DE19907733A1

DE19907733A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Verwendung von Stoßwellen

Info

Publication number: DE19907733A1
Application number: DE1999107733
Authority: DE
Inventors: Bernd Federhen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2000-08-24

Abstract

Stoßwellen werden mittels aufeinanderschlagender Körper (3.1) (2.1) erzeugt und durch eine Flüssigkeit (4) auf ein zu behandelndes Teil geleitet.

Description

Es sind Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von Stoßwellen bekannt.

So zeigt zum Beispiel die PS 40 19 589 eine Vorrichtung, mit der mittels elektrischer Entla dung über eine Strecke zwischen zwei Elektroden Stoßwellen erzeugt werden, die zur Be handlung von Gußteilen dienen.

Nachteil solcher Verfahren ist, daß mit Hochspannung gearbeitet werden muß die Gefahren erzeugt, die Vorrichtung teuer ist und der schnelle Verschleiß der Elektroden erhebliche Ko sten verursacht.

Zur Funktion mit elektrischer Entladung arbeitender Stoßwellenerzeuger ist die Einhaltung einer bestimmten elektrischen Leitfähigkeit des Wassers in der Behandlungskammer notwen dig. Dadurch ist der Zusatz von Reinigungsmitteln nicht möglich. Auch scheidet die Verwen dung von brennbaren Flüssigkeiten wegen der Explosionsgefahr durch den elektrischen Fun ken zur Stoßwellenerzeugung aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung ohne die erkannten Mängel zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an.

Erfindungsgemäß werden Stoßwellen durch das Aufeinanderschlagen von zwei Körpern er zeugt. Die Hinleitung der Stoßwellen zu den zu behandelnden Teilen kann direkt durch eine Flüssigkeit zu diesen Teilen erfolgen, wenn sich zu behandelnde Teile in einer Flüssigkeit in einem Behandlungstank befinden, oder die zu behandelnden Teile befinden sich außerhalb des Flüssigkeit enthaltenden Tanks in Kontakt mit der einen Seite einer Membrane, deren Gegenseite von der Flüssigkeit berührt wird. Der Kontakt der Membrane mit dem zu behan delnden Teil kann durch eine Koppelmasse, z. B. eine viskose Flüssigkeit, ein Gel o. ä. ver bessert werden, wie es z. B. aus der Ultraschallmessung bekannt ist. Die Vorrichtung zur Er zeugung von Stoßwellen kann sich innerhalb des Behandlungstanks befinden oder außerhalb. Als schlagende Körper dienen angetriebene Hämmer, z. B. Preßlufthämmer. Es sind aber auch hydraulisch, impulshydraulisch oder elektrisch angetriebene Hämmer möglich.

Der zweite Körper wird als Stoßwellenstrahler oder als Amboßkörper ausgebildet.

Stoßwellenstrahler, die vorteilhafterweise als Paraboloid geformt sind, geben die vom Ham merkörper erzeugten Stoßwellen gerichtet durch die Flüssigkeit an das zu behandelnde Teil weiter. Zusätzlich können im Bad Reflektoren zur Lenkung und Reflektion der Stoßwellen vorhanden sein.

Der Stoßwellenstrahler kann fest oder elastisch mit der Behandlungskammer verbunden sein. Die Anwendung kann an jeder Stelle des Behandlungstanks, unterhalb, oberhalb oder seitlich von zu behandelnden Teilen erfolgen.

Bei Ausführungen mit Amboßkörper ist es zweckmäßig, zusätzliche Reflektoren zur Lenkung der Stoßwellen auf das zu behandelnde Teil anzuordnen.

Damit immer ausreichender Kontakt vom Strahler bzw. Hammerfläche/Amboßfläche zu Flüssigkeit besteht, kann z. B. mittels einer Pumpe ein Flüssigkeitsstrom auf die Arbeitsflä che gerichtet oder der Behälterinnenraum völlig mit Flüssigkeit gefüllt und nach außen dicht verschlossen sein. Durch zusätzlichen Druck im Behandlungstank kann der Kontakt von der Stoßwellenabstrahlfläche zur Flüssigkeit und von der Flüssigkeit zum behandelnden Teil weiter optimiert werden.

Um Verluste gering zu halten, sollen Amboß und Reflektoren eine große Masse haben. Die Behandlungskammer kann rund, länglich oder eckig sein. Es können pro Kammer ein oder mehrere Stoßwellenerzeuger vorgesehen werden. Die zum Transport der zu behandeln den Teile erforderlichen Einrichtungen können sich oder innerhalb des Behandlungstanks be finden.

Am Tank können Mittel zur Entnahme der gelösten Stoffe sein.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen beispielhaft Vorrichtungen zur Erzeugung von Stoßwellen nach dem beschriebenen Verfahren.

Fig. 1

Am Boden des Gefäßes (1) ist ein Stoßwellenstrahler (2) mit dem Amboß (2.1), auf die der Schlagkörper (3.1) des Hammers (3) schlägt, eingelassen.

