EP1615732A1 - Niederdruckspritzmodul und verfahren zur niederdruckspritzreinigung mit restschmutzanalyse von bauteilen - Google Patents

Niederdruckspritzmodul und verfahren zur niederdruckspritzreinigung mit restschmutzanalyse von bauteilen

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EP1615732A1
EP1615732A1 EP04722795A EP04722795A EP1615732A1 EP 1615732 A1 EP1615732 A1 EP 1615732A1 EP 04722795 A EP04722795 A EP 04722795A EP 04722795 A EP04722795 A EP 04722795A EP 1615732 A1 EP1615732 A1 EP 1615732A1
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spray
flushing medium
particles
compressed air
pressure
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Anke Mueller
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/026—Cleaning by making use of hand-held spray guns; Fluid preparations therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B2203/00—Details of cleaning machines or methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B2203/02—Details of machines or methods for cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B2203/0229—Suction chambers for aspirating the sprayed liquid

Definitions

  • the invention relates to a method for low-pressure spray cleaning and residual dirt analysis of components using a low-pressure spray module.
  • cleaning stations are also used for cleaning, in which cleaning medium is pumped through the component in a closed circuit using an adapter at high pressures.
  • a low-pressure spraying module that solves the above task is that particle-free pressure generation without a pump is carried out with a storage container that is pressurized with compressed air and an exchangeable spray lance with variable diameter, shape and length is attached to the outlet side of the storage tank, which is coupled to a metering diaphragm valve can be;
  • nozzles external cleaning of the components is also possible, and that the particle-laden rinsing medium which arises during spray cleaning is also collected in a collecting container in which a
  • Analysis filter is installed, which filters out the particles from the rinsing medium and stores them for subsequent analysis.
  • a method for low-pressure spray cleaning and residual dirt analysis of components working with such a low-pressure spray module has the following steps: A: Provide one filled with a flushing medium
  • Analysis filter, and H residual dirt analysis based on the particles filtered out by the analysis filter.
  • the filtering out of the particles is assisted by suctioning off the flushing medium by means of a vacuum pump arranged on the outflow side of the collecting container downstream of the analysis filter.
  • the residual dirt analysis of the filtered particles can be carried out using light microscopy or scanning electron microscopy.
  • FIG. 1 shows the components essential to the invention on the basis of a process flow diagram, an exemplary embodiment of the method according to the invention for low-pressure spray cleaning and residual dirt analysis, and a low-pressure spray module used therefor.
  • a low-pressure spraying module is used according to the invention, the main components of which consist of a supply container Bl which is pressurized with compressed air from a compressed air source (line 1) and which is filled with a flushing medium (via a line 2), on the output side of the supply container Bl a pre-filter F1 connected and via lines 3 and 4 in rinsing medium communication with the supply container Bl spray lance S1, a collecting container B2, an in-line analysis filter F2, which is connected to the collecting container B2 via a line 5, and that from the after Flushing the component from the particle-loaded rinsing medium collected in the collecting container B2 filters out particles and stores them for their subsequent analysis, and there is a vacuum pump connected (not shown) connected via a line 6. All system parts are preferably made of stainless steel and are optimized for dead space.
  • the reservoir B1 is filled with filtered rinsing medium via line 2. It can be operated as a compressed air source with a maximum pressure of about 6 bar by connecting to a factory compressed air network (line 1). The supply pressure is controlled or regulated by a valve VI located in the compressed air supply line 1. Via the injection unit Sl with
  • Lance can also be used to feed the flushing medium into long through holes. So that the necessary mobility of the flushing lance S1 is ensured, the flushing lance S1 is connected to the prefilter F1 via a flexible hose 4. Between prefilter Fl and the
  • Storage container Bl is located in line 3, a second control / control valve V2 for needs-based control / adjustment of the pressure and / or the amount of flushing medium to the prefilter Fl or to the flushing lance S1. Due to the exchangeable spray lance Sl, whose
  • Diameter and length can vary depending on the component, and the flexible line 4 can also be used to design complex components, i.e. also through holes and blind holes drilled into the component from different sides, i.e. be sprayed out.
