DE1111861B

DE1111861B - Sound emitter with magnetostrictive transducer for cleaning purposes

Info

Publication number: DE1111861B
Application number: DEL29978A
Authority: DE
Inventors: James William Mcauley
Original assignee: Libbey Owens Ford Glass Co
Current assignee: Libbey Owens Ford Glass Co
Priority date: 1957-03-18
Filing date: 1958-03-17
Publication date: 1961-07-27
Also published as: US3099759A; GB865569A

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

L29978Vnia/42sL29978Vnia / 42s

ANMELDETAG: 17. MÄRZ 1958 REGISTRATION DATE: MARCH 17, 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 27. JULI 1961 NOTICE
THE REGISTRATION
ANDOUTPUTE
EDITORIAL: JULY 27, 1961

Die Erfindung betrifft einen Schallstrahler mit magnetostriktivem Wandler für Reinigungszwecke, dessen Kern über ein dem Schall richtunggebendes Glied Schwingungsenergie abgibt. Derartige Schallstrahler werden u. a. zur Reinigung von Oberflächen benutzt, indem die Schallwellen über ein energieleitendes Medium auf die Oberfläche gerichtet werden. Zum Beispiel,werden auf diese Weise in großem Umfang die beim Schleifen von Glasscheiben benutzten Tische von der Gipsschicht befreit, die jeweils zum Festhalten der Glasscheiben erforderlich ist.The invention relates to a sound emitter with a magnetostrictive transducer for cleaning purposes, the core of which emits vibration energy via a member that directs the sound. Such sound emitters are among others Used to clean surfaces by passing the sound waves over an energy conducting Medium can be directed onto the surface. For example, doing this will be great Scope of the tables used for grinding glass panes freed from the plaster layer, each for Holding the panes of glass is required.

Bislang wurden solche bekannte Schallstrahler als Einheit ausgebildet, die den Kern, die Spule, die Schallabgabefläche usw. fest miteinander verbunden enthielten. Nun ist aber nicht zu vermeiden, daß zeitweilig Teile des Schallstrahlers ersetzt werden müssen; insbesondere. verschleißt die Schallabgabefläche relativ schnell und muß erneuert werden. Dies war bisher überhaupt nicht oder nur unter größten Schwierigkeiten möglich. Denn die mit dem Abschweißen oder Ablöten der alten Platte und dem Anschweißen bzw. Anlöten der neuen Platte verbundene Wärmebehandlung wirkt sich sehr nachteilig auf die fest am Kern angebrachte Erregerspule aus.So far, such known sound emitters have been designed as a unit, the core, the coil, the Sound emission surface, etc. were firmly connected to each other. But now it cannot be avoided that parts of the sound emitter must be replaced temporarily; in particular. wears the sound-emitting surface relatively quick and needs to be renewed. So far this has not been at all or only among the greatest Difficulties possible. Because the one with welding or unsoldering the old plate and the Welding or soldering the new plate connected heat treatment has a very disadvantageous effect the excitation coil permanently attached to the core.

Es ist zwar bereits bekannt, bei mit Schallschwingungen arbeitenden Bearbeitungsgeräten das am freien Ende sitzende Werkzeug mit Hilfe einer Schraubverbindung auswechselbar zu machen. Hierdurch wird jedoch der die Schwingungen übertragende Querschnitt des Schallstrahlers geschwächt, und man kann nur dann mit Erfolg rechnen, wenn die Schraubverbindung genau auf die Wellenlänge der Schallenergie abgestimmt ist. Aus diesem Grunde wurden bisher fast ausschließlich Löt- und Schweißverbindungen bei Schallstrahlern verwendet.It is already known, in the case of processing devices that work with sound vibrations, that of the free End seated tool to make replaceable with the help of a screw connection. This will However, the cross-section of the sound emitter that transmits the vibrations is weakened, and one can You can only count on success if the screw connection is exactly on the wavelength of the sound energy is matched. For this reason, soldered and welded connections have so far been used almost exclusively Sound emitters used.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Schallstrahler zu schaffen, der die vorstehenden Nachteile nicht besitzt.The object underlying the invention is to create a sound emitter that the does not have the above disadvantages.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erregerspule in einem Körper aus elekirisch hochisolierendem Material eingebettet ist und daß dieser die Spule enthaltende Isolierkörper entfernbar auf den Wandlerkern geschoben ist.This object is achieved according to the invention in that the excitation coil is in a body made of electrical highly insulating material is embedded and that this insulating body containing the coil is removable is pushed onto the converter core.

