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Die Erfindung betrifft eine Anlage für das Innenreinigen von wenigstens einen Fluidkanal wenigstens eines Werkstücks mit einem Prozessfluid, beispielsweise einem Reinigungsfluid und/oder Spülfluid. Die Anlage weist einen Werkstück-Applikationsbereich auf und enthält eine Einrichtung für das Durchleiten von mindestens einem Prozessfluid durch den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal des wenigstens einen in dem Werkstück-Applikationsbereich angeordneten Werkstücks sowie ein Leitungssystem für mindestens ein Prozessfluid. Darüber hinaus umfasst die Anlage wenigstens ein an das mindestens eine Werkstück anschließbares Adapterelement für das Einspeisen von Prozessfluid in den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal und wenigstens ein an das Werkstück anschließbares Adapterelement für das Rückführen von Prozessfluid aus dem wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal in das Leitungssystem.
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Bei der der Herstellung von Werkstücken mit Fluidkanälen können in den Fluidkanälen Verunreinigungen entstehen. Diese Verunreinigungen können durch den Fertigungsprozess verursacht werden. So werden z.B. bei der mechanischen Bearbeitung von Werkstücken, etwa von Motorenkomponenten, Kühlschmierstoffe eingesetzt, die Rückstände bilden. Bei zerspanender Bearbeitung entstehen Späne. Hierdurch werden die Werkstücke verunreinigt. Diese Verunreinigungen verursachen oft Störungen bei nachfolgenden Montageprozessen. Sie beeinträchtigen die technische Funktionalität von Systemen, die aus entsprechenden Werkstücken hergestellt sind. Insbesondere Verunreinigungen von Fluidkanälen in Werkstücken, die als Komponenten von Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, können bei einem späteren Betrieb der Brennkraftmaschinen Schäden verursachen, die irreparabel sind. Auch in Klima- und Kühlsystemen können Schmutzpartikel in Rohrleitungen und Wärmetauschern Funktionsbeeinträchtigungen bewirken, die u.U. zu einem Ausfall von ganzen Systemkomponenten führen.
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In herkömmlichen Fertigungsprozessen für Werkstücke mit Fluidkanälen werden die Fluidkanäle in einer Reinigungsstation zunächst mittels eines Reinigungsfluids gereinigt und anschließend in einer von der Reinigungsstation räumlich getrennt angeordneten Prüfstation auf Druckdichtigkeit geprüft. Die hierfür eingesetzten Stationen für das Überprüfen der Druckdichtigkeit von Werkstücken einerseits und das Reinigen von Werkstücken andererseits werden bislang von unterschiedlichen Herstellern entwickelt und produziert. Ferner werden unterschiedliche Fluide zum Reinigen und Prüfen verwendet.
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Die separate Reinigung und Prüfung der mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücke hat zur Folge, dass für das Reinigen und die Druckdichtigkeitsprüfung mehrere Mitarbeiter erforderlich sind. Darüber hinaus vergrößert das räumlich voneinander getrennte Reinigen und Prüfen von Werkstücken in einer Fertigungsanlage die Anzahl notwendiger Transportvorgänge und erhöht deshalb den Logistikaufwand in der Fertigungseinrichtung. In einer Fertigungseinrichtung müssen Werkstücke dann nämlich im Regelfall zwischengelagert werden, damit sich der Materialfluss in einer fortlaufenden Produktion zuverlässig aufrechterhalten lässt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anlage für das Innenreinigen von Werkstücken mit einem Fluidkanal bereitzustellen, an der ein Mitarbeiter, der die Anlage bedient, auch eine Überprüfung der Druckdichtigkeit der Werkstücke vornehmen kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Anlage der eingangs genannten Art gelöst, in der eine Einrichtung für Dichtigkeitsprüfung vorgesehen ist, wobei der wenigstens eine Werkstück-Fluidkanal mindestens eines in dem Werkstück-Applikationsbereich angeordneten Werkstücks mit der Einrichtung für das Überprüfen der Dichtigkeit des wenigstens einen Werkstück-Fluidkanals verbindbar ist.
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Die Fluidkanäle der Werkstücke können z. B. als Schlauch- und/oder als Rohrleitungen ausgebildet sein, als Rohrwendeln, als Saug- oder Einspritzrohre. Werkstücke mit Fluidkanälen finden in Kühlerpaketen und Wärmeaustauschern oder auch in Druckausgleichs- und Kompensationsbehältern Verwendung.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine Anlage für das Innenreinigen der Fluidkanäle von Werkstücken so auszuführen, dass damit auch eine Überprüfung der Dichtigkeit von Werkstück-Fluidkanälen erfolgen kann. Insbesondere ist es eine Idee der Erfindung, in eine Anlage für das Innenreinigen der Fluidkanäle von Werkstücken eine Werkstück-Qualitätskontrolle für Fertigungsfehler zu integrieren.
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Es ist eine Erkenntnis der Erfindung, dass die in einer Anlage für das Innenreinigen der Fluidkanäle von Werkstücken erforderlichen speziellen Adapterelemente, mittels derer die Werkstück-Fluidkanäle an ein Leitungssystem für Prozessfluid angeschlossen werden, entgegen den in der Fachwelt verbreiteten Vorstellungen auch gut für die Überprüfung der Dichtigkeit von Werkstück-Fluidkanälen geeignet sind.
