DE102012103906A1

DE102012103906A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Reinigung von rohrförmigen Hohlkörpern

Info

Publication number: DE102012103906A1
Application number: DE201210103906
Authority: DE
Inventors: Markus Schüder; Jürgen Kiessling
Original assignee: Obotec & Co KG GmbH
Current assignee: Obotec & Co KG GmbH
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-05-04
Also published as: DE102012103906B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpern (3) mit a) einem Reinigungsbehälter (1) zur Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit und b) wenigstens einer Einrichtung (2) zur Aufnahme und Halterung wenigstens eines im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpers (3), c) einer Pumpeinrichtung (5) zum gepulsten Fördern der Reinigungsflüssigkeit, wobei der Reinigungsbehälter (1) dazu geeignet ist, die wenigstens eine Einrichtung (2) zur Aufnahme, Halterung und Fixierung wenigstens eines im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpers (3) derart aufzunehmen, dass der wenigsten eine im Wesentlichen rohrförmige Hohlkörper (3) vollständig von Reinigungsflüssigkeit umgeben ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Pumpeinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Reinigungsflüssigkeit entlang einer Längsachse (6) der im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper (3) in beiden Richtungen durch die Einrichtung (2) zu fördern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von rohrförmigen Hohlkörpern. Als rohrförmige Hohlkörper im Sinne der Erfindung werden alle dünnen, langen Röhrchen, wie zum Beispiel Kanülen, Analysenadeln, Röhrchen für die minimalinvasive Chirurgie, Endoskope und dergleichen Röhrchen oder Schläuche verstanden. Die Materialien aus denen solche rohrförmigen Hohlkörper hergestellt sind umfassen Metalle, hier insbesondere aber nicht ausschließlich Edelstähle und dergleichen, Kunststoffe, Gläser und auch Naturstoffe wie zum Beispiel Kautschuk oder dergleichen.
Bei der Herstellung solcher Hohlkörpern treten an den Hohlrauminnen- und -außenwänden Verunreinigungen und Verschmutzungen auf, die vor dem Einsatz beim Endanwenders in aufwendigen Reinigungsverfahren wieder entfernt werden müssen. Insbesondere sei hier beispielhaft auf die Herstellung von solchen metallischen Hohlkörpern verwiesen. Für solche werden als Ausgangsprodukte üblicherweise mehrere Meter lange Rohre schrittweise unter Zuhilfenahme von chlorhaltigen Ziehölen, die aber auch andere für den Endanwender unerwünschte und zum teil giftige Substanzen enthalten können, kalt gezogen und ggf. mehrfach zwischengeglüht. Meist werden diese so genannten Vorrohre auch noch mit physiologisch bedenklichen Reinigern, wie beispielsweise Tri- und/oder Perchlorethylen vor- oder zwischengereinigt. An den Innen- und Außenwänden solcher Hohlkörper befinden sich daher in der Regel angetrocknete Restfilme dieser Reinigungsmedien.
Bei der Weiterverarbeitung dieser Rohre mit verschiedenen Verfahren wie zum Beispiel Sägen, Schleifen, Polieren, Kaltumformen, Warmumformen, Löten Schweißen und Elektropolieren und dergleichen Verfahren kommen die Rohre mit den verschiedensten insbesondere auch physiologisch nicht undenklichen Substanzen in Kontakt, die von den Innen- und Außenoberflächen weitestgehend wieder entfernt werden müssen, um den verschiedensten gesetzlichen Vorgaben gerecht zu werden. Physikalisch bedingt steigen in Kapillarröhrchen, je nach Oberflächenspannung und dergleichen, derartige Flüssigkeiten in die Röhrchen auf und kontaminieren de Röhrchen mit diesen physiologisch bedenklichen flüssigen Medien. Dabei hat sich hier die Elektropolierung insbesondere bei der Herstellung von medizintechnischen Produkten als äußerst problematisch erwiesen, da dort unter anderem Schwefel- und Phosphorsäure sowie andere physiologisch höchst bedenkliche Substanzen zum Einsatz kommen, die durch die üblichen Reinigungsverfahren wie zum Beispiel Ultraschallreinigung, Reinigung durch Chemikalieneinwirkung und dergleichen nicht vollständig entfernt werden können. Dies wird insbesondere deutlich, wenn man sich die Innenoberflächen solcher Röhrchen in 500 bis 1500-facher Vergrößerung unter einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Die Oberfläche gleicht dabei einer „Gletscherlandschaft“ mit 3 µm bis 10 µm breiten und bis 30 µm tiefen „Gletscherspalten“. In diesen „Gletscherspalten“ können sich Verunreinigungen und Verschmutzungen zusätzlich zu auf der Oberfläche anhaftenden Restfilmen festsetzen.
Folgende teils giftige und/oder krebserregende Substanzen sind dabei unter anderem als Verunreinigungen zu finden:

– Ziehmittel wie beispielsweise C22–30 Chlorparafin mit einem Chlorgehalt von 40% bis 50 %, Paraffin- u. Kohlenwasserstoffwachs, chlorierte Additive,
– Löse- und Reinigungsmittelrückstände wie beispielsweise Tri- und/oder Perchlorethylen sowie sonstige Lösemittelreiniger,
– Wässrige, ölhaltige und zunehmend auch synthetische Kühlschmierstoffe wie beispielsweise Additive, Mineralöle, , Ester und dergleichen,
– Gleitschleifschmutz,
– Elektropolier- u. Galvanikflüssigkeiten. wie beispielsweise Schwefel- und Phosphorsäuren,
– Strahlgut wie beispielsweise Korund, Siliziumkarbid oder dergleichen,
– gelegentlich Edelstahlbeizen, Passivierungsflüssigkeiten wie beispielsweise Salpetersäure, 29 %-ige Schwefelsäure und dergleichen.

Neben diesen Verunreinigungen können sich zusätzlich auch Bakterien, Viren, Sporen und dergleichen in diesen "Gletscherspalten" festsetzen, die mit herkömmlichen Reinigungsmethoden dort nicht zuverlässig und sicher entfernt und somit dort verbleiben können.
Wie bereits weiter oben erwähnt, werden bei den gängigen aus dem Standes der Technik bekannten Reinigungsverfahren insbesondere Ultraschallreinigung in Verbindung mit einem einfachen Durch- und Umspülen der Hohlkörper angewandt. Dies gestaltet sich aber auch sehr schwierig, da bei kleinen Durchmessern der Hohlräume aufgrund der großen Kapillarkräfte nicht ausreichend und vollständig durchspült werden können und dadurch immer auch gelöste Partikel in dem Hohlraum verbleiben und wieder antrocknen. Bei Verweildauerkanülen oder sonstigen Kanülen, welche zum Blutaustausch oder zur Zuführung von Infusionen etc. verwendet werden, besteht deshalb für Patienten eine erhöhte Infektionsgefahr.
Die Ultraschallreinigung beruht im wesentlichen auf dem als Kavitation bekannten Phänomen. Unter Kavitation versteht man das Zerreißen einer dynamisch beanspruchten Flüssigkeit während einer Zugphase, in welcher sich in der Flüssigkeit Hohlräume bilden, sowie das nachfolgende Zusammenstürzen dieser Hohlräume während einer Druckphase. Beim Zerreißen der Flüssigkeit während der Zugphase wird gegen die Kohäsionkräfte der Flüssigkeitsmoleküle Arbeit geleistet. In einer sauberen, von Fremdbestandteilen gereinigten und entgasten Flüssigkeit sind dazu währen der Zugphase Drücke von mehreren hundert kPa, also mehreren Atmosphärendrücken notwendig. Beim Zusammenfallen der Hohlräume werden nachfolgend noch höhere Drücke frei, die bis zu mehreren MPa, also mehreren tausend Atmosphärendrücken erreichen können, und als Initialzündung für weitere sekundäre Kavitationen dienen. Aufgrund der bei der Kavitation auftretenden hohen Drücken geht damit eine zerstörerische Wirkung einher, wie sie beispielsweise bei schnell umlaufenden Turbinen festzustellen ist.
