物镜。有利的是用于内窥镜探针的定位装置，利用该定位装置能够使内窥镜探针相对于工件移位。
用于检测工件的初始污染度和/或残余污染度的装置可以具有用于确定在用于借助冲洗来清洁工件的清洁流体中的污物颗粒负载(Schmutzpartikelfracht)的系统。为此，该系统可以构造有光源，该光源产生穿过其中存在有清洁流体的测试体积的光束。于是，利用用于检测穿过清洁流体测试体积的光束的强度的光学传感器可以探测出测试体积中的清洁流体的污物颗粒负载。
为了可以将光源和传感器布置在线路系统外部，有利的是，用于引导清洁流体的线路系统构造有对于光束至少部分透光的线路区段。
为了在这种用于确定清洁流体的污物颗粒负载的系统中禁止错误信号，用于将气泡从被运送穿过光束清洁流体中去除的装置是有利的。这种装置例如可以是缓冲容器，在该缓冲容器中布置有超声波探针，或者在该缓冲容器中相对于大气压力以低压或者高压来加载清洁流体。
本发明的想法还在于，在用于清洁工件的设备中，依赖于检测到的在设备中清洁过的工件的污染状态或者清洁度状态和/或输送给设备的工件的污染状态或者清洁度状态地在设备中重复对工件的清洁，并且必要时在设备中多次地执行对工件的清洁。为此根据本发明，该设备包含如下装置，该装置依赖于在设备中清洁过的工件和/或在设备中进行清洁之前的工件的污染状态在设备中的清洁过程之后将工件释放，或重新输送给设备以便接下来重新执行清洁过程。
在根据本发明的用于工业化清洁工件的方法中，以依次相继跟随的方式在清洁站中向工件加载清洁流体。在此，优选连续地检测在设备中或者在设备中的清洁站中清洁过的工件的污染状态和/或在设备中或者在设备的清洁站中进行清洁之前的工件的污染状态，以便由此依赖于检测到的污染状态调整清洁过程的至少一个过程参数(P)。
本发明的想法还在于，测定在工件中调整的清洁效果。在这种情况下，为了对在清洁站中跟随经分析的工件的工件的优化的清洁，依赖于针对工件测定的清洁效果调整至少一个过程参数。在此，清洁效果理解为针对工件检测到的最后污染度与额定值之间的偏差或者从工件的初始污染度和最后污染度中测定的优选是定量的参量。
这种用于优化的清洁的过程参数可以例如是清洁站中的清洁流体的温度和/或清洁流体的化学组成、清洁站中的清洁流体的压力和/或其体积流。但备选地或附加地，过程参数也可以是用于清洁的时间间隔的长度和/或输入清洁流体中的用于工件清洁的超声波信号的强度。用于优化的清洁的过程参数也可以是每单位时间输送给设备的工件数量。
为了测定工件的污染度或者清洁度，例如也可以确定粘附在工件表面上的污物颗粒负载。此外，可以通过如下方式检测这种污染度或者清洁度，即，例如利用光学的或者也是感应式的测量方法在向工件加载的清洁流体中确定污物颗粒负载。
在根据本发明的用于监测用于在清洁站中清洁工件的设备的方法中，利用测量装置连续地测定在用于冲洗工件的清洁流体的测试体积中针对污物颗粒负载和/或表面活性剂含量和/或PH值的值。于是可以从连续测定的值与阈值的比较推断出设备故障。
附图说明
下面结合在附图中以示意性方式示出的实施例来详细阐述本发明。其中：
图1示出带有用于清洁过程的过程参数的调节装置的清洁设备；
图2示出带有用于设备监测的组件的清洁设备；
图3至图5示出工件的在清洁设备中检测到的初始污染度和残余污染度；
图6示出用于确定清洁流体中的污物颗粒负载的系统；以及
图7示出用于分析清洁设备中工件的初始污染度和残余污染度的系统。
具体实施方式
在图1中所示的设备100集成在生产线(未示出)中。为了清洁工件102、104、106、108，设备100具有清洁站或者清洁区段110、112、114。在清洁站或者清洁区段110、112、114中，可以利用清洁流体来清洁工件。在设备100中存在运送机构(未示出)，利用该运送机构可以使工件102、104、108、110自动地在箭头115的方向上运动穿过清洁站110、112、114。在清洁站110中构造有喷射嘴118。
喷射嘴118是用于向布置在清洁站110中的工件102加载清洁流体116的清洁装置。针对清洁流体116存在收集容器122。借助于清洁流体从工件104中冲洗出的污物颗粒在清洁工件102时与清洁流体116一起到达收集容器122中。
清洁站110包括带有线路系统120的流体循环回路，该线路系统联接到收集容器122上。在线路系统120中布置有循环泵124。循环泵124具有能调整的运送压力。通过调整运送压力可以改变每单位时间从喷射嘴118中流出的清洁流体116的量。此外，由此还可以改变，向布置在清洁站110中的工件104加载的清洁流体116的压力。
