DE3211733A1 - Ultraschall-applikator - Google Patents
Ultraschall-applikatorInfo
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Description
1 * ♦ ·
ι ι /
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 82 P 3729 DE
Ultraschall-Applikator
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschall-Applikator gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Ultraschall-Applikator dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 39 52 387 vorbekannt. Hier umfaßt der
Schallkopf eine Reihe von nebeneinander angeordneten stabförmigen Wandlerelementen. Jedes Wandlerelement
besteht dabei in der üblichen Weise aus einem Grundkörper aus Piezomaterial, auf dessen Abstrahlfläche
eine erste Elektrodenschicht und auf dessen Gegenfläche eine zweite Elektrodenschicht aufgebracht ist. Die
Elektrodenschicht der Gegenfläche ist allerdings kürzer als die gesamte Stablänge. Dafür umgreift aber die
Elektrodenschicht der Abstrahlfläche das Kopfende des
jeweiligen Piezostabes bis in den freien Bereich der
Gegenfläche, ohne jedoch mit der kürzeren Elektrodenschicht auf der Gegenfläche in Kontakt zu treten. Die
jeweils übergreifenden Teile der Elektrodenschichten sind in der Reihenanordnung der Wandlerelemente Träger
eines ersten Kammes von Kontaktflächen, die zwar zur Kontaktierung der Abstrahlflächen der einzelnen Wandlerelemente
dienen, die jedoch der Abstrahlrichtung entgegengesetzt gerichtet sind. Ein zweiter Kamm von Kontaktblechen,
die die Gegenflächen der Wandlerelemente .kontaktieren, verläuft parallel zum ersten Kamm entlang
den gegenüberliegenden Reihenkanten der einzelnen Wandlerelemente. Die Kontaktbleche sind wiederum der Abstrahlrichtung
entgegengerichtet.
Kue 5 Kof / 29.03.1982
-S-
- ? - VPA 82 P 3729 DE
Durch die DE-OS 30 19 410 ist außerdem noch ein Ultraschall-Applikator
vorbekannt, bei dem die Wandlerelemente am Schallkopf feingeteilt sind, wobei immer mehrere
Wandlerelemente durch einzelne Kontaktbleche je eines
Kontaktblechkammes elektrisch zu Gruppen zusammengefaßt sind. Die Wandlerelemente bestehen wieder aus
Piezostäben, deren Abstrahl- und Gegenflächen jetzt jedoch durchgehend mit je einer Elektrodenschicht versehen
sind. Den Abstrahlflächen der Wandlerelemente
sind insgesamt zwei Kontaktblechkämme zugeordnet, von denen der eine auf der Seite der Gegenflächen entlang
der linken Kante der Wandlerelementanordnung und der andere auf den Gegenflächen entlang der rechten Kante
der Wandlerelementanordnung angebracht ist. Die Kontaktbleche beider Kontaktblechkämme sind in Form von
dreieckigen Kontaktfahnen aus Folienmaterial gebildet. Jede Kontaktfahne ist entgegengesetzt zur Abstrahlrichtung
des Schallkopfes leicht gebogen. Entlang den Mitten der Abstrahlflächen der Wandlerelemente verläuft
ein gemeinsamer stabfö'rmiger Rückleiter. Das Grundprinzip
der Feinteilung von Wandlerelementen ist an
sich in der US-PS 43 05 014 näher beschrieben.
