Vorrichtung zum Überwachen des Spülvorgangs in einer Spülmaschine

Abstract

 Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Überwachen des Reinigungsvorgangs in einer Anlage zum maschinellen Reinigen mit den folgenden Merkmalen:

a) die Vorrichtung ist als autarke, wasserdichte Einheit ausgebildet,

b) sie weist einen Sensor (3) mit einer Auftreffläche zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf,

c) sie weist eine Einrichtung zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs dieses Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf oder ist mit einer solchen Einrichtung verbunden.

Die Vorrichtung erlaubt die meßtechnische Erfassung der mechanischen Reinigungswirkung in Spülmaschinen oder dergleichen. Ein entsprechendes Verfahren weist folgende Schritte auf:

a) Anordnen eines Sensors (3) mit einer Auftreffläche zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen in einem Bereich, der im Betrieb der Anlage von Flüssigkeitsstrahlen bespült wird,

b) Erfassen des zeitlichen Verlaufs dieses Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen des Reinigungsvorgangs in einer Anlage zum maschinellen Reinigen, insbesondere einer Spülmaschine.

[0002] Verschiedene Verfahren zum Überprüfen der Reinigungsleistung von Vorrichtungen oder Anlagen zur maschinellen Reinigung wie beispielsweise Spülmaschinen für Geschirr oder medizinische Instrumente, CIP-Reinigungsanlagen oder dergleichen sind bekannt, beispielsweise Temperatur- und Konzentrationsmessungen einer Waschflotte sowie Überprüfen der Reinigungsleistung mittels genormter Testanschmutzungen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Überwachen des Reinigungsvorgangs in einer Maschine bzw. Anlage zum maschinellen Reinigen zu schaffen, das einfach anzuwenden ist und die Erfassung von für die Reinigungsleistung wichtigen Parametern erlaubt.

[0004] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist folgende Merkmale auf:

a) die Vorrichtung ist als autarke, wasserdichte Einheit ausgebildet,

b) sie weist einen Sensor mit einer Auftreffläche zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf,

c) sie weist eine Einrichtung zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs dieses Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf oder ist mit einer solchen Einrichtung verbunden.

[0005] Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendete Begriffe erläutert.

[0006] Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Überwachen des Reinigungsvorgangs in einer Anlage zum maschinellen Reinigen. Bei einer solchen Anlage kann es sich um eine Spülmaschine für Geschirr, medizinische Instrumente und Apparate oder dergleichen handeln, ferner um Anlagen zur Reinigung von Maschinen, beispielsweise der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, insbesondere CIP-Reinigungsanlagen (Cleaning In Place).

[0007] Die Vorrichtung ist als autarke, wasserdichte Einheit ausgebildet. Autark bedeutet, daß die Vorrichtung ohne physische Verbindung zu einer externen Einheit betrieben werden kann. Zweck dieses Merkmals ist es, daß die Vorrichtung problemlos im Innenraum von Spülmaschinen oder dergleichen angebracht und dort betrieben werden kann. Der Begriff "autark" schließt nicht aus, daß die Vorrichtung für ihren Betrieb drahtlose Verbindungen zu einer externen Einheit benötigt, beispielsweise zur Energieversorgung (diese kann induktiv erfolgen), zur Steuerung, oder zur Übertragung von Meßdaten auf eine externe Einheit.

[0008] "Wasserdicht" bedeutet, daß die Vorrichtung problemlos und ohne durch auftreffende Flüssigkeit verursachte Betriebsstörungen im Innenraum einer Spülmaschine betrieben werden kann. Das Merkmal beinhaltet demnach den Schutz feuchtigkeitsempfindlicher Teile der Vorrichtung vor den im Inneren einer Spülmaschine oder sonstigen Anlage herrschenden Flüssigkeitsstrahlen, Wrasen und dergleichen.