为了调整泵124的运送压力，在设备100中存在带有过程参数调整装置131的组件130。过程参数调整装置131与循环泵124相连。利用循环泵124，在线路系统120中运送清洁流体116。清洁流体116穿过用于确定在清洁工件104所使用的清洁流体中和过滤装置128中的污物颗粒负载的系统126朝向喷射嘴118运动。系统126包含测量装置127。利用测量装置127，可以测定依赖于在清洁工件所使用的清洁流体中的污物颗粒的数量的参量，例如与污物颗粒的数量成比例的参量。为了确定污物颗粒，在系统126中引导被输送给系统126的清洁流体的部分流穿过测量装置127。
测量装置127是可以校准的。当测量装置127被校准时，可以由此测定在清洁工件所使用的清洁流体中的污物颗粒的处于预先给定的限定的污物颗粒大小等级中的绝对数量。也就是说，利用测量装置127，可以例如确定用来冲洗清洁站中的工件104的清洁流体体积中处于特定的污物颗粒大小等级中的污物颗粒的绝对数量。
为了校准测量装置127，在线路系统120中存在灌输部位121。经由灌输部位121可以将精确限定的量的污物颗粒，例如尤其可以具有不同大小的硅酮丸或者金属颗粒输送给引导至系统126的清洁液体。于是，从由测量装置127针对经由该灌输部位121输送给系统126的污物颗粒的量所测定的测量值确定校准因子，该校准因子可以实现将测量装置的测量值换算成绝对污物颗粒数量。此外，经由灌输部位121输送污物颗粒可以实现对测量装置127的功能的检验。为了确保测量装置127的可靠的功能，有利的是，系统126构造有体积流测量仪。这种体积流测量仪检测清洁流体是否穿过了测量装置127。利用体积流测量仪可以识别清洁流体在测量装置中流动的阻塞。此外，相应的体积流测量仪可以实现的是，能够将检测到的污物颗粒份额与测量到的体积流相关联。
设备100包含用于连续地检测清洁设备100中的工件的初始污染度S1的装置152。装置152测定如下清洁流体116中的污物颗粒负载，在清洁过程开始时在特定的时间间隔上由喷嘴118以该清洁流体清洁工件104。为此，在装置152中，在特定的时间间隔内数出被清洁流体穿流的测试体积中的污物颗粒。为了防止固定粘附在工件104上的污物颗粒使工件的利用装置152检测到的初始污染度出错，有利的是，为了测量初始污染度使工件104短时间地承受具有提高的清洁强度的清洁。这例如可以通过如下方式来实现，即，工件104在特定的时间上由喷嘴118以处于提高的压力下的清洁流体加载，从而也使粘附在工件104上的污物颗粒被可靠地剥离。
装置152也可以实现针对输送给设备100的工件104的根据VDA准则19或者根据标准ISO 16232确定的清洁度值的测定。为此，装置152能够在校准模式下运行。在该校准模式中，在装置152中记录下在已知其清洁度值的工件中由此检测到多少污物颗粒。于是，接下来将针对工件利用装置152检测到的污物颗粒数量，例如处于特定的颗粒大小等级中的污物颗粒数量，与相应的清洁度值进行比较。于是，从该比较中测定校准常数。
在清洁站114中，一方面可以利用清洁流体132来清洁工件108，该清洁流体利用循环泵134从收集容器136通过线路系统138被引导至喷射嘴140。另一方面，线路系统138具有线路分支140，工件108可以借助于适配件144、146联接到该线路分支上，以便由此清洁该工件108中的孔147。在这里，工件108以如下方式在适配件144、146之间夹紧，即，在线路分支142中存在线路与工件108之间的密封连接，通过该线路引入和引出清洁流体132。
线路系统138还包括过滤装置148。在线路系统138的线路分支142中布置有用于确定在用于通过冲洗工件孔来清洁工件的清洁流体132中的污物颗粒负载的系统150。利用系统150，可以确定被引导穿过工件118的孔147的清洁流体132中的污物颗粒负载。如系统126那样，系统150包含测量装置157，其用于测定依赖于在用于清洁工件的清洁流体中的污物颗粒的数量的参量，尤其是与污物颗粒的数量成比例的参量。为了能够校准测量装置157，在线路系统140中同样存在灌输部位143，经由该灌输部位能够向输送给系统150的清洁液体混合精确限定的污物微粒的量。
系统150与用于连续地检测清洁设备100中的工件的最后污染度S2的装置154相连。利用装置154，可以检测到清洁流体132中的污物颗粒负载，该清洁流体在工件108在设备100中进行清洁结束时在预先确定的时间间隔上经由线路分支142被引导穿过工件孔147。为此，如在装置152中那样，在装置154中数出在特定的时间间隔内被清洁流体穿流的测试体积的污物颗粒。装置154同样可以实现针对清洁站154中清洁过的工件108的根据VDA准则19或者根据标准ISO 16232确定的清洁度值的测定。为此，装置154能够在校准模式下运行。在该校准模式中，在装置154中记录下在位于清洁站114中的根据VDA准则19或者根据标准ISO 16232已知其清洁度值的工件中检测到多少污物颗粒。于是，将针对工件利用装置154检测到的污物颗粒数量，尤其是处于特定的颗粒大小等级中的污物颗粒数量与相应的清洁度值进行比较并紧接着从该比较中测定校准常数。此外，通过在较长时间上对以这种方式测定的校准常数进行评估，可以推测出测量装置127或者157的功能的变化。
