DE102013105141B4 - Reinigungsverfahren zur Reinigung von Bauteilen - Google Patents

Abstract

Reinigungsverfahren (100) zur Reinigung von Bauteilen (1), bei dem zunächst in einem Innenraum (21) eines Reinigungsgehäuse (2) zumindest ein Bauteil (1) befestigt wird, wobei nach dem Befestigen des Bauteils (1) im Innenraum (21) und nach einem Verschließen des Reinigungsgehäuses (2) von einer Stromtransportvorrichtung (3) ein Transportstrom (31) im Innenraum (21) erzeugt wird, wobei das Bauteil (1) zumindest teilweise im Transportstrom (31) angeordnet ist, wobei in einem weiteren Schritt ein Arbeitsstrom (4), der mittels zumindest einer Ionisationsvorrichtung (6) zur Ionisierung von Gas, insbesondere Luft, erzeugt wird, wobei die Ionisationsvorrichtung (6) den Arbeitsstrom (4) in einer vorgebbaren Pulsrate, insbesondere getaktet, auf das Bauteil (1) richtet, im Innenraum (21) zum Reinigen des Bauteils (1) von Schmutzpartikeln (5) auf das Bauteil (1) gerichtet wird und sich beide Ströme (31, 4) zumindest teilweise am Bauteil (1) überlagern, wobei über ein Auftreffen des Arbeitsstromes (4) auf das Bauteil (1) von diesem zumindest teilweise die Schmutzpartikel (5) von dem Bauteil (1) entfernt werden und diese durch den Transportstrom (31) unterdruckfrei vom Bauteil (1) weggetragen werden, wobei durch den Transportstrom (31) sowohl der Arbeitsstrom (4) als auch die entfernten Schmutzpartikel (5) aus dem Innenraum (21) des Reinigungsgehäuses (2) abgeführt werden.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsverfahren zum Reinigen von Bauteilen, bei dem zunächst in einem Innenraum eines Reinigungsgehäuses zumindest ein Bauteil befestigt wird, wobei nach dem Befestigen des Bauteils im Innenraum und nach einem Verschließen des Reinigungsgehäuses von einer Stromtransportvorrichtung ein Transportstrom im Innenraum erzeugt wird, wobei das Bauteil zumindest teilweise im Transportstrom angeordnet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Bauteilen.
• Reinigungsverfahren zum Reinigen von Bauteilen sind aus den Druckschriften US 5, 853,962 A , US 5,766,061 A und US 2010/0 017 977 A1 bekannt.
• Es sind daher Reinigungsverfahren zur Reinigung von Bauteilen bekannt, bei denen in einen Innenraum eines Reinigungsgehäuses zunächst ein zu reinigendes, beispielsweise mit Schmutzpartikeln verunreinigtes Bauteil angeordnet und dort befestigt wird. Im nächsten Schritt wird beispielsweise ionisierte Luft in Form eines Luftstrahls auf die zu reinigenden Bauteile gerichtet, wobei der Luftstrom beim Auftreffen auf eine Außenfläche der Bauteile von der Außenfläche der Bauteile die Schmutzpartikel zumindest teilweise abträgt. Nach dem Abtragen wird die ionisierte Luft zusammen mit den Schmutzpartikeln über beispielsweise eine Abzugsvorrichtung, d.h. unter Verwendung eines Unterdrucks, aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abgetragen. Mit anderen Worten, wird im Stand der Technik zur Reinigung derartiger Bauteile ein einziger Luftstrom verwendet, der über ein Auftreffen auf den Außenflächen des Bauteils die Schmutzpartikel vom Bauteil entfernt und über Abzugsvorrichtungen aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abgesaugt wird.
• Derartige, bereits aus dem Stand der Technik bekannte Reinigungsverfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese nicht innerhalb eines Reinraums, beispielsweise im Rahmen einer sterilen Fertigung von medizinischen Produkten, welche einem hohen hygienischen Standard genügen müssen, Verwendung finden können. Dies liegt unter anderem darin begründet, dass durch die Verwendung nur eines Luftstroms und des damit verbundenen Absaugens über eine Unterdruckwirkung dieser Luftstrom durch Verwirbelungen beim Auftreffen auf das Bauteil die Schmutzpartikel, welche sich spätestens nach dem Auftreffen auf das Bauteil zumindest teilweise im Luftstrom befinden, aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses austreten können und den Reinraum zumindest teilweise kontaminieren. Dies liegt zum einen an der Ungerichtetheit des Luftstroms, welcher den Innenraum des Reinigungsgehäuses als Ganzes durchflutet, und damit besonders großflächige oder großräumige Verwirbelungen der Schmutzpartikel verursacht, und zum Anderen daran, dass auch das darauffolgende Absaugen des mit Schmutzpartikeln kontaminierten Luftstroms ebenso im Wesentlichen ungerichtet ist, so dass eine Kontrolliertheit des Wegtransportierens in derartigen Reinigungsverfahren umfassend nur einen Luftstrom, sehr gering ist. Bestenfalls könnte ein derartiges aus dem Stand der Technik bekanntes Reinigungsverfahren in einem solchen Reinraum dann Anwendung finden, wenn das Reinigungsgehäuse gegenüber der Reinraumatmosphäre möglichst partikel- und/oder luftdicht verschlossen ist. Dies ist jedoch unter Verwendung nur eines Luftstromes nicht möglich, da durch das Unterdruckabsaugen innerhalb des Reinigungsgehäuses automatisch ein Unterdruck entstehen würde der jedoch zumindest dauerhaft aufgrund der „Versiegelung“ des Innenraums nicht aufrecht erhalten werden könnte. Eine Luftzirkulation und ein damit einhergehender Abtransport der Schmutzpartikel von dem Bauteil würden damit gezwungenermaßen vollständig zum Erliegen kommen.
• Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reinigungsverfahren zur Reinigung von Bauteilen anzugeben, mittels dessen in besonders einfacher und kostengünstiger Art und Weise ein verbessertes Reinigungsverfahren angegeben werden kann, welches insbesondere in einem Reinraum Verwendung finden kann, bei dem von zu reinigenden Bauteilen entfernte Schmutzpartikel gerichtet aus einem Reinigungsgehäuse entfernt werden können, ohne, dass diese in eine das Reinigungsgehäuse umgebende Umgebungsatmosphäre gelangen.
• Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
• Um nun ein Reinigungsverfahren zur Reinigung von Bauteilen anzugeben, bei dem über ein kontrolliertes Abtragen von Schmutzpartikeln es in einfacher und kostengünstiger Art und Weise vermieden wird, dass die Schmutzpartikel, welche von einem Bauteil abgetragen wurden, in eine Umgebungsatmosphäre gelangen, und dieses Reinigungsverfahren in einem Reinraum Anwendung finden kann, macht die vorliegende Erfindung unter anderem von der Idee Gebrauch, nach dem Verschließen des Reinigungsgehäuses und einem Einleiten eines Transportstroms in den Innenraum, in einem weiteren Schritt einen Arbeitsstrom im Innenraum zum Reinigen des Bauteils von Schmutzpartikeln auf das Bauteil zu richten, wobei sich beide Ströme zumindest teilweise am Bauteil überlagern und über ein Auftreffen des Arbeitsstromes auf das Bauteil von diesem zumindest teilweise die Schmutzpartikel von dem Bauteil entfernt werden. Dabei werden die Schmutzpartikel durch den Transportstrom unterdruckfrei vom Bauteil weggetragen, wodurch durch den Transportstrom sowohl der Arbeitsstrom als auch die entfernten Schmutzpartikel aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abgeführt werden.
• Erfindungsgemäß wird der Arbeitsstrom mittels zumindest einer Ionisationsvorrichtung zur Ionisierung von Gas, insbesondere von Luft, erzeugt.
• Dazu ist denkbar, dass Ausleitelemente der Ionisationsvorrichtung innerhalb des Innenraums befestigt sind und die restlichen Bauelemente der Ionisationsvorrichtung, beispielsweise eine Einleitpumpe zum Einleiten des Arbeitsstroms in den Innenraum des Reinigungsgehäuses, außerhalb oder am Reinigungsgehäuse befestigt sind. Insbesondere ist denkbar, dass die Ionisationsvorrichtung zur Ionisierung von Gas zunächst Umgebungsluft, beispielsweise gefilterte Umgebungsluft ansaugt und diese mittels eine Ionisationsmittels zumindest teilweise in ionisiertes Gas umwandelt, so dass mittels der Ausleitvorrichtung der Ionisationsvorrichtung dieses umgewandelte Gas in den Innenraum des Reinigungsgehäuses als Arbeitsstrom gerichtet und vorgebbar auf das Bauteil auftrifft.
• Weiter erfindungsgemäß richtet die Ionisationsvorrichtung den Arbeitsstrom in vorgebbarer Pulsrate, insbesondere getaktet, auf das Bauteil.
• „Pulsrate“ bedeutet in diesem Zusammenhang eine Anzahl von Pulsen des Arbeitsstroms pro Zeiteinheit.
• Denkbar ist auch, dass der Arbeitsstrom beispielsweise in Hinblick auf die Einleitgeschwindigkeit sich periodisch von einem Minimalwert zu einem Maximalwert verändert, wobei die absolute Ausleitgeschwindigkeit des Arbeitsstroms und auch die absolute Zeitdauer, d.h. die Periodendauer des Arbeitsstroms, vorgebbar durch Einstellung der Ionisationsvorrichtung und/oder Einstellung der Ionisationsdüse eingestellt werden kann.
• Mittels der hier beanspruchten pulsartigen Ausgestaltung des Arbeitsstroms wird es daher ermöglicht, dass ein besonders hoher Anteil der Schmutzpartikel von dem Bauteil entfernt werden kann. Es wurde nämlich überraschend die Erfahrung gemacht, dass statt eines homogenen, beispielsweise konstant hohen Arbeitsdrucks des Arbeitsstroms, über eine sich in seitlicher Hinsicht verändernde Druckbelastung des Arbeitsstroms auf das Bauteil sich ein höherer Anteil an Schmutzpartikeln von dem Bauteil entfernen lässt.
• Insofern umfasst das vorliegende Verfahren sowohl den Transportstrom als auch den Arbeitsstrom, wobei der Transportstrom lediglich zum Führen des Arbeitsstromes innerhalb des Innenraums des Reinigungsgehäuses vorgesehen ist. Insbesondere kann es sich bei dem Arbeitsstrom um ionisierte Luft handeln, welche beispielsweise mit einem beaufschlagten Vordruck auf das Bauteil gerichtet wird. Sobald die Schmutzpartikel von dem Bauteil entfernt werden, werden diese von dem Transportstrom erfasst und mitgerissen, um unmittelbar von dem Bauteil weggeführt zu werden. Eine derartige Trennung des Verfahrens in zwei voneinander unterschiedliche (Luft)Ströme und deren zumindest teilweise Überlagerung am Bauteil führt daher zu einer Minimierung von Verwirbelungen am oder im Bereich des Bauteils und zudem auf einen Verzicht der Implementierung eines Unterdrucks zum Abtransport der Schmutzpartikel von dem Bauteil, da, wie bereits obig erwähnt, die Schmutzpartikel, statt über einen Unterdruck, ausschließlich von dem Transportstrom von dem Bauteil wegbewegt werden.