Die vorstehend abgehandelten Ultraschall-Applikatoren
des Standes der Technik sind speziell' für solche Schallköpfe
ausgelegt, die nur eine einzige Reihe von Wandlerelementen umfassen. Eine Zusammenfassung mehrerer
solcher Einzelreihen-Schallköpfe zu einem Mehrreihen-Schallkopf ist wegen der speziellen Art der Kamm-Kontaktierung
einer einzigen Wandlerelementreihe kaum möglich. Die bekannten Kamm-Kontaktierungen würden
sich gegenseitig stören.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, einen Ultraschall-Applikator
der eingangs genannten Art dahin-
.9-
- if- VPA 82 P 3729 DE
gehend auszubilden, daß sich ein Einzelreihen-Schallkopf bequem zu einem Mehrreihen-Schallkopf erweitern
läßt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Erfindung ist ein Einreihen-Schallkopf geschaffen, der hinsichtlich der Kamm-Kontaktierung jetzt
so gestaltet ist, daß er sich problemlos zu einem Mehrreihen-Schallkopf erweitern läßt. Wegen des mittig auf
den Gegenflächen der einzelnen Wandlerelemente verlaufenden Kontaktblech-Kammes ergeben sich außerdem optimale
Symmetriebedingungen. Die Last an den einzelnen Wandlerelementen wirkt sich nicht unsymmetrisch aus
und es ergeben sich sowohl für den Sende- als auch für den Empfangsfall optimale Schwingungsformen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und in
Verbindung mit den Unteransprüchen.
Es zeigen:
Figur 1 einen Ultraschall-Applikator gemäß der
Erfindung mit einer ersten Ausführungsform eines Einreihen-Schallkopfes,
Figur 2 einen Ultraschall-Applikator mit einem Mehrreihen-Schallkopf, der z.B. aus Ein
reihen- Schallköpfen gemäß Figur 1 zusammengesetzt sein kann,
Figur 3 einen Ultraschall-Applikator mit einer zweiten Ausführungsform für einen Ein
reihen-Schallkopf, der ebenfalls zu ei-
♦ t . ·
-X- VPA 82 P 3729 DE nem Mehrreihen-Schallkopf, z.B. nach
Art der Figur 2, zusammengesetzt werden kann,
Figur 4 einen Ultraschall-Applikator, der aus
Mehrecksegmenten zu einem Vieleck zusammengesetzt
ist, wobei jedes Mehrecksegment eine eigene Reihe hintereinander angeordneter Wandlerelemente umfaßt,
10
Figur 5 die Kontaktierung der Gegenflächen der Wandlerelemente bei einem Ultraschall-Applikator
gemäß Figur 4,
Figur 6 die Kontaktierung der Abstrahlflächen
der Wandlerelemente bei einem Ultraschall-Applikator gemäß Figur 4,
Figur 7 eine vergrößerte Darstellung eines äusseren MehreckSegmentes, teilweise im Schnitt,
Figur 8 eine erste mögliche Art der Kontaktierung eines Kontaktblechkammes,
Figur 9 eine zweite mögliche Art der Kontaktierung eines Kontaktblechkammes,
Figur 10eine Modifikation des Kontaktblechkammes,
Figur 11 eine Modifikation der Art, in der ein
Trägerkörper auf der Keramik aufgebracht ist.
In der Figur 1 ist der Einreihen-Schallkopf speziell als Einzeilen-Array ausgebildet. Das Einzeilen-Array
besteht dabei aus einer Mehrzahl von Wandlerelementen 1,
- ^- VPA 82 P 3729 DE
z.B. 80 Stück, die in Reihe hintereinander angeordnet sind. Jedes Wandlerelement besteht aus einem stabförmigen
Körper 2 aus Piezomaterial, insbesondere Piezokeramik, das auf der Abstrahlfläche 3 und der Gegenfläche
4 durch z.B. Aufdampfen oder Einbrennen von z.B. Ag metallisiert ist. Die aufgedampften Metallschichten sind mit 5 bezeichnet. Auf den Gegenflächen
der einzelnen Wandlerelemente 1 ist etwa entlang deren Mitten verlaufend ein Kamm 6 aus Kontaktfahnen 7 angeordnet,
die z.B. aus Ag, Cu oder Cu-Legierungen bestehen. Die Kontaktfahnen 7 des Kammes 6, die durch
Schlitze 8 in Höhe der Abstandsschlitze 9 der Wandlerelemente 1 voneinander getrennt sind·, bilden die Heißanschlüsse
für die Wandlerelemente. Die Erdanschlüsse werden durch zwei entgegengesetzt zur Abstrahlrichtung
der Wandlerelemente nach oben gebogenen Metallfolien 10 und 11, z.B. aus demselben Material wie die Kontaktfahnen
des Kammes, gebildet. Die Folien 10 und 11 sind entlang der linken und rechten unteren Kante der Reihe
der Wandlerelemente 1 an den Abstrahlflächen 3 der Wandlerelemente angelötet. Sie sind in Höhe der Wandlerelementspalten
9 ebenfalls geschlitzt. Die Schlitze 12 reichen jedoch nicht bis zum oberen Folienrand; sie
sind nur teilweise in die Folie eingeschnitten.