设备100包含用于连续检测在设备中清洁过的工件中的清洁效果的装置156。为此，装置156与用于检测初始污染度的装置152和用于检测最后污染度的装置154连接。装置156从装置152获得经由系统126测定的关于输送给设备100的工件104的污染的信息。当设备100中的工件清洁结束时，装置156从装置154获得关于工件孔147形式的工件区段的污染的信息。在装置156中，从工件的初始污染度和最后污染度中测定具有清洁效果的技术上的意义的定量的参量。但是也可以实现的是，在装置156中计算出工件的最后污染度与额定值之间的偏差形式的清洁效果。在校准装置152和/或装置154时可以实现的是，基于针对工件的与VDA准则19或者标准ISO 16232相应的清洁度值来说明装置156中的清洁效果。
装置156联接到带有过程参数调整装置131的组件130上。组件130中的计算器170从连续检测到的初始污染度S1和连续检测到的残余污染度S2计算出用于清洁站110中的循环泵124的运送压力p作为过程参数P。过程参数调整装置131基于输送给设备100的工件104的利用系统126测定的初始污染度和在工件离开清洁设备100之前其工件区段的利用系统154检测到的污染度来调整用于清洁站110中的循环泵124的运送压力p。
在此，计算器170测定运送压力p形式的过程参数P，利用依赖于残余污染度S2的关于工件104的初始污染度E1的函数规则P:＝FS2(S1)，该函数规则相应于调节电路，该调节电路基于检测到的残余污染度S2与残余污染度额定值RS之间的偏差来确定函数规则。由此，组件130充当组合的控制和调节装置。在此，函数规则P:＝FS2(S1)作为特性曲线簇存储在计算器170的数据存储器中。通过这种方式也可以计算出用于在设备100中清洁工件的其他过程参数P，例如清洁流体的温度或者用于清洁站110、112、114中的工件的冲洗过程的持续时间。
于是，利用在所谓的特性曲线簇中的特性曲线可以实现的是，从针对工件检测到的污染状态或者清洁度状态中调整对于清洁特别有利的过程参数，像例如用于清洁工件的持续时间、用于清洁的清洁流体的温度、清洁流体的化学组成、加载清洁流体的压力等等。特性曲线的起点值和终点值及其斜度在这里针对在设备中的一个或多个清洁过程以及针对设备的结构形状进行优化。特性曲线例如将适合用于使清洁流体在设备100中循环的泵压力P配属于特定的每单位时间在清洁流体中检测到的属于特定的颗粒等级的污物颗粒负载。
也可以在清洁开始时向组件130输送布置在清洁站110中的工件的初始污染度，并且在清洁结束时向组件130输送在清洁站114中工件的最后污染度。作为对调整循环泵104的泵压力p的备选或附加，原则上也可以利用组件130和过程参数调整装置131调节其他过程参数，像例如清洁站110、112、114中的清洁流体116、132的温度或者清洁站110中的清洁流体116的化学组成。备选地或附加地，也可以调整线路系统120、138中的喷嘴118、140的开口横截面或者用于在其中一个或多个清洁站110、112、114中的清洁过程的时间间隔的长度。此外，例如还可以利用组件130和过程参数调整装置131基于调节装置156的信号来调节输入清洁流体中的用于清洁工具的超声波信号的强度。此外，还可以实现的是，组件130并不作为调节装置而是作为控制装置运行。
此外，根据本发明的设备100还可以包含传感器，利用该传感器不仅能够检测清洁流体中的污物颗粒负载而且也能够检测清洁流体的混浊度、清洁流体的表面张力、清洁流体中的表面活性剂含量或者清洁流体的PH值。此外，设备100也可以包含如下传感器，它们能够实现利用红外光扫描工件的表面，以便能够由此推测出附着在工件表面上的油脂。通过将这些传感器与组件130连接起来，可以将用于清洁设备100中的工件的过程参数也基于利用前面所提到的传感器检测到的测量参量调整到对于清洁有利的值上。有利的是，在设备100中，依赖于清洁过的工件的污染程度，也就是说这些工件的清洁度，以及未经清洁的工件的污染程度来控制工件的清洁。也就是说，这些措施可以实现在能量和资源消耗方面对清洁流程进行优化。
在图2中输出的设备200具有如下结构，其在很大程度上相应于设备100的结构。因此，图2中的其功能与图1中所示的设备100的元件的功能相同的元件在图2中以相对于图1提高数字100的附图标记来标示。