Es bereitet dabei keine Schwierigkeiten, dem Schallstrahler eine Wärmebehandlung angedeihen zu lassen, weil man die Spule vorher entfernen kann. Daneben werden eine ganze Reihe weiterer Vorteile erzielt. Beispielsweise sind die Drähte der Spule in ihrer Isolation auf jeden Fall kurzschlußsicher gehaltert; sie können auch dann nicht miteinander in Berührung kommen, wenn die Spule dem Einfluß der Schwingungen des Kernes ausgesetzt ist. Gerade auch Schallstrahler mit magnetostriktivem Wandler für ReinigungszweckeThere is no difficulty in giving the sound radiator a heat treatment because you can remove the coil beforehand. In addition, there are a number of other advantages achieved. For example, the wires of the coil are held in their insulation in any case short-circuit-proof; they cannot come into contact with each other even if the coil is under the influence of the Is exposed to vibrations of the core. Especially sound emitters with magnetostrictive transducers for cleaning purposes

Anmelder:Applicant:

Libbey-Owens-Ford Glass Company,
Toledo, Ohio (V. St. A.)Libbey-Owens-Ford Glass Company,
Toledo, Ohio (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,Representative: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. H. Seiler,

Berlin-Grunewald, Lynarstr. 1,Berlin-Grunewald, Lynarstr. 1,

und Dipl.-Ing. H. Stehmann,and Dipl.-Ing. H. Stehmann,

Nürnberg 2, PatentanwälteNuremberg 2, patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. März 1957Claimed priority:
V. St. v. America March 18, 1957

James William McAuley, Toledo, Ohio (V. St. A.), ist als Erfinder genannt wordenJames William McAuley of Toledo, Ohio (V. St. A.) has been named as the inventor

diese Beeinflussung ist durch das erfindungsgemäße Vorgehen ausgeschaltet, weil die feste Verbindung zwischen Kern und Spule aufgehoben ist.this influence is eliminated by the procedure according to the invention because the fixed connection between core and coil is canceled.

Nach einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann man mehrere magnetostriktive Wandler nebeneinander anordnen und dem Isolierkörper eine längliche, von der Spule umgebene Öffnung geben, die über mehrere der nebeneinander angeordneten Wandlerkerne geschoben ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Wandlerkerne U-Form besitzen, und der Isolierkörper kann zwei von je einer Spule umgebene Öffnungen aufweisen, die über je einen Schenkel der U-förmigen Wandlerkerne geschoben sind. Auf diese Weise ergibt sich eine erhebliche Einsparung an Spulenmaterial. Diese Anordnung war bisher dem Fachmann völlig fernliegend, weil er ja bei der Reparatur nur eines Schallstrahlers der von einer Spule umschlossenen Gruppe die gesamte Anordnung hätte ausbauen müssen und eventuell beschädigen können.According to an advantageous embodiment of the invention, several magnetostrictive transducers can be used arrange side by side and the insulating body an elongated, surrounded by the coil opening give, which is pushed over several of the converter cores arranged next to one another. In further development According to the invention, the converter cores may have a U-shape and the insulating body may have two each have openings surrounded by a coil, each of which has one leg of the U-shaped converter cores are pushed. This results in a considerable saving in terms of coil material. These Up until now, the specialist was completely far from the task of arranging it because he only had to repair one sound emitter the group enclosed by a coil should have expanded the entire arrangement and may damage it.

Des weiteren kann man die Öffnungen im Isolierkörper sich in Aufschieberichtung erweitern lassen, was das Aufsetzen der Spule auf die Wandlerkerne erheblich erleichtert.Furthermore, the openings in the insulating body can be widened in the slide-on direction, which makes it much easier to place the coil on the converter cores.

