EP0292779A1 - Method and device for cleaning elements with cavities - Google Patents

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Publication number
EP0292779A1
EP0292779A1 EP88107507A EP88107507A EP0292779A1 EP 0292779 A1 EP0292779 A1 EP 0292779A1 EP 88107507 A EP88107507 A EP 88107507A EP 88107507 A EP88107507 A EP 88107507A EP 0292779 A1 EP0292779 A1 EP 0292779A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
flushing medium
sonotrode
holder
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP88107507A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Krumpe
Ludwig Schwarzmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0292779A1 publication Critical patent/EP0292779A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16552—Cleaning of print head nozzles using cleaning fluids

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning components with cavities, in particular components of complex geometry with inner lumens of small cross-sections, the cleaning being carried out by the flow of a liquid flushing medium.
  • the invention also relates to associated devices for carrying out this method, with a pump device for the flushing medium and a holder for the component, with which the component can be attached to the inflow for the flushing medium.
  • Thermoplastic or thermosetting components are manufactured, among other things, by connecting individual parts, as a result of which predetermined cavities are created in these components, some of which can have complex geometry and, in particular, inner lumens with small cross sections.
  • predetermined cavities are created in these components, some of which can have complex geometry and, in particular, inner lumens with small cross sections.
  • such components are used for ink printers, the cavities especially for these applications having to be extremely clean in order to prevent the nozzles from becoming blocked.
  • Components of the type specified above are usually cleaned by flushing the component cavities with cleaning liquids as the flushing medium. But here is the Reini due to the flow behavior of the liquid used depends very much on the design of the cavities. In many cases, residual particles which fall into the cavities when the component is shaken during later intended use and can lead to blockages cannot be rinsed out using such known methods.
  • the invention is therefore based on the object of specifying an improved method and associated devices with which the cavities of components can be cleaned in such a way that no attached residual particles remain in the components.
  • components with inner lumens of small cross sections, for example nozzle heads of ink printers, it should be ensured that no blockages can occur during the later intended use of the component.
  • the object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset that, due to ultrasound exposure to the flowing flushing medium and / or the component, oscillating cavitations occur in the flushed inner lumens of the component.
  • the rinsing medium can be a suspension with particles, the swirling of which intensifies the cleaning effect.
  • an ultrasound generating device with a sonotrode, which in its direction of oscillation has at least partially a central bore for the flow of the flushing medium.
  • the effective area of the sonotrode lies directly in the near field for the inner lumen of the component.
  • the invention surprisingly combines the advantages of purely rinsing with a flowing medium and the known ultrasonic cleaning, which previously could only be done as an alternative. A much more intensive cleaning effect is achieved than with conventional cleaning processes. Due to the intensive ultrasonic vibrations also within the component cavities and the intensive swirling of the cleaning liquid, comparatively firmly attached material particles in the cavities are also knocked off. These particles are carried along by the flowing rinsing medium and rinsed out.
  • 1 denotes a component made of thermoplastic, for example made of PSU (polysulfone): such a component 1 represents a nozzle head for use in ink printers and essentially consists of a plate 2 with several groups of nozzle openings 3, 3 'And 4, 4', with a back part 5 with two rows of juxtaposed cannulas 6, 6 'and 7, 7' is applied to the back of the plate 2.
  • PSU polysulfone
  • Narrow cavities and lumens of small cross-section run in component 1, which connect the individual cannulas 6, 7 to the nozzle openings 3, 4.
  • the cannulas 6, 6 ', 7 and 7' have an inside diameter of 100 ⁇ m, whereas the nozzle openings are considerably smaller.
  • parts 1 and 5 must first be manufactured as semi-finished products, into each of which the flow channel is molded.
  • the parts 2 and 5 can be connected by known welding methods.
  • component 1 is absolutely clean for later use.
  • the component was previously usually flushed with a cleaning liquid. Residual particles can usually not be removed by rinsing through.
  • a known rinsing device is combined with an ultrasonic cleaning system.
  • the conveying and pumping device for the rinsing medium and the actual ultrasound generation system are not shown in FIG. 2, but only the cleaning system which is effective.
  • An ultrasonic sonotrode 10 is provided with a central blind bore 11 from its end face 13, which normally defines the work surface, up to the level of the first vibration node.
  • the bore 11 widens to the end face 13 in an approximately spout-like manner and forms a funnel 12.
  • the sonotrode 10 is fixed in the vertical direction in a cleaning trough 20 by means of holding means not shown in detail.
  • the trough 20 is closed at the top by a cover part 25, only the sonotrode 10 projecting through in a predetermined position.
  • a fixing unit 21 is arranged on a base plate 23, which serves as a holder for the component 1.
  • the component 1 sits with its upper plate 2 on the end face 13 of the sonotrode 10 in such a way that all nozzle openings 3 and 4 lie in the nozzle-shaped funnel region 12 of the sonotrode 10.
  • Seals 22 and 24 are provided on the one hand between the base plate 23 and the cannulas 6 and 7 and on the other hand between the end face 13 of the sonotrode 10 and plate 2 of the component 1.
  • the component 1 is received on the flushing outlet side by the fixing device 21 with the sealing plate 22.
  • the end face of the sonotrode 10 is coupled to the rinsing inlet side of the component 1 via the seal 24.
  • the sonotrode 10 is set in vibration, for example at 20 or 40 kHz, via an ultrasound generator (not shown), so that ultrasound vibrations are transmitted on the one hand to the flowing liquid and on the other hand to the component 1. Due to the intensive vibrations in the cavities through which liquid flows, residual material particles in component 1 are knocked off, entrained by the cavitations in the cleaning liquid and rinsed out of component 1.
  • the entire device comprising cleaning trough 20, cover 25 and sonotrode 10 can be changed in spacing relative to a base plate 50 by means of spacers 27 and 28.
  • a stopcock 30 is inserted in the outlet 29 of the cleaning trough 20 and can be actuated via a rotary handle 31.
  • An interchangeable filter 35 for collecting particles is arranged below the stopcock 30. The filter 35 is mounted in a slide 37 between the limiting strips 34, so that it is easily replaceable, even when the device is in operation.
  • a sealing ring 32 and a safety ring 33 are provided for sealing and actuation by the rotary handle 31.
  • the slide 37 and the limiting strips 34 are arranged on a bearing block 36, in which an eccentric 40 engages with a handle 41.
  • the entire arrangement can be sealed via the eccentric 40.
  • the collecting device enables quality control when flushing the components. If a suspension with defined particles is selected as the rinsing medium in a first process step, which, because of the swirling of the particles, has an additional cleaning effect, the quantitative rinsing out of these particles after exchange with a rinsing liquid can thus first be ensured. A return can also be provided for the flushing medium to form a closed liquid circuit.
  • FIG. 3 shows a component 100 which is also used in ink printers.
  • This component 100 is completed in the production of injection-molded semi-finished parts 102 and 105 in such a way that defined cavities 104, which run from connection points 106 to outlet cannulas 107, are each covered by a cover 105.
  • the surface of the finished component 100 with the lids 105 used is flat.
  • a sonotrode 110 is placed with its end face 113 with the interposition of a sealing plate 115 on the flat surface of the component 100.
  • the lumens 104 of the component 100 are located directly in the near field area of the effective surface 113 of the sonotrode 110.
  • the component 100 is mounted in a suitable receiving unit 120 with the interposition of silicone sealing plates 121 and 122.
  • the receiving unit 120 has a liquid inlet 123 and a liquid outlet 124, which can be coupled to a closed liquid system via line connections 125 and 126.
  • the receiving unit 120 is applied to a base plate 150.
  • the liquid-filled inner lumen 104 of the component 100 can be excited to vibrate by ultrasound excitation, which in turn leads to an intensive cleaning effect due to the swirling of the flushing medium flowing through.
  • devices can also be created in which there are several sonotrodes, the effective surfaces of which are adapted to the geometry of the component to be cleaned. Even metallic precision parts that have been machined as semifinished products by exciting shaping and then put together can be cleaned using the described method and an appropriately designed device.