Als Träger für die Wandlerelemente 1 und den Kamm 6 aus Kontaktfolien 7 dient ein Trägerkörper 13. Der
Kamm 6 aus Kontaktfahnen 7 ist im Trägerkörper 13 eingebettet.
Der Trägerkörper 13 besteht aus einem Material, das Ultraschallwellen gut dämpft. Z.B. kann der
Trägerkörper aus Epoxydharz mit eingebrachtem oxidiertem Wolframpuder gefertigt sein. Applikationsseitig ist
das Einzeilen-Array der Figur 1 mit einem Anpassungskörper 14 abgeschlossen. Dieser Anpassungskörper be-
steht z.B. aus Epoxydharz.
- Sf - . VPA 82 P 3729 DE
Das Einzeilen-Array der Figur 1 wird vorzugsweise wie
folgt hergestellt: Eine durchgehende Platte aus piezokeramischem Material, die ober- und unterseitig metallisch
beschichtet ist und die die Außenabmessungen des herzustellenden Einzeilen-Arrays hat, wird auf jener
Fläche, die später die Gegenflächen der einzelnen Wandlerelemente bilden soll, mit dem Kamm 6 aus Kontaktfolien
7 bestückt. Der Kamm 6 besteht dabei zuerst aus einem durchgehenden Streifen Folienmaterial, das jedoch
bereits Fensteraussparungen 15 besitzt, während die Schlitze 8 noch nicht eingebracht sind. Die Aussparungen
15 können in den Folienstreifen so eingebracht sein, daß sich bereits von vornherein die in
der Figur 1 dargestellte Kammstruktur ergibt. Ebensogut kann jedoch der Folienstreifen zuerst mit in sich
geschlossenen Fenstern versehen sein. Die in der Figur 1 dargestellte Kammstruktur mit den oben offenen
Aussparungen 15 erhält man dadurch, daß nach kompletter Montage des Einzeilen-Arrays der obere Rand des
Streifens so weit abgeschnitten wird, daß sich oben offene Fensteraussparungen 15 ergeben. Zusätzlich zum
Folienkamm 6 wird die noch ungeschlitzte durchgehende Keramikplatte entlang den Kanten der späteren Abstrahlflächen
der Wandlerelemente mit den nach oben gebogenen Kontaktfolien 10 und 11 versehen. Die Kontaktfolien
und 11 sind zu diesem Zeitpunkt ebenfalls noch ungeschlitzt. Nach Montage des Folienkammes 6 und der Kontaktfolien
10 und 11 erfolgt die Auftragung des Trägerkörpers 13 z.B. durch Aufgießen des Trägermaterials.
Anschließend an diesen Fertigungsschritt folgt die Wandlerelementaufteilung
durch Sägen. Hierzu wird die Piezoplatte mit dem aufgebrachten Trägerkörper 13
von der Abstrahlfläche 3 her in solchen Abständen gesägt, daß sich die Teilungsschlitze 9 zwischen den einzelnen
Wandlerelementen ergeben. Um gleichzeitig auch noch am Kamm 6 getrennte Kontaktfolien 7 erhalten zu
VPA 82 P 3729 DE können, wird an den Schnittstellen tiefer gesägt als
die Keramikplatte mit aufgebrachter Metallisierung dick ist. Insgesamt soll die Sägetiefe.so sein, daß
sich Folienschlitze 8 ergeben, die die einzelnen Kontaktfahnen
7 des Kammes 6 elektrisch eindeutig voneinander trennen. Die Schlitze in den Kontaktfolien 10
und'11 resultieren aus demselben Sägevorgang.
