DE1108494B - Device for fastening an element vibrating in the longitudinal direction in a container wall of a sound or ultrasound generator - Google Patents

Device for fastening an element vibrating in the longitudinal direction in a container wall of a sound or ultrasound generator

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DE1108494B
DE1108494B DEB54263A DEB0054263A DE1108494B DE 1108494 B DE1108494 B DE 1108494B DE B54263 A DEB54263 A DE B54263A DE B0054263 A DEB0054263 A DE B0054263A DE 1108494 B DE1108494 B DE 1108494B
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container
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container wall
fastening
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DEB54263A
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German (de)
Inventor
Leon Walton Camp
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Bendix Corp
Original Assignee
Bendix Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B3/00Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

B 54263 Vnia/42sB 54263 Vnia / 42s

ANMELDETAG: 31. JULI 1959REGISTRATION DATE: JULY 31, 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE EDITORIAL:

8. JUNI 1961June 8, 1961

Die Erfindung bezieht sich auf Übertrager zur Erzeugung von Schall- oder Ultraschallschwingungen in Flüssigkeiten und ist auf eine Vorrichtung zur Befestigung von mindestens einem in Längsrichtung schwingenden Element in einer Behälterwandung eines Gerätes zur Erzeugung von Schall- oder Ultraschallschwingungen in Flüssigkeiten gerichtet.The invention relates to transmitters for generating sound or ultrasonic vibrations in Liquids and is on a device for attaching at least one longitudinally oscillating Element in a container wall of a device for generating sound or ultrasonic vibrations directed in liquids.

Es sind Übertrager bekannt, bei denen das schwingende Element über eine Gummikappe oder ein Gummifenster mit der zu erregenden Flüssigkeit in Verbindung steht. Bei dieser bekannten Ausführung kann das schwingende Element direkt oder über eine Flüssigkeit mit dem Gummi in Verbindung stehen. Die Gummikappe kann auch so ausgebildet sein, daß sie seitlich einen Bund um das Gehäuse bildet, in das das schwingende Element eingebaut ist.There are known transformers in which the vibrating element has a rubber cap or a Rubber window is connected to the fluid to be excited. In this known version the vibrating element can be in contact with the rubber directly or via a liquid. The rubber cap can also be designed so that it laterally forms a collar around the housing into which the vibrating element is installed.

Bei anderen bekannten Übertragern ist ein piezoelektrisch schwingendes Kristallelement mit seinem Rand in eine Halterung aus hochwertigem Isolierstoff eingekittet, wobei der eine Belag zur Zuführung der elektrischen Spannung auf der der Flüssigkeit zugekehrten Seite des Kristalls in Form einer sehr dünnen Metallisierung aufgebracht ist und sich über beide Flanschseiten der Halterung erstreckt, und der zweite Belag auf der gegenüberliegenden Kristallfläche angeordnet ist und sich noch auf einem Teil der Innenfläche der Halterung erstreckt.In other known transducers, a piezoelectrically vibrating crystal element is with his Edge cemented into a holder made of high-quality insulating material, with one covering for feeding the electrical voltage on the side of the crystal facing the liquid in the form of a very thin Metallization is applied and extends over both flange sides of the holder, and the second Coating is arranged on the opposite crystal surface and is still on part of the inner surface the bracket extends.