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Die Einrichtung für das Überprüfen der Dichtigkeit in der erfindungsgemäßen Anlage enthält bevorzugt ein Leitungssystem für fluides Reinigungsmedium ebenso wie ein Leitungssystem ein fluides Prüfmedium. Die Einrichtung hat wenigstens ein an das Werkstück anschließbares Adapterelement für das Einspeisen von fluidem Prüfmedium in den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal. Darüber hinaus weist die Einrichtung günstigerweise ein Adapterelement auf, das an das Werkstück anschließbar ist und durch das fluides Prüfmedium aus dem wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal in das Leitungssystem abgeleitet werden kann. Das Adapterelement für das Einspeisen von fluidem Prüfmedium in das wenigstens einen Fluidkanal aufweisende Werkstück ist bevorzugt über wenigstens ein steuerbares Absperrorgan, beispielsweise ein Ventil, mit dem Leitungssystem der Einrichtung für das Überprüfen der Dichtigkeit verbunden. Auch das Adapterelement für das Ableiten von fluidem Prüfmedium aus dem wenigstens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstück ist günstigerweise über ein entsprechendes steuerbares Absperrorgan an das Ableitsystem für das fluide Prüfmedium angeschlossen. Als Prüfmedium kommen flüssige (synthetische Öle, Wasser oder Alkohol ebenso in Frage wie gasförmiger Warmdampf, Luft oder Edelgase.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Adapterelement für das Einspeisen derart gestaltet, dass sowohl fluides Prüfmedium als auch fluides Reinigungsmedium in den Werkstück-Fluidkanal eingeleitet werden kann. Ferner könnte dann auch das Adapterelement für das Ableiten derart gestaltet sein, dass sowohl fluides Prüfmedium als auch fluides Reinigungsmedium aus dem Werkstück-Fluidkanal abgeführt werden kann. Entsprechend könnte im Adapterelement für das Einspeisen ebenso wie im Adapterelement für das Ableiten jeweils wenigstens eine Rohrverzweigung und/oder zwei voneinander getrennte Rohrleitungsabschnitte vorgesehen sein. In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein bestimmtes Fluid, z. B. Wasser oder überhitzter Wasserdampf, als Reinigungs- und Prüfmedium verwendet, so dass sämtliche Vorrichtungen zum Transfer von Prozessflüssigkeit konfiguriert sind.
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Die Adapterelemente haben die Aufgabe, eine druck- und fluiddichte Verbindung zwischen den mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücken und den Rohrleitungssystemen für das Einspeisen von Prüfmedium und Prozessflüssigkeiten in die mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücke bzw. den Rohrleitungssystemen für das Rückführen von Prozessflüssigkeit und das Ableiten von Prüfmedium aus den mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücken zu gewährleisten. Günstigerweise umfassen die Adapterelemente hierzu Abschnitte, die Dichtungen enthalten und die an die Enden der mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücke angepasst sind. Damit können in einer erfindungsgemäßen Anlage insbesondere Werkstücke geprüft und gereinigt werden, die Endabschnitte mit Stutzen, Flanschen oder Gewinden haben.
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Von Vorteil ist es, wenn die Adapterelemente ein Spann- oder Verschlusssystem aufweisen, mit dessen Hilfe die für die Erzeugung der Dichtwirkung notwendige Dichtkraft zwischen dem mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstück und dem Adapterelement aufgebracht werden kann. Die Erzeugung der Dichtkraft kann dabei manuell oder mechanisch, aber auch hydraulisch oder elektromechanisch erfolgen. In einer erfindungsgemäßen Anlage wird die Druckkraft bevorzugt pneumatisch erzeugt. Im Falle der mechanischen Dichtkrafterzeugung erfolgt die Betätigung und Steuerung der Spann- oder Verschlusssystem bevorzugt über die Steuervorrichtung der Anlage. Damit das Prüfmedium bzw. die Prozessflüssigkeit in die mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücke eingespeist bzw. das Prüfmedium aus dem Werkstück abgeleitet und die Prozessflüssigkeit in die Anlage zurückgeführt werden kann, müssen die Adapterelemente an das Leitungssystem für Prozessflüssigkeit der Einrichtung für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal und/oder an das Leitungssystem des Prüfmediums für das Überprüfen der Dichtigkeit der Fluidkanäle angeschlossen werden.
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Hierzu können die Adapterelemente an das Leitungssystem mit einer Schweißverbindung angeschlossen sein. Von Vorteil ist es auch, für die Adapterelemente und das Leitungssystem eine lösbare Verbindung vorzusehen, z. B. eine Gewindeverbindung, oder, was zu bevorzugen ist, eine Schnellkupplungsverbindung.
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Eine lösbare Verbindung für die Adapterelemente und das Leitungssystem ermöglicht für die erfindungsgemäße kombinierte Reinigungs- und Prüfanlage eine große Flexibilität. Die Adapterelemente können dann nämlich zum Zwecke der Reparatur einfach und schnell ausgetauscht werden. Bei einem solchen Austausch von Adapterelementen können in der Anlage auch unterschiedliche Typen von mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücken gehandhabt werden, die an ihren Enden unterschiedliche Anschlussabschnitte aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Anlage eignet sich damit insbesondere für das Prüfen und Reinigen von Werkstücken mit Fluidkanälen, die bei der bestimmungsgemäßen Verwendung von einem gasförmigen und/oder flüssigen Fluid durchströmt werden oder die entsprechendes Fluid in ihrem Inneren speichern.