Bei der Ultraschallreinigung macht man sich die bei der Kavitation auftretenden hohen Drücke zu nutze, um Verschmutzungen beziehungsweise Verunreinigungen an Oberflächen zu lösen. Im Ultraschallfeld wird die Kavitation durch die vom Schallwechseldruck erzeugten Zugbeanstandungen einer als Trägermedium für die Schallwellen dienenden Flüssigkeit erzeugt. Die Kavitation tritt allerdings erst ab einer Kavitationsschwelle auf, welche von der Schallfrequenz und den Kohäsionskräften in der Trägermedium für die Schallwellen dienenden Flüssigkeit abhängt und mit wachsenden äußeren Druck und sinkender Temperatur zunimmt. Ferner ist die Kavitation an der Grenzfläche zwischen zwei Medien besonders stark, da dort nur Adhäsionskräfte wirksam sind. Daher wird die Kavitation auch durch Schwebstoffe, kleinste Partikel und Gasbläschen in dem Trägermedium begünstigt.
Die Ultraschallkavitation kann zahlreiche Sekundärwirkungen hervorrufen, welche die Reinigungswirkung noch verstärken. Einzelheiten dazu hat J. Matuschek bereits 1957 beschrieben (Einführung in die Ultraschalltechnik; J. Matuschek; VEB Verlag Technik Berlin, 1957, S. 95 ff.), dessen Ausführungen dazu vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen werden.
Wenn im nachfolgenden von Reinigen mit Ultraschall beziehungsweise Ultraschallreinigung oder dergleichen gesprochen wird, soll darunter das Reinigen durch die durch Ultraschallwellen ausgelösten Kavitation gemeint sein.
Trotzdem ist die Abreinigung dieser Verschmutzungen und Verunreinigungen im Inneren der Hohlkörper mit Ultraschall und der Reinigungschemie, bedingst durch die Problematik der Kapillarkräfte, alleine schwierig und nicht ausreichend. Insbesondere bei sehr kleinen Innendurchmesser der Hohlkörper, wobei diese im Verhältnis zum Innendurchmesser sehr lang sind (Innendurchmesser/Länge ungefähr größer 1/100) kann die durch den Schall erzeugte Druckwelle nicht ausreichend im Inneren des Hohlkörpers wirken. Darüber hinaus gibt es bei jedem Ultraschallbecken, auch bedingt durch Menge, Größe und Form des eingebrachten zu reinigenden Gutes mehr oder weniger so genannte Todbereiche, in denen wenig bis kein Ultraschall wirkt. Es wird zwar versucht diese Todbereiche durch Multifrequenzanwendung und/oder mehrere Schallgeber zu reduzieren, physikalisch werden solche Todbereich aber nie gänzlich zu vermeiden sein.
Die Ursache hierfür liegt darin, dass sich bei der Reinigung von solchen rohrförmigen Hohlräumen, wie zum Beispiel Kanülen, die ggf. zu dichten Bündeln gepackten sind, die rohrförmigen Hohlräumen sich zum Teil gegenseitig abschirmen bzw. aufgrund der inneren Struktur der Hohlkörper dort Tod- und oder Schattenbereiche bestehen, die unter Umständen auch wegen der zuvor beschriebenen "Gletscherlandschaft" auftreten. Daher ist ein Lösen und Abtransportieren der Verunreinigungen durch Ultraschall und einfaches Durchspülen und damit eine ausreichende Reinigung nicht zu gewährleisten. Die vom Ultraschall erzeugte Druckwelle und die dadurch auftretenden Kavitationen erreichen nämlich nicht alle Verunreinigungen in den Tod- und Schattenbereichen bzw. abgeschirmten Bereichen und sind deshalb nicht in der Lage ist, die Verunreinigungen zufrieden stellend zu Lösen und mit einem gelegentlich praktizierten einseitigen leichten Durchspülen in einer Richtung gegen die Kohäsionskräfte innerhalb des Hohlraums abzutransportieren. Ungeachtet dessen, dass ein derartiges einseitiges Durchspülen in Röhrchen mit sehr kleinen Innendurchmessern von zum teil weniger als 0,15mm äußerst schwierig ist.
Die Notwendigkeit einer absolut prozesssicheren gesicherten Reinigung ist aber insbesondere bei medizintechnischen Produkten unumgänglich, um das Risiko einer Kontamination eines Patienten, der mit einem solche Produkt behandelt oder therapiert wird, zu vermeiden bzw. zu minimieren. Solche Produkte wie zum Beispiel Kanülen, Produkte für die minimalinvasive Chirurgie, Endoskopröhrchen und dergleichen haben nämlich eine bestimmte Verweildauer im Patientenkörper-Implantate verbleiben sogar dauerhaft im Patientenkörper- während der die noch vorhandenen Verunreinigungen an den Patientenorganismus abgegeben werden können und somit ggf. sogar dauerhafte Schädigungen oder auch letale Folgen nach sich ziehen kann.
Insbesondere bei medizintechnischen Produkten, die nach einer Reinigung wieder verwendet werden besteht auch die Gefahr, dass nach einer eine unzureichende Reinigung umfassende Wiederaufbereitung von z. B.: minimalinvasive Chirurgie-Instrumenten, Endoskopen und dergleichen noch Blutreste oder Gewebereste von Behandlungen oder Therapien eines Patienten auf den Oberflächen vorhanden sind, obwohl eine Ultraschall- und chemische Reinigung zum Einsatz kam.
Aus der EP 0 822 869 B1 ist eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Reinigung vom rohrförmigen Hohlkörpern bekannt. Dabei wird der zu reinigende rohrförmige Hohlkörper in einem Ultraschallbad über einen Schlauch mit einer Schlauchpumpe verbunden und während der Ultraschallanwendung mit Druckwellen senkrecht zur Längserstreckung des Hohlkörpers mittels der Schlauchpumpe nur minimal pulsierend in einer Richtung durchströmt. Durch die pulsierende Arbeitsweise der Pumpe wird nur eine minimale turbulente, jedoch nur einseitige leichte Strömung innerhalb des Rohres erzeugt, die zwar im Gegensatz zu einer laminaren Strömung bei gleichförmiger Förderung des Reinigungsmittels eine verbesserte Spülung des Rohrinneren durch das Reinigungsmittel und damit eine verbesserter Abtransport gelöster Verunreinigungen zur Folge hat aber bei kleinen Röhrcheninnendurchmessern nicht prozesssicher ist.. Deshalb können auch mit Hilfe dieser Vorrichtung und diesem Verfahren nicht alle Verunreinigungen in den Tod- und Schattenbereichen im Inneren des Rohres im ausreichenden Maße beseitigt werden, so dass die Reinigung mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung ebenfalls unzureichend ist.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde die Reinigung eines rohrförmigen Hohlkörpers, insbesondere in Inneren des Hohlkörpers und dort speziell in den vorhandenen Tod- und Schattenbereichen gegenüber dem Stand der Technik zu optimieren, um insbesondere für medizintechnische Produkte, die ggf. mehrfach und nach einer herkömmlichen Reinigung bei unterschiedlichen Patienten zum Einsatz kommen, die Gefahr einer Kontaminierung und/oder einer Infektion des Patienten zu vermeiden oder zumindest weiter deutlich zu minimieren.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Haltevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 21.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11, 13 bis 20 und 22 bis 29.
