DE2308584B2 - Piezoelektrisches Schwingsystem für Flüssigkeitszerstäubung - Google Patents

Piezoelektrisches Schwingsystem für Flüssigkeitszerstäubung

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Description

50
Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Schwingsystem für Flüssigkeitszerstäubung, wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.
Aus dem Stand der Technik ist ein piezoelektrisches Schwingsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 bekannt. Ein solches Schwingsystem ist mit Arbeitsspannungen von 80 Volt bis Volt zu betreiben.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für ein solches Schwingsystem einen derartigen Feuchtigkeitsschutz zu schaffen, daß Kurzschlußsicherheit für die Piezokeramik des Wandlers gegen die zu zerstäubende Flüssigkeit und Berührungsschutz gegen elektrische Schläge für die Bedienungsperson gewährleistet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schwingsystem nach dem Oberbegriff mit Hilfe der im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindunpsgemäße l.ösiing sieht also einen geschlossenen Haltering als Halter für das Schwingsystem vor, wobei dieser Haltering ein Teilstück eines Gehäuses ist, in dessen Innern sich die Ariregungselektronik des die Wechselspannung erzeugenden Generators und der mit Elektroden versehene Wandler befinden, die beide damit gegen die auf der Arbeitsplatte des Schwingsystems zu zerstäubende Flüssigkeit geschützt sind.
Aus dem Stand der Technik, nämlich aus der US-Patentschrift 31 03 310, ist zwar die Verwendung eines Ringes im Zusammenhang mit der Haltern.;g eines piezoelektrischen Schwingsystems bekannt, jedoch ist dort die eigentliche Halterung dieses Schwingsystems mit an dem Schwinger angreifenden Schrauben realisiert Erst diese Schrauben befinden sich in diesem Ring, ohne daß damit irgendein feuchtigkeitsdichter Abschluß, nicht einmal ungewollt, erzielt wäre.
Ein wie ein Merkmal der Erfindung bildendes Gehäuse im Zusammenhang mit einem magnetischen System ist zwar aus der DE-PS 9 75 266 für sich bekannt jedoch dient dort das Gehäuse zur Aufnahme eines für den Magneten vorgesehenen Kühlmittels. Eine solche technische Maßnahme weist in eine vergleichsweise zur vorangehend beschriebenen Erfindung völlig andere Richtung, zumal für die Kühlflüssigkeit ohnehin ein elektrisch isolierendes Mittel verwendet werden könnte, und somit kein konstruktives Problem für Feuchtigkeitsschutz dort auftreten würde.
Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zur Fig. 1, die eine Gesamtansicht zeigt und den Detaildarstellungen der F i g. 2 und 3 hervor.
Mit 2 ist der Hakering bezeichnet, der zwischen der Arbeitsplatte 4 und dem Wandler 6 im Bereich der Schwingungsknotenlinie an dem Kegelstumpf 3 angreift Der Haltering 2 ist zusammen mit dem Schwingsystem in die Wandung des Gehäuses 1 freitragend so eingesetzt, daß der Wandler 6 gegen die zu zerstäubende Flüssigkeit geschützt und mit einem für die Schwingbewegung nötigen Freiraum im Gehäuseinnern umschlossen ist
Es ist vorgesehen, den Wandler aus Piezokeramik auf der Seite des Kegelstumpfes mit einer Elektrode zu versehen und von diesem elektrisch zu isolieren. Damit ist er nicht mehr ein Teil des elektrischen Systems, und das Schwingsystem ist schutzisoliert
Die Anregungselektronik für den Wandler, die in ihren Abmessungen sehr klein gehalten werden kann, wird vorteilhafterweise mit in das Gehäuse eingebaut. Damit läßt sich mit der Erfindung ein außerordentlich kompaktes und stabiles, schutzisoliertes, formschönes Schwingsystem zur Flüssigkeitszerstäubung bauen, das anhand der F i g. 1 beschrieben wird.
Auf der Stirnseite des Gehäuses 1, z. B. eines Zylinderrohres bzw. eines Bechers, ist der Haltering 2 befestigt, der am Kegelstumpf 3 des Schwingsystems, wie oben beschrieben, angreift. Mit dem Kegelstumpf ist die Zerstäuberplatte 4 einstückig verbunden. Eine Isolierschicht 5 trennt den Kegelstumpf elektrisch von dem Wandler 6 aus Piezokeramik. Die Anregungselektronik 7 versorgt über Kabel 8,9 und Elektroden 10, U mit den Lötstellen 12, 13 den Wandler mit Wechselstrom der benötigten Spannung und Frequenz. Über das Zuleitungskabel 14 wird die Betriebsspannung zugeführt