Abstract

In particular, thermoplastic or thermoset elements of complex geometry often have inner lumina of small cross-section. The cleaning of such elements is usually performed by flushing with a liquid rinsing medium, the result often being unsatisfactory since residually attached particles are not taken along and are only dislodged later when the element is put to its intended use. According to the invention, by ultrasonic bombardment of the flowing rinsing medium and/or of the element, similarly oscillating cavitations are produced in the flushed inner lumina of the element. This makes more intensive cleaning possible. The associated device is provided with an ultrasonic generating device with sonotrode (10), which either has in its direction of oscillation, at least partially, a central bore (11) for the rinsing medium to flow through or its effective surface (113) lies in the near field range for the inner lumina of the element (1, 100) to be flushed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von Bauteilen mit Hohlräumen, insbesondere von Bauteilen komplexer Geometrie mit Innenlumina geringer Querschnitte, wobei die Reinigung durch Durchfluß eines flüssigen Spülmediums erfolgt. Daneben bezieht sich die Erfindung auch auf zugehörige Vor­richtungen zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einer Pumpeinrichtung für das Spülmedium und einer Halterung für das Bauteil, mit der das Bauteil an den Zufluß für das Spülmedium ansetzbar ist.The invention relates to a method for cleaning components with cavities, in particular components of complex geometry with inner lumens of small cross-sections, the cleaning being carried out by the flow of a liquid flushing medium. In addition, the invention also relates to associated devices for carrying out this method, with a pump device for the flushing medium and a holder for the component, with which the component can be attached to the inflow for the flushing medium.