In bekannten Geräten für die Ultraschallreinigung werden die Schwinger üblicherweise am Boden des Flüssigkeitsbehälters befestigt. Durch diese Anordnung wird jedoch ein Teil der Ultraschallenergie auf die seitlichen Wände des Flüssigkeitsbehälters übertragen und geht dadurch verloren, da sie nicht zur Erregung von Ultraschallwellen in der Flüssigkeit beiträgt. Bei einer festen Verbindung des Übertragers mit der Bodenwandung erfolgt ein weiterer Energieverlust durch eine Wellenreflexion an dieser Stelle. Zusätzlich tritt an der gleichen Stelle wegen der intensiven Einwirkung der Ultraschallwellen und der damit verbundenen hohen Beanspruchung des Materials häufig ein Bruch ein. Man hat versucht, den Übertrager getrennt vom Behälterboden zu unterstützen; diese Maßnahme bedeutet jedoch eine zusätzliche Dämpfung und damit einen Energieverlust.In known devices for ultrasonic cleaning, the transducers are usually at the bottom of the Liquid container attached. However, this arrangement causes some of the ultrasonic energy to be absorbed transferred to the side walls of the liquid container and is lost as a result, as it does not cause arousal of ultrasonic waves in the liquid. With a permanent connection of the transformer with the bottom wall there is a further loss of energy due to wave reflection at this point. Additionally occurs in the same place because of the intense action of the ultrasonic waves and the The associated high stress on the material often causes a break. You tried that Support transmitter separately from tank bottom; however, this measure means an additional one Damping and thus a loss of energy.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diesen Energieverlust zu vermeiden und eine einfache Art der Befestigung für Schallübertrager aufzuzeigen, bei der auch keine Bruchgefahr an der Befestigungsstelle selbst gegeben ist.The present invention has set itself the task of avoiding this energy loss and a to show a simple type of attachment for sound transmitters, with which there is also no risk of breakage at the attachment point itself is given.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein in Längsrichtung schwingendes Element an seinem Arbeitsende eine starre Platte enthält, die über die Vorrichtung zum Befestigen
von einem in Längsrichtung schwingenden
This is achieved according to the invention in that an element vibrating in the longitudinal direction contains a rigid plate at its working end, which over the device for fastening
of a vibrating in the longitudinal direction

Element in einer Behälterwandung
eines Schall- oder Ultraschallerzeugers
Element in a container wall
a sound or ultrasound generator

Anmelder:Applicant:

The Bendix Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)
The Bendix Corporation,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. K.-A. Brose, Patentanwalt,
Pullach bei München, Wiener Str. 1/2
Representative: Dipl.-Ing. K.-A. Brose, patent attorney,
Pullach near Munich, Wiener Str. 1/2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. September 1958
Claimed priority:
V. St. v. America 8 September 1958

Leon Walton Camp, Santa Monica, CaUf. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt wordenLeon Walton Camp, Santa Monica, CaUf. (V. St. Α.), has been named as the inventor

Außenkanten des Elements vorstehende Kantenteile aufweist, und daß die Tankwandung aus einer ersten Schicht aus elastomerem (gummiähnlichem) Material beträchtlicher Dicke, die eine Öffnung aufweist, die mit Preßsitz das Element umschließt und aus einer zweiten, aus steiferem Material bestehenden Schicht gebildet ist, die auf der der Flüssigkeit zugekehrten Seite der ersten Schicht angeordnet ist und eine Öffnung aufweist, die größer als die starre Platte ist, und daß die Kantenteile die erste Schicht überlappen und mit ihr in Verbindung stehen, ohne die zweite Schicht zu berühren.Has outer edges of the element protruding edge parts, and that the tank wall consists of a first Layer of elastomeric (rubber-like) material of considerable thickness, having an opening that encloses the element with a press fit and consists of a second layer consisting of a stiffer material is formed, which is arranged on the side of the first layer facing the liquid and has an opening which is larger than the rigid plate and that the edge portions overlap the first layer and communicate with it without touching the second layer.

Insbesondere bei großen Flüssigkeitsbehältern kann die Behälterwandung an der anderen Seite der ersten Schicht eine dritte Schicht enthalten, die im Vergleich zu dem elastomeren Material steifer ist und in der sich eine Öffnung befindet, die größer als die Außenkante des in Längsrichtung schwingenden Elements ist. Es kann sich als vorteilhaft erweisen, die überlappenden Kantenteile der starren Platte an die erste Schicht anzuzementieren oder anzukleben.In particular in the case of large liquid containers, the container wall on the other side of the first Layer contain a third layer that is stiffer compared to the elastomeric material and in the there is an opening which is larger than the outer edge of the longitudinally vibrating element. It may prove advantageous to attach the overlapping edge portions of the rigid panel to the first Cement or glue layer.

Eine weitere Verminderung der Energieabgabe an die Seitenwände kann dadurch erreicht werden, daß, wenn die Behälterwandung den Boden eines Behälters bildet, nur die erste Schicht dieser Wandung mit den seitlichen Wandungen des Behälters verbunden ist.A further reduction in the energy output to the side walls can be achieved in that, if the container wall forms the bottom of a container, only the first layer of this wall is connected to the side walls of the container.