[0009] Die Vorrichtung weist wenigstens einen Sensor mit einer Auftreffläche zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf. Trifft ein Flüssigkeitsstrahl, wie beispielsweise ein Waschstrahl aus dem Wascharm einer Spülmaschine, einer Düse oder dergleichen direkt oder nach einer Reflexion auf diese Fläche auf, gibt der Sensor ein Signal ab. Vorzugsweise ist das Signal quantitativ auswertbar, d.h. es besteht eine auswertbare Beziehung zwischen dem Signal (vorzugsweise der Signalhöhe, bei einem elektrischen Signal beispielsweise der Signalspannung, dem elektrischen Widerstand des Sensors oder dergleichen) und einer reinigungstechnisch relevanten Größe des auftreffenden Flüssigkeitsstrahls, beispielsweise dessen Druck, Impuls, oder des Anteils der vom Flüssigkeitsstrahl bestrichenen Fläche im Verhältnis zu der gesamten Auftreffläche.

[0010] Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf oder ist mit einer solchen Einrichtung verbunden. Eine solche Verbindung erfolgt im Rahmen der Erfindung durch Funk oder eine sonstige drahtlose, nicht physische Verbindung, damit die Vorrichtung erfindungsgemäß eine autarke Einheit wie oben definiert bleibt. Das Erfassen des zeitlichen Verlaufs des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen über einen vorgegebenen Meßzeitraum kann analog erfolgen, beispielsweise durch analoges Aufzeichnen des Sensormeßwertes. Eine solche analoge Aufzeichnung wird in der Regel eine mit der autarken Einheit drahtlos verbundene externe Aufzeichnungseinrichtung erforderlich machen. Vorzugsweise wird der zeitliche Verlauf jedoch digital in einem Speicher erfaßt, in dem über einen bestimmten Zeitraum in vorgegebenen Zeitabständen die Meßwerte des Sensors registriert und gespeichert werden.

[0011] Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine Überprüfung bzw. Erfassung der sog. Reinigungsmechanik in einer Spülmaschine oder dergleichen. Die mechanische Wirkung der auf das zu reinigende Gut auftreffenden Wasch- oder Spülstrahlen trägt erheblich zur Reinigungsleistung bei. Diese mechanische Reinigungswirkung kann durch vielerlei Einflüsse beeinträchtigt werden, beispielsweise Verschmutzung oder Verkalkung von Druckleitungen für die aufzusprühende Flüssigkeit oder der Austrittsdüsen, Verschleiß der verwendeten Flüssigkeitspumpen, übermäßige Schaumbildung durch falsche oder zu hoch konzentrierte Tenside und dergleichen. Ferner kann eine falsche oder zu dichte Beladung einer Spülmaschine das Einwirken der Sprühstrahlen auf dann "abgeschirmte" Teile des Spülgutes beeinträchtigen oder verhindern.

[0012] Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt erstmals eine direkte Auswertung der mechanischen Reinigungswirkung in Spülmaschinen oder dergleichen. Besonders bevorzugt ist die Vorrichtung als mobile autarke Einheit ausgebildet, so daß sie in unterschiedlichen Bereichen der Spülmaschine plaziert werden kann. Durch die Erfassung des zeitlichen Verlaufs über eine vorgegebene Meßdauer können Einflüsse untersucht werden, die beispielsweise durch die Bewegung von Sprüharmen oder durch den Transport von zu reinigendem Gut auf einem Transportband durch die Maschine entstehen. Das Meßintervall (Zeitabstand zwischen zwei Druckmessungen) kann in Abhängigkeit von der Art der Überwachung eines Spülvorgangs in weiten Grenzen variieren. Für eine genaue Überwachung eines Spülvorgangs können kurze Meßintervalle im Bereich von 0,1 s bis 5 min, vorzugsweise 0,5 s bis 1 min, weiter vorzugsweise 1 bis 30 bzw. 1 bis 10 s Anwendung finden. Für eine längerfristige Überwachung einer Spülmaschine können längere Meßintervalle von beispielsweise einer Stunde oder einem Tag Anwendung finden. Man kann so prüfen, ob sich die Reinigungsleistung der Maschine im Laufe eines längeren Zeitraums ändert bzw. verschlechtert. Für eine Langfristüberwachung kann alternativ beispielsweise vorgesehen sein, einmal täglich 60 Druckmessungen mit Meßintervallen von 1 s durchzuführen, so daß jeden Tag eine Überwachung des Spülvorgangs in einem repräsentativen Zeitraum geschieht, der zufällige Schwankungen bei Durchführung lediglich einer einzigen Druckmessung ausschließt.