设备200包含组件266。组件266用作导引部位，其用于控制和监测设备200中的清洁过程。利用组件266，可以调整用于在清洁站或者清洁区段210、212、214中清洁工件的过程参数。组件266经由数据传输路径267、269联接到用于连续地检测工件上的初始污染度S1的装置252和用于连续地检测工件的残余污染度S2的装置上。
组件266包含计算器270，其带有用于测定设备运行状态并且从所测定的设备运行状态推测出设备故障的计算机程序。组件266具有用作警告信号发生器的显示单元268，该显示单元向操作人员显示出设备200出现故障。在此，在设备200中通过组件266的故障显示可以在能够经由接口201调整的运行模式下利用警告信号针对基于装置252、254的信号测定的设备故障的视错误而定的显示来实现。需要注意的是，为了显示设备故障，显示单元268还可以备选地或者附加地构成为声学上的警告信号发生器。
下面结合图3、图4和图5详细阐述组件的不同工作原理，这些工作原理涉及到设备200的不同运行状态A、B、C。在图3的运行状态A中，组件从装置252中获得如下信息，即，在特定的时间段t内相应于用于工件的曲线280检测到的在如下清洁流体中污物颗粒负载S1形式的初始污染度处于相应于直线282的预先给定的第一额定值S1S之下，在清洁区段210中在清洁之前利用该清洁流体冲洗工件。然而，利用装置254在时间t+Δt上检测到的在如下清洁流体中污物颗粒负载S2形式的残余污染度根据曲线284在区段285中仍然暂时地处于限定的第二额定值S2S之上，在清洁区段214中在清洁之后利用该清洁流体冲洗工件。第二额定值S2S相应于直线286。这意味着，在清洁区段214中利用清洁流体冲洗过的工件受到过度严重的污染，也就是说该工件没有被正确地清洁。
因此在运行状态A中，组件266的计算器270中的计算机程序导致视错误而定地以警告信号显示出至少一个应用于清洁区段210、212、214中以向工件加载清洁流体的组件有错误地工作。
在图4的运行状态B中，组件从装置252获得如下信息，即，在用于冲洗工件204的清洁流体中相应于初始污染度的污物颗粒负载S1在特定的时间段t内相应于图4中的曲线288处于预先给定的额定值S1S之上。利用装置254在时间t+Δt上测定的在被引导穿过构造在工件中的工件孔的清洁流体232中的污物颗粒负载在这里相应于曲线290处于额定值S2S之上。在运行状态B中，组件266的计算器270中的计算机程序导致在显示单元268上视错误而定地以警告信号显示出输送给设备200的工件202的初始污染度已经超过了预先给定的极限值。
在图5的运行状态C中，组件266从装置252获得如下信息，即，在清洁区段210中在特定的时间段t内为了确定初始污染度而被用于冲洗工件的清洁流体中的污物颗粒负载相应于曲线292处于预先给定的额定值S1S之下。同时在这里，利用装置254在时间t+Δt上检测到的在清洁流体232中污物颗粒负载相应于具有基本上呈直线的分布295的曲线294持久地以量ΔS2S超过额定值S2S。在这里，通过组件266的计算器230中的计算机程序触发视错误而定地以警告信号显示出过滤装置248在设备200中有错误地工作。
通过组件266在较长的时间段上记录在设备200中被清洁的工件的初始污染度和/或最后污染度或者清洁度的信息，尤其可以得出关于设备中的清洁流体和冲洗浴以及清洁浴的质量、清洁流体的化学组成和设备中的过滤器级的功能，或者设备所承受的污物颗粒的负荷以及设备的组件的功能的结论。通过测定工件的初始污染度可以确定在相关的工件中的污染度是否可以当在设备中进行清洁时设定的时间窗内完全被去除。此外，检测工件的初始污染度可以实现针对设备的特定的组件，例如针对过滤器和浴液的维护时间间隔的预测。此外，可以设置的是，当输送给设备200的工件的污染程度处于能调整的容限范围之外时，组件266也可以产生警告信号并触发适当的控制过程。
需要注意的是，在根据本发明的带有组件的设备的另一实施方式中也可以设置的是，过程参数，如结合图1所描述的设备100那样，可以基于借助于装置252、254检测到的清洁效果利用调节装置进行调整。
此外，还需要注意的是，根据本发明的清洁设备不仅可以设计有一个清洁区段而且也可以设计有多个清洁区段。清洁设备中的清洁过程也可以是多级的。例如有利的是，在第一级中清除掉粗粒的污染度，然后在一个或多个紧跟第一级的另外的级中改善针对工件的清洁结果。由于在最后的结束的清洁过程中使用的清洁流体，在设备的完美的功能的情况下仅允许包含少量的污物颗粒。由此，可以实现对工件的污染度或者清洁度的检测。
