DE707162C - Vorrichtung zur Erzeugung mechanischer Schwingungen hoher Frequenz - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Erzeugung mechanischer Schwingungen hoher Frequenz Es ist bereits vorgeschlagen, mit einem piezoelektrischen in einem Ölbad angeordneten Kristall hochfrequente mechanische Schwingungen zu erzeugen und die hierbei an der Oberfläche des Olbades entstehende Ö1-fontäne mit dem zu beeinflussenden Körper in Berührung zu bringen. Die schnellen mechanischen Schwingungen werden hierdurch auf den Körper übertragen.
• Der Wirkungsgrad Ider verhältnismäßig hohen aufgewendeten Leistung entspricht bei einer derartigen Anordnung den Anforderungen nur in geringem Maße, da sich bei einem dlerartigen, nach oben hin offenen Ölbade der Schwingungsdruck nicht ausreichend auf den zu behandelnden Körper auswirken kann.
• Es ist ferner bereits eine Anordnung bekannt, bei der der Piezokristall in einem mit 01 gefüllten Behälter zwischen zwei Elektroden derart angebracht ist, daß die eine Elektrode als Abschluß memb ran für den Behälter dient. Hierbei können die Schwingingen auch durch Flüssi.gkeitskopplung durch die Wandung Ides Behälters, die nicht als Halter für den Kristall dient, austreten und wirksam werden. Jedoch bildet die nach außen freiliegende, als Elektrode dienende Gehäusewandung einen unter Umständen hohe elektrische Spannungen führenden Teil und bringt somit eine Gefährdung des Benutzers durch Hochspannung. Außerdem ist man bei der Wahl des Materials für die in letzterem Fall als Membran bestimmte Gehäusewandung an ihre Eignung als Elektrode gebunden. Dies ist bei dem Gegenstand der Erfindung vermieden; hierzu ist der Kristall mit den zu seiner Erregung notwendigen Elektroden in an sich für die Anordnung von Schallerzeu,gern bekannter Weise allseitig von der Flüssigkeit in dem allseitig geschlossenen Behälter umgeben und eine das Austreten der Schwingungen durch Flüssigkeitskopplung ermöglichende, den Behälter abschließende Membran vorgesehen. Die durch die Membran austretenden Schwingungen können in an sich bekannter Weise auf einen weiteren Flüssigkeitsbehälter übergeleitet werden. Ferner können erfindungsgemäß an der Membran Halter zur auswechselbaren Befestigung verschiedener Werkzeuge, sei es zu therapeutischen Zwecken, sei es zur Materialbearbeitung, vorgesehen sein.
• Neben dem Vorteil der Justierung der Instrumente weist die erfindungsgemäße Anordnung den weiteren Vorteil auf, daß die Instrumente sowie die zu behandelnden Teile vor einer Berührung bzw. Benetzung durch das die Schwingungen übertragende flüssige Medium, beispielsweise 01, geschützt werden.
• Durch einfaches Auswechseln der Membran bzw. des an der Membran befestigten Werkzeuges kann die Einrichtung für die verschiedensten Zwecke brauchbar gemacht werden.
• Die erfindungsgemäße Einrichtung wird an einigen Ausführungsbeispielen erläutert.
• Abb. I zeigt einen Querschnitt durch den Behälter mit dem eingebauten Piezoquarz. im einzelnen ist I das Gehäuse, das vorzugsweise aus einem hochisolierenden Stoff, wie Glas oder keramischen Materialien, besteht.