• Insofern können über eine ebenso spezielle Modulierung und Einstellung des Transportstroms sowohl in Hinblick auf dessen Strömungsgeschwindigkeit, als auch in Hinblick auf dessen Strömungsquerschnitt je nach Bedarf und individuell die einzelnen Abtransporteigenschaften des Transportstroms eingestellt und den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend angepasst werden. Mittels des hierbei beschriebenen, kontrollierten und gerichteten Abtransports der Schmutzpartikel von dem Bauteil wird daher insbesondere auch vermieden, dass die vom Bauteil abgetragenen Schmutzpartikel sich unkontrolliert innerhalb des Innenraums des Reinigungsgehäuses verteilen, wodurch gleichzeitig ebenso die Gefahr minimiert wird, dass die abgetragenen Schmutzpartikel aus dem Inneren des Reinigungsgehäuses entweichen können. Insbesondere ist daher das vorliegende Reinigungsverfahren zur Reinigung von Bauteilen zur Anwendung innerhalb eines Reinraums geeignet.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird bei einem Reinigungsverfahren zur Reinigung von Bauteilen zunächst in einem Innenraum eines Reinigungsgehäuses zumindest ein Bauteil befestigt, wobei nach dem Befestigen des Bauteils im Innenraum und nach einem Verschließen des Reinigungsgehäuses von einer Stromtransportvorrichtung ein Transportstrom im Innenraum erzeugt wird, wobei das Bauteil zumindest teilweise im Transportstrom angeordnet ist. In einem weiteren Schritt wird ein Arbeitsstrom im Innenraum zum Reinigen des Bauteils von Schmutzpartikeln auf das Bauteil gerichtet, wobei sich beide Ströme zumindest teilweise am Bauteil überlagern, und wobei über ein Auftreffen des Arbeitsstroms auf das Bauteil von diesem zumindest teilweise die Schmutzpartikel von dem Bauteil entfernt werden und diese durch den Transportstrom unterdruckfrei vom Bauteil weggetragen werden, wobei durch den Transportstrom sowohl der Arbeitsstrom als auch die entfernten Schmutzpartikel aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abgeführt werden.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Stromtransportvorrichtung zumindest eine Zustromleitung und zumindest eine Abstromleitung, wobei über die innerhalb des Innenraums mündende Zustromleitung der Transportstrom in den Innenraum eingeleitet wird und über die innerhalb des Innenraums beginnende Abstromleitung sowohl der Transportstrom und der Arbeitsstrom als auch die entfernten Schmutzpartikel aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abgeführt werden. Insofern ist eine in sich geschlossene Zu- und Abstromvorrichtung geschaffen, so dass auf besonders einfache Art und Weise unterdruckfrei, ausschließlich durch die Bewegung des Transportstroms am oder im Bereich des Bauteils die von dem Arbeitsstrom entfernten Schmutzpartikel weggetragen und in Richtung einer im Innenraum befindlichen Öffnung der Abstromleitung mittels des Transportstroms transportiert werden.
• Mit anderen Worten, werden in einem derart in sich geschlossenen System sowohl die Schmutzpartikel als auch der Arbeitsstrom von dem Transportstrom mitgerissen, so dass im vorliegenden System auf die Erzeugung eines bloßen Unterdrucks zum Wegbewegen der Schmutzpartikel von den Bauteilen vollständig verzichtet ist. Ein derartig kontrolliertes und gerichtetes Abtragen der Schmutzpartikel von den Bauteilen ermöglicht es daher, dass die Schmutzpartikel nicht beispielsweise durch unerwünschte zusätzliche Luftverwirbelungen am oder im Bereich des Bauteils weit von diesem weggetragen werden und in einen Reinraum gelangen können, so dass das hier beschriebene Verfahren besonders vorteilhaft innerhalb eines Reinraums zur Anwendung kommen kann.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Reinigungsgehäuse hermetisch gegenüber einer Umgebungsatmosphäre verschlossen. „Hermetisch“ heißt, dass nach dem Anordnen des Bauteils innerhalb des Innenraums und einem sich anschließenden Verschließen des Reinigungsgehäuses dieses insbesondere partikeldicht gegenüber einer Umgebungsatmosphäre des Reinigungsgehäuses abschließbar ist oder abgeschlossen wird. Durch eine derartige Versiegelung gegenüber der Umgebungsatmosphäre des Reinigungsgehäuses wird sichergestellt, dass aus dem beispielsweise in einem Reinraum angeordneten Reinigungsgehäuse möglichst wenig oder gar keine Schmutzpartikel austreten können.