DE3136516A1

DE3136516A1 - Ultraschall-reinigungsgeraet fuer kleinteile

Info

Publication number: DE3136516A1
Application number: DE19813136516
Authority: DE
Inventors: Hans 8000 München 70 Raske
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-09-15
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1983-03-24

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 3 Unser Zeichen Berlin und München YPA 81 P 7 Π 1 DE

Ultraschall-Reinigungsgerät für Kleinteile.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschall-Reinigungsgerät für Kleinteile, bei dem das zu reinigende Gut in einen wannen- oder topfförmigen Behälter eingebracht wird, welcher an seinem oberen Rand in einem den Behälter umgebenden Gehäuse freihängend gehalten ist und an welchem ein Piezo-Verbundsystem angekoppelt ist, welches von einem Ultraschall-Generator erregbar ist.

Diese meist im Haushalt verwendeten Ultraschall-Reinigungsgeräte dienen beispielsweise zum Reinigen von Eßbestecken, Schmuck, Brillen, Zahnprothesen und dergleichen.

Es hat sich gezeigt, daß die auf dem Markt befindlichen Ultraschall-Reinigungsgeräte die in sie gesetzten Erwartungen nicht erfüllt haben. Der Grund hierfür wird in erster Linie darin gesehen, daß bei den bekannten Ultraschall-Reinigungsgeräten das Piezo-Verbundsystem stets am Wannenboden angekoppelt ist, so daß insbesondere zwei für die Reinigungsforderungen ungünstige Faktoren wirksam werden. Einmal wird nur die Seite des zu reinigenden Gutes beschallt und gereinigt, die dem kavitationserzeugenden Wannenboden zugewandt ist. Zum anderen werden die vom zu reinigenden Gut bereits gelösten, im Reinigungsmedium schwebenden bzw. auf den Wannenboden heruntergefallenen Schmutzpartikelchen immer wieder durch die Kavitation aufgewirbelt und mit dem Reinigungsmedium vermengt.

Hs 1 BIa / 8.9.1981

Nach Beendigung des Reinigungsvorgangs wird das gereinigte Gut dem Gerät entnommen, wobei die im Reinigungsmedium noch schwebenden Schmutzpartikelchen teilweise auf der Oberfläche des gereinigten Gutes haften bleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschall-Reinigungsgerät der eingangs beschriebenen Art derart auszubilden, daß die geschilderten Nachteile nicht mehr auftreten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Piezo-Verbundsystem an einer Außenseitenwand des wannenförmigen Behälters angekoppelt ist. Hierbei ist es gleichgültig, ob der wannenförmige Behälter im Querschnitt eine Kreis- oder eine Rechteckfläche aufweist.

Dadurch, daß der Boden des wannenförmigen Behälters nicht mitschwingt, werden die auf den Boden des wannenförmigen Behälters heruntergefallenen Schmutzpartikelchen nicht wieder durch die Kavitation aufgewirbelt und mit dem Reinigungsmedium vermengt.

Vorzugsweise ist der wannenförmige Behälter mit seinem oberen Rand freihängend in einer entsprechend ausgebildeten Nut eines Aufnahmerahmens des den Behälter umgebenden Gehäuses mit einer elastischen Dichtungsmasse gehalten. Diese Art der Halterung ermöglicht eine auf das Minimum reduzierte mechanische Dämpfung und gewährleistet ein gutes membranartiges Schwingverhalten aller Seitenwände bzw. der ganzen Wandung des wannenförmigen Behälters während des Betriebszustandes. Er hat sich hierbei gezeigt, daß alle Seitenwände eines im Querschnitt runden oder rechteckförmigen Behälters im Betriebszustand eine nahezu gleichmäßig starke Membranwirkung aufweisen.

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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Ultraschall-Generator in einem Steckergehäuse untergebracht, welches mit Lüftungsbohrungen versehen ist. Dadurch wird mit Sicherheit vermieden, daß der Ultraschall-Generator wegen überhitzung diverser Bauteile ausfällt. Bei den bekannten Ultraschall-Reinigungsgeräten ist der Unltraschall-Generator im Gehäuse des Gerätes angeordnet. Da die Teile des Ultraschall-Generators mit dem Reinigungsmedium unter allen Umständen nicht in Verbindung treten

dürfen, muß das Gehäuse entsprechend dicht abgeschlossen werden, was eine wirksame Kühlung des Ultraschall-Generators praktisch ausschließt.