• Dieses Gehäuse wird vorzugsweise mit einem metallischen Panzer 2 umgeben, der am einfachsten durch Erdungen gegen Aufladungen geschlitzt wird und in diesem Falle wie ein Faradayscher Käfig wirkt. Das Gehäuse bzw. der Behälter ist mit einer Flüssigkeit 3 gefüllt. Die Füllung erfolgt durch den Rohrstutzen 4. der mittels eines Verschlusses 5 abgedeckt werden kann. Auf den Stützen 6, 7 ist im Innern des Behälters die plattenförmige Elektrode 8 angeordnet, gegen welche der plattenförmige piezoelektrische Kristall 9 mittels der weiteren plattenförmigen Elektrode 10 durch die federnde elektrische Stromzuführung 11 angedrückt wird. Da die zugefiihrte hoehfrequente Wechselspannung eine Amplitude bis zu 50 000 Volt und mehr hat, so ist auf gut isolierte Durchführungen der Zuleitungen zu den Elektrode großer Wert zu legen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I sind Porzellandurchführungen 12, 12' vorgesehen. Eine Vand des Gehäuses bildet eine Membran 13 aus geeignetem Material, wie Acetylcellulose u. dgl. Ferner sind zwei Seile 14 und 15 zur Aufhängung des Apparates vorgesehen. Die Durchführungen für die die Hochspannung führenden Leitungen durch das Gehäuse 1 können auch andere Ausbildungen erhalten. Gemäß der Abb. 1 wird der rohrförmige Isolationskörper 12 von innen in die zugehörige Offnutig eingeführt, nachdem die Dichtungsscheibe 16 iiber das Rohr 12 geschobe:l ist. Mittels der ebenfalls aus Isolationstnaterial bestehenden Ntutter I7 wird die Durchführung 12 fest an die Gehäusewandung angepreßt. Die mit der Dichtung 18 und der ebenfalls aus Isolationsmaterial bestehenden Überwurfmutter 19 versehene Zuleitung 20 wird hierauf durch die Öffnung des Rohres 12 durchgeführt und die Überwurfmutter angezogen.
• Der in Abb. I gezeigte Apparat kann nun beispielsweise für medizinisch-therapeutische Zwecke dadurch Verwendung finden, daß auf die Membran 13 ein Wulst 21 aus vorzugsweise nicht kompressiblem Material, wie beispielsweise Hartgummi, aufgekittet oder sonst irgendwie befestigt ist. Die Form des Körpers 2I richtet sich nach dem zu hehandelnden Körperteil.
• Gemäß Abb. 2 ist an der Membran 13 zur Befestigung einer Sonde 23 eine Büchse 22 aufgeleimt oder aufgekittet. Für den Fall, daí3 die Membran 13 aus Acetylcellulose be steht, wird man zweckmäßig die Büchse 22 ebenfalls aus Acetylcellulose herstellen und mittels Acetons dieselbe aufkleben. Die Sonde 23 kann beispielsweise mittels Bajonettverschlusses in der Büchse 22 befestigt werden.
• Zu diesem Zweck ist an dem unteren Schaft der Sonde ein Stift 34 angebracht. Ferner ist eine Feder 25 vorgesehen, so daß ein festsitzender Verschluß des Stiftes 34 in einem passenden Schlitz der Büchse 22 erzielt wird.
• Außer für örtliche medizinische Behandlung kann eine mit dem erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger in hochfrequente Schwingungen versetzte Sonde für Zwecke aller Art, beispielsweise als Werkzeug zur Bearbeitung schwer zu bearbeitender Materialien, wie Glas usw., Verwendung finden.
• Es steht ferner nichts im Wege, die über ein flüssiges Medium erregte Membran auf ein Flüssigkeitsbad wirken zu lassen und eine solche Anordnung für Heilzwecke zu benutzen. Ein derartiges Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 3, in welchem gleichzeitig eine leicht auswechselbare Befestigung der Membran an dem Schwingungserzeuger ge zeigt ist.
• Im einzelnen ist wieder I das Gehäuse des Schwingungserzeugers und I3 die Membran, über welche das konusförmig erweiterte Rohrstück 22 gestülpt ist. An diesem Rohrstück sind beispielsweise Osen angebracht, an welchen Zugfedern 23 angehängt sind, deren andere Enden an Ansätzen des Gehauses I hängen. Auf diese Weise wird eine feste Abdichtung des flüssigen Mediums in dem Gehäuse I erzielt. Außerdem kann auf diese Weise die Membran leicht ausgewechselt werden. Zweckmäßig werden beispielsweise drei oder vier derartige Federn 23 auf dem Umfang des Gehäuses gleichmäßig verteilt.