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Die Einrichtung für das Überprüfen der Dichtigkeit in der Anlage enthält bevorzugt ein Leitungssystem für ein fluides, z.B. gasförmiges Prüfmedium. Die Einrichtung hat wenigstens ein an das Werkstück anschließbares Adapterelement für das Einspeisen von fluidem Prüfmedium in den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal. Darüber hinaus weist die Einrichtung günstigerweise ein an das Werkstück anschließbares Adapterelement für das Ableiten von fluidem Prüfmedium aus dem wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal in das Leitungssystem auf. Dabei ist das Adapterelement für das Einspeisen von fluidem Prüfmedium in das wenigstens einen Fluidkanal aufweisende Werkstück über wenigstens ein steuerbares Absperrorgan, beispielsweise ein Ventil, mit dem Leitungssystem der Einrichtung für das Überprüfen der Dichtigkeit verbunden. Auch das Adapterelement für die Ableitung von fluidem Prüfmedium aus dem wenigstens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstück ist bevorzugt ebenfalls über ein steuerbares Absperrorgan, beispielsweise ein Ventil, mit dem Ableitsystem für das fluide Prüfmedium verbunden.
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Um die Dichtigkeit zu überprüfen, wird der wenigstens eine Werkstück-Fluidkanal durch das Adapterelement für das Einspeisen mit fluidem Prüfmedium beaufschlagt. Für die Dichtigkeitsprüfung wird bevorzugt ein gasförmiges Prüfmedium eingesetzt. Insbesondere Umgebungsluft ist als gasförmiges Prüfmedium geeignet und steht unbegrenzt zur Verfügung. Es sei bemerkt, dass sich für das Überprüfen der Druckdichtigkeit von Fluidkanälen in Werkstücken grundsätzlich auch flüssige Prüfmedien einsetzen lassen, z.B. Wasser.
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Um Werkstück-Undichtigkeiten zu detektieren, wird das fluide Prüfmedium dem mindestens einen Werkstück-Fluidkanal bei der Einspeisung bevorzugt unter einem gegenüber dem umgebenden Bereich erhöhten Druck zugeführt. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, dass das über das Adapterelement anschließbare Ableitsystem für das fluide Prüfmedium durch ein steuerbares Drossel- und/oder Absperrorgan, beispielsweise durch ein Ventil, wenigstens zeitweise verschlossen oder verengt wird. Diese Maßnahme bewirkt, dass sich bei der Beaufschlagung des wenigstens einen Werkstück-Fluidkanals mit fluidem Prüfmedium bei dem Adapterelement, durch das eingespeist wird, ein Druck aufbaut, der gegenüber dem Druck in dem umliegenden Bereich erhöht ist. Dieser Druck kann grundsätzlich frei gewählt werden. Günstigerweise wird er allerdings so eingestellt, dass der Wert des Drucks einem typischen Druck entspricht, dem der Werkstück-Fluidkanal bei einem Einsatz des Werkstücks ausgesetzt ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn auch die Temperatur in dem überprüften Werkstück-Fluidkanal einer Temperatur entspricht, mit der das Werkstück bei bestimmungsgemäßem Gebrauch betrieben wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage liegt darin, dass der Druck und die Temperatur für das Überprüfen und Reinigen der Werkstücke an gesetzliche Prüfvorschriften und -normen leicht angepasst werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Anlage erfolgt die Dichtigkeitsprüfung mit dem sogenannten Relativdruckverfahren. Bei diesem Verfahren wird nach dem Einspeisen des Prüfmediums und dem Beaufschlagen des mindestens einen Werkstück-Fluidkanals mit Druck in dem Leitungssystem für das Zuführen des Prüfmediums auch ein steuerbares Absperrorgan angeschlossen, zum Beispiel ein Ventil. Mit dieser Maßnahme wird ein abgesperrtes Volumen erzeugt, das mindestens einen Fluidkanal eines Werkstücks umfasst. Bei dieser bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Anlage ist es von Vorteil, wenn die Einrichtung ein System mit einer Druckmesseinrichtung zum Erfassen des Drucks in dem umschlossenen, mit fluidem Prüfmedium beaufschlagten Raum enthält. Wenn nämlich aus dem abgeschlossenen Volumen mit dem Werkstück-Fluidkanal Prüfmedium austritt, entsteht ein Druckverlust. Mit der Druckmesseinrichtung kann der Druck des Prüfmediums über einen definierten Zeitraum erfasst werden. Liegt der mit der Druckmesseinrichtung in einem charakteristischen Zeitintervall Δt erfasste Druckverlust unterhalb eines vorgebbaren charakteristischen Schwellenwerts S, so können die Fluidkanäle eines in der Anlage überprüften Werkstücks als dicht qualifiziert werden.
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Anstatt in der erfindungsgemäßen Anlage den Druck des Prüfmediums in dem abgesperrten Volumen mit einer Druckmesseinrichtung zu erfassen, ist es auch möglich, in der Anlage eine Einrichtung für Massen-, Infrarot- oder UV-Spektroskopie vorzusehen, mit der das Austreten von Prüfmedium aus dem abgesperrten Volumen detektiert werden kann.
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Wenn die mit dieser Einrichtung erfasste Menge von fluidem Prüfmedium in dem abgesperrten Volumen unterhalb eines charakteristischen Schwellenwertes (S) liegt, können auch hier die mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücke zutreffend als dicht eingestuft werden.
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Darüber hinaus kann die Dichtigkeitsprüfung der Fluidkanäle von Werkstücken in der Anlage auch mit anderen bekannten Verfahren für die Dichtigkeitsprüfung erfolgen, z. B. mit dem sogenannten Differenzdruck- oder mit dem Durchflussmessverfahren.