Die Figur 2 zeigt ein Dreizeilen-Array, das also z.B.
aus drei Einzeilen-Arrays entsprechend Figur 1 zusammengesetzt ist. Die drei Einzeilen-Arrays sind mit 20,
21 und 22 bezeichnet. Jedes der drei Arrays 20, 21 und
22 trägt entlang den Mitten der Gegenfläche der Wandlerelemente
1 je einen Folienkamm 23, 24, 25. Die Abstandsspalten
zwischen den beiden äußeren Arrays 20 und 22 zum inneren Array 21 sind auf der Seite der
Abstrahlflächen der Wandlerelemente 1 mit elektrischen
Kontaktstreifen 26 und 27 überbrückt. Dabei können jeweils immer zwei gegenüberliegenden Wandlerelementen
von zwei benachbarten Arrays je ein einzelner Streifen 26 bzw. 27 zugeordnet sein. Vorzugsweise sind die Kontaktstreifen
26 und 27 jedoch durchgehende Streifen, die sich ungeteilt entlang den Spalten zwischen zwei
benachbarten Arrays erstrecken. Die Kontaktstreifen können z.B. wieder aus Ag, Cu oder einer Cu-Legierung
bestehen. Als äußere Erdanschlüsse dienen wieder Kontaktfolien 28 und 29. Die Trägerkörper der einzelnen
Arrays sind mit 30, 31 und 32 bezeichnet. Die Anpassungsschicht 33 ist allen drei Arrays gemeinsam, wenn
alle drei Arrays dieselbe Ultraschallfrequenz haben sollen. Ebensogut können aber auch mehrere Arrays mit
unterschiedlichen Frequenzen miteinander kombiniert werden, wobei dann jedem dieser Arrays eine eigene
Anpassungsschicht zugeordnet werden muß.
* tf Κ·
- 9<- VPA 82 P 3729 DE
Die Figur 3 zeigt ein feingeteiltes Einzeilen-Array Das feingeteilte Array ist im Prinzip wie das Array
der Figur 1 aufgebaut. Es umfaßt also wieder in Reihe hintereinander angeordnete Wandlerelemente 41, die
entlang den Mitten ihrer Gegenflächen 42 mit einem Folienkamm 43 versehen sind. Die Außenkanten der. Abstrahlflächen
44 der Wandler elemente sind wieder mit je einem
Folienstreifen 45 und 46 kontaktiert. Der Trägerkörper ist mit 47 und die Anpassungsschicht mit 48 bezeichnet.
Der wichtige Unterschied zum Array der Figur 1 ergibt sich jedoch in der Feinteilung der Wandlerelemente
41. Im Vergleich mit dem Array der Figur 1 beträgt z.B. die Breite a der feingeteilten Wandlerelemente
des Arrays der Figur 3 lediglich 1/5 der Breite eines Wandlerelementes beim Array der Figur 1. Um
jedoch die ursprüngliche Aktivitätsfläche wieder herstellen zu können, sind mehrere der feingeteilten Wandlerelemente,
d.h. im vorliegenden Fall also beispielsweise fünf, elektrisch zu einer Gruppe zusammengefaßt.
Die Gruppenzusammenfassung geschieht mit Hilfe des Folienkammes 43, der vorzugsweise in der in der Figur 3
dargestellten Weise aus Kontaktfahnen 49 mit dazwischenliegenden Aussparungen 50 besteht. Die Einschnittiefe h
der Aussparungen 50 ist geringer als die Gesamthöhe H des Kontaktkammes 43. Es verbleibt also an der den Gegenflächen
der Wandlerelemente zugewandten Folienkante ein Streifenteil 51 mit der Höhe B. In dieses Streifenteil
51 ragen von unten Sägeschlitze 52 und 53. Die Sägeschlitze 52 stammen von der Feinzersägung der Wandlerelemente.