Bei der Vorrichtung zum Reinigen von im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Pumpeinrichtung dazu ausgebildet ist, die Reinigungsflüssigkeit entlang einer Längsachse der im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper in beiden Richtungen wechselseitig, stark pulsierend durch die Einrichtung zu fördern. Dabei hat sich gezeigt, dass durch dass Fördern des Reinigungsmittels in beiden Richtungen in den Tod- und Schattenbereichen im Hohlrauminneren eine deutlich bessere Reinigung realisiert werden kann, da die pulsierende turbulente Strömung nun diese Tod- und Schattenbereiche nun aus beiden Richtungen entlang der Längsachse des rohrförmigen Hohlkörpers angreifen und somit tiefer in diese Bereich eindringen kann, da diese Tod- und Schattenbereiche in der Regel immer nur in einer Richtung entlang der Längsachse bestehen. In der jeweils anderen Richtung stellen sie nämlich in der Regel keine Tod- und Schattenbereiche dar, so dass dort nun durch die turbulente, wechselseitige Strömung eine deutlich verbesserte Reinigung durch höhere Scherkräfte erfolgt. Ggf. ist es auch ausreichend anstatt mit pulsierender Pumpe und turbulenter Strömung mit kontinuierlich fördernder Pumpe und laminarer Strömung zu arbeiten, da auch dort bei wechselnder Förderrichtung eine verbesserte Reinigung in den Tod- und Schattenbereichen erreicht wird.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel vorgesehen sind, die den Reinigungsbehälter und/oder die Einrichtung im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht zur Längsachse mit Ultraschallwellen beaufschlagen. Durch diese Maßnahme werden die auf den Oberflächen anhaftenden Verunreinigungen bereits zum Teil vorgelöst. Diese vorgelösten Verunreinigungen können dann in vorteilhafter Weise von den aus beiden Richtungen entlang der Längsachse des Hohlkörpers angreifenden turbulenten Strömungen in deutlich verbesserter Art und Weise aus dort vorhanden Tod- und Schattenbereichen gegen die dortigen Kapillarkräfte heraus gelöst werden Dabei hat es sich als weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn als Mittel Ultraschallgeber vorgesehen sind, die an den Begrenzungswänden des Reinigungsbehälters derart angeordnet sind, dass Schallwellen in das Innere des Reinigungsbehälters abstrahlbar sind. Die Richtung der Ultraschallwellen kann dabei parallel und/oder Senkrecht zur Längsrichtung des Hohlkörpers sein, so dass alle Bereiche des Hohlkörpers insbesondere in seinem Inneren von den Ultraschallwellen und damit den auftretenden Kavitationen erfasst werden und somit ein verbessertes Vorlösen der Verunreinigungen insbesondere in den Tod- und Schattenbereichen ermöglicht wird.
Nach einer zusätzlichen Maßnahme ist vorgesehen, die Einrichtung derart in dem Reinigungsbehälter anzuordnen, dass die Längsrichtung des Hohlkörpers im Wesentliche parallel zur Richtung der Gravitationskraft orientiert ist, so dass die Gravitationskraft eine unterstützende Wirkung beim Abtransport gelöster Verunreinigungen aus dem Hohlkörper auch gegen die dortigen Kapillarkräfte verursacht und sich die gelösten Partikel aufgrund der Gravitationskraft nicht wieder an den Hohlrauminnenwänden niederschlagen.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine zweite Einrichtung zur Aufnahme und Halterung wenigstens eines im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpers vorgesehen, die mit der Pumpeinrichtung und der wenigstens einen ersten Einrichtung zur Aufnahme und Halterung wenigstens eines im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpers derart verbunden ist, dass die Pumpeinrichtung die Reinigungsflüssigkeit aus der wenigsten einen ersten Einrichtung ansaugt und mit Druck in die wenigsten eine zweite Einrichtung mit Druck hinein fördert. Somit wird auch ein verdoppelter Durchsatz an zu reinigenden Hohlkörper erzeugt, da jedem Saugvorgang der Pumpeinrichtung auch ein Druckdruckvorgang zugeordnet ist und somit gleichzeitig in der wenigstens einen ersten Einrichtung eine Ansaugen erfolgt, während in der wenigstens einen zweiten Einrichtung ein Durchdrücken der Reinigungsflüssigkeit erfolgt.
Um diese Ausgestaltung in einfacher Art und Weise zu verwirklichen, wird als Pumpeinrichtung eine Hubkolbenpumpe eingesetzt, die bei einer Kolbenbewegung die Reinigungsflüssigkeit aus einer der wenigsten einen ersten Einrichtungen ansaugt und in eine der wenigsten einen zweiten Einrichtung mit Druck hinein fördert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Reinigungsbehälter und die wenigstens eine Einrichtung senkrecht zur Längsrichtung derart relativ zueinander bewegbar sind, dass jede den Ultraschallgebern zugewandte Öffnungen der Hohlkörper zumindest zeitweise in Längsrichtung direkt über einem der Ultraschallgeber platzierbar ist. Dadurch ist gewährleistet, dass die Ultraschallwellen zumindest zeitweise die Möglichkeit haben Ultraschallwelle ins Innere der Hohlkörper einzudringen, so dass diese in den dort vorhandenen Tod- und Schattenbereichen an den dortigen Verunreinigungen anzugreifen.
Weiterhin weist nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Vorrichtung Mittel auf, welche die Schallwellen, die parallel zur Längsrichtung und nicht durch die wenigstens eine Einrichtung verlaufen würden, derart ablenken, dass auch diese Schallwellen durch die wenigstens eine Einrichtung laufen. In einfacher Weise lassen sich solche Mittel durch einfache Ablenkbleche oder Ablenkplatten realisierten. In dieser Weise ist eine deutlich Steigerung der Leistung der in die wenigstens eine Einrichtung eingestrahlte Ultraschallstrahlung ermöglicht und eine Verschwendung der erzeugten Ultraschallenergie, das Heißt Ultraschallenergie die nicht für die Hohlkörperreinigung genutzt wird, vermieden.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die wenigstens eine Einrichtung einen siebartigen Boden aufweist, dessen siebartige Öffnungen derart gestaltet sind, dass die Hohlkörper mit ihren die Öffnungen enthaltenen Enden darauf abstellbar sind, ohne dass ein Durchrutschen der Hohlkörper durch die Öffnungen des siebartigen Bodens möglich ist. Durch diese Maßnahme ist es ermöglicht, dass die Reinigungsflüssigkeit in einfacher Weise ungehindert in die Hohlkörper einströmen und daraus wieder heraus strömen sowie die heraus gelösten Verunreinigungen abtransportieren kann. Um diese Wirkung nochmals zu verstärken hat sich als positiv herausgestellt, wenn der siebartige Boden konisch zusammen läuft, beispielsweise in Form eines Rundkegels, da dadurch die Kontaktpunkte bzw. die Kontaktfläche der Hohlräume mit dem siebartigen Boden nochmals reduziert ist und der Reinigungsmitteltransport und somit auch der Abtransport der gelösten Verunreinigungen nochmals verbessert ist.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die wenigstens eine Einrichtung im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des wenigstens einen Hohlkörpers verlaufende Begrenzungsflächen aufweist, welche massiv oder mit Öffnungen versehen ausgebildet sind. Bei der massiven Ausführungsform ist eine besonders gute Reflexion der in die Einrichtung eingebrachte Ultraschallstrahlung gegeben, so dass eine besonders gute Leistungsausbeute realisiert ist. Die Ausführungsform mit Öffnungen ermöglicht dagegen, dass auch besonders effektiv Ultraschallstrahlung senkrecht zur Längsrichtung der Hohlkörper in die Einrichtung eingebracht werden kann. In beiden Fällen ist diese Ultraschallstrahlung insbesondere zur Reinigung der Außenflächen des Hohlkörpers nutzbar.
Nach einen eigenständigen Gedanken der Erfindung ist eine Haltevorrichtung zum Fixieren von wenigstens einem im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörper, wobei diese Vorrichtung als eine der zuvor beschriebenen Einrichtungen verwendet werden kann, mit einem Gehäuse, einem Gehäuseboden, zwei im wesentlich parallel zueinander orientierte und voneinander beabstandete Platten, die Öffnungen zur Aufnahme des wenigstens einen im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpers aufweisen, wobei die Öffnungen in Richtung einer Längsachse des wenigstens einen im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpers deckungsgleiche ausgebildet sind und ein zwischen den beiden Platten angeordnetes Verschiebeelement, welches eine gleiche Anzahl von und gleich angeordnete Öffnungen, die ggf. auch als eine einfache gerade Kante ausgebildet sein kann, aufweist wie die Platten und welches zwischen den Platten derart verschiebbar angeordnet ist, dass in einer ersten Position der wenigsten eine Hohlkörper ohne Widerstand durch die Öffnungen der Platten und des Verschiebeelementes durchführbar ist und dass in einer zweiten Position der wenigsten eine Hohlkörper fest fixiert ist, so dass er in seiner Längsrichtung nicht mehr verschiebbar ist. Hierbei ist anzumerken dass die Öffnungen des Verschiebeelementes eine zu den Öffnungen der Platten unterschiedlich Geometrie aufweisen kann.