Da nach der vorliegenden Erfindung das schwingende Element in direkter Verbindung mit der Reinigungsflüssigkeit steht, kann sich, wenn diese Flüssig-According to the present invention, the vibrating element is in direct communication with the cleaning liquid can arise when this liquid

109 610/109109 610/109

keit heiß ist, das aktive Material des Elements so weit erwärmen, daß es unwirksam wird.is hot, heat the active material of the element to such an extent that it becomes ineffective.

Der Übertrager kann daher aus einem in Längsrichtung schwingenden Element aus einem einzelnen Stück keramischen Materials mit piezoelektrischen Eigenschaften bestehen, wobei der elektrisch erregte Teil des Elements von dessen Arbeitsende durch einen Teil getrennt ist, der als Wärmebarriere zwischen dem erregten Teil und dem Arbeitsende wirkt.The transformer can therefore consist of a longitudinally vibrating element from a single Pieces of ceramic material with piezoelectric properties are made, the electrically excited Part of the element is separated from the working end by a part that acts as a thermal barrier between the excited part and the end of work.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigtThe invention is described below in connection with the drawings. In the drawings shows

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ultraschallreinigungsbehälters nach der Erfindung undFig. 1 is a sectional view of an ultrasonic cleaning container according to the invention and

Fig. 2 eine Teilschnittansicht einer abgeänderten Übertragereinheit, die bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendet werden kann.FIG. 2 is a partial sectional view of a modified transmitter unit which is used in the arrangement according to FIG can be used.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist dort ein mit Schallwellen arbeitendes Reinigungsgerät dargestellt, das aus einem Behälter 10 besteht, der mehrere gleiche Übertrager 11 zur Erzeugung von Schallschwingungen in einer Flüssigkeit 12 aufweist, die sich in dem Behälter befindet, um die Reinigungswirkung an Gegenständen zu erhöhen, die in die Flüssigkeit eingetaucht sind.As can be seen from Fig. 1, there is shown a cleaning device that operates with sound waves consists of a container 10 which has several identical transducers 11 for generating sound vibrations in a liquid 12, which is located in the container, to the cleaning effect on objects that are immersed in the liquid.

Der Behälter 10 kann jede gewünschte Form haben, ist jedoch hier als rechteckiger Behälter dargestellt mit Seitenwänden 10 α und einem Boden 10 b, der sich zwischen dem oberen und unteren Ende der Seitenwandungen befindet.The container 10 can have any desired shape, but is shown here as a rectangular container with side walls 10 α and a bottom 10 b, which is located between the upper and lower ends of the side walls.

Der Boden 10 b besteht aus mehreren Schichten, und zwar aus einer ersten Mittelschicht 14 eines Elastomeren, wie Gummi, einer zweiten Schicht 16 an der Oberseite und einer dritten Schicht 15 an der Unterseite. Die Schichten 15 und 16 bestehen aus steiferem Material als die erste Schicht 14 und können aus Metall oder anderem festem und steifem Material bestehen. Alle drei Schichten sind fest miteinander verbunden oder zementiert. Wenn die seitlichen Abmessungen des Bodens klein sind, so sind die beiden Versteifungsschichten 15 und 16 für die erforderliche Steifheit nicht erforderlich, und es kann eine von beiden fortfallen.The bottom 10b consists of several layers, namely a first middle layer 14 of an elastomer such as rubber, a second layer 16 on the top and a third layer 15 on the bottom. The layers 15 and 16 are made of a stiffer material than the first layer 14 and can be made of metal or other strong and rigid material. All three layers are firmly bonded or cemented together. If the lateral dimensions of the floor are small, the two stiffening layers 15 and 16 are not required for the required rigidity and one of the two can be omitted.