Sie reichen nur teilweise von unten in das Streifenteil 51. Die Sägeschlitze 53 haben demgegenüber
größere Tiefe. Sie ragen über das Streifenteil 51 bis in den freien Bereich der Aussparungen 50 des
Kammes 43. Die längeren Schlitze 53 teilen den Kamm 43 wieder in einzelne, elektrisch voneinander getrennte
Kontaktfahnen 49. Die Rasterbreite der Kontaktfahnen
- V- VPA 82 P 3729 DE
entlang dem Kamm 43 beträgt R=A. Sie entspricht damit jeweils immer.der Gruppenbreite A einer Gruppe von
feingeteilten Wandlerelementen, die elektrisch zusammenkontakti ert werden soll. Die Aussparungen 50 können
wie die Aussparungen des Kammes des Arrays der Figur 1 reine Rechteckform aufweisen. Es empfiehlt sich jedoch,
wie in der Figur 3 dargestellt, die Aussparungen 50 an ihrem offenen oberen Ende weniger breit auszubilden
als im Bereich der größten Einschnittiefe. Die in der Tiefe breitere Aussparung gestattet große Toleranzbreiten
beim Sägen der Keramik. Der Sägevorgang wird dadurch erheblich vereinfacht und die Ausschußzahl
sinkt.
Die Figur 4 zeigt einen Ultraschall-Applikator, dessen
Schallkopf aus insgesamt neun Mehrecksegmenten 61 bis
69 zu einem Achteck zusammengesetzt ist. Die Mehrecksegmente 61 bis 68 sind dabei Vierecke mit der dargestellten
Trapezform. Das zentrale Mehrecksegment 69 ist ein Achtecksegment. Jedes der Segmente umfaßt wieder eine Vielzahl von feingeteilten Wandlerelementen 70,
die wieder durch Kämme 71 bis 79 aus Kontaktfolien 80 zu Gruppen 81 zusammenkontaktiert sind. Die Bauteile
sind wieder Trägerkörper aus z.B. Epoxydharz mit eingebrachtem oxidiertem Wolframpuder. Die Bauelemente
sind Anpassungsschichten für den Schallkopf.
Die feingeteilten Wandlerelemente 70 werden wieder aus
kompletten Keramikplatten gesägt, .die die Trapezform der Außenstücke 61 bis 68 bzw. die Achteckform des
Zentralstückes 69 haben. Der Sägeplan ist in der Figur
5 dargestellt. Die Figur 5 zeigt eine teilweise bis zu den Wandlerelementen geschnittene Draufsicht
auf den Schallkopf der Figur 4. Demgemäß zeigt das zentrale Achteck die dargestellte Feinteilung der Sägespalten
.84. Das zentrale Achteck 69 wird also als Gan-
VPA 82 P 3729 DE zes gesägt. Die äußeren trapezförmigen Vierecke 61 bis
68 sind hingegen parallel zur Trapezunter- und Trapezoberseite feingeteilt. Die Sägespaltendieser Feinteilung
sind mit 85 angedeutet. Sie laufen für sämtliche Trapezteile konzentrisch um das zentrale Achteck 69.
Die Aufteilung in Gruppen 81 erfolgt bei diesen Trapezstücken in Gruppensägeschritten 86 nach einem Fresnel-Muster.
Die Gruppenbreite nimmt also mit zunehmender Entfernung vom zentralen Achteck 69 ab. Die Abnahme erfolgt
in dem Sinne, daß alle Gruppen 81 phasenhomogen sind. Damit ergibt sich eine gleichmäßige Ultraschallabstrahlung über die gesamte Applikationsfläche des
Schallkopfes.
Die Figur 5 zeigt auch den Plan für die Gruppenkontaktierung der Wandlerelemente 70 entlang den Mitten der
Gegenflächen der jeweiligen Wandlerelemente. Demgemäß
sind also die Trapezstücke 61 bis 68 jeweils durch die Kontaktkämme 72 bis 78 kontaktiert. Das zentrale Achteck
69 ist mit einem durchgehenden Kontaktfolienstreifen 79 kontaktiert. Dieser durchgehende Kontaktstreifen
79 liegt in einer Linie mit den Kontaktkämmen 74 und
der Trapezstücke 64 und 68. Dies ergibt sich deshalb, weil die Richtung der Feinteilung des zentralen Achtecks
mit den Richtungen der Feinteilung der Trapezstücke 64 und 68 übereinstimmt.