Durch eine solche Haltevorrichtung ist es gewährleistet dass in der ersten Position des Verschiebeelementes der wenigsten eine Hohlkörper in einfacher Weise in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht werden kann und in der zweiten Position des Verschiebeelementes dort sicher fixiert ist, so dass er sich während der Reinigungsphase nicht aus einer Position bewegen kann. Dadurch kann eine Ultraschallstrahlung besonders effektiv in das Innere des wenigstens einen Hohlraums eingebracht werden, da durch die Platten und das Verschiebeelement mit Ihren Öffnungen in der zweiten Position des Verschiebeelementes die Längsrichtung des wenigstens einen Hohlkörpers immer senkrecht zu der eingestrahlten Ultraschallstrahlung eingestellt werden kann. Somit ist gewährleistet, dass ein Höchstmaß an Leistung der Ultraschallstrahlung auch in das Hohlrauminnere geführt wird und dort zur Reinigung der Hohlrauminnenwände nutzbar ist.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung dieses Erfindungsgedanken ist es vorgesehen, dass der Gehäuseboden als siebartiger Boden ausgebildet ist, dessen siebartige Öffnungen derart gestaltet sind, dass die Hohlkörper mit ihren die Öffnungen enthaltenen Enden darauf abstellbar sind, ohne dass ein Durchrutschen der Hohlkörper durch die Öffnungen des siebartigen Bodens möglich ist. Wie bereits bei den ersten unabhängigen Erfindungsgedanken ist es auch hier möglich, den siebartige Boden konisch zusammenlaufen zu lassen, beispielsweise in Form eines Rundkegels, wobei sich die gleich oben beschriebenen Vorteile einstellen. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich eine Vielzahl von rohrförmigen Hohlkörpern in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach diesem zweiten unabhängigen Erfindungsgedanken, insbesondere ein Bündel solcher Hohlkörper anzunehmen. Dabei ist in der ersten Position des Verschiebeelementes eine besonders gute Reinigung der Oberfläche der Außenwände der Hohlkörper gegeben, da die Ultraschallstrahlung in diesem Fall besonders gut zwischen den einzelnen Hohlkörpern eingestrahlt werden kann und so besonders gut an deren Außenwänden angreifen kann. Dahingegen wird in der zweiten Position des Verschiebeelementes eine besonders gute Reinigung der Innenwände des Hohlkörpers erreicht, da die Hohlkörper parallel zur Ausbreitungsrichtung der Ultraschallstrahlung orientiert sind und dies somit besonders gut in die Hohlkörper eindringen kann.
Nach einer anderen Ausgestaltung des zweiten unabhängigen Erfindungsgedanken ist vorgesehen, dass der Gehäuseboden als Lochplatte ausgebildet ist, in deren Öffnungen der wenigstens eine im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpers mit einem Ende derart einsteckbar ist, dass der wenigstens eine Hohlkörper auch durch die Öffnungen der Platten und des Verschiebeelementes durchführbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist nicht nur eine besonders effektiv Reinigung der Innen- und Außenwände der Hohlkörper gewährleistet. Zusätzlich oder auch unabhängig davon kann mit dieser Vorrichtung auch noch kontrolliert werden, ob der Hohlkörper, insbesondere bei Kanülen, Analysenadeln oder dergleichen die gewollte Geometrie aufweist. Dazu werden die Hohlkörper mit einer Flüssigkeit – gegebenenfalls unter Druckspülung – durchgespült, wobei der Flüssigkeitsverlauf beim Austritt aus dem einem Ende der Hohlkörper beobachtet wird. Weicht der Flüssigkeitsverlauf bei einem Hohlkörper von einem vorgegebenen Verlauf ab, so ist dessen Geometrie fehlerhaft und der Hohlkörper kann nicht seiner eigentlichen Verwendung zugeführt werden, sondern muss aussortiert werde. Die Kontrolle des Flüssigkeitsverlauf kann dabei durch eine Person kontrolliert werden. Alternativ ist es natürlich auch möglich den Flüssigkeitsverlauf automatisiert – beispielsweise mittels Lichtschranken, Laseranordnungen oder dergleichen ggf. unter Zuhilfenahme entsprechender optischer, elektronischer und/oder optoelektronischer Einrichtungen – zu überwachen und eine entsprechende Aussortierung fehlerhafter Hohlkörper automatisiert vorzunehmen.
Vorteilhafterweise weist die Haltevorrichtung eine flexible Klemmfolie auf, die korrespondierend zu den entsprechend Öffnungen der Platten, des Verschiebeelementes und der Lochplatte Schlitze aufweist. Befindet sich das Verschiebeelement in seiner ersten Position, so ist es in einfacher Weise möglich die Hohlkörper durch die Öffnungen der Grundplatte, der Platten und des Verschiebeelementes sowie die Schlitze der Klemmfolie durch zuschieben. Die Klemmfolie schmiegt sich im Bereich der Schlitze dabei an die Hohlkörperaußenwände an, so dass dadurch bereist eine Haltekraft gegeben ist, die ein Herausfallen der Hohlkörper aus der Haltevorrichtung vermeidet. Zusätzlich wird dadurch auch die offene Fläche zwischen den Hohlkörpern und den Öffnungen der Platten und des Verschiebeelementes minimiert, so dass bei einem Durchdrücken oder Ansaugen von Reinigungsflüssigkeit durch die Haltevorrichtung das Reinigungsmittel fast ausschließlich durch das Innere der Hohlkörper zwangsgeführt ist. Dadurch wir die Reinigungsflüssigkeit bereits bei linearen, dass heißt einfachen geraden Schlitzen fast zu vollständig durch das Innere der Hohlkörper geführt. Zur nochmaligen Maximierung der durch das Hohlkörperinnere geführten Reinigungsflüssigkeit, hat es sich besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Schlitze als Kreuzschlitze ausgebildet sind.
Vorteilhafterweise sind bei der Haltevorrichtung die Öffnungen der Platten derart ausgebildet sind, dass die Flächen zwischen dem wenigstens einem Hohlkörper und der Öffnung wenigstens einer der Platte kleiner ist als die Innenquerschnittsfläche des Hohlkörpers senkrecht zur seiner Längsrichtung. Auch diese Maßnahme führt dazu, dass ein Großteil der Reinigungsflüssigkeit beim Fördern – egal in welcher Richtung – durch dass Innere des wenigstens einen Hohlkörpers geführt ist. Dabei können die Öffnungen der Platte und des Verschiebeelementes sowohl zur Aufnahme eines einzelnen Hohlkörpers als auch zur Aufnahme ganzer Hohlkörperbündel ausgebildet sein.
Um eine Beschädigung einzelner Hohlkörper, insbesondere an deren Außenfläche zu vermeiden, ist es vorgesehen, dass die Öffnungen in dem Bereich, in welchem in der zweiten Position des Verschiebeelementes der wenigstens eine Hohlkörper mit seiner äußeren Begrenzungsfläche an der einen Platte sowie dem Verschiebeelement und ggf. der anderen Platte anliegt, mit einer flexiblen Beschichtung versehen ist.
Alternativ dazu kann allerdings ebenfalls zur Vermeidung von Beschädigungen vorgesehen sein, dass die Öffnungen der Platten und des Verschiebeelementes in dem Bereich, in welchem in der zweiten Position des Verschiebeelementes der wenigstens eine Hohlkörper mit seiner äußeren Begrenzungsfläche an der Platte sowie dem Verschiebeelement und ggf. der Platte anliegt, in Richtung der Plattenebene federnde Elemente aufweisen. Solche Federelemente können durch Schlitzungen realisiert werden, die in geringem Abstand zu den Öffnungsbereichen, an denen der wenigstens eine Hohlkörper in der zweiten Position des Verschiebeelementes an den Öffnungen anliegt, sowohl in die Platten als auch in das Verschiebeelement eingebracht sind.