  • the rinsing medium loaded with particles is collected in the collecting container B2 after the components have been sprayed out.
  • the upper opening of the collecting container B2 advantageously widens upwards in the shape of a funnel.
  • the particle-laden medium collected by the collecting container B2 is removed using the in-line analysis filter F2 the vacuum pump (not shown). The generated filter can then be examined immediately and evaluated for residual dirt determination.
  • An alternative that is not covered by the invention would be the generation of pressure for the flushing medium by means of pumps, which necessitates a complex filter technology for the flushing medium in order to guarantee its high purity. Furthermore, there is a higher pressure loss, which is kept in the pump capacity.
  • the process used according to the invention uses an open circuit in which the pressure can be varied in a simple manner and no complex filter technology is necessary.
  • the proposed method for low-pressure spray cleaning and residual dirt analysis of components and the low-pressure spray module used for it have so far been successfully tested on components with clean-critical interior areas, e.g. Tried and tested on high-pressure pumps for diesel injection systems, injection nozzles, hydraulic units for ABS systems and on other components of motor vehicle injection systems.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niederdruck-Spritzreinigung und Restschmutzanalyse von Bauteilen und weist die Bereitstellung eines mit einem Spülmedium gefüllten Vorlagebehälters (B1), die eingangsseitige Beaufschlagung des Vorlagebehälters (B1) mit Druckluft, das Leiten des druckluftbeaufschlagten Spülmediums zu einer Spritzlanze (S1), die Spritzreinigung eines Bauteils durch Ausspritzen mit dem aus der Spritzlanze (S1) ausgespritzten Spülmedium, das Auffangen des nach der Spritzreinigung mit Partikeln belasteten Spülmediums in einem Auffangbehälter (B2), die Bereitstellung eines an einer Ausströmseite des Auffangbehälters (B2) angeordneten In-Line-Analysefilters (F2) so, dass es von dem partikelbelasteten Spülmedium durchströmt wird, das Ausfiltern der Partikel aus dem Spülmedium mit dem Analysefilter (F2) und schliesslich die Restschmutzanalyse anhand der vom Analysefilter ausgefiterten Partikel, sowie ein für dieses Verfahren eingerichtetes Niederdruck-Spritzmodul.

Description

NIEDERDRUCKSPRITZMODUL UND VERFAHREN ZUR NIEDERDRUCKSPRITZREINIGUNG MIT RESTSCHMUTZANALYSE VON
BAUTEILEN
Stand der Technik
Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Niederdruck-Spritzreinigung und Restschmutzanalyse von Bauteilen mittels eines Niederdruck-Spritzmoduls.
Derzeit wird in bekannten Fällen eine Restreinigung und Restschmutzbestimmung von Bauteilen im Tauchverfahren gegebenenfalls mit Ultraschalluntersuchung durchgeführt. Mit einem derartigen Verfahren kann insbesondere die Abreinigung der Außenflächen der Bauteile gewährleistet werden. Dagegen ist die Reinigungswirkung in
Innenbereichen von Bauteilen, z.B. Durchgangs- oder Sacklochbohrungen, nicht in jedem Fall sichergestellt. In einigen Fällen kommen zur Reinigung auch Spülstände zum Einsatz, in denen mittels Adapter bei hohen Drücken Reinigungsmedium durch das Bauteil in geschlossenem Kreislauf gepumpt wird.
Die geschilderten bekannten Verfahren zur Restreinigung und RestSchmutzbestimmung von Bauteilen haben demnach die Nachteile, dass sich Durchgangs- und Sacklochbohrungen in vielen Fällen nicht oder nur schwer reinigen lassen, dass die zum Einsatz kommenden Reinigungsmodule zumeist nur an bestimmte Bauteilegeometrien angepasst sind und häufig auch durch den geschlossenen Kreislauf des Spülmediums eine aufwendige Filtertechnik benötigen.
