DE19956041A1 - Ultraschall-Glasfaserpinsel - Google Patents

Ultraschall-Glasfaserpinsel

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DE19956041A1
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Kai Desinger
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Description

Aufgabenstellung
Die im Grundsatz bekannte Reinigungstechnik mittels Glasfaserpinseln soll durch Ultraschall­ anregung des Glasfaserbüschels zum trans­ versalen und longitudinalen Schwingen verbessert werden.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass Glasfaserbüschel in Form von sogenannten Glasfaserpinseln bzw. Radierstiften zum objektschonenden Reinigen von Oberflächen benutzt werden. Dabei ist es jedoch nach dem Stand der Technik nicht zu vermeiden, dass abhängig von der Handführung Riefen in dem zu reinigenden Substrat entstehen. Gleichzeitig ist auch zu beobachten, dass die handgeführte Reinigung bei hartnäckigen Verschmutzungen zeitaufwendig und mühsam ist. Andererseits ist aus der (BS → Ultraschallfaserpatente noch einsetzen) bekannt, dass es im Prinzip möglich ist, einzelne Glasfasern zu Schwingungen anzuregen und Ultraschallenergie zu übertragen.
Erfindungsgemäße Lösung
Unter Nutzung des Phänomens der Schallübertragung über Glasfasern wird nun erfindungsgemäß ein ganzes Faserbüschel (4) am Ultraschallschwinger (1) so angebracht, dass Ultraschallenergie in die Faser eingekoppelt werden kann. Dies kann entweder wiederum erfindungsgemäß durch Kleben oder durch eine kraftschlüssige Presspassung nach dem Stand der Technik geschehen (3).
Die Länge des Faserbündels ist in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Ultraschalls so bemessen, dass die Spitze möglichst große Schwingungen ausführt. Mit einem derartig ultraschall-angeregten Glasfaserpinsel ist nunmehr durch die Bewegung der einzelnen Faserspitzen, die zur Reinigung dienen, ein kräftearmes und nahezu riefenfreies Reinigungsprofil möglich.
In Weiterführung des Erfindungsgedankens kann das Faserbündel die Ultraschallenergie in Form reiner Dehnwellen auch über einen größeren Längenbereich führen, in dem es in einem Faserführungssystem geeignet gelagert wird.
Dadurch ist es möglich, höhere Ultraschallenergien mittels größerer Schwinger (5) stationär zu erzeugen und über ein Glasfaserbündel (4) zu leiten, welches dann flexibler ist als ein vergleichbarer einteiliger Wellenleiter. Derartig längere Glasfaserbündel können dann nicht nur zur handgeführten Reinigung von Oberflächen genutzt werden, sondern sind z. B. auch vorteilhaft in der Medizintechnik zur Reinigung röhrenförmiger oder anderer Hohlorgane, wie z. B. Gefäßen, geeignet.
Es hat sich herausgestellt, dass bei Einkopplung einer longitudinalen Welle in zylindrische Stäbe, z. B. Glasfasern, es dann zu Biegeschwingungen kommen kann, wenn ein bestimmtes Verhältnis der Faserlänge zum Faserdurchmessers und zur Frequenz des Ultraschalls sowie zur Position der Lagerpunkte der Faser gewählt wird.
Dadurch ist es außerdem möglich, den Ultraschall über eine gewisse Länge in Form von reinen Dehnwellen effizient zu übertragen und erst am distalen Ende (7) durch die geeignete Wahl der freien Länge im Verhältnis zu den Wellenlängen der Dehn- und Biegewellen eine maximale Bewegung der Fasern sowohl in longitudinaler als auch in transversaler Richtung zu erzeugen.
Die Abb. 1 und 2 zeigen das Prinzip und bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Beschreibung der Abbildungen
Abb. 1 Dargestellt ist ein Ultraschallreinigungspinsel nach erfindungsgemäßer Ausführungsform. In einem Handstück (1) befindet sich ein Ultraschallschwinger, der mit einem Betätigungsschalter (2) aktiviert werden kann. An der Spitze des Schwingers ist ein Faserbündel (4) durch Kleben oder Pressen befestigt (3), so dass es zu Schwingungen angeregt werden kann.
Abb. 2 Dargestellt ist ein Ultraschallreinigungssystem nach erfindungsgemäßer Ausführungsform, wobei an einem Schwinger (5) ein Faserbündel (4) durch Kleben oder Pressen befestigt ist. Dieses Faserbündel ist in einem Faserführungssystem (6) gelagert und überträgt die Ultraschallenergie in Form von Dehnwellen flexibel beweglich an die Spitze (7) mit der die Reinigung vorgenommen wird.

Claims (7)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächen­ reinigung mittels Glasfaserbündeln, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfaserbündel mit Ultraschall zu trans­ versalen und oder longitudinalen Schwingungen angeregt wird.
2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbündel aus Quarzglasfasern besteht.
3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Faserlänge, Querschnitt und Ultraschall­ frequenz derart aufeinander abgestimmt sind, dass es zu Biegeschwingungen und damit zu lateralen Auslenkungen des Faserendes kommt.
4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbündel an das Ende eines Ultraschallschwingers eingeklebt wird.
5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserbündel kraftschlüssig in das Ende des Amplitudenhorns einer Sonotrode eingeklemmt wird.
6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Handstück, das auch den Ultraschall­ schwinger und das Sonotrodenendteil enthält, ein Betätigungsschalter für das Auslösen der Ultraschallenergie angebracht ist.
7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überwinden längerer Strecken bei höherer Ultraschallenergie das Glasfaser­ bündel in Abständen von λ-Halben eingeklemmt oder -geklebt wird.
DE1999156041 1999-11-22 1999-11-22 Ultraschall-Glasfaserpinsel Withdrawn DE19956041A1 (de)

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