Besonders Vorteilhaft ist es, wenn die Haltevorrichtung des zweiten unabhängigen Erfindungsgedanken in einer Vorrichtung nach dem ersten Erfindungsgedanken zum Einsatz kommt, da dadurch Synergieeffekte der einzelnen zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden..
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Reinigen von im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpern besteht im der einfachsten Ausgestaltung aus folgenden Verfahrensschritten:

a) Befüllen des Reinigungsbehälters mit Reinigungsflüssigkeit
b) Bestücken der wenigstens einen Einrichtung mit wenigstens einem im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper, wobei als Einrichtung eine Haltevorrichtung nach dem zweiten unabhängigen Erfindungsgedanken verwendet wird und das Verschiebeelement in der ersten Position positioniert ist,

c) sofern zwischen der wenigstens einen Einrichtung und der Pumpeinrichtung noch keine Förderverbindung besteht, Herstellen einer solchen Förderverbindung
d) Durchführen eines ersten Fördergangs mit pulsierendem Fördern der Reinigungsflüssigkeit unter Druck in die wenigstens eine Einrichtung, wobei sich das Verschiebeelement in der ersten Position befindet, in welcher der wenigstens eine rohrförmige Hohlkörper in der wenigstens einen Einrichtung aufgenommen und gehalten aber noch nicht fixiert ist,
e) Beenden des ersten Fördergangs,
f) Überführen des Verschiebeelementes von der ersten in die zweite Position, so dass der wenigstens eine rohrförmige Hohlkörper in der wenigstens einen Einrichtung nicht nur aufgenommen und gehalten, sondern auch fixiert ist,
g) Durchführen eines zweiten Fördergangs mit pulsierendem Fördern der Reinigungsflüssigkeit unter Ansaugen aus der wenigstens einen Einrichtung, wobei sich das Verschiebeelement,

h) Beenden des zweiten Fördergangs und
i) Überführen des Verschiebeelementes von der zweiten in die erste Position,

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist gewährleistet, dass sowohl eine ausreichende Außen- als auch eine ausreichende Innenreinigung der zu reinigenden Hohlkörper erreicht wird, da in der ersten Position des Verschiebeelementes bei einer saugenden Förderung der Reinigungsflüssigkeit ausreichend Reinigungsflüssigkeit in Kontakt mit den Außenwänden des wenigstens einen Hohlkörpers und in der zweiten Position des Verschiebeelementes bei einer drückenden Förderung der Reinigungsflüssigkeit ausreichend Reinigungsflüssigkeit in Kontakt mit den Innenwänden des wenigstens einen Hohlkörpers kommen. Insbesondere ist dies vorteilhaft, wenn grüße Bündel mit einer Vielzahl zu reinigender Hohlkörper erfindungsgemäß gereinigt werden, da dann in der ersten Position des Verschiebeelementes zwischen den einzelnen Hohlkörpern genügend Zwischenraum ist, in dem die Reinigungsflüssigkeit an deren Außenwänden angreifen kann, und so zu der während des saugenden Förderns ebenfalls stattfindenden Innenreinigung eine ausreichende Außenreinigung erfolgt, während in der zweiten Position des Verschiebeelementes die Hohlkörper mit ihren Außenwänden derart aneinander liegen, dass die Reinigungsflüssigkeit fast vollständig durch das Innere der Hohlkörper geführt wird und fast ausschließlich dort zur Reinigung zur Verfügung steht.
Nach einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Reinigungszyklus, zwischen einem mal und zwanzig mal, vorzugsweise viermal, besonders bevorzugt zehn mal wiederholt, damit auch besonders hartnäckige Verschmutzungen und Verunreinigungen mit hoher Wahrscheinlichkeit beseitigt werden. Dabei kann die Reinigungsflüssigkeit nach einer gewissen Anzahl von Reinigungszyklen bzw. auch nach jedem Reinigungszyklus gewechselt werden, damit die gelösten Verschmutzungen und Verunreinigungen nicht wieder in die Hohlkörper gefördert werden und sich dort im Inneren oder auch an den Außenwänden der Hohlkörper anhaftend absetzen. Alternativ ist natürlich auch möglich anstatt die Reinigungsflüssigkeit zu wechseln, die Einrichtung nach einem ersten Reinigungsprozess einen Reinigungsbehälter mit frischer oder frischerer Reinigungsflüssigkeit einzubringen. Genauso ist es möglich eine kaskadenartige Reinigung mit mehreren Reinigungsbehältern durchzuführen, wobei die Reinigungsflüssigkeit mit jeder Kaskadenstufe sauberer wird, bis in der letzten Stufe vollständig demineralisiertes Wasser verwendet wird
Dabei hat es ich als vorteilhaft erwiesen, die saugende Förderung über einen Zeitraum von fünf Sekunden bis einer Minute, vorzugsweise über fünfzehn Sekunden durchgeführt wird, um eine zuverlässige Reinigung zu erzielen.
Die drückende Förderung wird vorteilhafterweise ebenfalls über einen Zeitraum von fünf Sekunden bis einer Minute, vorzugsweise über fünfzehn Sekunden durchgeführt, um eine zuverlässige Reinigung zu erzielen.
Um die Reinigung weiter zu optimieren, erfolgt während des gesamten Reinigungszyklus kontinuierlich, bzw. vorzugsweise zwischen den Schritten den Schritten der saugenden und drückenden Förderung, hier besonders bevorzugt für fünfzehn Sekunden eine Ultraschallbestrahlung von den inneren Begrenzungswänden des Reinigungsbehälters in die Reinigungsflüssigkeit.
Bei der Ultraschallanwendung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Ausbreitung der Ultraschallwellen im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht zur Längsachse erfolgt. dadurch ist nämlich gewährleistet, dass sowohl die Innen- als auch die Außenwände der zu reinigenden Hohlkörper in ausreichendem Maße mit den Druckwellen des Ultraschalls beaufschlagt werden und somit in nicht unerheblichem Maße zum Lösen von Verschmutzungen und Verunreinigungen beitragen, so dass die gelösten Verschmutzungen und Verunreinigungen dann in einfacher Weise von der Reinigungsflüssigkeit abtransportiert werden können.
Dabei werden für eine Grobreinigung bevorzugt Ultraschallwellen mit einer Frequenz zwischen 25 kHz und 45 kHz sowie für eine Feinreinigung bevorzugt zwischen 85 kHz und 130 kHz eingesetzt.
Nachdem der letzte Reinigungszyklus ggf. mit vollständig demineralisiertem Wasser durchgeführt wurde, wird die Einrichtung von der Reinigungsflüssigkeit getrennt und ein Durchblasen der Einrichtung (2, 2a) mit vorzugsweise überhitztem Dampf durchgeführt. Durch diese Maßnahme werde letzte noch gelöste Verschmutzungen und Verunreinigungen, die ggf. noch an den Hohlkörperoberflächen anhaften beseitigt und zudem ggf. noch an den Hohlkörperoberflächen befindliche Keime durch die Hitzeanwendung abgetötet.