Aufgabe und Vorteile Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die geschilderten
Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Niederdruck- Spritzreinigung und Restschmutzanalyse sowie ein Niederdruck-Spritzmodul so anzugeben, dass eine gezielte Innenreinigung auch von schwer zugänglichen Stellen, wie Durchgangs- und Sacklochbohrungen mit einer einfachen Filtertechnik und kompatibel für verschiedene Bauteilegeometrien durchführbar ist.
Der Kern eines die obige Aufgabe lösenden Niederdruck- Spritzmoduls besteht darin, dass eine partikelfreie Druckerzeugung ohne Pumpe mit einem ein Spülmedium enthaltenden druckluftbeaufschlagten Vorlagebehälter durchgeführt wird, ausgangsseitig des Vorlagebehälters eine auswechselbare Spritzlanze mit variablem Durchmesser, Form und Länge angebracht ist, die mit einem Dosiermembranventil gekoppelt werden kann; bei der Verwendung von Düsen ist auch eine Außenreinigung der Bauteile möglich, und dass weiterhin das bei der Spritzreinigung entstehende partikelbelastete Spülmedium in einem Auffangbehälter aufgefangen wird, in dem ein
Analysefilter eingebaut ist, welches die Partikel aus dem Spülmedium ausfiltert und zur nachträglichen Analyse derselben aufbewahrt.
Ein mit einem derartigen Niederdruck-Spritzmodul arbeitendes Verfahren zur Niederdruck-Spritzreinigung und Restschmutzanalyse von Bauteilen weist folgende Schritte auf: A: Bereitstellen eines mit einem Spülmedium befüllten
Vorlagebehälters; B: eingangsseitige Beaufschlagung des Vorlagebehälters mit Druckluft von einer Druckluftquelle; C: Leiten des druckbeaufschlagten Spülmediums vom
Vorlagebehälter zu einer Spritzlanze; D: Spritzreinigung des Bauteils durch Ausspritzen mit dem aus der Spritzlanze gespritzten Spülmedium; E: Auffangen des nach der Spritzreinigung mit Partikeln belasteten Spülmediums in einem Auffangbehälter; F: Bereitstellen eines an einer Ausströmseite des
Auffangbehalters angeordneten Analysefilters so, dass es von dem partikelbelasteten Spülmedium durchströmt wird; G: Ausfiltern der Partikel aus dem Spülmedium mit dem
Analysefilter, und H: Restschmutzanalyse anhand der vom Analysefilter ausgefilterten Partikel.
Dabei ist zu bevorzugen, dass das Ausfiltern der Partikel durch Absaugen des Spülmediums mittels einer an der Ausströmseite des Auffangbehalters stromabwärts des Analysefilters angeordneten Vakuumpumpe unterstützt wird. Die Restschmutzanalyse der ausgefilterten Partikel kann lichtmikroskopisch oder rasterelektronenmikroskopisch ausgeführt werden. Mit diesen Merkmalen ergeben sich folgende Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Niederdruck-Spritzmoduls: gezielte Innenreinigung von schwer zugänglichen Stellen der Bauteile, wie Durchgangs- oder
Sacklochbohrungen durch Einsatz von auswechselbaren Spritzlanzen mit angepasster Geometrie; - variabler Druck (z.B. 2 bis 6 bar), je nach Bauteil einstell- oder regelbar;
- Keine aufwendige Filtertechnik durch offenen Spülkreislauf; - Direkte Filtererzeugung zur Sauberkeitsanalytik für Rasterelektronenmikroskop oder Lichtmikroskop;
- einsetzbar für verschiedene Bauteilegeometrien;
- totraumfreie, partikelarme Anlagentechnik.
Ausführungsbeispiel
Die nachstehende Beschreibung beschreibt bezugnehmend auf die einzige Figur 1, welche die erfindungswesentlichen Komponenten anhand eines Verfahrensfließbilds darstellt, ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Niederdruck-Spritzreinigung und Restschmutzanalyse sowie ein dafür eingesetztes Niederdruck-Spritzmodul.