图6示出作为用于在来自图1或图2的设备100和设备200中的系统126、150、226、250的可行实施方式的系统300。系统300具有构成为水力旋流器的缓冲容器302，从线路区段306向该缓冲容器输送载有污物颗粒的流体304。缓冲容器302具有带有阀309的反馈接头308，通过该阀向缓冲容器302输送清洁流体304或者通过该阀将清洁流体304从缓冲容器302中输出。缓冲容器302通入管状线路318中，通过该管状线路可以将清洁流体304引回到用于设备的清洁流体的回路中。在缓冲容器302中，使载有污物颗粒的清洁流体排气，也就是说尤其去除气泡。为此，在缓冲容器302中存在用于将超声波输入在那里收集的清洁流体中的装置305。作为对此的备选，为了使清洁流体排气也可以在缓冲容器302中向在那里收集的清洁流体加载相对于大气压力的低压或者过压。
系统300包含带有光学颗粒计数器的测量装置。该光学计数器包括用于产生穿过具有清洁流体304的测试体积312的光束314的光源310。穿过测试体积312的光束314被引导至光学传感器315，该光学传感器探测光束314的强度。在系统300中，测试体积312处于管状线路319的构成为玻璃管的区段316中，该区段对于利用光源310产生的光来说是透光的。在这里，由在光学传感器上的用于检测穿过测试体积312的光束314的强度的强度，可以在未进一步示出的评估单元中推测出运动穿过管状线路306的清洁流体的污物颗粒负载。
光源310以如下方式安置，即，光314穿透在测试体积312中引导的清洁流体。在清洁流体中携带的污物颗粒控制和/或吸收该光。因此，这些污物颗粒在光学传感器315上形成阴影。亮区和暗区对带有计算器318的光学传感器产生的作用在这里可以实现的是，可以测量出在清洁流体中携带的污物颗粒的大小并确定它们的数量。于是，这些测量值可以被输送给设备100中的装置156或者设备200中的组件266。系统300中的缓冲容器302充当用于将气泡从清洁流体中去除的装置。由此实现的是，光学传感器315不产生错误信号。
在线路区段306中可以布置有工件320，以便清洁构造在其中的孔322并在清洁之前或者之后检测工件320的孔322的污染状态。适配件324、326处于线路区段306中。适配件324、326以如下方式构造，即，它们可以在密封作用下联接到工件320上。由此不仅确保可以利用被加载以很大的压力的清洁流体来清洁工件320的孔322。这种措施也确保由被引导穿过工件320中的孔322的清洁流体中的污物颗粒负载可以精确地测定工件的污染状态或者在工件320中实现的清洁效果。
在系统300中存在体积流测量仪328。体积流测量仪328可以实现的是，利用计算器318测定的污物颗粒数量与清洁流体流有关，该清洁流体流以来自工件320的方式被输送给系统。尤其地，这种体积测量仪328可以实现对系统300的故障的识别，这是因为例如在那里其中一个管状线路306、319被堵塞了。
图7示出另一系统400，利用该系统同样可以测定在清洁设备中清洁过的工件的清洁效果或者工件中的初始污染度和残余污染度。系统400是测量装置。系统400具有用于以光学方式检测工件404的表面402的成像系统。系统400可以在清洁之前应用在设备的清洁站中，在清洁期间应用在设备中或者也可以在清洁结束之后应用在设备中。系统400包括能够引入工件孔406中的内窥镜探针407。内窥镜探针407具有光源408，利用该光源可以照亮工件孔404的壁410。内窥镜探针407包含带有光学系统的广角物镜414，其使工件孔406的壁410成像到联接到评估计算器428上的照相机的光传感器416上。为了能够使内窥镜探针407相对于工件404移位，内窥镜探针407容纳在定位单元420上，该定位单元用于使内窥镜探针407相应于双箭头422、424地移位。
光源408以如下方式布置在内窥镜探针407上，即，孔406的壁402根据掠射光原理(Streiflichtprinzip)被照亮。在这里，位于孔壁402上的颗粒426和毛刺427形成颗粒与孔表面之间的对比度。由此，在孔壁402上，小污物颗粒426和毛刺427的结构能够以光学方式被检测到。在内窥镜探针411移入孔406中期间，通过位于内窥镜探针411的前端部上的广角物镜414拍摄孔406的壁402的图像并通过照相机记录下来。为了检测污物颗粒426和毛刺427，在计算单元428中进行对工件孔406的表面402的整个图像的对比度确定。于是，存储在计算单元428中的计算机程序由该对比度计算出颗粒426和毛刺427的图像。它由此确定颗粒大小。于是针对每个被检验的孔406，颗粒426和毛刺427的数量以及它们的大小可以被输送给设备100中的分析装置156或者设备200中的导引部位266。
在其余方面，为了确定工件的污染，在根据本发明的设备中也可以设置用于检测清洁流体中的污物颗粒的系统，该系统包含感应式测量装置。这种感应式测量装置具有一个或多个场线圈，并且包括至少一个用于感应式检测金属颗粒的传感器线圈。利用这种感应式测量装置，即使由金属构成的污物颗粒的数量非常多也可以非常准确地探测到它们。