Um die Reinigungswirkung zu erhöhen oder bei größeren Reinigungsgeräten, können mehrere Piezowandler an der gleichen oder einer anderen Außenseitenwand vorgesehen sein, die dann von einem einzigen oder von weiteren Ultraschall-Generatoren erregbar sind. Bei größeren Reinigungsgeräten kann es vorteilhaft sein, daß zur

Entlastung des freihängend angeordneten wannenförmigen Behälters eine Unterstützung aus Schwingmetallkörpern vorgesehen ist, die vorzugsweise zwischen dem Boden des wannförmigen Behälters und dem Boden des Gehäuses

angeordnet sein können.
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Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Ultraschall-Reinigungsgerät in schaubild-

licher Darstellung,

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf den mit dem Aufnahmerahmen verbundenen wannförmigen Behälter gemäß Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch den im Aufnahmerahmen befestigten Behälter gemäß Fig. 2,

Fig. U eine perspektivische Ansicht eines topfförmigen behälters mit einem angeklebten Piezoverbund-

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System und

Fig. 5 ein Anpaß- und Kopplungsglied für einen topfförmigen Behälter in vergrößerter Darstellung.

Mit 1 ist ein wannförmiger Behälter bezeichnet, der mit Hilfe eines Aufnahmerahmens 2 in einem den wannförmigen Behälter 2 umgebenden Gehäuse 3 eingesetzt ist. Der Aufnahmerahmen 2 ist zu diesem Zwecke an der Unterseite mit entsprechenden Dichtungsnuten 21 versehen, wie insbesondere Fig. 2 zeigt. An der Außenwand des wannförmigen Behälters 1 ist ein Piezo-Verbundsystem 4 angeklebt, welches beispielsweise einen Piezowandler in Ringform enthält.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist der wannenförmige Behälter 1 mit dem Aufnahmerahmen 2 nicht fest, sondern über eine elastische Dichtungsmasse 5 verbunden. Als Dichtungsmasse 5 wird vorzugsweise eine Silicon-Dichtungsmasse verwendet. Damit der wannförmige Behalter 1 frei schwingen kann, ist der Aufnahmerahmen 2 mit einer Nut 6 versehen, in die der obere Rand des wannenförmigen Behälters 1 eintaucht und mit Hilfe der Silicon-Dichtungsmasse 5 gehalten ist. Vorzugsweise ist der in der Nut 6 des Aufnahmerahmens 2 elastisch gehaltene Rand des wannenförmigen Behälters 1 allseitig mit Silicon-Dichtungsmasse umgössen. Diese Art der Wannenhalterung ermöglicht eine auf das Minimum reduzierte mechanische Dämpfung und gewährleistet ein gutes membranartiges Resonanzverhalten aller Wannenwände während des Betriebszustandes. In Verbindung mit der neuartigen geometrischen Anordnung des Piezo-Verbundsystems 4 hat dies zur Folge, daß alle vier Seiten des rechteckförmigen Behälters 1 im Betriebszustand eine nahezu gleichmäßige Membranwirkung aufweisen. Durch diese gleichmäßige Membranwirkung der Seitenwände des wanrßnförmigen Behälters

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ergibt sich eine kontinuierliche Kavitationsentwicklung, sowie Kavitationsverteilung, wie durch Messung leicht festgestellt werden kann. Der vom Einigungsgut durch Kavitationseinwirkung entfernte Schmutz fällt trotz Kavitation auf den Boden des wannenförmigen Behälters und wird nicht wieder aufgewirbel, weil der Boden nicht mitschwingt.

Wie zuvor ausgeführt worden ist, wird ein Piezo-Verbundsystem in Ringform verwendet, wodurch eine mechanische Zuverlässigkeit erhöht wird. Diese zusätzliche Stabilität wird einmal dadurch erreicht, daß Lufteinschlüsse an dem Piezoverbundsystem nach dem Klebevorgang mit Sicherheit nicht mehr vorhanden sind und zum anderen wird die Bohrung des Ringpiezowandlers während der Montage mit dem Kleber aufgefüllt. Diese mit dem Kleber aufgefüllte Bohrung gibt dem Piezo-Verbundsystem eine weitere mechanische Stabilität.

Wie aus Fig. 1 zu entnehmen sit, ist der Ultraschall-Generator nicht im Gehäuse 3 des Gerätes, sondern in einem eigenen Steckergehäuse 7 untergebracht, welches mit Lüftungsbohrungen 8 zum Zwecke der Kühlung versehen ist. An dem Steckergehäuse 7 befindet sich der Stecker 9, während mit 10 ein Verbindungskabel bezeichnet ist, welches zur hochfrequenten Spannungsversorgung zwischen den im Steckergehäuse angeordneten Ultraschall-Generator und dem an der Außenseitenwand angeordneten Piezo-Verbundsystem 4 dient.. Diese Verbindung ist vorzugsweise ein zweipoliges abgeschirmtes Kabel.