[0013] Kommerziell erhältliche Datenlogger können in der Regel einige 1000 bis einige 10.000 Datenpunkte aufzeichnen, so daß auch bei kurzen Meßintervallen von beispielsweise 1 s ein länger dauernder Reinigungs- und Spülvorgang vollständig überwacht werden kann.

[0014] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorzugsweise einen kraftabhängigen Widerstand (Force Sensing Resistor - FSR) zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf. Ein solcher FSR-Sensor ist dem Fachmann geläufig. Er ändert seinen elektrischen Widerstand in Abhängigkeit von der auf die aktive Oberfläche eingeleitete Kraft.

[0015] Ein FSR-Sensor weist eine auf einer Trägerfolie aufgedruckte halbleitende Polymerschicht auf. Auf einer zweiten Trägerfolie sind streifenförmige Elektroden aufgedruckt, deren Finger ineinander verschachtelt sind, sich aber nicht berühren. Die beiden Trägerfolien werden über eine lediglich in deren Randbereichen verlaufende, als Abstandhalter wirkende Zwischenschicht verbunden. Übt man Druck auf die Sensorfläche aus, kontaktieren die Elektroden das halbleitende Polymer und es werden Widerstandsbrücken aufgebaut. Je höher die eingeleitete Kraft ist, desto mehr Widerstandsbrücken werden geschlossen und parallel geschaltet. FSR-Sensoren sind beispielsweise kommerziell erhältlich von der Firma International Electronics & Engineering S.a.r.l. in Luxemburg.

[0016] Es kann wünschenswert sein, die genaue geometrische Verteilung des Auftreffens von Sprühstrahlen auf der Auftreffläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erfassen. Für das Reinigungsergebnis macht es beispielsweise einen Unterschied, ob ein Sprühstrahl als gebündelter harter Strahl oder breit zerteilt auftritt. Erfindungsgemäß kann daher vorgesehen sein, die Auftreffläche als Matrix aus mehreren Sensoren auszubilden, so daß der Ort des Auftreffens von Sprühstrahlen auf dieser Fläche mit erfaßt und ausgewertet werden kann.

[0017] Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Speicher zum Speichern des zeitlichen Verlaufs des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf. Dieser Speicher kann im Anschluß an eine Messung ausgelesen und vorzugsweise in einer externen Auswerteeinheit ausgewertet werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Übertragungseinrichtung zum drahtlosen Übertragen des zeitlichen Verlaufs des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf eine externe Auswerteinrichtung vorgesehen sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bei längeren Messungen oder einer größeren Anzahl von Sensoren in einer Matrix eine große Datenmenge anfällt oder aber eine Auswertung der Messungen in Echtzeit erfolgen soll, beispielsweise um Betriebsparameter der Spülmaschine zu optimieren.

[0018] In der Regel wird die erfindungsgemäße Vorrichtung eine interne Energiequelle, vorzugsweise eine Batterie, aufweisen. Denkbar ist im Rahmen der Erfindung eine drahtlose, beispielsweise induktive Versorgung mittels einer externen Energiequelle.

[0019] Die Auftreffläche des Sensors kann in einem mit wenigstens einer Eintrittsöffnung versehenen Gehäuse angeordnet sein, wobei dieses Gehäuse einen Hohlraum umschließt. Beispielsweise kann die Auftreffläche des Sensors am Boden eines zylindrischen Rohrstücks angeordnet sein, die gegenüberliegende Stirnfläche des Zylinders ist offen und bildet die genannte Eintrittsöffnung. Auf diese Art und Weise kann man die Reinigungswirkung bei problematisch zu reinigenden Gegenständen wie beispielsweise Teekännchen oder dergleichen überprüfen, da ein solches rohrförmiges Gehäuse die Verhältnisse in einem solchen Teekännchen simuliert. Es kann insbesondere geprüft werden, ob in einer Spülmaschine die Sprühstrahlen den Boden eines solchen Teekännchens erreichen.