利用感应式测量装置中的场线圈产生交变磁场，该交变磁场穿过流体流，该流体流被引导穿过测量装置的线路区段。为此，场线圈联接到高频电压源上。利用交变磁场，在流体流中加载金属的和磁的污物颗粒。这些污物颗粒影响相关场线圈与至少一个励磁线圈的感应耦合。因此，从利用至少一个场线圈在至少一个传感器线圈中感应出的电压可以推测出污物颗粒的数量和大小，这些颗粒运动穿过测量装置的线路区段。由此，通过使用彼此相间隔的、以相反的方向缠绕的传感器线圈，可以在清洁流体中识别出相对较小的并非磁的颗粒，尤其是由铝构成的颗粒。
在其余方面，清洁流体中的污物颗粒的量也可以借助于消光比测量装置来确定。消光比测量装置也可以像感应式测量装置那样有利地应用在根据本发明的设备中。
前面所描述的测量装置尤其适用于确定清洁设备中工件的初始污染度。也就是说，这些测量装置可以构造有用于流体流的作用横截面，该作用横截面是如下这么大，即，如在清洁过程开始时经常出现那样的相对较大的或者较稠密的污物颗粒负载也不会堵塞这种测量装置。与之对应地，为了考虑到清洁液体的混浊度，带有像包含在图6示出的系统中那样的光学颗粒计数器的测量装置并不实施有相同的作用横截面，这是因为否则的话它们不够敏感。在其余方面，在带有光学颗粒计数器的测量装置中很难避免的是，它们除了检测到污物颗粒之外还检测到气泡，这导致相应的错误测量。
总而言之，尤其得到了本发明的如下优选特征：本发明涉及一种用于清洁工件102、104、106、202、204、206的设备100、200。该设备包含清洁装置，尤其是用于向工件104、106、204加载清洁流体的清洁装置118、144、146、218、240。在设备100、200中存在用于检测在设备中进行清洁之前的工件104、204的例如初始污染度形式的(第一)污染状态(S1)的装置154、254，和/或用于检测在设备中清洁过的工件108、208的例如残余污染度(S2)形式的(第二)污染状态(S2)的装置152、254以及组件130、266，该组件测定设备运行状态(A、B、C)和/或以依赖于针对工件108、208检测到的第一和/或第二污染状态(S1、S2)的方式调整设备中的清洁过程的至少一个过程参数(P)。设备100、200为了清洁可以具有一个或者多个带有清洁装置118、140的清洁站110、112、114、210、212、214。于是，在设备中存在用于优选连续检测在清洁之前输送给至少一个清洁站110、112、114、210、212、214的工件104、204的初始污染度(S1)的装置152、252，和/或用于优选连续检测在至少一个清洁站110、112、114、210、212、214中进行清洁之后工件108、208的残余污染度(S2)的装置154、254。在这种情况下，设备100、200具有用于监测设备运行状态的组件130、266，该组件与用于优选连续检测初始污染度(S1)的装置152、252相连和/或与用于优选连续检测残余污染度(S2)的装置154、254相连。组件130、266包含计算器170、270，该计算器从优选连续检测到的初始污染度(S1)和/或优选连续检测到的残余污染度(S2)测定设备运行状态(A、B、C)，和/或从优选连续检测到的初始污染度(S1)和/或优选连续检测到的残余污染度(S2)计算出用于清洁设备100中的工件104、106、108的至少一个过程参数(P)。

Claims (18)

1.一种用于清洁工件(102、104、106、202、204、206)的设备(100、200)，所述设备具有
至少一个清洁站(210、212、214)，所述清洁站具有清洁装置(218、240)，
用于向工件(104、106、204)加载清洁流体(116、132)的清洁装置(118、144、146、218、240)，
用于检测在清洁之前的输送给所述至少一个清洁站(210、212、214)的工件(204)的初始污染度(S1)的装置(152、252)，
用于检测在所述至少一个清洁站中进行清洁之后的工件(208)的残余污染度(S2)的装置(154、254)，以及
计算器(170、270)，所述计算器与用于检测初始污染度(S1)的装置(152、252)且与用于检测残余污染度(S2)的装置(154、254)相连，
其特征在于，