Thermo- oder duroplastische Bauteile werden unter anderem durch Verbinden von Einzelteilen gefertigt, wodurch in diesen Bau­teilen vorgegebene Hohlräume entstehen, die teilweise komplexe Geometrie und insbesondere auch Innenlumina mit geringen Querschnitten haben können. Beispielsweise werden solche Bauteile für Tintendrucker verwendet, wobei speziell für diese Anwendungsfälle die Hohlräume extrem sauber sein müssen, um das Verstopfen der Düsen zu verhindern. Für andere Anwendungsfälle, beispielsweise in der medizinischen Diagnostik, muß ausge­schlossen werden, daß Fremdkörper verschleppt werden.Thermoplastic or thermosetting components are manufactured, among other things, by connecting individual parts, as a result of which predetermined cavities are created in these components, some of which can have complex geometry and, in particular, inner lumens with small cross sections. For example, such components are used for ink printers, the cavities especially for these applications having to be extremely clean in order to prevent the nozzles from becoming blocked. For other applications, for example in medical diagnostics, it must be excluded that foreign bodies are carried away.

Aus obigen Gründen ist es erforderlich, bei Bauteilen als Halb­zeug für Drucker und Aufzeichnungsgeräte der medizinischen Diagnostik Partikel aus den Hohlräumen bereits verbundener Teile herauszuspülen oder auch noch restangebundene Partikel loszuschlagen und anschließend herauszuspülen.For the above reasons, it is necessary to flush out particles from the cavities of already connected parts in the case of components as semi-finished products for printers and recording devices in medical diagnostics, or to knock loose particles that are still attached and then to flush them out.

Üblicherweise erfolgt das Reinigen von Bauteilen der oben ange­gebenen Art durch Durchspülen der Bauteilhohlräume mit Reini­gungsflüssigkeiten als Spülmedium. Dabei ist aber der Reini­ gungseffekt aufgrund des Strömungsverhaltens der verwendeten Flüssigkeit sehr stark von der Gestaltung der Hohlräume ab­hängig. In vielen Fällen können restangebundene Partikel, die bei Erschütterungen des Bauteils beim späteren bestimmungs­gemäßen Gebrauch in die Hohlräume fallen und zu Verstopfungen führen können, mit derartigen bekannten Verfahren nicht aus­gespült werden.Components of the type specified above are usually cleaned by flushing the component cavities with cleaning liquids as the flushing medium. But here is the Reini due to the flow behavior of the liquid used depends very much on the design of the cavities. In many cases, residual particles which fall into the cavities when the component is shaken during later intended use and can lead to blockages cannot be rinsed out using such known methods.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbesser­tes Verfahren und zugehörige Vorrichtungen anzugeben, mit denen die Hohlräume von Bauteilen derart gereinigt werden können, daß keine angebundenen Restpartikel in den Bauteilen verbleiben. Insbesondere für solche Bauteile mit Innenlumina geringer Querschnitte, beispielsweise Düsenköpfe von Tinten­druckern, soll sichergestellt werden, daß während des späteren bestimmungsmäßigen Gebrauches des Bauteiles keine Verstopfun­gen auftreten können.The invention is therefore based on the object of specifying an improved method and associated devices with which the cavities of components can be cleaned in such a way that no attached residual particles remain in the components. In particular for such components with inner lumens of small cross sections, for example nozzle heads of ink printers, it should be ensured that no blockages can occur during the later intended use of the component.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß durch Ultraschall-­Beaufschlagung des strömenden Spülmediums und/oder des Bau­teiles gleichermaßen schwingende Kavitationen in den durch­spülten Innenlumina des Bauteils entstehen. Dabei kann zu­mindest in einem Verfahrensschritt das Spülmedium eine Suspension mit Teilchen sein, durch deren Durchwirbelung der Reinigungseffekt verstärkt wird.The object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset that, due to ultrasound exposure to the flowing flushing medium and / or the component, oscillating cavitations occur in the flushed inner lumens of the component. At least in one process step, the rinsing medium can be a suspension with particles, the swirling of which intensifies the cleaning effect.