Gemäß Figur 1 kommt erfindungsgemäß ein Niederdruck- Spritzmodul zum Einsatz, dessen Hauptkomponenten aus einem mit Druckluft von einer Druckluftquelle (Leitung 1) mit Druckluft beaufschlagten Vorlagebehälter Bl, welcher mit einem Spülmedium (über eine Leitung 2) gefüllt wird, einer ausgangsseitig des Vorlagebehälters Bl über ein Vorfilter Fl angeschlossenen und über die Leitungen 3 und 4 in Spülmediumkommunikation mit dem Vorlagebehälter Bl stehenden Spritzlanze Sl, einem Auffangbehälter B2, einem In-Line-Analysefilter F2, welches am Auffangbehälter B2 über eine Leitung 5 angeschlossen ist, und das aus dem nach dem Spülen des Bauteils vom Auffangbehälter B2 aufgefangenen partikelbelasteten Spülmedium Partikel ausfiltert und diese zu ihrer nachträglichen Analyse aufbewahrt, und einer über eine Leitung 6 angeschlossenen (nicht gezeigten) Vakuumpumpe bestehen. Alle Anlagenteile bestehen bevorzugt aus Edelstahl und sind totraum- optimiert .
Zunächst wird der Vorlagebehälter Bl mit gefiltertem Spülmedium über die Leitung 2 befüllt. Er kann durch den Anschluss an ein werksseitiges Druckluftnetz (Leitung 1) als Druckluftquelle mit einem maximalen Druck von etwa 6 bar betrieben werden. Die Steuerung oder Regelung des Vorlagedrucks erfolgt durch ein in der Druckluftzuleitung 1 liegendes Ventil VI. Über die Spritzeinheit Sl mit
Lanze kann das Spülmedium auch langen Durchgangsbohrungen zugeführt werden. Damit die notwendige Beweglichkeit der Spüllanze Sl gewährleistet ist, ist die Spüllanze Sl über einen flexiblen Schlauch 4 an dem Vorfilter Fl angeschlossen. Zwischen Vorfilter Fl und dem
Vorlagebehälter Bl befindet sich in der Leitung 3 ein zweites Regel/Stellventil V2 zur bedarfsgerechten Regelung/Einstellung des Drucks und/oder der Menge des Spülmediums zum Vorfilter Fl bzw. zur Spüllanze Sl. Aufgrund der auswechselbaren Spritzlanze Sl, deren
Durchmesser und Länge je nach Bauteil variieren kann, und durch die flexible Leitung 4 können auch kompliziert gestaltete Bauteile, d.h. auch Durchgangs- und Sacklochbohrungen, die von verschiedenen Seiten in das Bauteil eingebracht sind, gespült, d.h. ausgespritzt werden.
Im Auffangbehälter B2 wird das mit Partikeln belastete Spülmedium nach dem Ausspritzen der Bauteile gesammelt. Dazu weitet sich die obere Öffnung des Auffangbehalters B2 vorteilhafterweise trichterf rmig nach oben auf. Das vom Auffangbehälter B2 gesammelte partikelbelastete Medium wird über den In-Line-Analysefilter F2 mit Hilfe der (nicht gezeigten) Vakuumpumpe abgesaugt. Das erzeugte Filter kann danach sofort untersucht und für die Restschmutzbestimmung ausgewertet werden.
Eine nicht von der Erfindung umfasste Alternative wäre die Druckerzeugung für das Spülmedium über Pumpen, was eine aufwendige Filtertechnik für das Spülmedium nötig macht, um hohe Reinheit desselben zur garantieren. Ferner entsteht ein höherer Druckverlust, der in der Pumpen- leistung vorgehalten werden uss. Dagegen wird bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Verfahren mit einem offenen Kreislauf gearbeitet, bei dem der Druck in einfacher Weise variabel und keine aufwendige Filtertechnik nötig ist .
Das vorgeschlagene Verfahren zur Niederdruck-Spritzreinigung und Restschmutzanalyse von Bauteilen und das dafür eingesetzte Niederdruck-Spritzmodul wurden bislang erfolgreich an Bauteilen mit sauberkeitskritischen Innenbereichen erprobt, wie z.B. an Hochdruckpumpen für Dieseleinspritzsysteme, Einspritzdüsen, Hydroaggregaten für ABS-Systeme und an sonstigen Komponenten von Kraftfahrzeug-Einspritzsystemen erprobt .