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Bei einem jeden dieser Verfahren ist es günstig, für einen charakteristischen Schwellwert als Maß für die Dichtigkeit die Bedingungen des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Werkstücke und insbesondere gesetzliche Prüfvorschriften und -normen zu berücksichtigen.
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Nach der erfolgten Dichtigkeitsprüfung für das mindestens einen Fluidkanal aufweisende Werkstück wird das fluide Prüfmedium aus dem mindestens einen Fluidkanal aufweisende Werkstück in das über das Adapterelement anschließbare Ableitsystem für das fluide Prüfmedium abgelassen. Dazu wird das dort in dem Ableitsystem vorhandene steuerbare Absperrorgan, beispielsweise ein Ventil, geöffnet. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, bei der Luft oder ein anderes Gas als fluides Prüfmedium eingesetzt wird, kann das Prüfmedium über das Ableitsystem, das insbesondere Absperr- und Leitorgane enthalten kann, oder auch Schalldämpfer, Filter und/oder eine Kaminleitung, an die Umgebung freigesetzt werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, das fluide Prüfmedium über das Ableitsystem und ggfs. über zusätzliche Elemente, beispielsweise Absperr- und Leitorgane, Schalldämpfer und/oder Filter, wieder in das Leitungssystem für das fluide Prüfmedium zurückzuführen.
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Dies ist besonders vorteilhaft bei flüssigen, teuren, insbesondere gasförmigen fluiden Prüfmedien, z.B. Helium.
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Von Vorteil ist es auch, wenn das an das Werkstück anschließbare Adapterelement für das Einspeisen von Reinigungsfluid in den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal und das an das Werkstück anschließbare Adapterelement für das Einspeisen von fluidem Prüfmedium in den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal sowie das an das Werkstück anschließbare Adapterelement für das Rückführen von Reinigungsfluid aus dem wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal und das an das Werkstück anschließbare Adapterelement für das Ableiten von fluidem Prüfmedium aus dem wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal baugleich sind. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn alle an das Werkstück anschließbaren Adapterelemente sowohl für das Einspeisen und das Rückführen von Reinigungsfluid, als auch das Einspeisen und die Ableitung von Prüfmedium, baugleich sind.
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Der Werkstück-Applikationsbereich kann einen ersten Abschnitt für das Beaufschlagen von wenigstens einem Werkstück-Fluidkanal eines Werkstücks mit Prozessflüssigkeit haben und einen zweiten Abschnitt für die Dichtigkeitsprüfung dieses Werkstück-Fluidkanals aufweisen. Bevorzugt enthält die Anlage dann ein Greifersystem, mittels dessen ein in dem ersten Abschnitt angeordnetes Werkstück in den zweiten Abschnitt automatisch überführt werden kann. Dabei erfolgt eine automatische Positionierung der Anschlussenden der mindestens einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücke, damit diese Anschlussenden genau in die Adapterelemente eingeführt und an diese Adapterelemente fluiddicht angeschlossen werden können.
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Das an das Werkstück anschließbare Adapterelement für das Einspeisen von Prozessflüssigkeit in den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal und das wenigstens eine an das Werkstück anschließbare Adapterelement für das Rückführen von Prozessflüssigkeit aus dem wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal ist möglichst mit wenigstens einem oder mehreren Absperrorganen, beispielsweise einem oder mehrere Ventile, an das Leitungssystem für Prozessflüssigkeit der Einrichtung für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal angeschlossen.
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Vorteilhafter Weise ist die Einrichtung für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal für das Beaufschlagen des wenigstens einen Werkstück-Fluidkanals mit Prozessflüssigkeit in Form von Reinigungsfluid und in Form von Spülfluid ausgelegt. Von Vorteil ist es insbesondere, wenn die Einrichtung für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal für das gleichzeitige Beaufschlagen von mehreren Werkstück-Fluidkanälen mit Prozessflüssigkeit dimensioniert ist. Entsprechend ist auch die Einrichtung für das Überprüfen der Dichtigkeit möglichst für das gleichzeitige Überprüfen von mehreren Werkstück-Fluidkanälen ausgelegt. Indem die Anlage eine Steuervorrichtung enthält, die eine Eingabeschnittstelle für Steuerbefehle zum Steuern der Einrichtung für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal und zum Steuern der Einrichtung für das Überprüfen der Dichtigkeit des wenigstens einen Werkstück-Fluidkanals hat, wird einer Bedienperson ein ergonomisches Bedienen der Anlage ermöglicht.
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Eine erfindungsgemäße Anlage kann in der Weise betrieben werden, dass zunächst die Dichtigkeit des Fluidkanals eines Werkstücks überprüft und im Anschluss daran ein Fluidkanal mit einer Prozessflüssigkeit gereinigt oder gespült wird. In einer industriellen Fertigungseinrichtung gewährleistet diese Maßnahme, dass undichte, schadhafte Werkstücke keinem überflüssigen Reinigungsprozess unterzogen werden.
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Für das Sicherstellen der Prozesssicherheit ist es günstig, den Durchfluss der durch den mindestens einen Fluidkanal fließenden Prozessflüssigkeit zu kontrollieren. Mit dieser Maßnahme lässt sich gewährleisten, dass immer eine genügend große Menge Prozessflüssigkeit durch den mindestens einen Fluidkanal strömt, mit der eine ausreichende Reinigungs- und Spülwirkung erreicht werden kann.