Bei einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ist eine Ultraschallerzeugungseinrichtung mit einer Sonotrode vorhanden, die in ihrer Schwingungsrichtung zumindest teilweise eine zentrische Bohrung zum Durchfluß des Spülmediums aufweist. In einer anderen Vorrichtung zur Reali­sierung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Wirkungs­fläche der Sonotrode unmittelbar im Nahfeld für das Innenlumen des Bauteils. Schließlich kann eine Ultraschallerzeugungs­ einrichtung mit mehreren Sonotroden vorhanden sein, deren Wirkungsflächen an die Geometrie des Bauteils angepaßt sind.In a first device according to the invention of the type specified at the outset, there is an ultrasound generating device with a sonotrode, which in its direction of oscillation has at least partially a central bore for the flow of the flushing medium. In another device for implementing the method according to the invention, the effective area of the sonotrode lies directly in the near field for the inner lumen of the component. Finally, ultrasound generation device with several sonotrodes, the effective surfaces of which are adapted to the geometry of the component.

Durch die Erfindung sind überraschenderweise die Vorteile eines reinen Durchspülens mit einem strömenden Medium und der bekann­ten Ultraschallreinigung, was bisher nur alternativ erfolgen konnte, miteinander kombiniert. Es wird damit eine wesentlich intensivere Reinigungswirkung als bei den herkömmlichen Reini­gungsverfahren erreicht. Durch die intensiven Ultraschall­schwingungen auch innerhalb der Bauteilhohlräume und die intensiven Durchwirbelungen der Reinigungsflüssigkeit werden auch vergleichsweise noch fest angebundene Materialpartikel in den Hohlräumen abgeschlagen. Vom strömenden Spülmedium werden diese Teilchen mitgenommen und ausgespült.The invention surprisingly combines the advantages of purely rinsing with a flowing medium and the known ultrasonic cleaning, which previously could only be done as an alternative. A much more intensive cleaning effect is achieved than with conventional cleaning processes. Due to the intensive ultrasonic vibrations also within the component cavities and the intensive swirling of the cleaning liquid, comparatively firmly attached material particles in the cavities are also knocked off. These particles are carried along by the flowing rinsing medium and rinsed out.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbei­spielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteran­sprüchen.Further details and advantages of the invention result from the following description of the figures of exemplary embodiments with reference to the drawing in conjunction with the subclaims.

Es zeigen

  • FIG 1 in perspektivischer Ansicht ein erstes zu reinigendes Bauteil,
  • FIG 2 in Schnittdarstellung die hierzu verwendete Vorrichtung,
  • FIG 3 in perspektivischer Ansicht ein zweites zu reinigendes Bauteil und
  • FIG 4 in Schnittdarstellung die hierzu verwendete Vorrichtung.
Show it
  • 1 shows a perspective view of a first component to be cleaned,
  • 2 shows in section the device used for this purpose,
  • 3 shows a perspective view of a second component to be cleaned and
  • 4 shows in section the device used for this.

In FIG 1 ist mit 1 ein Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise aus PSU (Polysulfon), bezeichnet: Ein solches Bauteil 1 stellt einen Düsenkopf für die Verwendung bei Tinten­druckern dar und besteht im wesentlichen aus einer Platte 2 mit mehreren Gruppen von Düsenöffnungen 3, 3′ und 4, 4′, wobei rückseitig auf die Platte 2 ein Aufsetzteil 5 mit je zwei Reihen von nebeneinanderstehenden Kanülen 6, 6′ und 7, 7′ auf­gebracht ist.In FIG. 1, 1 denotes a component made of thermoplastic, for example made of PSU (polysulfone): such a component 1 represents a nozzle head for use in ink printers and essentially consists of a plate 2 with several groups of nozzle openings 3, 3 'And 4, 4', with a back part 5 with two rows of juxtaposed cannulas 6, 6 'and 7, 7' is applied to the back of the plate 2.

Im Bauteil 1 verlaufen enge Hohlräume und Lumina geringen Querschnittes, welche die einzelnen Kanülen 6, 7 mit den Düsen­öffnungen 3, 4 verbinden. Beispielsweise haben die Kanülen 6, 6′, 7 und 7′ einen Innendurchmesser von 100 µm, wogegen die Düsenöffnungen erheblich kleiner sind.Narrow cavities and lumens of small cross-section run in component 1, which connect the individual cannulas 6, 7 to the nozzle openings 3, 4. For example, the cannulas 6, 6 ', 7 and 7' have an inside diameter of 100 µm, whereas the nozzle openings are considerably smaller.