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Stromtransportvorrichtung zur Erzeugung des Transportstroms zumindest eine Abluftpumpe. Bei der Abluftpumpe kann es sich um eine Pumpe handeln, welche im Bereich oder innerhalb der Abstromleitung angeordnet ist, oder zumindest mit der Abstromleitung im Eingriff steht und den Transportstrom, welcher über beispielsweise die Zustromleitung in den Innenraum des Reinigungsgehäuses eingeleitet wird, abpumpt oder beispielsweise anzieht, so dass eine Luftzirkulation zur Erzeugung des Transportstroms über die Abluftpumpe im Innenraum des Reinigungsgehäuses erzeugt werden kann.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Bauteil vollständig innerhalb des Transportstroms angeordnet. Über eine derartige Anordnung wird vorteilhaft gewährleistet, dass ein möglichst hoher Anteil der von dem Bauteil gelösten Schmutzpartikel von dem Transportstrom umfasst wird und von diesem von dem Bauteil gerichtet weggetragen werden kann. Insofern wird zudem vermieden, dass die von dem Bauteil entfernten Schmutzpartikel sich in unerwünschter Weise im Innenraum des Reinigungsgehäuses verteilen. Vielmehr werden unmittelbar nach dem Abtragen von dem Bauteil die Schmutzpartikel vollständig von dem Transportstrom erfasst und von diesem in Richtung der Abstromleitung geführt, um aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abtransportiert werden zu können.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Ionisationsvorrichtung zur Ionisierung von Gas zumindest eine Ionisationsdüse zum gerichteten Bestrahlen des Bauteils mit dem ionisierten Gas auf. Insbesondere kann die Ionisationsvorrichtung auch zwei, drei oder mehrere Ionisationsdüsen, welche entweder händisch und/oder mit einer Modulierungseinrichtung in ihrer individuellen Abstrahlrichtung jeweils eingestellt werden können, aufweisen. Zum Beispiel ist denkbar, dass, für den Fall, dass die Ionisationsvorrichtung zwei oder mehr Ionisationsdüsen aufweist, eine Ionisationsdüse auf beispielsweise einen unteren Bereich des Bauteils gerichtet ist und eine weitere Ionisationsdüse entsprechend auf einen oberen Bereich des Bauteils gerichtet ist, so dass sich beide Ionisationsdüsen ihren Aufgabenbereich aufteilen, wodurch nicht nur eine besonders effiziente Entfernung der Schmutzpartikel von dem Bauteil erreicht wird, sondern auch eine Zeitersparnis geschaffen wird, welche das ganze hier beschriebene Verfahren zudem kostengünstig realisierbar macht.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der Arbeitsstrom und / oder der Transportstrom dazu eingerichtet, Schmutzpartikel eines durchschnittlichen Durchmessers von zumindest 50 Mikrometern zu entfernen. „Dazu eingerichtet“ heißt in diesem Zusammenhang, dass der Arbeitsstrom und / oder der Transportstrom mit ihrer Stromgeschwindigkeit und / oder ihrem Auftreffdruck auf das Bauteil derart eingestellt sind, dass sowohl derartige Schmutzpartikel eines durchschnittlichen Durchmessers von zumindest 50 Mikrometern von einer Außenfläche des jeweiligen Bauteils entfernt werden können, als auch durch den Transportstrom gerichtet und kontrolliert aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abgeführt werden können, ohne dass beispielsweise nach dem Entfernen der Schmutzpartikel diese in unkontrollierter Art und Weise im Innenraum des Reinigungsgehäuses umherwirbeln und sich beispielsweise an Innenkanten des Innenraums des Reinigungsgehäuses ablagern können. Allerdings kommen auch Schmutzpartikel von wenigstens 5 Mikrometern bis höchstens 50 Mikrometern Durchmesser insbesondere zur Anwendung in einer Reinraumklasse „GMP Class C“ zur Anwendung.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Reinigungsgehäuse zumindest einen öffenbaren Deckel auf, der eine Öffnung des Reinigungsgehäuses während eines Einleitens des Transportstroms in den Innenraum verschließt und geöffnet werden kann, um das Bauteil durch die Öffnung hindurch im Innenraum zu befestigen, oder aus diesem zu entfernen. Mit anderen Worten handelt es sich bei einem derartigen Deckel um einen solchen Deckel, mittels dem das Reinigungsgehäuse verschließbar, vorzugsweise hermetisch gegen eine Umgebungsatmosphäre, verschließbar ist. Denkbar ist, dass zu Beginn des Reinigungsverfahrens zunächst der Deckel des Reinigungsgehäuses von der Öffnung des Reinigungsgehäuses, beispielsweise mittels eines innerhalb des Reinigungsgehäuses oder außerhalb des Reinigungsgehäuses angeordneten Aktors, zumindest teilweise entfernt wird und in einem nächsten Schritt das Bauteil, beispielsweise mittels innerhalb des Innenraums angeordneten Klammer- und Befestigungselementen, im Innenraum des Reinigungsgehäuses befestigt wird, wobei nach dem Befestigen zunächst der Deckel in die Öffnung eingepasst wird und / oder der Deckel vollständig überlappend mit der Öffnung angeordnet wird und im nächsten Schritt der Deckel über der Öffnung verschlossen wird. Erst nach dem Verschließen der Öffnung mit dem Deckel wird der Transportstrom im Innenraum des Reinigungsgehäuses erzeugt und / oder eingeleitet und danach mit der Erzeugung des Arbeitsstroms weiterverfahren. Mit einer derartigen Inbetriebnahmesequenz ist daher sichergestellt, dass zum Einen während des Entfernens der Schmutzpartikel vom Bauteil keine Schmutzpartikel beispielsweise in eine Umgebungsatmosphäre des Reinigungsgehäuses, beispielsweise einen Reinraum, gelangen, und zum Anderen die Schmutzpartikel gerichtet und kontrolliert von dem Transportstrom erfasst werden, sobald diese von dem Bauteil mittels des Arbeitsstroms entfernt sind.