Die getrennte Anordnung des Ultraschall-Generators hat nicht nur den Vorteil einer besseren Kühlung, sondern auch noch den Vorteil, daß eine günstigere Wannengeometrie ermöglicht wird, wie Fig. 1 zeigt.

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Es ist durchaus möglich, daß anstelle eines einzigen Piezo-Verbundsystems 4 mehrere verwendet sind, die an der gleichen Außenseitenwand oder an einer anderen Außenseitenwand angebracht sein können. Damit kann nicht nur die Reinigungswirkung des Gerätes erhöht werden, sondern auch seine Abmessungen entsprechend vergrößert werden.

Fig. 4 zeigt einen topfförmigen Behälter 11, an dem mit Hilfe eines Anpaß- und Kopplungsgliedes 12 (gemäß Fig. 5) ein Piezo-Verbundsystem an der Außenwandung angebracht

ist. Dieses Anpaß- und Kopplungsglied 12 ist erforderlich, weil der Piezowandler planparallel und die Behälteraußenwand rund ist. Das Anpaß- und Kopplungsglied kann beispielsweise aus Aluminium bestehen. Es hat sich gezeigt, daß das Schwingverhalten gleich ist wie bei einem rechteckförmigen Behälter. Auch hier wird die Kavitation im Reinigungsmedium durch die Wannenseitenflächen erzeugt. Der losgelöste Schmutz sinkt zum Wannenboden ab und wird nicht wieder aufgewirbelt.

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10 Patentansprüche
5 Figuren

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Bezugszeichenliste

1 wannenförmiger Behälter

2 Aufnahmerahmen

3 Gehäuse

4 Piezo-Verbundsystem

5 elastische Dichtungsmasse

6 Nut

7 Steckergehäuse

8 Lüftungsbohrungen

9 Stecker

10 Verbindungskabel

11 topfförmiger Behälter

12 Anpaß- und Kopplungsglied 21 Dichtungsnuten

Claims

^:-^: .:- 31365Ί6

^VPA 81 P 7 1 1 1 OE

Patentansprüche

Ultraschall-Reinigungsgerät für Kleinteile, bei dem das zu reinigende Gut in einen wannen- oder topfförmigen Behälter eingebracht wird, welcher an seinem oberen Rand in einem den Behälter umgebenden Gehäuse freihängend gehalten ist und an welchem ein Piezo-Verbundsystem angekoppelt ist, welches von einem Ultraschall-Generator erregbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Piezo-Verbundsystem (4) an einer Außenseitenwand des wannen- oder topfförmigen Behälters (1, 11) angekoppelt ist.

2. Ultraschall-Reinigungsgerät nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß der

wannen- oder topfförmige Behälter (1, 11) mit seinem oberen Rand freihängend in einer entsprechend ausgebildeten Nut (6) eines Aufnahmerahmens (2) des den Behälter (1) umgebenden Gehäuses (3) mit einer elastischen Dichtungsmasse (5) gehalten ist.

3. Ultraschall-Reinigungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als elastische Dichtungsmasse (5) z. B. eine Silikon-Dichtungsmasse verwendet ist.

4. Ultraschall-Reinigungsgerät anch Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Nut (6) des Aufnahmerahmens (2) elastisch gehaltene Rand des wannen- oder topfförmigen Behälters (1, 11) allseitig mit Silikon-Dichtungsmasse umgössen ist.

5. Ultraschall-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß als Piezo-Verbundsystem (4) ein Piezowandler in

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Ringform verwendet ist, der an einer Außenseitenwand des wannenförmigen Behälters (1, 11) angeklebt ist.

6. Ultraschall-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Generator in einem Steckergehäuse (7) untergebracht ist, welches mit Lüftungsbohrungen (8) versehen ist.

γ. Ultraschall-Reinigungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente Spannungsversorgung zwischen dem im Steckergehäuse (7) angeordneten Ultraschall-Generator und dem an der Außenseitenwand angeordneten Piezo-Verbundsystem

(4) über ein zweipolig abgeschirmtes Kabel (10) erfolgt.

8. Ultraschall-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung mehrerer Piezo-Verbundsysteme, die vorzugsweise von einem einzigen Ultraschall-Generator mit Spannung versorgt sind.

9. Ultraschall-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche

1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der wannenförmige Behälter von Schwingmetallkörpern getragen werden kann.

10. Ultraschall-Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche

1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung des Piezo-Verbundsystems (4) an den wannen- oder topfförmigen Behälter (1, 11) mit Hilfe eines Anpaß- und Kopplungsgliedes (12) erfolgt.