Aufgrund der komplexen Geometrie können solche Bauteile nicht komplett durch Spritzen gefertigt werden, sondern es müssen zunächst die Teile 1 und 5 als Halbzeug hergestellt werden, in die jeweils der Strömungskanal eingeformt ist. Die Verbindung der Teile 2 und 5 kann durch bekannte Schweißverfahren er­folgen.Due to the complex geometry, such components cannot be manufactured entirely by injection molding, but parts 1 and 5 must first be manufactured as semi-finished products, into each of which the flow channel is molded. The parts 2 and 5 can be connected by known welding methods.

Es wird gefordert, daß das Bauteil 1 für die spätere Verwendung absolut sauber ist. Hierzu wurde bisher üblicherweise das Bau­teil mit einer Reinigungsflüssigkeit durchspült. Restangebun­dene Partikel können allerdings durch reines Durchspülen meist nicht entfernt werden.It is required that component 1 is absolutely clean for later use. For this purpose, the component was previously usually flushed with a cleaning liquid. Residual particles can usually not be removed by rinsing through.

Gemäß FIG 2 ist eine bekannte Spüleinrichtung mit einer Ultra­schallreinigungsanlage kombiniert. Die Förder- und Pumpein­richtung für das Spülmedium sowie das eigentliche Ultraschall­erzeugungssystem ist in FIG 2 nicht dargestellt, sondern lediglich das zur Wirkung kommende Reinigungssystem.According to FIG 2, a known rinsing device is combined with an ultrasonic cleaning system. The conveying and pumping device for the rinsing medium and the actual ultrasound generation system are not shown in FIG. 2, but only the cleaning system which is effective.

Eine Ultraschallsonotrode 10 ist von ihrer Stirnfläche 13, die im Normalfall die Arbeitsfläche definiert, ausgehend bis zur Ebene des ersten Schwingungsknotens mit einer zentralen Sack­bohrung 11 versehen. Die Bohrung 11 erweitert sich zur Stirn­fläche 13 in etwa tüllenförmig und bildet einen Trichter 12. Mittels nicht im einzelnen dargestellter Haltemittel ist die Sonotrode 10 in vertikaler Richtung in einer Reinigungswanne 20 fixiert. Die Wanne 20 ist nach oben durch ein Abdeckteil 25 abgeschlossen, wobei nur die Sonotrode 10 in vorgegebener Lage hindurchragt. Außerhalb des Abdeckteils 25 sind zwei Zuläufe 16 und 17 vorhanden, mit denen ein Spülmedium von außen in der Ebene des Schwingungsknotens in die Sonotrode 10 geleitet wird und insbesondere im tüllenförmigen Trichterbereich 12 durch den Ultraschall in Schwingungen versetzt wird. Die Richtung der Ultraschallschwingungen in der Sonotrode ist durch einen Pfeil angedeutet.An ultrasonic sonotrode 10 is provided with a central blind bore 11 from its end face 13, which normally defines the work surface, up to the level of the first vibration node. The bore 11 widens to the end face 13 in an approximately spout-like manner and forms a funnel 12. The sonotrode 10 is fixed in the vertical direction in a cleaning trough 20 by means of holding means not shown in detail. The trough 20 is closed at the top by a cover part 25, only the sonotrode 10 projecting through in a predetermined position. Outside the cover part 25 are two inlets 16 and 17 are provided, with which a rinsing medium is guided into the sonotrode 10 from the outside in the plane of the vibration node and is caused to vibrate by the ultrasound, in particular in the spout-shaped funnel region 12. The direction of the ultrasonic vibrations in the sonotrode is indicated by an arrow.

In der Wanne 20 ist eine Fixiereinheit 21 auf einer Boden­scheibe 23 angeordnet, die als Halterung für das Bauteil 1 dient. Das Bauteil 1 sitzt dabei mit seiner oberen Platte 2 derart auf der Stirnfläche 13 der Sonotrode 10, daß alle Düsen­öffnungen 3 und 4 im tüllenförmigen Trichterbereich 12 der Sonotrode 10 liegen. Dabei sind einerseits zwischen Boden­scheibe 23 und den Kanülen 6 und 7 sowie andererseits zwischen Stirnfläche 13 der Sonotrode 10 und Platte 2 des Bauteiles 1 Dichtungen 22 bzw. 24 vorhanden.In the tub 20, a fixing unit 21 is arranged on a base plate 23, which serves as a holder for the component 1. The component 1 sits with its upper plate 2 on the end face 13 of the sonotrode 10 in such a way that all nozzle openings 3 and 4 lie in the nozzle-shaped funnel region 12 of the sonotrode 10. Seals 22 and 24 are provided on the one hand between the base plate 23 and the cannulas 6 and 7 and on the other hand between the end face 13 of the sonotrode 10 and plate 2 of the component 1.