Der Boden 106 ruht auf den Seitenwänden 10 a auf einem Flansch 18 an der Innenseite der Seitenwände. Dieser Flansch 18 besteht vorzugsweise aus einem elastomeren Material, das mit den Seitenwänden verbunden ist. Es ist außerdem erwünscht, daß die dritte Schicht 15 des Bodens kurz vor der äußeren Kante der ersten Schicht der elastomeren Schicht 14 aufhört, so daß diese direkt auf dem Flansch 18 ruht, und ist mit ihm verbunden, so daß ein flüssigkeitsdichtes Gebilde entsteht. Eine Ablaßöffnung 20 kann in dem Boden vorgesehen werden, die am unteren Ende mit einem Ablaßrohr 22 verbunden ist, welches eine Öffnung23 durchragt, die hierfür in einer Seitenwand 10 a vorgesehen ist. Die Ablaßöffnung 20 ist normalerweise durch einen Stopfen 24 verschlossen.The bottom 106 rests on the side walls 10 a a flange 18 on the inside of the side walls. This flange 18 preferably consists of one elastomeric material bonded to the side walls. It is also desirable that the third Layer 15 of the floor ends just before the outer edge of the first layer of elastomeric layer 14, so that this rests directly on the flange 18, and is connected to it, so that a liquid-tight structure arises. A drain port 20 can be provided in the bottom, with the one at the bottom a drain pipe 22 is connected, which has an opening 23 protrudes through, which is provided for this in a side wall 10 a. The drain port 20 is normally closed by a plug 24.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, weist jeder Übertrager 11 ein längliches Schwingelement mit einem hohlen zylindrischen Abschnitt 25 auf, der aus Material besteht, das elektromechanisch anspricht, sowie einen im wesentlichen starren Kopf 26 an einem Ende, eine Stirnplatte 27 an der Außenseite des Kopfes 26 und einen hohlen zylindrischen Teil 28 am unteren Ende des Abschnittes 25. Die Teile 25, 26, 27 und 28 sind alle fest miteinander verbunden, so daß sie wie ein einziges Stück schwingen.As can be seen from Fig. 1, each transformer 11 has an elongated vibrating element with a hollow cylindrical portion 25 made of material that is electromechanically responsive, as well a substantially rigid head 26 at one end, a face plate 27 on the outside of the head 26 and a hollow cylindrical part 28 at the lower end of section 25. Parts 25, 26, 27 and 28 are all firmly connected so that they vibrate like a single piece.

Der Abschnitt 25 kann aus irgendeinem Material bestehen, das elektromechanisch anspricht, ist aber hier als keramisches Element dargestellt, das piezoelektrisches Material enthält, wie z. B. Bariumtitanat, welches auf elektrostatische Kräfte in der Weise anspricht, daß es seine Abmessungen ändert. Bei diesem Beispiel wird der Abschnitt 25 erregt, indem eine Spannung zwischen Bandelektroden 29 und 30 angelegt wird, die sich an der Außenseite des Elementes 25 befinden. Die Bänder 29 wechseln mit den Bändern 30 ab, so daß elektrostatische Felder entstehen, die eine Längskomponente in dem Abschnitt 25 haben, wodurch sie ihn in der Längsrichtung erregen, die die Richtung der Schwingung ist. Es können aber auch andere bekannte Methoden für die Elektrodenanordnung angewandt werden, wie z. B. eine einzige Elektrode, die die Innenseite bedeckt, und eine weitere Elektrode, die die Außenfläche bedeckt.The portion 25 can be made of any material that is electromechanically responsive, but is Shown here as a ceramic element that contains piezoelectric material, such as. B. barium titanate, which responds to electrostatic forces in such a way that it changes its dimensions. With this one For example, section 25 is excited by applying a voltage between tape electrodes 29 and 30 which are located on the outside of the element 25. The bands 29 alternate with the bands 30 from, so that electrostatic fields arise which have a longitudinal component in the section 25, whereby they excite it in the longitudinal direction, which is the direction of vibration. But it can also other known methods for electrode placement can be used, such as e.g. B. a single electrode, covering the inside and another electrode covering the outside.

Der Kopf 26 kann aus verschiedenen Materialien, wie z. B. aus Aluminium bestehen. Es ist dem Zweck entsprechend verhältnismäßig dick, so daß er starr ist und als Einheit ohne Biegung schwingt.The head 26 can be made of various materials, such as. B. consist of aluminum. It's the purpose accordingly relatively thick, so that it is rigid and vibrates as a unit without bending.

Die Stirnplatte 27 ist verhältnismäßig dünn und besteht vorzugsweise aus hartem korrosionsbeständigem Material, wie z. B. rostfreiem Stahl, damit sie den Erosionskräften (cavitation) standhält.The face plate 27 is relatively thin and is preferably made of hard, corrosion-resistant Material such as B. stainless steel, so that it withstands the forces of erosion (cavitation).