• Der mit dem Rohransatz versehene Schwingungserzeuger wird nun von unten her in die entsprechende Offnung einer Wanne 24 eingeführt, welche beispielsweise mit Wasser 25 oder einer anderen Flüssigkeit geflillt ist. In dieses Wasserbad kann nun der zu behandelnde Körperteil, beispielsweise die Hand, eingeführt werden. Ein abdichtender Anschluß des Schwingungserzeugers an der ÄVaniie kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß unter Einfügung einer Dichtung 26 aus Asbest oder einem anderen geeigneten Material das Rohrstück mittels der Mutter 27 fest an der Wandung 24 angebracht wird.
• Die in Abb. 3 gezeigte Anordnung kann auch zur Erzielung chemischer Reaktionen Verwendung finden. Sollen im kleinen chemische Reaktionen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Apparates durchgeführt werden, so kann man beispielsweise das Reaktionsgemisch in ein Gefäß einbringen und dieses direkt auf der Membran befestigen.
• Ein derartiges Ausführungslbeispiel zeigt Abb. 4, in welchem auf der Membran I3 das mit dem Reaktionsgemisch gefüllte Gefäß 28 mittels Bänder 29 befestigt ist.
• Will man für die Durchführung der Reaktion ein Reagenzglas benutzen, so trerwendet man Membranen, die für die Aufnahme des Glases einen geeigneten Ansatz haben.
• Eine derartige Membran I3 mit Sockel 30 ist in Abb. 5 gezeigt.
• Auch Behälter mit weiter Offnung können direkt auf der Membran angebracht werden.
• Eine derartige Anordnung zeigt Abb. 6. Hier wird der Glasbehälter 31 mittels Haken 32 und Riemen 33 vorzugsweise verstellbar an der Membran 13 befestigt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur Erzeugung mechanischer Schwingungen hoher Frequenz mit einem in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter angeordneten piezoelektrischen Kristall, dessen Schwingungen durch Flüssigkeitskopplung nach außen für therapeutische Zwecke zur mechanischen Bearbeitung von Materialien und für ähnliche Zwecke zur Wirkung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall mit seinen Elektroden in an sich für die Anordnung von Schallerzeugern bekannter Weise allseitig von der Flüssigkeit in dem allseitig geschlossenen Behälter umgeben und eine das Austreten der Schwingungen durch Flüssigkeitskopplung ermöglichende, den Behälter abschließende Membran vorgesehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gehäuse aus hochisolierendem Stoff (Glas, keramisches Material u. dgl.), welches eweckmäßig mit einem metallischen Panzer umgeben ist, einen Einfüllstutzen sowie hochisolierte Durchführungen für die elektrischen Zuleitungen hat und an einer Seite durch leine Membran aus Acetylcellulose 0. dgl. abgeschlossen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Elektrodenplatte des Kristalls mittels Stützen an der Rückwand des Behälters gehalten ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Membran iein für therapeutische Behandlungen bestimmter wulstförmiger Körper, beispielsweise aus Hartgummi, befestigt ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen mit der Membran verbundenen Halter, in dem Werkzeuge, z. B. eine Sonde (23), auswechselbat beispielsweise mittels Baj onettverchlusses, befestigt werden können.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch I, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen beispielsweise für Heilbäder bestimmten, außen an der Membran angebrachten Flüssigkeitsbehälter, dessen Boden gegebenenfalls durch die Membran des Behälters gebildet ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch I, 2 oder 3, gekennzeichnet durch die Anordnung eines zur Aufnahme eines Behälters dienenden Sockels (30) an der Membran, beispielsweise zwecks Durchführung chemischer Reaktionen.