Mit dieser Anordnung wird das Bauteil 1 an der Spülungsaustritt­seite von der Fixiereinrichtung 21 mit Dichtplatte 22 aufge­nommen. Die Sonotrode 10 ist mit ihrer Stirnfläche 13 über die Dichtung 24 an die Spülungseintrittsseite des Bauteiles 1 ange­koppelt.With this arrangement, the component 1 is received on the flushing outlet side by the fixing device 21 with the sealing plate 22. The end face of the sonotrode 10 is coupled to the rinsing inlet side of the component 1 via the seal 24.

Über die hohlgearbeitete Sonotrode 10 wird nun in die Düsen­öffnungen 3, 3′ und 4, 4′ eintretend eine Reinigungsflüssigkeit durch die Hohlräume des Bauteiles 1 gepumpt. Dabei wird gleich­zeitig über einen (nicht dargestellten Ultraschallgenerator) die Sonotrode 10 in Schwingungen versetzt, beispielsweise mit 20 oder 40 kHz, so daß Ultraschallschwingungen einerseits auf die strömende Flüssigkeit und andererseits auf das Bauteil 1 übertragen werden. Durch die intensiven Schwingungen in den flüssigkeitsdurchströmten Hohlräumen werden im Bauteil 1 rest­angebundene Materialpartikel abgeschlagen, durch die Kavita­tionen in der Reinigungsflüssigkeit mitgenommen und aus dem Bauteil 1 ausgespült.About the hollow machined sonotrode 10 is now pumped into the nozzle openings 3, 3 'and 4, 4' entering a cleaning liquid through the cavities of the component 1. At the same time, the sonotrode 10 is set in vibration, for example at 20 or 40 kHz, via an ultrasound generator (not shown), so that ultrasound vibrations are transmitted on the one hand to the flowing liquid and on the other hand to the component 1. Due to the intensive vibrations in the cavities through which liquid flows, residual material particles in component 1 are knocked off, entrained by the cavitations in the cleaning liquid and rinsed out of component 1.

Zur quantitativen Bestimmung der ausgespülten Partikel kann es erforderlich sein, diese Partikel in entsprechenden Auffang­einrichtungen zu sammeln. Dazu ist die gesamte Vorrichtung aus Reingiungswanne 20, Abdeckung 25 und Sonotrode 10 über Distanz­stücke 27 und 28 gegenüber einer Grundplatte 50 im Abstand ver­änderbar. Im Auslauf 29 der Reinigungswanne 20 ist ein Sperr­hahn 30 eingefügt, der über einen Drehgriff 31 betätigbar ist. Unterhalb des Sperrhahnes 30 ist ein austauschbarer Filter 35 zum Auffangen von Teilchen angeordnet. Der Filter 35 ist in einem Schieber 37 zwischen Begrenzungsleisten 34 gelagert, so daß er leicht - auch bei Betrieb der Vorrichtung - austauschbar ist. Zur Abdichtung und Betätigung durch den Drehgriff 31 ist ein Dichtring 32 und ein Sicherheitsring 33 vorhanden.For the quantitative determination of the washed-out particles, it may be necessary to collect these particles in appropriate collecting devices. For this purpose, the entire device comprising cleaning trough 20, cover 25 and sonotrode 10 can be changed in spacing relative to a base plate 50 by means of spacers 27 and 28. A stopcock 30 is inserted in the outlet 29 of the cleaning trough 20 and can be actuated via a rotary handle 31. An interchangeable filter 35 for collecting particles is arranged below the stopcock 30. The filter 35 is mounted in a slide 37 between the limiting strips 34, so that it is easily replaceable, even when the device is in operation. A sealing ring 32 and a safety ring 33 are provided for sealing and actuation by the rotary handle 31.

Der Schieber 37 und die Begrenzungsleisten 34 sind auf einem Lagerklotz 36 angeordnet, in den ein Exzenter 40 mit Handgriff 41 eingreift. Über den Exzenter 40 kann die gesamte Anordnung abgedichtet werden.The slide 37 and the limiting strips 34 are arranged on a bearing block 36, in which an eccentric 40 engages with a handle 41. The entire arrangement can be sealed via the eccentric 40.