Abschließend findet nach der eigentlichen Reinigung zum Trocknen der Hohlkörper ein Durchblasen der Einrichtung mit trockener Luft statt, damit letzte verbleibende Reste von Reinigungsflüssigkeit beseitigt werden, die ansonsten wiederum Herde für eine erneute Keimbildung sein könnten.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1: eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei als erfindungsgemäße Haltevorrichtung ausgebildete Einrichtungen,
2: eine vergrößerte Darstellung der Anordnung der Platten und des Verschiebeelementes der Haltevorrichtungen gemäß 1 in einer Draufsicht,
3: eine schematische Darstellung eines konisch zulaufenden siebförmigen Bodens der Haltevorrichtungen gemäß 1,
4a, 4b: weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
5: eine Draufsicht auf den Boden eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
6–8: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung in verschiedenen Ansichten,
9: die Klemmfolie der Haltevorrichtung gemäß den 6 bis 8 mit verschieden Schlitzformen,
10: das Ausführungsbeispiel der 6 bis 8 in einer Querschnittsdarstellung,
11: eine Schnittdarstellung der 10 entlang de Ebene A-A
12: eine Schnittdarstellung der 10 entlang de Ebene B-B
In der 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Sie enthält im wesentlichen einen eine Reinigungsflüssigkeit aufnehmende Reinigungsbehälter 1, in welchem zwei als Haltevorrichtungen ausgebildete Einrichtungen 2, 2a angeordnet sind. Die Haltevorrichtungen 2, 2a weisen dabei jeweils eine Platte 13a mit einer Öffnung 14a und eine davon beabstandete Platte 13b mit einer Öffnung 14b auf. Zwischen die beabstandete Platten 13 a und 13b ist mittels einer nicht näher beschriebenen Mechanik 22 oder Hydraulik jeweils ein Verschiebeelement 15 einschiebbar. Das Verschiebeelement 15 weist dabei eine nicht geschlossene Öffnung 16 auf, die ggf. auch eine einfache gerade Kante sein kann.
Weiter ist in der 1 in der Haltevorrichtung 2 ein Bündel von Hohlkörpern 3 aufgenommen, welches von dem Verschiebeelement 15 der Haltevorrichtung 2 innerhalb der Öffnungen 14a und 14b der Platten 13 a und 13b an deren Begrenzung gedrückt werden, so dass sich die dortigen Hohlkörper 3 alle im Wesentlichen parallel zueinander stellen. Die Hohlkörper 3 sind dabei auf einem siebartigen Boden 9 der Haltevorrichtung 2 abgestellt, so dass Reinigungsflüssigkeit aus dem Reinigungsbehälter 1 durch den siebartigen Boden 9 in die Haltevorrichtung 2 ein- und ausströmen kann. In dieser Stellung liegen die Hohlkörper 3 innerhalb der Haltevorrichtung 2 mit ihren Außenwänden direkt aneinander so dass sich die Hohlkörper 3 im Wesentlichen parallel zueinander Stellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellen sie sich auch im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung 6.
In der Haltevorrichtung 2a dagegen ist das dortige Verschiebeelement 15 in einer zweiten Position, in welcher die dortigen Hohlkörper 3 nicht an die Begrenzungen der Öffnungen 14a und 14b der dortigen Platten gedrückt werde und somit nicht parallel zueinander und zur Längsrichtung liegen. Dabei kann die Reinigungsflüssigkeit im Wesentlichen ungehindert die Außenwände der dortigen Hohlkörper 3, die ebenfalls auf einem siebartigen Boden 9 der Haltevorrichtung 2a abgestellt sind, ungehindert umspülen.
Die beiden Haltevorrichtungen 2 und 2a sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 über Förderverbindungen 21 mit einer Pumpeinrichtung 5 verbunden. Die Pumpeinrichtung 5 ist dabei so ausgebildet, dass eine Förderung in beiden Richtungen möglich ist. Wird daher durch die Pumpeinrichtung 5 Reinigungsflüssigkeit aus der Haltevorrichtung 2a angesaugt, wird gleichzeitig Reinigungsflüssigkeit in die Haltevorrichtung 2 gedrückt, wie dies in 1 dargestellt ist. In der Stellung der Verschiebeelemente 15 der Haltevorrichtungen 2 und 2a wird nun 15 Sekunden lang Reinigungsflüssigkeit aus der Haltevorrichtungen 2a in die Haltevorrichtung 2 gefördert.
Dabei findet in den Hohlräumen der Hohlkörper innerhalb der Haltevorrichtung 2 eine besonders gute Reinigung statt. Da die Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit parallel zur Längserstreckung der dortigen Hohlkörper 3 verläuft und deshalb besonders gut in die Hohlräume eindringen kann. Um innerhalb der Hohlräume eine besonders gute Reinigung zu erzielen wird die Förderung der Reinigungsflüssigkeit gepulst durchgeführt, wodurch innerhalb der Hohlräume turbulente Strömungen entstehen, so dass durch diese turbulenten Strömungen auch Tod- und Schattenbereiche innerhalb der Hohlräume sehr gut erreicht werden.
Dahingegen findet bei den Hohlkörpern 3 der Haltevorrichtung 2a eine besonders gute Außenreinigung statt, da die dortigen Hohlkörper 3 mit ihren Außenwänden nicht aneinander liegen und zwischen den einzelnen dortigen Hohlkörpern 3 deshalb ausreichend Zwischenräume gegeben sind und daher die Reinigungsflüssigkeit besonders gut an den Außenflächen der dortigen Hohlkörper 3 angreifen kann. Zusätzlich findet hierbei natürlich auch eine Durchströmung der dortigen Hohlkörper 3 mit Reinigungsflüssigkeit statt, allerdings nicht so effektiv wie bei der Stellung der Hohlkörper 3 der Haltevorrichtung 2 gemäß 1, da hier die Hohlkörper nicht parallel zur Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit stehen.
Um eine gleichmäßige Innen- und Außenreinigung der Hohlkörper 3 in den Haltevorrichtungen 2 und 2a zu erzielen ist es des halb vorgesehen, die Förderrichtung der Pumpeinrichtung 5 umzukehren.. Die Vorgehensweise ist dabei die Folgende: Die Förderung durch die Pumpeinrichtung 5 wird gestoppt. Danach wird das Verschiebeelement 15 der Haltevorrichtung 2 in die Position des Verschiebeelementes 15 der Haltevorrichtung 2a gemäß 1 und das Verschiebeelement 15 der Haltevorrichtung 2a in die Position des Verschiebeelementes 15 der Haltevorrichtung 2 gemäß 1 überführt. Nachfolgen beginnt wiederum die gepulste Förderung durch die Pumpeinrichtung 5 für vorzugsweise fünfzehn Sekunden, diesmal allerdings in umgekehrter Richtung. Nun erfahren die Hohlkörper 3 der Haltevorrichtung 2a eine besonders gute Innenreinigung während die Hohlkörper 3 der Haltevorrichtung 2 eine besonders gute Außenreinigung erfahren. Da die Strömungsrichtung innerhalb der Hohlkörper 3 nunmehr umgekehrt ist, werden Tod- und Schattenbereiche, die bei der entgegengesetzten Förderrichtung nicht so gut erreicht werden konnten nun durch die umgekehrte Strömungsrichtung nunmehr besser durch die turbulente Strömung erfasst, so dass grundsätzlich eine deutlich verbesserte Innenreinigung stattfindet.
Diese Zyklen werden vorzugsweise zehn mal wiederholt, wobei nachfolgend diese Reinigungszyklen mehrfach mit immer reinerer Reinigungsflüssigkeit bis hin zu vollständig demineralisiertem Wasser wiederholt werden.
Grundsätzlich ist möglich die Reinigung durch Ultraschallbestrahlung zwischen den Förderung in beiden Richtungen oder auch kontinuierlich zu unterstützen. Dazu sind in dem Reinigungsbehälter 1 an dessen Boden Ultraschallgeber 7 angeordnet. Die Schallausbreitung erfolgt dabei ebenfalls parallel zur Längsrichtung 6, so dass ein besonders gutes Eindringen der Ultraschallwellen in die Hohlkörper 3 gegeben ist, insbesondere, wenn diese ebenfalls parallel zur Längsrichtung 6 orientiert sind, wie dies in der Haltevorrichtung 2 gemäß der Darstellung in 1 gezeigt ist.
Um eine bessere Leistungsausbeute der Ultraschallenergie zu erzielen, können Umlenkbleche oder -platten 12 vorgesehen sein, die Ultraschallwellen, die an den p Haltevorrichtungen 2 und 2a vorbei laufen würden in die Haltevorrichtungen 2 und 2a hinein ablenken.