Der Teil 28 am unteren Ende des Abschnittes 25 ist nicht immer wichtig, verbessert jedoch die Wirksamkeit des Übertragers.The portion 28 at the bottom of section 25 is not always important, but it does improve effectiveness of the transformer.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat der Kopf 26 dieselbe Stärke wie die erste Schicht 14 des Bodens und paßt in eine Öffnung 14 α in der Schicht. Die Stimplatte 27 hat einen größeren Durchmesser als der Kopf 26 und überragt die Ränder der Öffnung 14 a, um den Übertrager an der Schicht 14 zu halten. Die ÖffnungAs can be seen from Fig. 1, the head 26 is the same thickness as the first layer 14 of the floor and fits into an opening 14 α in the layer. The face plate 27 has a larger diameter than the head 26 and projects beyond the edges of the opening 14 a in order to hold the transducer on the layer 14. The opening

14 a ist vorzugsweise so bemessen, daß sie einen Preßsitz für den Kopf 26 ergibt. Der Kopf 26 und die Stirnplatte 27 sind vorzugsweise mit einem geeigneten Zement mit der Schicht 14 verbunden, um ein Durchsickern von Flüssigkeit zu verhindern.14 a is preferably dimensioned in such a way that it results in a press fit for the head 26. The head 26 and the Face plates 27 are preferably bonded to layer 14 with a suitable cement to prevent seepage from liquid to prevent.

Die obere oder zweite Schicht 16 des Bodens 10 b hat Öffnungen 16 α, die mit den Öffnungen 14 a fluchten, jedoch einen größeren Durchmesser haben, so daß die Ränder der Stirnplatte 27 die Schicht 16 nicht berühren. Die dritte Schicht 15 weist ÖffnungenThe upper or second layer 16 of the bottom 10 b has openings 16 a, which are aligned with the openings 14 a, but have a larger diameter, so that the edges of the end plate 27 do not touch the layer 16. The third layer 15 has openings

15 a auf, die mit den Öffnungen 14 α fluchten und einen größeren Durchmesser als diese haben, so daß der Kopf 26 die dritte Schicht nicht berührt. Obgleich der Kopf 26 in Fig. 1 so dargestellt ist, daß er die gleiche Stärke wie die erste Schicht 14 hat, ist dies nicht erforderlich, und der Kopf kann dicker als die Schicht sein und nach unten über die Öffnung 14 a hinausragen.15 a, which are aligned with the openings 14 α and have a larger diameter than this, so that the head 26 does not touch the third layer. Although the head 26 is shown in FIG. 1 as having the has the same thickness as the first layer 14, this is not necessary and the head can be thicker than that Be layer and protrude downward beyond the opening 14 a.

Der in der beschriebenen Weise aufgebaute Boden 10Z) ergibt mit der Stirnplatte 27 und dem Kopf 26 der Übertrager eine starre wasserdichte Wandung und verhindert jegliche Berührung zwischen den starren Teilen 26 und 27 der Übertrager und den starren Teilen 15 und 16 des Bodens. Dies ergibt eine bessere Wirkungsweise, als wenn der Boden 10 b aus einer einfachen starren Wandung bestehen würde. Die Abstützung des Bodens 1Oi an den Seitenwänden 10 a durch den elastomeren Flansch 18 verhindert außerdem eine direkte Übertragung der Schwingungen von den Übertragerelementen auf die Seitenwände 10 a und erhöht die Wirksamkeit weiter.The floor 10Z) constructed in the manner described results in a rigid watertight wall with the face plate 27 and the head 26 of the transformer and prevents any contact between the rigid parts 26 and 27 of the transformer and the rigid parts 15 and 16 of the floor. This results in a better mode of operation than if the floor 10 b consisted of a simple rigid wall. The support of the bottom 1Oi on the side walls 10a by the elastomeric flange 18 also prevents direct transmission of the vibrations from the transmitter elements to the side walls 10a and further increases the effectiveness.