Die vom Hammer erzeugte Stoßwelle wird vom Stoßwellenstrahler mit paraboloidförmiger Innenfläche (2.2) gerichtet an die Flüssigkeit (4) abgegeben und von dieser auf das zu behan delnde Teil (5) geleitet. Das Teil (5) ist beispielhaft von oben hängend dargestellt. Mit dem Reflektor (6) kann ein Teil der gestreuten Stoßwellen auf das Teil (5) reflektiert werden.

Fig. 2

Im Gefäß (10) sind Hammer (11) und Amboß (12), sowie der Reflektor (13) eingebaut.

Sie sind mit der Flüssigkeit (14) überflutet. Über den Schlagflächen (15) befindet sich das zu behandelnde Teil (16).

Das zu behandelnde Teil ist in die Flüssigkeit getaucht und zur Stoßwellenquelle positioniert. Dann wird die Behandlung solange vorgenommen, bis die gewünschte Wirkung am Teil erreicht ist. Dabei kann das Teil auch bewegt bzw., wenn mehrere Stoßwellen in einem Be hälter vorhanden sind, von einem zum anderen transportiert werden.

Wird die Vorrichtung zur Reinigung von Teilen verwendet, kann die Flüssigkeit mit lösenden Stoffen versetzt werden oder selbst ein Lösemittel sein. Lösemittel bzw. Zusatzstoffe können entsprechend dem abzutragenden Stoff ausgewählt werden.

Fig. 3

zeigt beispielsweise eine Vorrichtung, bei der der Behandlungstank (17) mit dem dichtschlie ßenden Deckel (18) völlig mit Flüssigkeit (19) gefüllt ist. Die Flüssigkeit wird durch die Zu leitung (20) mit Flüssigkeit gefüllt und kann zusätzlich mit Druck beaufschlagt werden. 21 ist das Abschlußventil.

Fig. 4

stellt beispielhaft dar, daß die Stoßwellenerzeuger sich leicht entsprechend den Erfordernis sen des zu behandelnden Teils anordnen lassen.

Im Behälter 25 ist das zu behandelnde Bauteil 26 positioniert. Es ist schnittbildlich darge stellt. An den erforderlichen Stellen sind die Abstrahlflächen 27, 29, 31 der Stoßwellenerzeu ger 28, 30, 32 angeordnet. 21 und 28 strahlen auf eine Bauteilwand, während 31 ihre Stoß wellen in eine Öffnung abstrahlt. Die Hülsen 33 sind aus stoßwellenabsorbierendem Materi al. Damit wird eine gerichtete Abstrahlung der Stoßwellen auf das Bauteil unterstützt und die Belastung des Behälters 25 vermindert.

Fig. 5

Am Boden des Gefäßes (35) ist der Stoßwellenerzeuger (36) mit dem Stoßwellenstrahler (37) eingelassen. Die erzeugten Stoßwellen schreiten durch die Flüssigkeit (38) und die Membra ne (39) bis zum zu behandelnden Teil (40) fort. Die Ankopplung des Teiles (40) an die Mem brane (39) wird durch die Koppelmasse (41), z. B. ein Gel, unterstützt.

Die Ankopplung der Flüssigkeit (38) an die Membrane (39) wird durch den höheren Flüssig keitsspiegel (F) in der an das Gefäß (35) angeschlossenen Röhre (42) gesteigert.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung und Verwendung von Stoßwellen, dadurch gekennzeichnet, daß Stoßwellen durch das Aufeinanderschlagen von zwei Körpern erzeugt und durch eine Flüssigkeit auf ein zu behandelndes Teil geleitet werden.

2. Vorrichtung zur Erzeugung von Stoßwellen nach dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen angetriebenen Hammerkörper (3.1) und einen Amboßkörper (2), von dem zumindest eine Fläche (2.2) mit der in einem Behandlungstank befindlichen Flüssigkeit (4) in Kontakt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (2) als Stoßwellenstrahler ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstrahlfläche (2.2) des Stoßwellenstrahlers (2) paraboloidförmig geformt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Behandlungstank ein oder mehrere Stoßwellenreflektoren (6) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stoßwellenerzeuger in einem Behandlungstank vorhanden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßwellenerzeuger auf das zu behandelnde Teil ausgerichtet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Teile im Behandlungstank von einer Transportvorrichtung bewegt werden.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungstank (17) dicht verschlossen und völlig mit Flüssigkeit (19) gefüllt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (19) während der Stoßwellenbehandlung mit Druck beaufschlagt wird.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit Reinigungsmitteln versetzt ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Lösemittel ist.

13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu behandelnde Teile mit der einen Seite einer Membrane in Kontakt sind, deren andere Seite mit der die Stoßwellen leitende Flüssigkeit beaufschlagt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt der Membrane mit dem zu behandelnden Teil mittels einer Koppel masse, z. B. einer viskosen Flüssigkeit, einzel o. ä. unterstützt wird.