[0020] Das Gehäuse kann auch die äußere Form sonstigen Spülgutes wie beispielsweise Tassen, Schüsseln oder dergleichen nachbilden.

[0021] Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Überwachen des Reinigungsvorgangs in einer Anlage zum maschinellen Reinigen mit den folgenden Schritten:

a) Anordnen eines Sensors mit einer Auftreffläche zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen in einem Bereich, der im Betrieb der Anlage von Flüssigkeitsstrahlen bespült wird,

b) Erfassen des zeitlichen Verlaufs dieses Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen.

[0022] Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird vorzugsweise die autarke, wasserdichte Einheit der vorliegenden Erfindung verwendet, jedoch kann das Verfahren auch durchgeführt werden mit einem fest in die Anlage integrierten Sensor, der beispielsweise in der Wand einer Spülmaschine oder dergleichen eingebaut ist. Ein solcher fest eingebauter Sensor ist nicht als autarke Einheit ausgebildet und eignet sich insbesondere zur dauerhaften, routinemäßigen Überwachung der Reinigungsleistung einer Spülmaschine, CIP-Reinigungsanlage oder dergleichen.

[0023] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1

eine als autarke Einheit ausgebildete, wasserdichte erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung in einer Ansicht von der Seite;

Fig. 2

eine Ansicht dieser Vorrichtung von unten.

[0024] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen in Fig. 1 nach unten offenen Hohlzylinder 1 auf, dessen geometrische Gestalt einen üblichen Behälter wie beispielsweise ein Kaffeekännchen "simuliert". An einer Stirnseite des Hohlzylinders 1 ist eine Bodenplatte 2 mit einem darin angeordneten FSR-Sensor 3 vorgesehen. In einem Gehäuse 4 ist die Energieversorgung sowie die Steuer- und Speicherelektronik für den FSR-Sensor angeordnet.

[0025] Zur Durchführung einer Messung wird die Vorrichtung (vorzugsweise mit der Öffnung des Hohlzylinders 1 nach unten) in eine Spülmaschine gestellt und ein üblicher Reinigungs-/Spülzyklus wird durchlaufen. Anschließend können die gespeicherten Druckdaten ausgelesen und ausgewertet werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Überwachen des Reinigungsvorgangs in einer Anlage zum maschinellen Reinigen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Vorrichtung ist als autarke, wasserdichte Einheit ausgebildet,

b) sie weist einen Sensor (3) mit einer Auftreffläche zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf,

c) sie weist eine Einrichtung zum Erfassen des zeitlichen Verlaufs dieses Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf oder ist mit einer solchen Einrichtung verbunden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen kraftabhängigen Widerstand (Force Sensing Resistor) (3) zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Matrix von zwei oder mehr kraftabhängigen Widerständen aufweist, die gemeinsam die Auftreffläche des Sensors bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Speicher zum Speichern des zeitlichen Verlaufs des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Übertragungseinrichtung zum drahtlosen Übertragen des zeitlichen Verlaufs des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen auf eine externe Einrichtung aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine interne Energiequelle aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffläche des Sensors (3) in einem mit wenigstens einer Eintrittsöffnung versehenen Gehäuse (1) angeordnet ist, wobei das Gehäuse einen Hohlraum umschließt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) die äußere Form eines Spülgutes nachbildet.

9. Verfahren zum Überwachen des Reinigungsvorgangs in einer Anlage zum maschinellen Reinigen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Anordnen eines Sensors (3) mit einer Auftreffläche zum Erfassen des Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen in einem Bereich, der im Betrieb der Anlage von Flüssigkeitsstrahlen bespült wird,

b) Erfassen des zeitlichen Verlaufs dieses Auftreffens von Flüssigkeitsstrahlen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) eine Matrix von zwei oder mehr kraftabhängigen Widerständen aufweist, die gemeinsam die Auftreffläche des Sensors bilden.

Zeichnung