In 2 ist eine vergrößerte Darstellung der Anordnung der Platten 13a und 13b und des Verschiebeelementes 15 der Haltevorrichtungen gemäß 1 in einer Draufsicht gezeigt. Wie deutlich zu erkennen ist können bei dieser Anordnung hier nicht gezeigte Hohlkörper 3 in den Öffnungen 14a, 14b und 16 aufgenommen werde. Geht man dabei von einem im Querschnitt runden Hohlkörper zumindest im Bereich der Platten 13a und 13b sowie des Verschiebeelementes 15 aus, so werden die Hohlkörper 3 in der Stellung des Verschiebeelementes 15 gemäß der Stellung in der Haltevorrichtung 2 gemäß 1 aus, so ist zu erkennen, dass den Großteil der Fläche im Bereich der Hohlkörper die Hohlräume ausmache und die Fläche Zwischenräume dagegen eher klein ist. Dies hat zur Folge, dass in dieser Stellung die geförderte Reinigungsflüssigkeit fast ausschließlich durch die Hohlräume der Hohlkörper gefördert werden, so dass eine besonders gute Innenreinigung erzielt werden kann.
In 3 ist eine schematische Darstellung eines konisch zulaufenden siebförmigen Bodens 9 der Haltevorrichtungen 2 und 2a gemäß 1 gezeigt. Daraus ist ersichtlich, dass die Hohlkörper 3 im Wesentlich nur auf sehr kleinen Flächen auf dem siebförmigen Boden aufliegen. Eigentlich kann man sogar sagen, dass sie nur punktuell auf Kontaktpunkte aufliegen. Dadurch ist ein sehr gutes Aus und Einlaufen bzw. Aus- und Einströmen der Reinigungsflüssigkeit aus den Hohlkörpern 3 gewährleistet, da die Reinigungsflüssigkeit durch den siebförmigen Boden 9 im Wesentliche nicht oder nur sehr wenig gestaut wird.
Die 4a und 4b zeigen weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach dem gleich Prinzip funktionieren wie das Ausführungsbeispiel der 1.
5 ist eine Draufsicht auf den Boden eines Reinigungsbehälters 1 einer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Vielzahl von Ultraschallgebern 7.
Die 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 2, 2a. Hierbei handelt es sich um eine Linearhalter 102, bei dem die Platte 113a und 113b Öffnungen 114a und 114b für jeweils eine Hohlkörper 103 aufweisen. Der Linearhalter 102 weist dabei ebenfalls ein Verschiebeelement 115 mit einer Öffnung 116 auf, mit dessen Hilfe jeder einzelne Hohlkörper 103 durch die Platten 113a und 113b sowie das Verschiebeelement 114 fixiert werden kann, so dass diese Hohlkörper 3 alle parallel zueinander angeordnet sind. Die Reinigung der Hohlkörper 103 erfolgt analog der Beschreibung der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Zusätzlich zur effektiven Reinigung ist dieser Linearhalter 102 allerdings auch dazu geeignet, eine einfache Sichtkontrolle oder auch eine automatisierte Kontrolle dahingehend durchzuführen, ob der Hohlraum des zu kontrollierenden Hohlkörpers 103 die gewünschte Geometrie aufweist. Dazu werden die Hohlkörper 103 nach der erfolgten Reinigung und ggf. vor dem Trocknen von Flüssigkeit, vorzugsweise demineralisiertem Wasser durchspült und der Verlauf des Austrittstrahls kontrolliert. Weicht dieser von einem vorgegebenen Strahlverlauf ab, ist der Hohlkörper fehlerhaft und muss aussortiert werden.
Die 9 und 10 zeigen eine Ausführungsform einer Klemmfolie 118 mit verschieden Kreuzschlitzen 120a und 120b. Insbesondere 10 zeigt wie sich die Klemmfolie 118 an die Außenwand des Hohlkörpers 103 anschmiegt und somit die Fläche zwischen den Öffnungen 114a, 114b, 116 und der Hohlraumaußenwand minimiert, so dass bei dem Reinigungsprozess die Reinigungsflüssigkeit fast ausschließlich durch den Hohlrauminnenraum gefördert wird und somit eine effektivere Reinigung erzielt wird.
Die 11 zeigt den Linearhalter 102 in einer anderen Schnittdarstellung, in der der Hohlkörper 103 durch die Platten 114a, 114b und das Verschiebeelement 115 fixiert ist.
Die 12 und 13 zeigen Schnittdarstellungen durch den Linearhalter 102 entlang der Ebenen A-A und B-B. Dabei ist der sind verschieden Geometrien der Öffnungen 114a und 114b sowie der Öffnung 116 des Verschiebeelementes 115 dargestellt. Weiterhin ist dabei die Stellung der Platten 113a und 113b sowie des Verschiebeelementes ersichtlich, in welcher die Hohlkörper 103 so fixiert sind, dass sie zueinander parallel stehen. In dieser Position wird auch die Sichtkontrolle oder die automatisierte Kontrolle vorgenommen.
Bezugszeichenliste

1: Reinigungsbehälter
2: Einrichtung
2a: Einrichtung
3: Hohlkörper
5: Pumpeinrichtung
6: Längsachse
7: Mittel
8: Öffnung
9: Boden
11: Begrenzungsfläche
12: Mittel
13a: Platte
13b: Platte
14a: Öffnung
14b: Öffnung
15: Verschiebeelement
16: Öffnung
17: Lochplatte
18: Klemmfolie
19: Öffnungen
20: Schlitz
21: Förderverbindung
22: Mechanik
23: Reinigungsflüssigkeitsspiegel
102: Linearhalter
103: Hohlkörper
113a: Platte
113b: Platte
114a: Öffnung
114b: Öffnung
115: Verschiebeelement
116: Öffnung
117: Lochplatte
118: Klemmfolie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0822869 B1 [0015]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Einführung in die Ultraschalltechnik; J. Matuschek; VEB Verlag Technik Berlin, 1957, S. 95 ff. [0009]

Claims

Vorrichtung zum Reinigen von im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpern (3) mit a) einem Reinigungsbehälter (1) zur Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit und b) wenigstens einer Einrichtung (2) zur Aufnahme und Halterung wenigstens eines im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpers (3), c) einer Pumpeinrichtung (5) zum gepulsten Fördern der Reinigungsflüssigkeit, wobei der Reinigungsbehälter (1) dazu geeignet ist, die wenigstens eine Einrichtung (2) zur Aufnahme, Halterung und Fixierung wenigstens eines im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörpers (3) derart aufzunehmen, dass der wenigsten eine im Wesentlichen rohrförmige Hohlkörper (3) vollständig von Reinigungsflüssigkeit umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Reinigungsflüssigkeit entlang einer Längsachse (6) der im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper (3) in beiden Richtungen durch die Einrichtung (2) zu Fördern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (7) vorgesehen sind, die den Reinigungsbehälter (1) und/oder die Einrichtung (2) im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht zur Längsachse (6) mit Ultraschallwellen beaufschlagen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (7) Ultraschallgeber vorgesehen sind, die an den Begrenzungswänden des Reinigungsbehälters (1) derart angeordnet sind, dass Schallwellen in das Innere des Reinigungsbehälters (1) abstrahlbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) derart in dem Reinigungsbehälter (1) anordnenbar ist, dass die Längsrichtung (6) im Wesentliche parallel zur Richtung der Gravitationskraft orientiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigsten eine zweite Einrichtung (2a) vorgesehen ist, die mit der Pumpeinrichtung (5) und der wenigstens einen Einrichtung (2) derart verbunden ist, dass die Pumpeinrichtung (5) die Reinigungsflüssigkeit aus der wenigstens einen Einrichtung (2) ansaugt und mit Druck in die wenigsten eine Einrichtung (2a) mit Druck hinein fördert.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Pumpeinrichtung (5) eine Hubkolbenpumpe vorgesehen ist, die bei einer Kolbenbewegung die Reinigungsflüssigkeit aus einer der wenigsten einen Einrichtungen (2, 2a) ansaugt und in eine der wenigsten einen Einrichtung (2a, 2) mit Druck hinein fördert.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsbehälter (1) und die Einrichtung (2) senkrecht zur Längsrichtung (6) derart relativ zueinander bewegbar sind, dass jede den Mitteln (7) zugewandte Öffnungen (8) der Hohlkörper (3) zumindest zeitweise in Längsrichtung (6) direkt über einem der Mittel (7) platzierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (12) vorgesehen sind, welche die Schallwellen, die parallel zur Längsrichtung (6) und nicht durch die Einrichtung (2) verlaufen derart ablenken, dass auch diese Schallwellen durch die Einrichtung (2) laufen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel (12) Ablenkbleche vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) einen siebartigen Boden (9) aufweist, dessen siebartige Öffnungen derart gestaltet sind, dass die Hohlkörper (3) mit ihren die Öffnungen (8) enthaltenen Enden darauf abstellbar sind, ohne dass ein Durchrutschen der Hohlkörper (3) durch die Öffnungen des siebartigen Bodens (9) möglich ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (2) im wesentlichen parallel zur Längsrichtung (6) verlaufende Begrenzungsflächen (11) aufweist, welche massiv oder mit Öffnungen versehen ausgebildet sind.