Die Kontaktkämme 71 bis 79 sind wieder die Heißkontakte für die Wandlerelemente. Die Erdkontakte werden in einfächer
Weise durch Metallstreifen 87 bis· 93 gebildet. Diese Metallstreifen, die von demselben Material sein
können wie die Folienstreifen der Kontaktkämme 71 bis 79, verlaufen auf den Abstrahlflächen der Wandlerelemente
in derselben Richtung wie die Kontaktkämme auf den Gegenflächen. Dies ist in der Figur 6 verdeutlicht, die
eine applikationsseitige Ansicht des Ultraschallkopfes
- y( - VPA 82 P 3729 DE
der Figur 4 teilweise im Schnitt zeigt. Der Folienstreifen 90 ist durchgehend. Er kann selbstverständlich
auch getrennt sein, muß jedoch dann an den Stoß-, stellen zwischen zentralem Achteck 69 und den benachbarten
Trapezecken 64 und 68 eine Kontaktbrücke haben.
Die Figur 7 zeigt in perspektivischer Ansicht und in vergrößertem Maßstab ein aus dem Verband des Schallkopfes
der Figur 4 gelöstes Trapezviereck. Im vorliegenden Fall handelt es sich z.B. um das Trapezviereck
61 mit dem Kamm 71 aus Kontaktfolien 80. Alle anderen Trapezvierecke sind auf dieselbe Art und Weise
aufgebaut.
In der Figur 8 ist nochmals in Vergrößerung angedeutet,
wie der Folienkamm mittels Lötkante 94 auf dem Keramikkörper angelötet oder auch angeschweißt werden kann.
Ebensogut ist aber auch ein Anlöten oder Anschweißen ohne Kante möglich, wie dies in der Figur 9 durch Löt-
oder Schweißnähte 95 angedeutet ist. Bei Anlöten oder Anschweißen des Folienkammes mittels Lötkante 94 können
beim Lötkamm die Aussparungen zwischen den Folienfahnen bis an die Lötkante eingeschnitten sein. Diese
Möglichkeit ist in der Figur 10 mit einem Folienkamm 96, dessen Aussparungen 97 bis zur Lötkante 94 reichen, angedeutet
.
Die Figur 11 zeigt schließlich eine Modifikation dahingehend, daß ein Dämpfungskörper 98 auf der Reihe der
Wandlerelemente auch so aufgebracht werden kann, daß er deren Ränder mitumfaßt. Bei dieser Anordnung wird
die unerwünschte randseitige Abstrahlung von Ultraschallenergie verhindert.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel hat lediglich exemplarischen Charakter. Es gibt selbstverständlich
-U-
- ^2/- VPA 82 P 3729 DE
beliebig viele Modifikationen, die in den Bereich der handwerklichen Fähigkeiten eines Fachmannes fallen und
die damit alle im Schutzbereich der Erfindung liegen.
11 Figuren
20 Patentansprüche
Leerseite
Claims (20)
- y VPA 82 P 3729 DE Patentansprücheg). Ultrascha11-Applikator mit einem Ultraschallkopf, der eine Mehrzahl von Wandlerelementen umfaßt, die an einem Trägerteil in vorgebbarer Konfiguration wenigstens in einer Reihe hintereinander oder nebeneinander angeordnet sind, wobei zur Kontaktierung von Abstrahl- und Gegenfläche jedes Wandlerelement für jede dieser Flächen wenigstens ein Kontaktblech trägt und wobei wenigstens die Kontaktbleche zur Kontaktierung der Gegenflächen entlang der jeweiligen Wandlerelementanordnung in Form eines Kammes, unter vorgeb.barem Winkel von den Gegenflächen wegweisend, hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm (6; 23 bis 25; 43; 71 bis 79; 96) aus Kontaktblechen (7; 4-9; 80) auf den Gegenflächen (4; 42) der einzelnen Wandlerelemente (1; 41; 70) etwa entlang deren Mitten verlaufend angeordnet ist, während an den Abstrahlflächen (3; 44) Kontaktbleche (10, 11; 28, 29; 45, 46; 87 bis 93) ebenfalls in Form eines Kammes oder in Form eines gemeinsamen durchgehenden Leitbleches oder in einer Mischform aus beiden angeordnet und ausgerichtet sind in der Weise, daß sie parallel zu den Abstrahlflächen der Wandlerelemente oder entgegen der Abstrahlrichtung unter vorgebbarem Winkel nach oben gebogen verlaufen.