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann der Deckel mittels zumindest eines Aktors, insbesondere eines pneumatischen Aktors, aus der Öffnung bewegt werden. Beispielsweise kann es sich bei dem Aktor um einen Hebemechanismus handeln, der zumindest ein Hebeelement und / oder zumindest einen elektrisch betriebenen Hebemotor umfasst, mittels dem automatisch oder halbautomatisch der Deckel vorgebbar von der Öffnung zumindest teilweise entfernt werden kann. Insbesondere ist es mittels des hier beschriebenen Aktors ermöglicht, dass das Reinigungsverfahren zur Anwendung in einem beispielsweise vollautomatischen Reinigungsprozess Verwendung finden kann, bei dem über eine vollautomatische Steuerung des Aktors der Deckel im Rahmen eines Serienreinigungsprozesses entfernt und wieder über die Öffnung gebracht werden kann, ohne dass beispielsweise der Aktor händisch bewegt werden müsste. Ein derartiger Aktor ermöglicht es daher, in besonders einfacher Art und Weise, das Reinigungsverfahren in einem kosten- und zeitsparenden vollautomatischen Reinigungsverfahren Anwendung finden zu lassen.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet der Deckel zumindest einen Teil eines Dachbereichs des Reinigungsgehäuses, wobei der Dachbereich zumindest stellenweise in einer horizontalen Richtung in einem vorgebbaren Winkel geneigt ist. Dabei bildet der Dachbereich ein zwei- oder dreidimensionales Gebiet des Reinigungsgehäuses aus, welches in einer Draufsicht auf das Reinigungsgehäuse vollständig für einen Betrachter sichtbar und erkennbar ist. Horizontale Richtung ist dabei eine Richtung, senkrecht zu einer Radialachse zum Erdmittelpunkt. Insbesondere ist in einer derartigen Ausgestaltung des Deckels als ein Teil des Dachbereichs des Reinigungsgehäuses ermöglicht, dass beispielsweise nach dem Verschließen der Deckel passgenau in der Öffnung eingefügt ist und nach dem Einfügen eine Außenfläche des Dachbereichs des Reinigungsgehäuses beispielsweise eben ist und daher die Außenfläche des Reinigungsgehäuses weder Unterbrechungen noch Unebenheiten aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass das hier beschriebene Reinigungsgehäuse besonders geeignet zur Aufstellung innerhalb eines Reinraums ist, da in einem Reinraum zum Abtransport von eventuell im Reinraum entstehenden oder in den Reinraum hineingetragenen unerwünschten Verunreinigungen stets ein Luftstrom vorgegebener Geschwindigkeit durchgeleitet wird und durch ein derartiges Neigen des Dachbereichs gegenüber der horizontalen Richtung, wobei die Neigung in Richtung der Strömungsrichtung innerhalb des Reinraums orientiert ist, Luftverwirbelungen, insbesondere im Bereich hinter dem Reinigungsgehäuse, d.h. also im Strömungsschatten des Reinigungsgehäuses, vermieden werden, so dass dadurch unerwünschte Verwirbelungen und Luftturbulenzen innerhalb des Reinraums unterbunden werden, um so in möglichst geringem Maße eine homogene Luftzirkulation innerhalb des Reinraums erhalten zu können.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Reinigungsgehäuse in einer Draufsicht und / oder der Innenraum rund oder oval ausgebildet. In einer derartigen Ausführungsform wird sichergestellt, dass beispielsweise neben der obig beschriebenen Neigung des Dachbereichs des Reinigungsgehäuses zudem Seitenflächen des Reinigungsgehäuses möglichst geringe Luftverwirbelungen im Luftschatten erzeugen, so dass der geneigte Dachbereich und beispielsweise das hier beschriebene Reinigungsgehäuse zusammen mit der runden oder ovalen Ausführung in einem Synergieeffekt münden um so möglichst effizient unerwünschte Luftverwirbelungen innerhalb des Reinraums zu vermeiden.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest ein Sensorelement zur Detektion einer Anwesenheit des Bauteils im Innenraum angeordnet, wobei das Sensorelement derart eingerichtet und in Rückkopplung mit der Stromtransportvorrichtung ist, dass erst bei einer Detektion eines Bauteils innerhalb des Innenraums der Transportstrom und / oder der Arbeitsstrom zugeführt werden oder werden können. Ein derartiges Sensorelement stellt daher sicher, dass nur bei einer tatsächlichen Befestigung des Bauteils innerhalb des Innenraums ein Transportstrom eingeleitet werden kann, wobei Voraussetzung für das Einleiten des Transportstroms ein vorzugsweise vollständiges Verschließen der Öffnung durch den Deckel ist. Insofern wird verhindert, dass beispielsweise durch irgendwelche Verfahrensfehler durch den Bediener ein Transportstrom und / oder der Arbeitsstrom im Innenraum des Reinigungsgehäuses erzeugt wird, ohne dass ein Bauteil darin angeordnet ist und / oder ohne dass der Deckel die Öffnung vollständig, beispielsweise hermetisch, verschließt.