Insbesondere soll der Isolierkörper aus Kunststoff bestehen. Es ist zwar bereits bekannt, bei einem piezo-In particular, the insulating body should be made of plastic. It is already known that in a piezo

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elektrischen Schwingungserzeuger ein in einem Gehäuse untergebrachtes Quarzkristall zu seinen Elektroden und zu seiner Zuleitung in einer festen Lage zu halten, indem die ganze Anordnung mit Kunststoff ausgegossen wird. Auch wird das Quarzkristall nicht etwa entfernbar im Gehäuse gehalten.electrical vibrator a quartz crystal housed in a housing to its electrodes and to hold its supply line in a fixed position by covering the whole assembly with plastic is poured out. The quartz crystal is also not held in the housing in a removable manner.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Reinigungsvorrichtung mit den Schallstrahlern gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a perspective view of part of a cleaning device with the sound emitters according to the invention,

Fig. 2 in einer bruchstückhaften Ansicht zwei Reinigungseinheiten in vergrößertem Maßstab,2 shows, in a fragmentary view, two cleaning units on an enlarged scale,

Fig. 3 einen Längsschnitt im wesentlichen längs der Linie 3-3 der Fig. 2,Fig. 3 is a longitudinal section essentially along the line 3-3 of Fig. 2,

Fig. 4 eine Stirnansicht einer Reinigungsvorrichtung, 4 shows an end view of a cleaning device,

Fig. 5 in einem bruchstückhaften senkrechten Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 3 einen der Schallstrahler undFIG. 5 shows, in a fragmentary vertical section along the line 5-5 in FIG. 3, one of the sound emitters and

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Erregerspulenanordnung gemäß der Erfindung.6 is a perspective view of the excitation coil arrangement according to the invention.

In der Reinigungsvorrichtung gemäß der Fig. 1 sollen Arbeitstische 10 von einer an ihrer Oberfläche haftenden Gipsschicht 11 befreit werden. Hierzu dienen eine Reihe von Schallstrahlern 12, die der Tischoberfiäche mit einem Schallhorn 13 gegenüberstehen. Die Schallstrahler sind in Einheiten 14 jeweils in Gruppen zu sechs Stück zusammengefaßt und an einer Trageinrichtung 15 befestigt. Um die Schallenergie auf die zu reinigende Oberfläche zu übertragen, wird eine Flüssigkeitsschicht 16 mit Hilfe einer Düse 17 zwischen die zu reinigende Oberfläche und die Arbeitsflächen der Hörner 13 geleitet. Die Trageinrichtung 15, die aus den Ständern 20 und den Winkeleisen 18 und 19 besteht, ist so angeordnet, daß der von der Flüssigkeit auszufüllende Spalt etwa 1,5—2,5 mm beträgt. Zur Wärmeabfuhr kann Kühlluft unter Druck durch eine Leitung 21, Speiseröhren 22 und Hauben 23 zugeführt werden. Bei Bedarf kann auch Kühlwasser verwendet werden.In the cleaning device according to FIG. 1, work tables 10 should be of one on their surface adhering plaster layer 11 are freed. A number of sound emitters 12, which form the table surface, are used for this purpose face with a sound horn 13. The sound emitters are in units 14 each in Groups of six combined and attached to a support device 15. To the sound energy on To transfer the surface to be cleaned, a layer of liquid 16 with the help of a nozzle 17 between the surface to be cleaned and the working surfaces of the horns 13 passed. The support device 15, which consists of the uprights 20 and the angle iron 18 and 19 is arranged so that the liquid gap to be filled is about 1.5-2.5 mm. Cooling air under pressure can pass through to dissipate heat a conduit 21, esophagus 22 and hoods 23 are fed. If necessary, cooling water can also be used be used.

Jede Einheit weist einen Befestigungsrahmen 24, bestehend aus zwei Stirnplatten 25 und zwei längs verlaufenden Winkeleisen 26, auf. Zwischen den Winkeleisen greifen die Schallhörner 13 hindurch. Jedes Winkeleisen 26 trägt sechs Stifte 27, über die die Halterungsschlitze 28 in den Befestigungsflanschen 29 der Schallstrahler greifen.Each unit has a mounting frame 24 consisting of two face plates 25 and two lengthways extending angle iron 26 on. The horns 13 reach through between the angle irons. Each Angle iron 26 carries six pins 27 through which the mounting slots 28 in the mounting flanges 29 of Grab the sound emitter.