Durch die Auffangeinrichtung ist eine Qualitätskontrolle beim Durchspülen der Bauteile möglich. Wenn in einem ersten Ver­fahrensabschnitt als Spülmedium eine Suspension mit definier­ten Teilchen gewählt wird, die aufgrund der Durchwirbelung der Teilchen einen zusätzlichen Reinigungseffekt bewirken, kann somit zunächst das quantitative Ausspülen dieser Teilchen nach Austausch mit einer Spülflüssigkeit sichergestellt werden. Es kann auch für das Spülmedium eine Rückführung zur Ausbildung eines geschlossenen Flüssigkeitskreislaufes vorgesehen sein.The collecting device enables quality control when flushing the components. If a suspension with defined particles is selected as the rinsing medium in a first process step, which, because of the swirling of the particles, has an additional cleaning effect, the quantitative rinsing out of these particles after exchange with a rinsing liquid can thus first be ensured. A return can also be provided for the flushing medium to form a closed liquid circuit.

In FIG 3 ist ein Bauteil 100 gezeigt, das ebenfalls bei Tinten­druckern Verwendung findet. Dieses Bauteil 100 wird bei der Fertigung aus gespritzte Halbzeugteile 102 und 105 derart komplettiert, daß definierte Hohlräume 104, die von Anschluß­stellen 106 zu Austrittskanülen 107 verlaufen, jeweils durch einen Deckel 105 abgedeckt werden. Die Oberfläche des fertigen Bauteiles 100 mit den eingesetzten Deckeln 105 ist dabei plan.FIG. 3 shows a component 100 which is also used in ink printers. This component 100 is completed in the production of injection-molded semi-finished parts 102 and 105 in such a way that defined cavities 104, which run from connection points 106 to outlet cannulas 107, are each covered by a cover 105. The surface of the finished component 100 with the lids 105 used is flat.

In FIG 4 ist eine Sonotrode 110 mit ihrer Stirnfläche 113 unter Zwischenlage einer Dichtungsplatte 115 auf die ebene Oberfläche des Bauteiles 100 aufgesetzt. Die Lumina 104 des Bauteiles 100 befinden sich dabei unmittelbar im Nahfeldbereich der Wirkungs­fläche 113 der Sonotrode 110. Das Bauteil 100 ist in einer geeigneten Aufnahmeeinheit 120 unter Zwischenlage von Silikon­dichtungsplatten 121 und 122 gelagert. Die Aufnahmeeinheit 120 hat einen Flüssigkeitszulauf 123 und einen Flüssigkeitsablauf 124, die über Leitungsanschlüsse 125 und 126 an ein geschlosse­nes Flüssigkeitssystem ankoppelbar sind. Die Aufnahmeeinheit 120 ist auf einer Grundplatte 150 aufgebracht.In FIG. 4, a sonotrode 110 is placed with its end face 113 with the interposition of a sealing plate 115 on the flat surface of the component 100. The lumens 104 of the component 100 are located directly in the near field area of the effective surface 113 of the sonotrode 110. The component 100 is mounted in a suitable receiving unit 120 with the interposition of silicone sealing plates 121 and 122. The receiving unit 120 has a liquid inlet 123 and a liquid outlet 124, which can be coupled to a closed liquid system via line connections 125 and 126. The receiving unit 120 is applied to a base plate 150.

Aufgrund der speziellen geometrischen Anordnung des Bauteiles 100 läßt sich durch Ultraschallanregung das flüssigkeitsge­füllte Innenlumen 104 des Bauteiles 100 zu Schwingungen an­regen, wobei es wiederum durch die Durchwirbelungen des durch­strömenden Spülmediums zu einem intensiven Reinigungseffekt kommt.Due to the special geometric arrangement of the component 100, the liquid-filled inner lumen 104 of the component 100 can be excited to vibrate by ultrasound excitation, which in turn leads to an intensive cleaning effect due to the swirling of the flushing medium flowing through.

In entsprechender Kombination von FIG 2 und FIG 4 können auch Vorrichtungen geschaffen werden, bei denen mehrere Sonotroden vorhanden sind, wobei deren Wirkungsflächen an die Geometrie des zu reinigenden Bauteiles angepaßt sind. Auch metallische Präzisionsteile, die beispielsweise als Halbzeug durch spannen­de Formgebung bearbeitet und anschließend zusammengesetzt wurden, können mit dem beschriebenen Verfahren und einer entsprechend ausgebildeten Vorrichtung gereinigt werden.In a corresponding combination of FIG. 2 and FIG. 4, devices can also be created in which there are several sonotrodes, the effective surfaces of which are adapted to the geometry of the component to be cleaned. Even metallic precision parts that have been machined as semifinished products by exciting shaping and then put together can be cleaned using the described method and an appropriately designed device.