• Es wird darüber hinaus eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Bauteilen angegeben. Beispielsweise kann mittels der hier beschriebenen Reinigungsvorrichtung ein Reinigungsverfahren unternommen werden, wie es in Verbindung von einem oder mehreren der oben ausgeführten Ausführungsformen beschrieben ist. D.h., die für das hier beschriebene Verfahren aufgeführten Merkmale sind auch für die hier beschriebene Reinigungsvorrichtung offenbart und umgekehrt.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Reinigungsvorrichtung zur Reinigung von Bauteilen ein Reinigungsgehäuse mit zumindest einem Innenraum, in dem zumindest ein Bauteil befestigbar ist, wobei nach dem Befestigen des Bauteils im Innenraum und nach einem Verschließen des Reinigungsgehäuses von einer Stromtransportvorrichtung ein Transportstrom im Innenraum erzeugbar ist, wobei das Bauteil zumindest teilweise im Transportstrom anordenbar ist. Dabei ist ein mittels zumindest einer Ionisationsvorrichtung (6) zur Ionisierung von Gas, insbesondere Luft, erzeugter Arbeitsstrom im Innenraum zum Reinigen des Bauteils von Schmutzpartikeln mittels der Ionisationsvorrichtung in einer vorgebbaren Pulsrate, insbesondere getaktet, auf das Bauteil richtbar, wobei sich beide Ströme zumindest teilweise am Bauteil überlagern können, und wobei über ein Auftreffen des Arbeitsstroms auf das Bauteil von diesem zumindest teilweise die Schmutzpartikel entfernbar sind und diese durch den Transportstrom vom Bauteil wegtragbar sind. Dabei sind durch den Transportstrom sowohl der Arbeitsstrom als auch die entfernten Schmutzpartikel aus dem Innenraum des Reinigungsgehäuses abführbar.
• Im Folgenden wird das hier beschriebene Reinigungsverfahren, sowie die hier beschriebene Reinigungsvorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.
• Die 1A bis 1F zeigen in verschiedenen perspektivischen Seiten- und Draufansichten ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Reinigungsvorrichtung, mittels der ein hier beschriebenes Reinigungsverfahren zur Reinigung von Bauteilen durchgeführt wird.
• In dem Ausführungsbeispiel und den dazugehörigen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. In der 1A ist anhand einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Reinigungsvorrichtung 1000 gezeigt, mittels der ein hier beschriebenes Reinigungsverfahren 100 durchgeführt wird. Dabei ist erkennbar, dass ein Bauteil 1, bei dem es sich beispielsweise um ein Septum und / oder ein sonstiges im medizinischen Bereich Anwendung findendes Bauteil handelt, angeordnet ist. Dazu ist das Bauteil 1 auf einer angeschrägten Arretierebene 1B eines Werkstückhalters 10B angeordnet, so dass das Bauteil 1 dauerhaft und vorgebbar auf dieser zu einer horizontalen Richtung H angeschrägten Arretierebene 1B mittels Befestigungselementen 1A angeordnet ist. Dabei ist wiederum der gesamte Werkstückhalter auf einem länglich ausgebildeten Halterungselement 1C, welches in einen Innenraum 21 eines Reinigungsgehäuses 2 der Reinigungsvorrichtung 1000 hineinragt, montiert, so dass vorliegend das Bauteil 1 in etwa mittig innerhalb des Innenraums 21 des Reinigungsgehäuses 2 angeordnet ist. Das Reinigungsgehäuse 2 kann mit einem Kunststoff, beispielsweise einem Polycarbonat, gebildet sein. Dazu kann das Reinigungsgehäuse 2 mit mehreren Bauteilen gebildet sein, welche über beispielsweise Klebenähte miteinander verbunden sind. Gegenüber einer Umgebungsatmosphäre kann die Reinigungsvorrichtung 2 über zumindest einen Dichtring an Flanschbereichen abgedichtet sein.
• Dabei ist in der 1A ein Deckel 21A zum Verschließen einer Öffnung 21B eines Dachbereichs 2A des Reinigungsgehäuses 2 in einem geöffneten Zustand gezeigt. Zur Detektion einer Anwesenheit und/oder eines ausreichend fest montierten Bauteils 1 ist im Innenraum 21 eine Sensorelement 8 befestigt, welches insbesondere auch dazu eingerichtet sein kann, zu erfassen, ob der Deckel 21A die Öffnung 21B des Reinigungsgehäuses 2 vollständig, vorzugsweise hermetisch, verschließt. Dabei weist der Dachbereich 2A einen gegen die horizontale Richtung H in einem vorgebbaren Winkel (beispielsweise zu einem Maschinenschutz nach außen hin abfallend) geneigten Bereich auf, so dass es ermöglicht wird, möglichst verwirbelungsfreie Reinstluft des Reinraums an der Reinigungsvorrichtung 1000 vorbeizuleiten, so dass eine Strömungsmechanik innerhalb des Reinraums durch die Anwesenheit der Reinigungsvorrichtung 1000 möglichst wenig