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Zum Nachweis dafür kann in dem Leitungssystem für Prozessflüssigkeit, z.B. in den einzelnen Anschlussleitungen für die Adapterelemente mittels eines Durchflussmessgeräts der Prozessflüssigkeitsstrom durch Werkstück-Fluidkanäle aufgezeichnet und ausgewertet werden.
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Liegt der mittels des Durchflussmessgeräts erfasste Prozessflüssigkeitsstrom unter einem Sollwert, so kann hieraus auf eine Betriebsstörung geschlossen werden, etwa auf eine Verstopfung eines Fluidkanals oder auf einen Defekt einer Pumpe.
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Das Verbinden des Durchflussmessgeräts mit einer Warneinrichtung ermöglicht, dass eine mittels des Durchflussmessgeräts erfasste Betriebsstörung einer Bedienperson angezeigt werden kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine erste Anlage für das Innenreinigen von Doppelschlauchleitungen für Dieselkraftstoff; und
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2 eine zweite Anlage für Innenreinigen von Doppelschlauchleitungen für Dieselkraftstoff.
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Die 1 zeigt eine erste Anlage 100 für das Innenreinigen und Überprüfen der Dichtigkeit von einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücken in Form von Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 für Dieselkraftstoff. Die Doppelschlauchleitungen bestehen aus einem elastomeren Kunststoff. In den Doppelschlauchleitungen 102 sind jeweils zwei Fluidkanäle 110, 112 ausgebildet. In der ersten Anlage 100 sind neben den genannten Schlauchleitungen auch Werkstücke, insbesondere Rohrleitungssysteme aus duroplastischem oder thermoplastischem Kunststoff oder aus Metallen bzw. metallischen Legerungen behandelbar.
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Die erste Anlage 100 hat einen Werkstück-Applikationsbereich 114. Der Werkstück-Applikationsbereich 114 umfasst einen ersten Abschnitt 116 mit einer Einrichtung 118 für das Überprüfen der Dichtigkeit der Fluidkanäle der Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 sowie einen zweiten Abschnitt 158 mit einer Einrichtung 160 für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch die Fluidkanäle 104, 106 der Werkstücke 102, 104, 106, 108. In der Anlage 100 kann einerseits die Dichtigkeit der Werkstücke 102, 104, 106, 108 überprüft werden. Andererseits können die Werkstücke 102, 104, 106, 108 in der Anlage 100 in einem weiteren Verfahrensschritt auch mit Prozessflüssigkeit beaufschlagt werden, um die Fluidkanäle 110, 112 in den Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 zu reinigen und zu spülen.
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In dem Werkstück-Applikationsbereich 114 gibt es Adapterelemente 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, an welche die Doppel-Schlauchleitungen 102, 104, 106, 108 anschließbar sind. Die Adapterelemente 120 bis 134 sind mit einer Einrichtung 118 für die Dichtigkeitsprüfung der Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 verbunden. Die Einrichtung 118 enthält ein Leitungssystem 138 für fluides Prüfmedium in Form von Prüfgas. Als Prüfgas kann in der Anlage z.B. Luft, Stickstoff, Helium, Argon oder dergleichen eingesetzt werden. Das Leitungssystem 138 hat einen Leitungsabschnitt 140 und weist einen Leitungsabschnitt 142 auf. Das Leitungssystem 138 enthält eine Druckerzeugungseinrichtung 144. Die Druckerzeugungseinrichtung 144 umfasst vorzugsweise einen Kompressor für das gasförmige Prüfmedium und/oder einen (Druck-)Behälter 146 für das gasförmige Prüfmedium 147. Insbesondere bei Verwendung eines Behälters 146, in dem das Prüfmedium unter hohem Arbeitsdruck (50 bar und mehr) bereitgestellt wird, kann auf einen Kompressor verzichtet werden. Der (Druck-)Behälter 146 ist dann vorzugsweise über den Leitungsabschnitt 140 mit den Adapterelementen 120, 122, 124, 126 verbunden. In dem Leitungsabschnitt 140 gibt es ein steuerbares Ventil 148. Das steuerbare Ventil 148 dient insbesondere als Drossel- und/oder Absperrorgan. Mittels des steuerbaren Ventils 148 ist es möglich, eine Doppelschlauchleitung 102, 104, 106, 108 zeitweise mit unter Druck stehendem Prüfgas zu beaufschlagen.
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Die Adapterelemente 128, 130, 132, 134 in dem Werkstück-Applikationsbereich 114 sind über den Leitungsabschnitt 142 des Leitungssystems 138 mit einem Druckmessgerät 150 für Prüfgas verbunden. In dem Leitungsabschnitt 142 ist ein Absperrorgan in Form eines steuerbaren Ventils 149 angeordnet. Das Ventil 149 in dem Leitungsabschnitt 142 wird geschlossen, nachdem eine an die Adapterelemente 120 bis 134 angeschlossene Doppelschlauchleitung 102, 104, 106, 108 über das Ventil 148 mit Prüfgas unter einem von der Umgebung abweichenden Druck beaufschlagt wurde, so dass das Prüfgas aus dem Leitungsabschnitt 140 über das Adapterelement 120, 122, 124, 126 durch die Doppelschlauchleitung 102, 104, 106, 108 zu dem Adapterelement 128, 130, 132, 134 bis hin zu dem Ventil 149 strömt. An dem Ventil 149 liegt ein gegenüber der Umgebung erhöhter Druck an. Dieser Druck kann mit der Druckmesseinrichtung 150 in einem erfindungsgemäßen Verfahren gemessen werden.
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Sobald der mit dem Druckmessgerät 150 gemessene, gegenüber der Umgebung erhöhte Druck dem gewünschten Messdruck der Prüfeinrichtung entspricht, wird das steuerbare Ventil 148 geschlossen.