Wenn die Flüssigkeit 12 heiß ist, so kann das aktive Material des Übertragers auf eine Temperatur an-When the liquid 12 is hot, the active material of the transmitter can be adjusted to a temperature

steigen, über der es unwirksam ist. So werden keramische Stoffe, die Bariumtitanat als aktives Element enthalten, oberhalb einer Temperatur von 120° C unwirksam. Es sind zwar andere piezoelektrische keramische Stoffe bekannt, die innerhalb eines höheren Temperaturbereiches wirksam sind, aber im allgemeinen sind sie teuerer als die Materialien mit einem niedrigeren Arbeitsbereich.rise above which it is ineffective. So are ceramic substances that use barium titanate as an active element contain, ineffective above a temperature of 120 ° C. There are other piezoelectric ceramics Substances known that are effective within a higher temperature range, but in general they are more expensive than the materials with a lower work area.

Fig. 2 zeigt eine Übertragerkonstruktion, die in dem Gerät nach Fig. 1 verwendet werden und mit höheren Flüssigkeitstemperaturen betrieben werden kann. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der getrennte Kopf 26 nach Fig. 1 fortgefallen, und das ganze keramische Element 25 α hat einen unteren aktiven Teil 33, einen Kopf 34 und einen Bewegungsumformerabschnitt 35. Die Stirnplatte 27 ist direkt mit dem Ende des KopfesFIG. 2 shows a transmitter construction which can be used in the device according to FIG. 1 and which can be operated with higher liquid temperatures. In the embodiment of Fig. 2, the separate head 26 of Fig. 1 has been omitted and the entire ceramic element 25α has a lower active part 33, a head 34 and a motion transducer section 35. The face plate 27 is directly connected to the end of the head

34 verbunden.34 connected.

Der aktive Teil 33 ist durch vier Schlitze 37 in vier Segmente eines Zylinders unterteilt, und jedes Segment ist mit einander abwechselnden Sätzen von Elektroden 38 und 39 versehen, die ebenso wie in Fig. 1 angeschlossen sind. Jede Elektrode 38 oder 39 ist mit der entsprechenden Elektrode des nächsten Segmentes durch Leitungen 40 verbunden. Jede Elektrode kann sich vollständig um ihr Segment herum sowohl auf der Innen- als auf der Außenseite erstrecken, obgleich dies nicht wesentlich ist. Die Unterteilung des Teiles 33 in getrennte Segmente verbessert die Schwingungseigenschaften, indem die Neigung zu unerwünschten seitlichen Schwingungen vermindert wird.The active part 33 is divided into four segments of a cylinder by four slots 37, and each Segment is provided with alternating sets of electrodes 38 and 39 which, as in FIG Fig. 1 are connected. Each electrode 38 or 39 is with the corresponding electrode of the next Segment connected by lines 40. Each electrode can completely revolve around its segment extend on both the inside and the outside, although this is not essential. The subdivision the part 33 in separate segments improves the vibration properties by increasing the inclination unwanted lateral vibrations is reduced.

Der Bewegungsumformerabschnitt 35 ist außen zylindrisch, aber von zunehmender Wandstärke vom unteren zum oberen Ende, wo er in den Kopf 34 übergeht.The motion converter section 35 is cylindrical on the outside, but with increasing wall thickness from lower to upper end, where it merges into head 34.

Der Hauptvorteil der in Fig. 2 dargestellten Konstruktion gegenüber derjenigen in Fig. 1 abgebildeten besteht darin, daß der elektrisch inaktive AbschnittThe main advantage of the construction shown in FIG. 2 over that shown in FIG. 1 is that the electrically inactive section