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Niederdruck-Spritzmodul zur Spritzreinigung von Bauteilen mit - einem Vorlagebehälter (Bl) zur Aufnahme eines
Spülmediums, der eingangsseitig mit Druckluft von einer Druckluftquelle beaufschlagbar und ausgangsseitig mit einer Spritzlanze (Sl) zum druckbeaufschlagten Ausspritzen eines Bauteils mit dem Spülmedium verbunden ist, und
- einem Auffangbehälter (B2), der zum Auffangen des nach der Spritzreinigung des Bauteils mit Partikeln belasteten Spülmediums angeordnet und in dessen Ausströmseite ein Analysefilter (F2) so eingebaut ist, dass es die Partikel aus dem mit Hilfe einer Vakuumpumpe abgesaugten
Spülmedium ausfiltert und zur nachträglichen Analyse desselben aufbewahrt.
2. Niederdruck-Spritzmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzlanze (Sl) auswechselbar am Vorlagebehälter (Bl) anbringbar ist.
3. Niederdruck-Spritzmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einer Druckluftquelle zum Vorlagebehälter (Bl) führende
Druckluftzufuhr ein erstes Regel/Stellventil (VI) durch bedarfsgerechten Regelung/Einstellung des Drucks der Druckluft aufweist.
4. Niederdruck-Spritzmodul nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorlagebehälter (Bl) und der Spritzlanze (Sl) ein Vorfilter (Fl) für das Spülmedium eingesetzt ist.
5. Niederdruck-Spritzmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorfilter (Fl) und dem Vorlagebehälter (Bl) ein zweites Regel/Stellventil (V2) zur bedarfsgerechten Regelung/Einstellung des Drucks bzw. der Menge des Spülmediums zur Spüllanze (Sl) eingesetzt ist.
6. Niederdruck-Spritzmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzlanze (Sl) mit einem
Dosierventil verbunden ist.
7. Verfahren zur Niederdruck-Spritzreinigung und Restschmutzanalyse von Bauteilen mit folgenden Schritten: A: Bereitstellen eines mit einem Spülmedium befüllten Vorlagebehälters (Bl) ; B: eingangsseitige Beaufschlagung des Vorlagebehälters
(Bl) mit Druckluft von einer Druckluftquelle; C: Leiten des druckbeaufschlagten Spülmediums vom Vorlagebehälter (Bl) zu einer Spritzlanze (Sl) ;
D: Spritzreinigung des Bauteils durch Ausspritzen mit dem aus der Spritzlanze (Sl) gespritzten Spülmedium; E: Auffangen des nach der Spritzreinigung mit Partikeln belasteten Spülmediums in einem Auffangbehälter (B2) ; F: Bereitstellen eines an einer Ausströmseite des
Auffangbehalters (B2) angeordneten Analysefilters (F2) so, dass es von dem partikelbelasteten Spülmedium durchströmt wird; G: Ausfiltern der Partikel aus dem Spülmedium mit dem
Analysefilter (F2), und H: Restschmutzanalyse anhand der vom Analysefilter ausgefilterten Partikel.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Druckluft in Schritt B auf einen gewünschten Wert geregelt oder eingestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das in Schritt C zur Spritzlanze (Sl) geleitete Spülmedium durch ein Vorfilter (Fl) vorgefiltert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt D eine je nach Bauteilegeometrie gestaltete auswechselbare Spritzlanze (Sl) eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt G das Ausfiltern der Partikel aus dem Spülmedium durch Absaugen desselben mittels einer an der Ausströmseite des Auffangbehalters stromabwärts des Analysefilters (F2) angeordneten Vakuumpumpe unterstützt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Restschmutzanalyse der ausgefilterten Partikel lichtmikroskopisch oder rasterelektronenmikroskopisch ausgeführt wird.
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