Haltevorrichtung zum Fixieren von wenigstens einem im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörper (3) mit a) einem Gehäuse (10) b) einem Gehäuseboden c) zwei im wesentlich parallel zueinander orientierte und voneinander beabstandete Platten (13a, 13b), die Öffnungen (14a, 14b) zur Aufnahme des wenigstens einen im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpers (3) aufweisen, wobei die Öffnungen (14a, 14b) in Richtung einer Längsachse (6) des wenigstens einen im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpers (3) deckungsgleiche ausgebildet sind und d) ein zwischen den beiden Platten (13a, 13b) angeordnetes Verschiebeelement (15), welches eine gleiche Anzahl von und gleich angeordnete Öffnungen (16) aufweist wie die Platten (13a, 13b) und welches zwischen den Platten (13a, 13b) derart verschiebbar angeordnet ist, dass in einer ersten Position der wenigsten eine Hohlkörper (3) ohne Widerstand durch die Öffnungen (14a, 14b, 16) der Platten (13a, 13b) und des Verschiebeelementes (15) durchführbar ist und dass in einer zweiten Position der wenigsten eine Hohlkörper (3) fest fixiert ist, so dass er in seiner Längsrichtung nicht mehr verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden als siebartiger Boden ausgebildet ist, dessen siebartige Öffnungen derart gestaltet sind, dass die Hohlkörper (3) mit ihren die Öffnungen (8) enthaltenen Enden darauf abstellbar sind, ohne dass ein Durchrutschen der Hohlkörper (3) durch die Öffnungen des siebartigen Bodens (9) möglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseboden als Lochplatte (17) ausgebildet ist, in deren Öffnungen (19) der wenigstens eine im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpers (3) mit einem Ende derart einsteckbar ist, dass der wenigstens eine Hohlkörper (3) auch durch die Öffnungen (14a, 14b, 16) der Platten (13a, 13b) und des Verschiebeelementes (15) durchführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine flexible Klemmfolie (18) aufweist, die korrespondierend zu den entsprechend Öffnungen (14a, 14b, 16, 19) der Platten (13a, 13b), des Verschiebeelementes (15) und der Lochplatte (17) Schlitze (20) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (20) linear oder gekreuzt ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14a, 14b) der Platten (13a, 13b) derart ausgebildet sind, dass die Flächen zwischen dem wenigstens einem Hohlkörper (3) und der Öffnung (14a) der Platte (13a) kleiner ist als die Innenquerschnittsfläche des Hohlkörpers (3) senkrecht zur seiner Längsrichtung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14a, 14b, 16) in dem Bereich, in welchem in der zweiten Position des Verschiebeelementes (15) der wenigstens eine Hohlkörper (3) mit seiner äußeren Begrenzungsfläche an der Platte (13a) sowie dem Verschiebeelement (15) und ggf. der Platte (13b) anliegt, mit einer flexiblen Beschichtung versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (14a, 14b, 16) in dem Bereich, in welchem in der zweiten Position des Verschiebeelementes (15) der wenigstens eine Hohlkörper (3) mit seiner äußeren Begrenzungsfläche an der Platte (13a) sowie dem Verschiebeelement (15) und ggf. der Platte (13b) anliegt, in Richtung der Plattenebene federnde Elemente aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12 als eine Einrichtung (2, 2a) verwendet wird.
Verfahren zum Reinigen von im Wesentlichen röhrenförmigen Hohlkörpern (3) in einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 umfassend folgende Verfahrensschritte: a) Befüllen des Reinigungsbehälters (1) mit Reinigungsflüssigkeit b) Bestücken der wenigstens einen Einrichtung (2, 2a) mit wenigstens einem im Wesentlichen rohrförmigen Hohlkörper (3), wobei als Einrichtung (2, 2a) eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20 verwendet wird und das Verschiebeelement (15) in der ersten Position positioniert ist, wobei die Schritte a) und b) auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen können, c) sofern zwischen der wenigstens einen Einrichtung (2, 2a) und der Pumpeinrichtung noch keine Förderverbindung (21) besteht, Herstellen einer solchen Förderverbindung (21) d) Durchführen eines ersten Fördergangs mit pulsierendem Fördern der Reinigungsflüssigkeit unter Druck in die wenigstens eine Einrichtung (2, 2a), wobei sich das Verschiebeelement (15) in der ersten Position befindet, in welcher der wenigstens eine rohrförmige Hohlkörper (3) in der wenigstens einen Einrichtung (2, 2a) aufgenommen und gehalten aber noch nicht fixiert ist, e) Beenden des ersten Fördergangs, f) Überführen des Verschiebeelementes (15) von der ersten in die zweite Position, so dass der wenigstens eine rohrförmige Hohlkörper (3) in der wenigstens einen Einrichtung (2, 2a) nicht nur aufgenommen und gehalten, sondern auch fixiert ist, g) Durchführen eines zweiten Fördergangs mit pulsierendem Fördern der Reinigungsflüssigkeit unter Ansaugen aus der wenigstens einen Einrichtung (2, 2a), wobei sich das Verschiebeelement (15) wobei die Schritte e) und f) sowie f) und g) nicht nur nacheinander, sondern auch ineinander übergehend ausgeführt werden können, h) Beenden des zweiten Fördergangs und i) Überführen des Verschiebeelementes von der zweiten in die erste Position, wobei die Schritte h) und i) nicht nur nacheinander, sondern auch ineinander übergehend ausgeführt werden können,
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Schrittes i) die Schritte d) bis i) zwischen einem mal und zwanzig mal, vorzugsweise viermal, besonders bevorzugt zehn mal wiederholt werden.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt d) über einen Zeitraum von fünf Sekunden bis einer Minute, vorzugsweise über fünfzehn Sekunden durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt g) über einen Zeitraum von fünf Sekunden bis einer Minute, vorzugsweise über fünfzehn Sekunden durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass während der Schritte d) bis i) kontinuierlich, bzw. vorzugsweise zwischen den Schritten d) und g), hier besonders bevorzugt für fünfzehn Sekunden eine Ultraschallbestrahlung von den inneren Begrenzungswänden des Reinigungsbehälters (1) in die Reinigungsflüssigkeit erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbreitung der Ultraschallwellen im Wesentlichen parallel und/oder senkrecht zur Längsachse (6) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Ultraschallwellen für eine Grobreinigung zwischen 25 kHz und 45 kHz sowie für eine Feinreinigung zwischen 85 kHz und 130 kHz beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Schrittes i), ggf. nach dem in Anspruch 25 beschriebenen mehrmaligen Wiederholen der Schritte d) bis i), Reinigungsflüssigkeit und Einrichtung (2, 2a), nachdem der letzte Reinigungszyklus ggf. mit vollständig demineralisiertem Wasser durchgeführt wurde, von einander getrennt werden und ein Durchblasen der Einrichtung (2, 2a) mit vorzugsweise überhitztem Dampf durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschluss der Reinigung ein Durchblasen der Einrichtung (2, 2a) mit trockener Luft durchgeführt wird.