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Wenn in dieser der mittels des Druckmessgeräts 150 erfasste Wert für den Druckabfall des Prüfgases innerhalb eines charakteristischen Zeitintervalls ΔT unterhalb eines vorgebbaren charakteristischen Schwellwerts S für den Druckabfall des Prüfgases liegt, werden die Werkstücke, d.h. vorwiegend die Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 für die vorgesehene Anwendung als ausreichend gasdicht eingestuft.
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Wenn jedoch der mittels des Druckmessgeräts 150 erfasste Wert für den Druckabfall des Prüfgases innerhalb eines charakteristischen Zeitintervalls ΔT den charakteristischen Schwellwert S überschreitet, kann auf ein Leck in einer der an die Adapterelemente 120 bis 134 angeschlossenen Doppelschlauchleitungen 102 bis 108 geschlossen werden.
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Es sei bemerkt, dass es abhängig von den Werkstücken, die überprüft werden, günstig ist, den Messdruck in der Doppelschlauchleitung 102, 104, 106, 108 mit Beruhigungs- und/oder Temperaturausgleichsphasen einzustellen und/oder den Messdruck durch Nachspeisen oder Ableiten von Prüfmedium auf einen gewünschten Wert einzustellen, bevor mit dem Druckmessgerät 150 ein Wert für den Druckabfall des Prüfgases erfasst wird.
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Der Werkstück-Applikationsbereich 114 in der Anlage 100 umfasst (wie bereits erwähnt) einen zweiten Abschnitt 158 mit einer Einrichtung 160 für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch die Fluidkanäle 104, 106 der Werkstücke 102, 104, 106, 108.
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In dem zweiten Abschnitt 158 des Werkstück-Applikationsbereich 114 gibt es Adapterelemente 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174, 176, an welche die Werkstücke in Form der Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 anschließbar sind. Die Adapterelemente 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174, 176 sind mit der Einrichtung 160 für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch die Fluidkanäle 104, 106 einer Doppelschlauchleitung 102 verbunden. Falls die Doppelschlauchleitungen, wie beispielhaft gezeigt, an beiden Enden der Fluidkanäle baugleiche Anschlusselemente haben (in diesem Fall Stutzen, die später eingepresst werden), können die Adapterelemente 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174, 176 in dem zweiten Abschnitt 158 des Werkstück-Applikationsbereichs 114 und die Adapterelemente 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134 in dem ersten Abschnitt 116 des Werkstück-Applikationsbereichs 114 baugleich ausgeführt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da dann die Doppelschlauchleitungen ohne besondere Beachtung der räumlichen Anordnung der Anlage 100 zugeführt werden können, ohne dass die Funktionalität der Anlage 100 hierdurch beeinträchtigt wird.
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Grundsätzlich können die Schlauchleitungen 102 an ihren beiden Enden auch verschieden ausgebildete Anschlusselemente aufweisen. In diesem Fall sind die Anschlussadapter 122, 124, 126, 124 bzw. 162, 164, 166 168 für das Einspeisen des fluiden Prüfmediums bzw. für das Einspeisen der Prozessflüssigkeit einerseits und die Anschlussadapter 128, 130, 132, 134 bzw. 170, 172, 174, 176 für das Ableiten von Prüfmedium bzw. für die Rückführung der Prozessflüssigkeit andererseits jeweils baugleich. Die Anschlussadapter sind dabei jeweils an das dazugehörige zweite der beiden Anschlusselemente der Doppelschlauchleitung angepasst.
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Die Einrichtung 160 für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal hat ein Leitungssystem 178 mit einem Leitungsabschnitt 180. In dem Leitungsabschnitt 180 ist ein Reservoir 182 für Reinigungsflüssigkeit 183 angeordnet. Diese Reinigungsflüssigkeit 183 kann über eine Pumpe 184 mit hohem Druck durch die Schlauchleitungen 102 bis 108 gefördert werden. Für die Aufbereitung von mit Verschmutzung, beispielsweise mit Schmutzpartikeln, aus einer Schlauchleitung 102 versetzter Reinigungsflüssigkeit 183 enthält das Leitungssystem 178 ein Aufbereitungssystem 185. Das Anschlusssystem 185 enthält ein Filtersystem und/oder eine Einrichtung zur Auffrischung und/der Nachspeisung von Reinigungsflüssigkeit. Zusätzlich zu dem Leitungsabschnitt 180 gibt es in dem Leitungssystem 178 einen Leitungsabschnitt 186 mit einem Reservoir 188 für Spülflüssigkeit 189. Auch in dem Leitungsabschnitt 186 ist eine Pumpe 190 und ein Aufbereitungssystem 187 mit einer Einrichtung zur Auffrischung und/der Nachspeisung der Spülflüssigkeit 189 angeordnet. Der Leitungsabschnitt 180 ist mit dem Leitungsabschnitt 186 verbunden. Durch entsprechendes Ansteuern der Pumpen 184, 190 und von steuerbaren Ventilen 199, 201 können die Schlauchleitungen 102 bis 108, die an die Adapterelemente 162 bis 176 angeschlossen sind, über die Leitungsabschnitte 180, 186 wahlweise mit Reinigungsflüssigkeit 183 oder Spülflüssigkeit 189 mit beaufschlagt werden.
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Bei einer modifizierten Ausführungsform der Anlage können auch weitere, zusätzliche Leitungssysteme für mehrere, gegebenenfalls verschiedene Reinigungs- oder Spülflüssigkeiten vorgesehen sein.