Nachdem die Schallstrahler so in ihre richtige Lage gebracht worden sind, werden sie durch zwei Verriegelungsstangen 30, die mit Hilfe von Schrauben 31 an den Winkeleisen 26 befestigt werden, festgehalten.After the sound emitters have been brought into their correct position, they are locked by two locking bars 30, which are fastened to the angle iron 26 with the aid of screws 31.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß der Schallstrahler einen U-förmigen Kern 32 aus sehr dünnen geschichteten Nickelblechen besitzt. Um die Schenkel 32' des U-förmigen Kerns ist eine Spule 33 gelegt, die beim Anschluß an eine Wechselstromquelle im Kern ein Wechselfeld erzeugt. Ein Magnet 34 bewirkt die Polarisation des Kerns. Das Schallhorn 13 richtet die auf diese Weise erzeugte Schwingungsenergie auf die darunter liegende Fläche. Das Schallhorn 13 ist mit dem Kern 32 fest verbunden. Am unteren Ende ist eine Verschleißplatte 39 aus gehärtetem, nicht korrodierendem Stahl sicher befestigt.From Fig. 5 it can be seen that the sound radiator has a U-shaped core 32 made of very thin layers Owns nickel sheets. To the legs 32 'of the U-shaped core, a coil 33 is placed, which when Connection to an alternating current source in the core generates an alternating field. A magnet 34 effects the polarization of the core. The sound horn 13 directs the vibration energy generated in this way to the one below lying surface. The sound horn 13 is firmly connected to the core 32. There's one at the bottom Wear plate 39 made of hardened, non-corroding steel is securely attached.

Wie Fig. 6 zeigt, ist eine gemeinsame Spulenanordnung für sämtliche sechs Schallstrahler einer Einheit vorgesehen. Bei dieser Spulenanordnung 41 sind zwei Spulen 33 vollständig in einen Kunststoffisolierkörper eingebettet. Jede Spule 33 umschlingt eine der länglichen Öffnungen 42. Diese Öffnungen haben in Auf-Schieberichtung leichte Keilform. Die Stromzuführung geschieht über die Zuleitung 43. Diese Kunststoffisolation verhindert Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Drahtlagen sowie zwischen den Spulen und dem Kern. Außerdem ist eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit gegeben, was bei Verwendung von Kühlwasser von Bedeutung ist. Besonders wichtig ist aber, daß durch die Isolation die Spulenanordnung zu einem gesonderten Bauteil wird, das leicht von dem Kern eines Schallstrahlers oder sogar von mehreren Kernen nebeneinanderliegender Schallstrahler abgenommen werden kann, wenn dies erforderlich ist.As FIG. 6 shows, a common coil arrangement for all six sound emitters is a unit intended. In this coil arrangement 41, two coils 33 are completely enclosed in a plastic insulating body embedded. Each coil 33 wraps around one of the elongated openings 42. These openings are in the slide-open direction slight wedge shape. The power is supplied via the lead 43. This plastic insulation prevents short circuits between the individual wire layers and between the coils and the core. In addition, there is an increased resistance to moisture, which is what Use of cooling water is important. However, it is particularly important that the Coil assembly is a separate component that is easily removed from the core of a sound emitter or can even be removed from multiple cores of adjacent sound emitters, if this is required.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Sound emitter with magnetostrictive transducer for cleaning purposes, the core of which emits vibration energy via a sound-directional member, characterized in that the excitation coil (33) is embedded in a body (41) made of highly electrically insulating material and that this insulating body containing the coil is removable the converter core (32) is pushed.

2. Sound emitter according to claim 1, characterized in that several magnetostrictive Transducers are arranged side by side, and that the insulating body (41) has an elongated, of the Coil (33) surrounding opening (42) has, which over several of the juxtaposed Converter cores (32) is pushed.

3. Sound emitter according to claims 1 and 2, characterized in that the converter cores (32) U-shape and that the insulating body

(41) has two openings (42), each surrounded by a coil (33), which each have a leg the U-shaped converter cores are pushed.

4. Sound emitter according to claims 1 to 3, characterized in that the openings (42) in the insulating body (41) expand in the pushing-on direction.

5. Sound emitter according to claims 1 to 4, characterized in that the insulating body (41) is made of plastic.

Considered publications:
U.S. Patent No. 2748298;
German utility model No. 1 713 263;
Bergmann, "The Ultrasound",

6th edition, 1954, p. 61.

1 sheet of drawings