所述用于检测初始污染度(S1)的装置(152、252)和所述用于检测残余污染度的装置(154、254)测定为了冲洗工件(104、108、204、208)在清洁区段(110、210、114、214)中使用的循环穿过过滤装置(128、228)的清洁流体的测量装置(227)的测试体积(312)中的污物颗粒负载，其中，所述计算器(170、270)从工件(208)的初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及工件(208)的残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，当针对相继跟随的工件(108、208)连续测定的残余污染度(S2)基本上保持不变并且持久地以基本上保持不变的量(ΔS2S)超过所述第二阈值(S2S)时，测定设备故障。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述计算器(170、270)从工件(208)的初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及工件(208)的残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，当连续测定的初始污染度(S1)低于所述第一阈值(S1S)而连续测定的残余污染度(S2)超过所述第二阈值(S2S)时，测定进一步的设备故障。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述计算器(170、270)从工件(208)的初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及工件(208)的残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，当连续测定的初始污染度(S1)超过所述第一阈值(S1S)并且连续测定的残余污染度(S2)超过所述第二阈值(S2S)时，测定进一步的设备故障。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述计算器(270)为了显示测定的设备故障而与警告信号发生器(268)相连。
5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述计算器从针对工件检测到的初始污染度(S1)和检测到的残余污染度(S2)中利用依赖于连续检测到的残余污染度(S2)的函数规则P:＝FS2(S1)计算和调整呈如下形式的设备过程参数(P)：
向工件(104、204)加载的清洁流体(116)的温度；
向工件(104、204)加载的清洁流体(116)的化学组成；
向工件(104、204)加载的清洁流体(116)的压力(p)；
向工件(104、204)加载的清洁流体(116)的体积流；
工件(104、204)在清洁站(110)中经历清洁过程的时间间隔的长度；
为了清洁工件(102、104、106)输入所述清洁流体(116)中的超声波信号的强度；
每单位时间输送给所述设备的工件(102、104、106)的数量。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述计算器(170)利用调节电路基于检测到的残余污染度(S2)与残余污染度额定值(RS)的偏差来测定所述依赖于连续检测到的残余污染度(S2)的函数规则P:＝FS2(S1)，和/或所述函数规则P:＝FS2(S1)作为特性曲线簇存储在所述计算器的数据存储器中。
7.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述用于检测残余污染度(S2)的装置(154、254)和/或所述用于检测初始污染度(S1)的装置(152、252)具有用于以光学的方式检测工件(404)的表面(402)的成像系统(400)，并且还包含计算单元(428)，所述计算单元带有用于通过评估工件表面(402)的对比度来识别所述工件(404)的表面(402)上的污物颗粒(426、427)的计算机程序。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述成像系统(400)包括能引入工件孔中的内窥镜探针(407)，所述内窥镜探针具有用于照亮所述工件孔(406)的壁(412)的光源(408)，并且所述内窥镜探针还包含用于使所述工件孔(406)的壁(412)在光传感器(416)上以光学的方式成像的广角物镜(414)。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于具有用于使所述内窥镜探针(407)相对于工件(404)移位的定位装置(420)。
10.根据权利要求1或2所述的设备，
其特征在于具有
与所述计算器(130、270)相连的运输装置，所述运输装置依赖于借助于所述计算器(130、270)针对工件(104、204)检测到的初始污染度(S1)和/或针对工件(108、208)检测到的残余污染度(S2)在所述设备(100、200)中的清洁过程之后将工件(109、209)在设备出口处有选择地释放，或者输送给设备入口以便在所述设备中重复对工件(108、208)的清洁。