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Bei dem Beaufschlagen der Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 mit Reinigungs- bzw. Spülflüssigkeit 183, 189 wird diese den Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 über die Adapterelemente 162, 164, 166, 168 zugeführt und durch die Adapterelemente 170, 172, 174, 176 abgeführt.
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Die Anlage 100 umfasst ferner eine Handhabungseinrichtung 194. Die Handhabungseinrichtung 194 hat mehrere Greiferelemente 196. Mittels der Handhabungsvorrichtung 194 ist es möglich, die Werkstücke in Form der Schlauchleitungen 102, 104, 106, 108, deren Dichtigkeit mittels der Einrichtung 118 überprüft wurde, automatisiert aus dem Abschnitt 116 des Werkstück-Applikationsbereichs 114 in den Abschnitt 158 zu bewegen, zu positionieren und an die dort angeordneten Adapterelemente 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174, 176 ferngesteuert anzuschließen.
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Die Anlage 100 enthält einen Ablagebereich 198 für die Werkstücke in Form der Schlauchleitungen 102, 104, 106, 108. In dem Ablagebereich 198 können gereinigte Schlauchleitungen aus dem Abschnitt 156 des Werkstück-Applikationsbereichs 114 abgelegt und beispielsweise über eine Teilerutsche 200 einer nicht weiter dargestellten Aufnahme für gereinigte und auf Druckdichtigkeit geprüfte Werkstücke zugeführt werden.
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Für das Steuern der Einrichtung 118, der Einrichtung 160 und der Handhabungsvorrichtung 194 enthält die Anlage 100 eine Steuereinrichtung 202. Die Steuereinrichtung 202 hat eine Schnittstelle 204 für das Ein- und Ausgeben von Information. Die Steuereinrichtung 202 ermöglicht das Betreiben der Anlage mit lediglich einer Bedienperson 206. Die Werkstücke in Form von Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 werden beispielsweise von der Bedienperson manuell oder von einem gesteuerten, nicht weiter dargestellten Beschickungssystem, beispielsweise einem Beschickungsroboter, automatischen aus einem Bevorratungsbehältnis in den Abschnitt 116 des Werkstück-Applikationsbereichs 114 eingelegt.
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In einer weiteren, modifizierten Ausführungsform der Anlage können die Doppelschlauchleitungen auch auf einem nicht dargestellten Beschickungsplatz eingelegt werden, und dort von einer erweiterten Handhabungsvorrichtung 194 oder einer nicht dargestellten separaten zusätzlichen Beschickungs-Handhabungsvorrichtung in den Prüfabschnitt 116 des Werkstück-Applikationsbereichs überführt werden.
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Bei einem Betrieb der Anlage werden in einem ersten Schritt die (Doppel)Schlauchleitungen 102, 104, 106, 108 an den Adapterelementen 120, 122, 124, 126 mittels der Einrichtung 118 für das Überprüfen der Dichtigkeit untersucht. Wenn das Ergebnis der Untersuchung der Dichtigkeit ist, dass sämtliche in den Werkstück-Applikationsbereich eingelegte Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 druckdicht sind, werden die Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 mittels der Handhabungsvorrichtung 194 in dem Abschnitt 158 bewegt. Dort werden sie dann an die Adapterelemente 162, 164, 166, 168, 170, 172, 174, 176 automatisch angeschlossen. Darauf werden die Fluidkanäle der Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 in den Abschnitt 158 mit Prozessflüssigkeit gereinigt und gespült. Wenn die Doppelschlauchleitungen 102, 104, 106, 108 gereinigt sind, werden diese mittels der Handhabungsvorrichtung 194 aus dem Abschnitt 158 in dem Ablagebereich 198 abgelegt und darauf über die Teilerutsche 200 aus der Anlage 100 abgeführt.
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Die 2 zeigt eine zweite Anlage 400 für das Innenreinigen und Überprüfen der Dichtigkeit von einen Fluidkanal aufweisenden Werkstücken. Wie in der ersten Anlage 100 kann es sich bei diesen Werkstücken z.B. um Doppelschlauchleitungen 402, 404, 406, 408 für das Fördern von Kraft- und Schmierstoff in einer Bremskraftmaschine handeln, die aus einem elastischen, gegebenenfalls elastomeren Kunststoff bestehen. Die Werkstücke können aber auch Abgaskrümmer, Luftansaugleitungen, Motorblöcke oder dergleichen sein, d.h. wie in der ersten Anlage 100 beliebig andere Rohrleitungssysteme.
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Die zweite Anlage 400 hat einen Werkstück-Applikationsbereich 414. In dem Werkstück-Applikationsbereich 414 gibt es Adapterelemente 420, 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434, an welche die Doppelschlauchleitungen 402 bis 408 anschließbar sind. Die Adapterelemente 420, 422, 424, 426 sind über ein steuerbares Ventil 448, mit einer Einrichtung 418 für die Dichtigkeitsprüfung der Doppelschlauchleitungen 402, 404, 406, 408 verbunden. Der Aufbau der Einrichtung 418 entspricht im Wesentlichen dem Aufbau der Einrichtung 118 aus 1. Funktional einander entsprechende Baugruppen der Einrichtung 118 für die Dichtigkeitsüberprüfung in 1 und der Einrichtung 418 für die Dichtigkeitsprüfung nach 2 sind deshalb in der 2 mit um die Zahl 300 erhöhten Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht.