gestört wird. Dazu ist das Reinigungsgehäuse 2 in vorliegender Form in einer Draufsicht rund ausgestaltet, so dass eventuell störende Kanten und / oder Ecken, welche zu Verwirbelungen innerhalb eines Reinraums führen, vermieden werden. Insbesondere ist der Deckel 21A von der Öffnung 21B des Reinigungsgehäuses 2 mittels eines Aktors 7 weggehoben und damit seitlich entfernt. Bei dem Aktor 7 kann es sich um einen solchen Aktor 7 handeln, welcher insbesondere eine Führungsschiene 71 aufweist, entlang der der Deckel 21A entlanggleiten kann, so dass über eine Gleit- und / oder Hubbewegung der Deckel 21A besonders einfach und elegant und darüber hinaus zeitsparend von der Öffnung 21B entfernt und dann in dieser, beispielsweise im Rahmen eines vollautomatischen Verfahrens, wieder eingefügt werden kann.
• In der 1B ist die in der 1A gezeigte Reinigungsvorrichtung 1000 in einer weiteren schematisch perspektivischen Seitenansicht ohne das hier beschriebene Reinigungsgehäuse 2 gezeigt, so dass der Blick frei auf das Bauteil 1 sowie eine Ionisationsvorrichtung 6 umfassend hier beschriebene Ionisationsdüsen 61 gegeben ist. Wiederum ist aus der 1B der an der Führungsschiene 71 des Aktors 7 befestigte Deckel 21A erkennbar, welcher durch eine Gleitbewegung in die Öffnung 21B des Reinigungsgehäuses eingelegt werden kann. Dazu weist der Deckel 21A und / oder der Randbereich der Öffnung 21B Dichtelemente, beispielsweise in Form von Dichtgummis auf, welche ein vorzugsweise hermetisches Versiegeln im geschlossenen Zustand des Reinigungsgehäuses 2 nach dem Ablegen und einem Einpassen des Deckels 21A in die Öffnung 21B des Reinigungsgehäuses 2 ermöglicht.
• In der 1C ist detailliert ein Beispiel eines Stromflusses im Betrieb der Reinigungsvorrichtung 1000, d.h. im geschlossenen Zustand, gezeigt. Dazu ist der Deckel 21A vollständig in die Öffnung 21B des Reinigungsgehäuses 2 eingelegt und verschließt das Reinigungsgehäuse 2 zu einer Umgebungsatmosphäre hermetisch.
• Nach dem Verschließen wird zunächst ein Transportstrom 31 (beispielsweise gefilterte Reinstluft) über eine in den Innenraum 21 mündende Zustromleitung 3A in den Innenraum 21 eingeleitet. Die Zustromleitung 3A ist Teil einer Stromtransportvorrichtung 3. Insbesondere wird in dem Ausführungsbeispiel der Transportstrom 31 innerhalb einer Innenführung 31A innerhalb des Innenraums 21 nach oben in Richtung des Bauteil 1 geleitet und erst in einem Nahbereich über dem Bauteil 1 auf dieses freigegeben. Über die Ionisationsvorrichtung 6 und insbesondere über die Ionisationsdüse 61 wird ein Arbeitsstrom 4 in den Innenraum 21 eingeleitet und ebenso auf das Bauteil 1 gerichtet. Die Stromtransportvorrichtung 3 umfasst zudem eine Abstromleitung 3B, über welche sowohl der Transportstrom 31 und der Arbeitsstrom 4 als auch die vom Arbeitsstrom 4 vom Bauteil 1 entfernten Schmutzpartikel 5 aus dem Innenraum 21 des Reinigungsgehäuses 2 über eine Abluftpumpe 9 abgeführt werden können. Dabei ist ebenso aus der 1C erkennbar, dass der Arbeitsstrom 4 beispielsweise mittels eines ausreichend hohen Drucks und / oder einer ausreichend hohen Abtraggeschwindigkeit auf eine Außenfläche des Bauteils 1 gerichtet wird, wobei sich wie vorliegend aus der 1C angedeutet, beide Ströme 31, 4 vollständig am Bauteil 1 überlagern, so dass das Bauteil 1 wiederum vollständig im Transportstrom 31 angeordnet ist. Dies stellt sicher, dass möglichst viele Schmutzpartikel 5 unmittelbar und gerichtet in die Abstromleitung 3B abgeführt werden können. Mit anderen Worten, werden die von dem Bauteil 1 abgetragenen Schmutzpartikel 5 durch den Transportstrom 31 mitgerissen, so dass die vorliegende Erfindung ein Wegtransportieren der Schmutzpartikel unterdruckfrei ermöglicht.
• Insofern ist über die Aufteilung der Luftströme in zwei separate voneinander getrennte Ströme 31, 4, d.h. des Transportstroms 31 und des Arbeitsstroms 4, eine effiziente Aufgabenteilung aus zunächst einem Entfernen der Schmutzpartikel 5 von dem Bauteil 1 mittels des Arbeitsstroms 4 und einem anschließenden Wegtransportieren der vom Bauteil 1 gelösten Schmutzpartikel 5 durch den Transportstrom 31 angeboten.
• In den 1D bis 1F ist in weiteren schematisch perspektivischen Ansichten die in den 1A bis 1C gezeigte Reinigungsvorrichtung 1000 zum Reinigen des Bauteils 1 gezeigt, wobei in jeder, der in diesen Figuren gezeigten schematischen Ansichten, entweder das verschlossene Reinigungsgehäuse 2 gezeigt ist, oder aber besonders einfach, die hier beschriebene Ionisationsvorrichtung 6 umfassend die Ionisationsdüse 61 erkennbar ist. In den 1E und 1F ist zudem ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Ionisationsdüsen aufgeführt.
• Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal, sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal, oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
• Bezugszeichenliste