Claims (13)

1. Verfahren zur Reinigung von Bauteilen mit Hohlräumen, ins­besondere von Bauteilen komplexer Geometrie mit Innenlumina geringer Querschnitte, wobei die Reinigung durch Durchfluß eines flüssigen Spülmediums erfolgt, dadurch ge­kennzeichnet, daß durch Ultraschall-Beaufschla­gung des strömenden Spülmediums und/oder des Bauteiles gleicher­maßen schwingende Kavitationen in den durchspülten Innenlumina des Bauteiles entstehen.1. A method for cleaning components with cavities, in particular components of complex geometry with inner lumens of small cross-sections, the cleaning being carried out by the flow of a liquid flushing medium, characterized in that cavitation in the same way vibrating through ultrasonic exposure to the flowing flushing medium and / or the component the flushed inner lumens of the component arise. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß in einem ersten Verfahrensabschnitt als Spülmedium eine Suspension mit definierten Teilchen gewählt wird und daß anschließend in einem zweiten Verfahrensabschnitt die Suspension durch eine Flüssigkeit ausgetauscht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a suspension with defined particles is selected as the rinsing medium in a first process section and that the suspension is then exchanged for a liquid in a second process section. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Pumpeinrichtung für das Spülmedium und einer Halte­rung für das Bauteil, mit der das Bauteil an den Zufluß für das Spülmedium ansetzbar ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß eine Ultraschallerzeugungseinrichtung mit Sonotrode (10) vorhanden ist, die in ihrer Schwingungs­richtung zumindest teilweise eine zentrische Bohrung (11) zum Durchfluß des Spülmediums aufweist.3. Device for performing the method according to claim 1, with a pump device for the flushing medium and a holder for the component with which the component can be attached to the inflow for the flushing medium, characterized in that an ultrasound generating device with a sonotrode (10) is present which in its direction of vibration has at least partially a central bore (11) for the flow of the flushing medium. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Zufluß (16, 17) für das Spülmedium im Bereich der Schwingungsknotenebenen der Sonotrode (10) liegt.4. The device according to claim 3, characterized in that the inflow (16, 17) for the flushing medium is in the region of the vibration node planes of the sonotrode (10). 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die zentrische Bohrung (11) zur Ar­beitsfläche der Sonotrode (10) hin erweitert ist.5. The device according to claim 3, characterized in that the central bore (11) to the working surface of the sonotrode (10) is expanded. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Pumpeinrichtung für das Spülmedium und einer Halte­rung für das Bauteil, mit der das Bauteil an den Zufluß für das Spülmedium ansetzbar ist , dadurch gekenn­zeichnet, daß eine Ultraschallerzeugungseinrichtung mit Sonotrode (110) vorhanden ist, deren Wirkungsfläche (113) im Nahfeldbereich für die Innenlumina des Bauteils (100) liegt.6. Device for performing the method according to claim 1, with a pump device for the flushing medium and a holder for the component with which the component can be attached to the inflow for the flushing medium, characterized in that an ultrasound generating device with a sonotrode (110) is present whose effective area (113) lies in the near field area for the inner lumens of the component (100). 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Pumpeinrichtung für das Spülmedium und einer Halte­rung für das Bauteil, mit der das Bauteil an den Zufluß für das Spülmedium ansetzbar ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß eine Ultraschallerzeugungseinrichtung mit mehreren Sonotroden vorhanden ist, wobei die einzelnen Wirkungsflächen der Sonotroden an das Bauteil angepaßt sind.7. The device for performing the method according to claim 1, with a pump device for the flushing medium and a holder for the component with which the component can be attached to the inflow for the flushing medium, characterized in that an ultrasound generating device is provided with a plurality of sonotrodes, wherein the individual effective areas of the sonotrodes are adapted to the component. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (21) das Bauteil (1) gegenüber der Sonotrode (10) abdichtet.8. Device according to one of claims 3, 6 or 7, characterized in that the holder (21) seals the component (1) against the sonotrode (10). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Halterung (21) in einer Wanne (20) für das Spülmedium angeordnet ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the holder (21) is arranged in a trough (20) for the flushing medium. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­kennzeichnet, daß unter der Wanne (20) eine Einrichtung zur Aufbereitung des Spülmediums angeordnet ist.10. The device according to claim 9, characterized in that a device for processing the flushing medium is arranged under the tub (20). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß ein Filter (35) zum Auffangen von Teilchen vorhanden ist.11. The device according to claim 10, characterized in that a filter (35) for collecting particles is present. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Filter (35) austauschbar ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the filter (35) is interchangeable. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rück­führung für das Spülmedium zur Ausbildung eines geschlossenen Flüssigkeitskreislaufes vorhanden ist.13. Device according to one of claims 3, 6 or 7, characterized in that there is a return for the flushing medium to form a closed liquid circuit.
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