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Die Adapterelemente 428, 430, 432, 434 sind mit einem steuerbaren Ventil 449 an die Einrichtung 418 angeschlossen. Über ein steuerbares Ventil 451 und ein steuerbares Ventil 453 sind die Adapterelemente 420, 422, 424, 426 bzw. 428, 430, 432, 434 an eine Einrichtung 460 für das für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch die Fluidkanäle 410, 412 einer Doppelschlauchleitung 402 angeschlossen.
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Der Aufbau der Einrichtung 460 entspricht im Grundsatz dem Aufbau der Einrichtung 160 aus 1. Daher sind auch hier funktional einander entsprechende Baugruppen der Einrichtung 160 in 1 und der Einrichtung 460 in 2 mit um die Zahl 300 erhöhten Zahlen als Bezugszeichen kenntlich gemacht.
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Die Adapterelemente 420 bis 434 in dem Werkstück-Applikationsbereich haben in der Anlage 400 eine Doppelfunktion. Die Adapterelemente 420, 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 werden einerseits für das Einspeisen bzw. Abführen von Prozessflüssigkeit eingesetzt und andererseits auch für das Überprüfen der Druckdichtigkeit der Doppelschlauchleitungen 402, 404, 406, 408 verwendet.
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Die Anlage 400 enthält eine Handhabungseinrichtung 494, die mehrere Greiferelemente 496 aufweist. Mittels der Handhabungsvorrichtung 494 ist es möglich, Doppelschlauchleitungen 402 bis 408, deren Dichtigkeit mit der Einrichtung 418 überprüft wurde, automatisiert aus dem Werkstück-Applikationsbereich 414 in einen Ablagebereich 498 für Doppelschlauchleitungen zu bewegen. Aus dem Ablagebereich 498 können die gereinigten Doppelschlauchleitungen dann beispielsweise über eine Teilerutsche 500 einer nicht weiter dargestellten Aufnahme für gereinigte und auf Druckdichtigkeit geprüfte Doppelschlauchleitungen 102 bis 108 zugeführt werden.
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Für das Steuern der Einrichtung 418, der Einrichtung 460 und der Handhabungsvorrichtung 494 enthält die Anlage 400 eine Steuereinrichtung 502. Die Steuereinrichtung 502 hat eine Schnittstelle 504 für das Ein- und Ausgeben von Information. Die Steuereinrichtung 502 ermöglicht das Betreiben der Anlage mit lediglich einer Bedienperson. Die Bedienperson legt beispielsweise Werkstücke in Form von Doppelschlauchleitungen 402 bis 408 in den Werkstück-Applikationsbereich 414 ein. Analog zur Beschreibung zur 1 kann auch Anlage 400 automatisch beschickt werden, u.a. auch in einem nicht dargestellten separaten Aufgabereich. In der Anlage 400 werden diese dann in einem ersten Schritt an den Adapterelementen 420, 422, 424, 426, 428, 430, 432, 434 mittels der Einrichtung 418 auf Druckdichtigkeit überprüft. Wenn das Ergebnis der Überprüfung der Druckdichtigkeit ist, dass sämtliche in den Werkstück-Applikationsbereich eingelegte Doppelschlauchleitungen 402 bis 408 ausreichend druckdicht sind, werden die Doppelschlauchleitungen 402 bis 408 durch Schließen der Ventile 448, 449 und Öffnen der Ventile 451, 453 mit der Einrichtung 460 für das Durchleiten von Prozessflüssigkeit durch die Doppelschlauchleitungen 402 bis 408 verbunden.
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Zusammenfassend sind insbesondere folgende bevorzugte Merkmale der Erfindung festzuhalten: Eine Anlage 100, 200 für das Innenreinigen von wenigstens einen Fluidkanal 110, 112, 410, 412 aufweisenden Werkstücken 102, 104, 106, 108, 402, 404, 406, 408 hat einen Werkstück-Applikationsbereich 114, 414 und enthält eine Einrichtung 160, 460 für das Durchleiten von wenigstens einem Prozessfluid 183, 189, 483, 489 durch wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal 110, 112, 410, 412 eines in dem Werkstück-Applikationsbereich 114, 414 angeordneten Werkstücks 102, 104, 106, 108, 402, 404, 406, 408. Die Einrichtung 160, 460 enthält ein Leitungssystem 178, 478 für Prozessfluid 183, 189, 483, 489. Die Einrichtung 160, 460 weist wenigstens ein an das Werkstück 102, 104, 106, 108, 402, 404, 406, 408 anschließbares Adapterelement 120, 122, 124, 126, 420, 422, 424, 426, 428 für das Einspeisen von Prozessfluid 183, 189, 483, 489 in den wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal 110, 112, 410, 412 auf. Darüber hinaus enthält die Einrichtung 160, 460 wenigstens ein an das Werkstück 102, 104, 106, 108, 402, 404, 406, 408 anschließbares Adapterelement 128, 130, 132, 134, 428, 430, 432, 434 für das Rückführen von Prozessfluid 183, 189, 483, 489 aus dem wenigstens einen Werkstück-Fluidkanal 110, 112, 410, 412 in das Leitungssystem 178, 478. In der Anlage 100, 400 ist der wenigstens eine Werkstück-Fluidkanal 110, 112, 410, 412 eines in dem Werkstück-Applikationsbereich 114, 414 angeordneten Werkstücks 102, 104, 106, 108, 402, 404, 406, 408 mit einer Einrichtung 118, 418 für das Überprüfen der Dichtigkeit des wenigstens einen Werkstück-Fluidkanals 110, 112, 410, 412 verbindbar.