Als Elektroden für den Wandler dienen Kontaktschichten. Diese Schichten werden mit Lötkontakten für die Zuleitungen von der Anregungselektronik versehen. Für die Lötstelle auf der Kontaktschicht auf der Seite zum Wandler ist am Rand des Schwingungsübertragers
eine Ausnehmung eingearbeitet.
Zur Isolierung des Wandlers von dem Kegelstumpf kann dieser, da er im allgemeinen aus Aluminium besteht, eloxiert werden. Der Wandler wird vorzugsweise mit einem elektrisch isolierenden Kleber mit dem Kegelstumpf verbunden.
Vorzugsweise wird das gesamte Schwingsystem eloxiert; damit ist es -auch vor Verschleiß durch Kavitation beim Zerstäuben geschützt
Für das Schwingsystem ist vorgesehen, Arbeitsplatte, Kegelstumpf und Haltering, einstückig ausgeformt, in das Gehäuse einzusetzen. Eine Alternative ist, das Gehäuse mit Haltering einstückig auszubilden, den Kegelstumpf an der Schwingungsknotenlinie einzukerben und in den Haltering einzudrücken.
Die Dicke des Halterings wird so dünn gehalten, daß er beim Schwingbetrieb keine Leistung vom Schwingungsütertrager aufnimmt Damit ist ein hoher
mechanischer Wirkungsgrad des Zerstäubers gewährleistet Als zusätzlichen Effekt bewirkt der Haltering eine Stabilisierung des gewünschten Schwingungsmodus.
Die Flüssigkeit wird zum Zerstäuben auf die Arbeitsplatte aufgetropft. Eine andere Möglichkeit ist in der F i g. 2,3 beschrieben.
Dabei stellt F i g. 2 einen Längsschnitt dar,
F i g, 3 einen Querschnitt in Höhe des Halterings.
Die Arbeitsplatte 4 und der Kegelstumpf 3 weisen eine Bohrung 15 längs der Rotationsachse auf. Diese Bohrung ist verbunden mit einer Bohrung 16, die seitlich in den Kegelstumpf in Höhe des Halterings 2 vorgetrieben ist Der Haltering hat an dieser Stelle einen Schlitz, in der ein Rohr 17 einzupassen ist Durch dieses Rohr wird dann die Flüssigkeit durch die Bohrungen 16 und 15 zur Arbeitsplatte befördert
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Piezoelektrisches, mit einem Halter versehenes Schwingsystem für Flüssigkeitszerstäubung, das mit elektrischer Wechselspannung in Resonanz anzuregen ist, bestehend aus einem anregenden Schwinger mit daran befestigtem, piezoelektrischem Wandler und aus einer zu Schwingungen anzuregenden Platte, die sich einstückig an dem geringen Querschnitt eines Schwingungskopplers befindet, >° der mit dem Schwinger zu einem Kegelstumpf zusammengefaßt ist, durch den die Arbeitsplatte mit dem Wandler mechanisch gekoppelt ist, wobei die Resonanzfrequenz der Arbeitsplatte auf die des Kegelstumpfes abgestimmt ist, gekennzeich- ls net dadurch, daß der Halter ein geschlossener Haltering (2) ist, der flüssigkeitsdicht mit dem Kegelstumpf (3) im Bereich der Schwingungsknotenlinie zwischen der Arbeitsplatte (4) und dem Wandler (6) verbunden ist, und der ein Teilstück eines Gehäuses (1) ist, in dessen Innerem die Anregungselektronik (7) des die Wechselspannung erzeugenden Generators und der mit Elektroden (10, 11) versehene Wandler (6) gegen die zu zerstäubende Flüssigkeit geschützt aufgenommen sind.
2. Piezoelektrisches Schwingsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbindung zwischen Haltering (2) und Kegelstumpf (3) durch Einpressen des Halteringes (2) in eine am M Kegelstumpf (3) vorgesehene Einkerbung ausgebildet ist
3. Piezoelektrisches Schwingsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Haltering (2) und der Kegelstumpf (3) zus immen einstückig ausgebildet sind.
4. Piezoelektrisches Schwingsystem nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tür die Flüssigkeitszuführung zur Arbeitsplatte (4) in dem Haltering (2) eine Bohrung (16) vorgesehen ist, die Verbindung mit einer im Kegelstumpf (3) zur Oberfläche der Arbeitsplatte (4) führenden weiteren Bohrung (15) hat.
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