11.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述用于检测在清洁之前的输送给所述至少一个清洁站(210、212、214)的工件(204)的初始污染度(S1)的装置(252)和/或所述用于检测在所述至少一个清洁站(210、212、214)中进行清洁之后的工件(208)的残余污染度(S2)的装置(254)包含用于确定在为了借助冲洗来清洁工件所使用的清洁流体中的污物颗粒负载的系统(300)。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述系统(300)包含用于产生穿过包含清洁流体的测试体积(312)的光束(314)的光源(310)，并且具有用于检测穿过所述测试体积(312)的光束(314)的强度的光学传感器(315)，和/或
所述系统(300)包含用于将气泡从被输送给所述测试体积(312)的清洁流体中去除的装置(302、305)，和/或
所述系统包含用于检测所述清洁流体中的污物颗粒的感应式测量装置。
13.一种用于监测根据权利要求1至10中任一项所述的用于清洁工件(202、204、206)的设备(200)的方法，
其中，
检测在清洁之前的工件(204)的初始污染度(S1)；
检测在清洁之后的工件(208)的残余污染度(S2)；
其特征在于，
为了检测初始污染度(S1)以及为了检测残余污染度，测定为了冲洗工件(104、108、204、208)在清洁区段(110、210、114、214)中使用的循环穿过过滤装置(128、228)的清洁流体的测量装置(227)的测试体积(312)中的污物颗粒负载，其中，
从所述初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，
当连续测定的初始污染度(S1)低于所述第一阈值(S1S)而连续测定的残余污染度(S2)超过所述第二阈值(S2S)时，推测出设备故障。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，从所述初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，当连续测定的初始污染度(S1)超过所述第一阈值(S1S)并且连续测定的残余污染度(S2)超过所述第二阈值(S2S)时，推测出进一步的设备故障。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，从所述初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，当针对相继跟随的工件(208)连续测定的残余污染度(S2)基本上保持不变并且持久地以基本上保持不变的量(ΔS2S)超过所述第二阈值(S2S)时，推测出进一步的设备故障。
16.一种用于监测用于清洁工件(202、204、206)的设备(200)的方法，
其中，
检测在清洁之前的工件(204)的初始污染度(S1)；
检测在清洁之后的工件(208)的残余污染度(S2)；
其特征在于，
为了检测初始污染度(S1)以及为了检测残余污染度，测定为了冲洗工件(104、108、204、208)在清洁区段(110、210、114、214)中使用的循环穿过过滤装置(128、228)的清洁流体的测量装置(227)的测试体积(312)中的污物颗粒负载，其中，
从所述初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，
当连续测定的初始污染度(S1)低于所述第一阈值(S1S)而连续测定的残余污染度(S2)超过所述第二阈值(S2S)时，推测出设备故障。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，从所述初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，当连续测定的初始污染度(S1)超过所述第一阈值(S1S)并且连续测定的残余污染度(S2)超过所述第二阈值(S2S)时，推测出进一步的设备故障。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，从所述初始污染度(S1)与第一阈值(S1S)的连续比较以及残余污染度(S2)与第二阈值(S2S)的连续比较中，当针对相继跟随的工件(208)连续测定的残余污染度(S2)基本上保持不变并且持久地以基本上保持不变的量(ΔS2S)超过所述第二阈值(S2S)时，推测出进一步的设备故障。
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