- 2. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausbildung des Ultraschallkopfes als Mehrreihen-Schallkopf (Figur 2 oder Figur 4) mit einer Mehrzahl von Wandlerelementreihen jede einzelne Wandlerelementreihe auf den Gegenflächen der einzelnen Wandlerelemente mit einem Kamm (23 bis 25; 71 bis 79) aus Kontaktblechen versehen ist.- Λ)/ - VPA 82 P 3729 DE
- 3. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrreihen-Schallkopf aus einer Mehrzahl von Einreihen-Schallköpfen (20 bis 22; 61 bis 69) zusammengesetzt ist, die gleiche oder verschiedene Betriebsfrequenzen haben können und von denen jeder entlang seiner Wandlerelementreihe auf den Gegenflächen der einzelnen Wandlerelemente den Kamm (23 bis 25; 71 bis 79) aus Kontaktblechen trägt, und bei denen die Abstrahlflächen der Wandlerelemente von Wandlerelementreihen benachbarter Einreihen-Schallköpfe an den Stoßstellen mit einer elektrischen Kontaktbrücke (26, 27) versehen sind oder jeder Einreihen-Schallkopf mit einem eigenen durchgehenden Kontaktmittel (87 bis 93) für die Abstrahlflächen seiner Wandlerelemente versehen ist.
- 4. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einreihen-Schallkopf ein Einzeilen-Array und der Mehrreihen-Schallkopf ein Mehrreihen-Array ist.
- 5. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Mehrzeilen-Array (Figur 2), bei dem mehrere Wandlerelementreihen parallel zueinander angeordnet sind, die Kämme (23 bis 25) aus Kontaktblechen auf den Gegenflächen in entsprechender Parallelformation entlang etwa den Mitten der Wandlerelemente verlaufen.
- 6. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einzeilen-Array (Figuren 1 und 3) mit nur einer einzigen Wandlerelementreihe oder ein Mehrzeilen-Array mit mehreren Wandlerelementreihen oder ein solches Mehrzeilen-Array (Figur 2), das aus mehreren Einzel-Arrays mit z.B. nur je einer einzelnen Wandlerelement-ζ VPA 82 P 3729 DE reihe aufgebaut ist, entlang jeder der beiden äußeren Längskanten an den Abstrahlflächen der Wandlerelemente Kontaktbleche (10, 11; 45, 46; 28, 29) gemäß kennzeichnendem Teil des Anspruchs 1 trägt. 5
- 7. Ultraschall-Applikätor nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Schallköpfen (Figur 4), bei denen die Wandlerelemente (70) am Trägerteil (82) innerhalb von Mehreck-Segmenten (61 bis 69) hintereinandergeschichtet sind und mehrere dieser Mehrecksegmente in Zusammensetzung einen vieleckigen Schallkopf bilden, jedem Mehrecksegment (61 bis 69) ein eigener Kamm (71 bis 79) aus Kontaktflächen (80) zugeordnet ist, der auf den Gegenflächen der einzelnen Wandlerelemente des Mehrecksegmentes etwa entlang deren Mitten verlaufend angeordnet ist.
- 8. Ultraschall-Applikätor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vieleckige Schallkopf aus der Kombination eines zentralen Mehrecks (69), z.B. zentrales Achteck, mit einer Mehrzahl von randbündigen Trapezvierecken (61 bis 68) gebildet ist.