1

Bauteil

1A

Befestigungselement

1B

Arretierebene

1C

Halterungselement

2

Reinigungsgehäuse

2A

Dachbereich des Reinigungsgehäuses

3

Stromtransportvorrichtung

3A

Zustromleitung

3B

Abstromleitung

4

Arbeitsstrom

5

Schmutzpartikel

6

Ionisationsvorrichtung

7

Aktor

8

Sensorelement

21

Innenraum

21A

Deckel

21B

Öffnung

31

Transportstrom

31A

Transportkanal

61

Ionisationsdüse(n)

71

Führungsschiene

8

Sensorelement

9

Abluftpumpe

10B

Werkstückhalter

100

Reinigungsverfahren

1000

Reinigungsvorrichtung

Claims (13)

1. Reinigungsverfahren (100) zur Reinigung von Bauteilen (1), bei dem zunächst in einem Innenraum (21) eines Reinigungsgehäuse (2) zumindest ein Bauteil (1) befestigt wird, wobei nach dem Befestigen des Bauteils (1) im Innenraum (21) und nach einem Verschließen des Reinigungsgehäuses (2) von einer Stromtransportvorrichtung (3) ein Transportstrom (31) im Innenraum (21) erzeugt wird, wobei das Bauteil (1) zumindest teilweise im Transportstrom (31) angeordnet ist, wobei in einem weiteren Schritt ein Arbeitsstrom (4), der mittels zumindest einer Ionisationsvorrichtung (6) zur Ionisierung von Gas, insbesondere Luft, erzeugt wird, wobei die Ionisationsvorrichtung (6) den Arbeitsstrom (4) in einer vorgebbaren Pulsrate, insbesondere getaktet, auf das Bauteil (1) richtet, im Innenraum (21) zum Reinigen des Bauteils (1) von Schmutzpartikeln (5) auf das Bauteil (1) gerichtet wird und sich beide Ströme (31, 4) zumindest teilweise am Bauteil (1) überlagern, wobei über ein Auftreffen des Arbeitsstromes (4) auf das Bauteil (1) von diesem zumindest teilweise die Schmutzpartikel (5) von dem Bauteil (1) entfernt werden und diese durch den Transportstrom (31) unterdruckfrei vom Bauteil (1) weggetragen werden, wobei durch den Transportstrom (31) sowohl der Arbeitsstrom (4) als auch die entfernten Schmutzpartikel (5) aus dem Innenraum (21) des Reinigungsgehäuses (2) abgeführt werden.
2. Reinigungsverfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromtransportvorrichtung (3) zumindest eine Zustromleitung (3A) und zumindest eine Abstromleitung (3B) umfasst, wobei über die innerhalb des Innenraums (21) mündende Zustromleitung (3A) der Transportstrom (31) in den Innenraum (21) eingeleitet wird und über die innerhalb des Innenraums (21) beginnende Abstromleitung (3B) sowohl der Transportstrom (31) und der Arbeitsstrom (4) als auch die entfernten Schmutzpartikel (5) aus dem Innenraum (21) des Reinigungsgehäuses (2) abgeführt werden.
3. Reinigungsverfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgehäuse (2) hermetisch gegenüber einer Umgebungsatmosphäre verschlossen wird.
4. Reinigungsverfahren (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dass zur Erzeugung des Transportstroms (31) die Stromtransportvorrichtung (3) zumindest eine Abluftpumpe (9) umfasst.
5. Reinigungsverfahren (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) vollständig innerhalb des Transportstroms (31) angeordnet ist.
6. Reinigungsverfahren (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisationsvorrichtung (6) zur Ionisierung von Gas zumindest eine Ionisationsdüse (61) zum gerichteten Bestrahlen des Bauteils (1) mit dem ionisierten Gas aufweist.
7. Reinigungsverfahren (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsstrom (4) und/oder der Transportstrom (31) dazu eingerichtet sind Schmutzpartikel (5) eines durchschnittlichen Durchmessers von zumindest 50 Mikrometern zu entfernen.
8. Reinigungsverfahren (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgehäuse (2) zumindest einen öffenbaren Deckel (21A) aufweist, der eine Öffnung (21B) des Reinigungsgehäuses (2) während eines Einleitens des Transportstrom (31) in den Innenraum (21) verschließt und geöffnet werden kann, um das Bauteil (1) durch die Öffnung (21B) hindurch im Innenraum (21) zu befestigen oder aus diesem zu entfernen.
9. Reinigungsverfahren (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (21A) mittels zumindest eines Aktors (7), insbesondere eines pneumatischen Aktors (7), aus der Öffnung (21B) bewegt werden kann.
10. Reinigungsverfahren (100) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (21A) zumindest einen Teil eines Dachbereichs (2A) des Reinigungsgehäuses (2) bildet, wobei der Dachbereich (2A) zumindest stellenweise gegen eine horizontale Richtung (H) in einem vorgebbaren Winkel geneigt ist.
11. Reinigungsverfahren (100) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsgehäuse (2) in einer Draufsicht und/oder der Innenraum rund oder oval ausgebildet.
12. Reinigungsverfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum (21) zumindest ein Sensorelement (8) zur Detektion einer Anwesenheit des Bauteils (1) angeordnet ist, wobei das Sensorelement (8) derart eingerichtet und in Rückkopplung mit der Stromtransportvorrichtung (3) ist, dass erst bei einer Detektion des Bauteils (1) innerhalb des Innenraums (21) der Transportstrom (31) und/oder der Arbeitsstrom (4) zugeführt werden oder werden können.
13. Reinigungsvorrichtung (1000) zur Reinigung von Bauteilen (1), umfassend ein Reinigungsgehäuse (2) mit zumindest einem Innenraum (21) in dem zumindest ein Bauteil (1) befestigbar ist, wobei nach dem Befestigen des Bauteils (1) im Innenraum (21) und nach einem Verschließen des Reinigungsgehäuses (2) von einer Stromtransportvorrichtung (3) ein Transportstrom (31) im Innenraum (21) erzeugbar ist, wobei das Bauteil (1) zumindest teilweise im Transportstrom (31) anordenbar ist, wobei ein mittels zumindest einer Ionisationsvorrichtung (6) zur Ionisierung von Gas, insbesondere Luft, erzeugter Arbeitsstrom (4) im Innenraum (21) zum Reinigen des Bauteils (1) von Schmutzpartikeln (5) mittels der Ionisationsvorrichtung (6) in einer vorgebbaren Pulsrate, insbesondere getaktet, auf das Bauteil (1) richtbar ist und sich beide Ströme (31, 4) zumindest teilweise am Bauteil (1) überlagern können, wobei über ein Auftreffen des Arbeitsstromes (4) auf das Bauteil (1) von diesem zumindest teilweise die Schmutzpartikel (5) entfernbar sind und diese durch den Transportstrom (31) vom Bauteil (1) wegtragbar sind, wobei durch den Transportstrom (31) sowohl der Arbeitsstrom (4) als auch die entfernten Schmutzpartikel (5) aus dem Innenraum (21) des Reinigungsgehäuses (2) abführbar sind.

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