35 eine Wärmebarriere zwischen dem Kopf 34 und dem aktiven Teil 33 bildet. Dies ermöglicht die Ver-Wendung von Flüssigkeiten mit Temperaturen, die über der Temperatur liegen, bei der das keramische Material seine elektromechanischen Eigenschaften verliert, da ein beträchtlicher Temperaturgradient in dem Bewegungsumformerabschnitt 35 auftritt.35 forms a thermal barrier between the head 34 and the active part 33. This enables the use of liquids with temperatures that are higher than the temperature at which the ceramic Material loses its electromechanical properties because of a considerable temperature gradient in the motion transducer section 35 occurs.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Vorrichtung zum Befestigen von mindestens einem in Längsrichtung schwingenden Element in einer Behälterwandung eines Gerätes zur Erzeugung von Schall- oder Ultraschallschwingungen in Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß das in Längsrichtung schwingende Element (11) an seinem Arbeitsende eine starre Platte (26, 27) enthält, die über die Außenkanten des Elements (11) vorstehende Kantenteile aufweist, und daß die Tankwandung (10 a, IO V) aus einer ersten Schicht (14) aus elastomerem (gummiähnlichem) Material beträchtlicher Dicke, die eine Öffnung (14 ω) aufweist, die mit Preßsitz das Element (11) umschließt und aus einer zweiten, aus steiferem Material bestehenden Schicht (16) gebildet ist, die auf der der Flüssigkeit (12) zugekehrten Seite der ersten Schicht (14) angeordnet ist und eine Öffnung (16 a) aufweist, die größer als die starre Platte (26, 27) ist, und daß die Kantenteile die erste Schicht (14) überlappen und mit ihr in Verbindung stehen, ohne die zweite Schicht (16) zu berühren.1. Device for fastening at least one longitudinally vibrating element in a container wall of a device for generating sound or ultrasonic vibrations in liquids, characterized in that the longitudinally vibrating element (11) has a rigid plate (26, 27) at its working end contains, which over the outer edges of the element (11) has protruding edge parts, and that the tank wall (10 a, IO V) consists of a first layer (14) of elastomeric (rubber-like) material of considerable thickness, which has an opening (14 ω) which encloses the element (11) with a press fit and is formed from a second layer (16) consisting of a stiffer material, which is arranged on the side of the first layer (14) facing the liquid (12) and has an opening (16 a ) which is larger than the rigid plate (26, 27), and that the edge parts overlap the first layer (14) and are in connection with it without the second layer (16) to touch. 2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwandung (10 α, 10 ό) an der anderen Seite der ersten Schicht (14) eine dritte Schicht (15) enthält, die im Vergleich zu dem elastomeren Material steifer ist und in der sich eine Öffnung (15 a) befindet, die größer als die Außenkante des in Längsrichtung schwingenden Elements (11) ist.2. Fastening device according to claim 1, characterized in that the container wall (10 α, 10 ό) on the other side of the first layer (14) contains a third layer (15) which is stiffer compared to the elastomeric material and in which there is an opening (15 a) which is larger than the outer edge of the longitudinally oscillating element (11). 3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überlappenden Kantenteile der starren Platte (26, 27) an die erste Schicht (14) anzementiert oder angeklebt sind.3. Fastening device according to claim 1 or 2, characterized in that the overlapping Edge parts of the rigid plate (26, 27) cemented or glued to the first layer (14) are. 4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterwandung (10 a, 10 b) den Boden (10 b) eines Behälters (10) bildet und nur die erste Schicht (14) dieser Wandung (10 b) mit den seitlichen Wandungen (10 a) des Behälters (10) verbunden ist.4. Fastening device according to claim 1, characterized in that the container wall (10 a, 10 b) forms the bottom (10 b) of a container (10) and only the first layer (14) of this wall (10 b) with the side walls (10 a) of the container (10) is connected. 5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Längsrichtung schwingende Element aus einem einzelnen Stück keramischen Materials mit piezoelektrischen Eigenschaften besteht und daß der elektrisch erregte Teil (33) des Elements von dessen Arbeitsende (34) durch einen Teil (35) getrennt ist, der als Wärmebarriere zwischen dem erregten Teil (33) und dem Arbeitsende (35) wirkt.5. Fastening device according to claim 1, characterized in that the longitudinal direction vibrating element made from a single piece of ceramic material with piezoelectric Properties consists and that the electrically excited part (33) of the element of its working end (34) is separated by a part (35) that acts as a thermal barrier between the excited part (33) and the end of work (35) acts. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 879 927;
französische Patentschrift Nr. 1 054 912.
Considered publications:
German Patent No. 879,927;
French patent specification No. 1,054,912.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 109161O/109. 5.61© 109161O / 109. 5.61
DEB54263A 1958-09-08 1959-07-31 Device for fastening an element vibrating in the longitudinal direction in a container wall of a sound or ultrasound generator Pending DE1108494B (en)

Applications Claiming Priority (1)

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US759733A US3058014A (en) 1958-09-08 1958-09-08 Apparatus for generating sonic vibrations in liquids

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DE1108494B true DE1108494B (en) 1961-06-08

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ID=25056754

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