- 9. Ultraschall-Applikätor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet·, daß im zentralen Mehreck (69) die Wandlerelemente parallel zu einer Mehreckkante und in den Trapezvierecken (1 bis 68) parallel zu den Ober- und Unterkanten des jeweiligen Trapezes geteilt, vorzugsweise feingeteilt, sind.
- 10. Ultraschall-Applikätor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Trapezvierecken (61 bis 68) die Kontaktkämme (71 bis 78) quer zu den Wandlerelementen entlang deren Mitten in der Trapez-Symmetrielinie senkrecht zu den Ober- und Unterkanten des Trapezes verlaufen.VPA 82 P 3729 DE
- 11. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktkamm (79) als durchgehender Kontaktstreifen auf dem zentralen Mehreck (69) quer zu den Wandlerelementen auf deren Gegenflächen entlang den Wandlerelementmitten verläuft.
- 12. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Abstrahlflächen der Wandlerelemente des zentralen Mehrecks (69) bzw. der randbündigen Trapezvierecke (61 bis 68) jeweils ein durchgehender Kontaktstreifen zur Kontaktierung der Abstrahlflächen vorgesehen ist.
- 13. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis12, dadurch " gekennzeichnet , daß der Kamm (6; 23 Ms 25; 43; 71 bis 79) aus Kontaktblechen für die Gegenflächen der Wandlerelemente im wesentlichen senkrecht zu den Gegenflächen gerichtet ist.
- 14. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerkörper (98) für die Wandlerelemente über die Stirnränder der Wandlerelemente reicht (Figur 11).
- 15. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm auf den Gegenflächen der Wandlerelemente abgekantet (Figur 8) oder direkt stirnseitig aufgelötet (Figur 9) ist.
- 16. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei abge- kantetem Kamm (96) die Aussparungen (97) zwischen den Kontaktblechen bis zur Kammkante (94) reichen können.- VPA 82 P 3729 DE
- 17. Ultraschall-Applikator nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit Feinteilung der Wandlerelemente am Schallkopf, wobei immer mehrere Wandlerelemente elektrisch zu Gruppen zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kamm aus Kontaktblechen auf den Gegenflächen der Wandlerelemente aus einem langgestreckten Streifen aus Kontaktmaterial besteht, der quer zu seiner Länge zur. Vorgabe der Kammform mit einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Aussparungen versehen ist, die auf der den Gegenflächen der Wandlerelemente abgewandten Streifenkante offen sind und deren Einschnitt!efe in den Streifen in Richtung Gegenflächen der Wandlerelemente geringer ist als die Gesamthöhe des Streifens und daß der Streifen im Bereich jeder Aussparung mit wenigstens einem Schlitz versehen ist, der durch den Streifenrücken hindurch von der Aussparung bis zu einem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Wandlerelementen reicht und daß der mittlere Abstand zwischen immer jeweils zwei aufeinanderfolgenden Schlitzen im Streifen, die gleichzeitig in Ausnehmungen des Streifens und Zwischenräumen zwischen zwei benachbarten Wandlerelementen liegen, so gewählt ist, daß der jeweils zwischen zwei benachbarten Schlitzen liegende Streifenteil die Zahl der unter den Schlitzen liegenden feingeteilten Wandlerelemente elektrisch zu einer Gruppe zusammenfaßt (Figuren 3 und 4).
- 18. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Streifenteil zwischen zwei durchgehenden Schlitzen jeweils in Höhe der Trennspalten zwischen den einzelnen feingeteilten Wandlerelementen ebenfalls mit Einschneidschlitzen versehen sein kann, die jedoch von der Streifenkante, mit der der Streifen auf den Gegenflächen der Wandlerelemente befestigt ist, nur geringfügig, auf keinen Fall bis in Höhe der Einschneidtiefe der Kammaussparungen, reichen.- VPA 82 P 3729 DE
- 19. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen im Streifen Rechteckform aufweisen.
- 20. Ultraschall-Applikator nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen an ihrem offenen oberen Ende geringere Breite aufweisen als in ihrem Bereich der größten Einschnittiefe.
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