Häfterung und Stromzuführung für piezoelektrische Ultraschallschwinger
Die Erfindung geht davon aus, daß es insbesondere bei der Erzeugung sehr intensiver
Ultraschallwellen in Flüssigkeiten darauf ankommt, daß die Halterung und Stromzuführung
des piezoelektrischen Ultraschallschwingers seine Schwingungen möglichst wenig beeinträchtigt.
Die bekannten Halterungen und Stromzuführungen, bei denen der Schwinger federnd
gegen eine feste Unterlage gedrückt oder gezogen wird, haben sich schlecht bewährt.
Bei Verwendung von Blei als Unterlage macht der Schwinger auch bei hohen Hochfrequenzspannungen
nur verhältnismäßig geringe Amplituden. Verwendet man härtere und elastischere Metalle,
wie z. B. Eisen oder Stahl, als Unterlage, so wird die Dämpfung des Schwingers so
stark, daß er zerspringen kann, Diese Dämpfung ist durch eine Übertragung der Schwingungen
auf die als Unterlage dienende Metallplatte bedingt. Obwohl diese Mängel der bekannten
Halterungen und Stromzuführungen für piezoelektrische Ultraschallschwinger seit
langem bekannt sind, ist bisher keine Halterung gefunden worden, die es ermöglicht,
große Ultraschallleistungen im Dauerbetrieb zu erzielen. Man hat zwar zur Vermeidung
der Dämpfung des Schwingers durch Auflegen auf eine feste Unterlage schon vorgeschlagen,
den Schwinger in der Mitte seines Randes, also in der Knotenebene einzuspannen,
was am einfachsten dadurch erfolgen kann, daß man an seinem Rande in der Knotenebene
eine Rille anbringt, in die die Spitzen einiger Schrauben eingreifen, die in einen
festen Teil eingeschraubt sind. Auch diese Halterung hat sich jedoch nicht bewährt.
Schon nachkurzer Betriebszeit hat sich der Schwinger in seiner Halterung stark gelockert,
was vermutlich darauf zurückzuführen ist, daß er sich beim
Schwingen
auch seitlich ständig ausdehnt und und zusammenzieht.Fastening and power supply for piezoelectric ultrasonic transducers
The invention is based on the assumption that it is very intense, especially during production
Ultrasonic waves in liquids depend on the bracket and power supply
of the piezoelectric ultrasonic oscillator affects its vibrations as little as possible.
The well-known brackets and power supplies, in which the oscillator is resilient
Pushing or pulling against a firm surface have proven to be poor.
When using lead as a base, the transducer also makes high-frequency voltages
only relatively small amplitudes. If you use harder and more elastic metals,
such as B. iron or steel, as a base, the damping of the oscillator is so
strong that it can shatter. This damping is due to the transmission of vibrations
conditionally on the metal plate serving as a base. Although these shortcomings of the known
Brackets and power supplies for piezoelectric ultrasonic transducers since
have long been known, so far no bracket has been found that allows
to achieve high ultrasonic power in continuous operation. One has to avoid it
the damping of the transducer by placing it on a firm surface has already been proposed,
to clamp the transducer in the middle of its edge, i.e. in the nodal plane,
which can be done most easily by being at its edge in the nodal plane
makes a groove in which the tips of some screws engage
fixed part are screwed in. However, this bracket has also not proven itself.
Even after a short period of operation, the transducer has loosened considerably in its holder,
which is probably due to the fact that he is at
Swing
also continuously expands and contracts laterally.
Gegenstand der Erfindung ist eine Halterung und Stromzuführung für
piezoelektrische Ultraschallschwinger, bei der die Nachteile der bekannten Halterungen
und Stromzuführungen dadurch vermieden sind, daß der Schwinger zwischen zwei auf
ihn aufgeschliffenen Metallringen festgeklemmt ist, die durch Federn gegeneinandergedrückt
bzw. gegeneinandergezogen werden und federnd mit einem festen Teil verbunden sind.
Durch die Federung der Ringe gegeneinander und durch die Federung d?s aus dem Schwinger
und den Ringen gebildeten Systems gegen einen festen Teil wirkt die Halterung und
Stromzuführung erheblich weniger dämpfend als bei den bekannten Anordnungen. Es
ist demzufolge mit einer derartigen Halterung erstmalig gelungen, große Ultraschalleistungen
während eines Dauerbetriebes von über 20 Stunden zu erzeugen.The invention relates to a holder and power supply for
piezoelectric ultrasonic transducer, in which the disadvantages of the known brackets
and power supplies are avoided in that the oscillator is between two
It is clamped to ground metal rings, which are pressed against each other by springs
or are pulled against each other and are resiliently connected to a fixed part.
By the suspension of the rings against each other and by the suspension d? S from the transducer
and the system formed by the rings against a fixed part acts the holder and
Power supply significantly less attenuating than in the known arrangements. It
has therefore succeeded for the first time with such a holder, high ultrasonic power
to be generated during continuous operation of over 20 hours.
Es ist zwar schon bekannt, den Schwinger zwischen zwei Metallringen
einzuklemmen, man hat jedoch dabei die -Metallringe nicht federnd gegeneinandergedrückt
oder -gezogen, sondern nach Zwischenfügung des Schwingers starr miteinander verbunden
und überdies keine federnde Verbindung der aus den beiden Ringen und dem Schwinger
gebildeten Anordnung mit dem diese Anordnung umgebenden Gehäuse vorgesehen.It is already known, the transducer between two metal rings
to clamp, but the metal rings were not pressed against each other in a springy manner
or pulled, but rigidly connected to one another after the oscillator has been interposed
and, moreover, no resilient connection between the two rings and the transducer
formed arrangement provided with the housing surrounding this arrangement.
Als zweckmäßig hat sich herausgestellt, den Druck der Federn, die
die Ringe gegeneinanderdrücken bzw. -ziehen, veränderbar zu machen, damit in jedem
Fall der günstigste Federdruck eingestellt werden kann.It has been found to be useful to increase the pressure of the springs
Pressing or pulling the rings against each other, making them changeable, in each case
Case the most favorable spring pressure can be set.
Die Figur zeigt eine zum Teil im Schnitt dargestellte Seitenansicht
eines Ausführungsbeispieles des Gegenstandes der Erfindung. Der Schwinger ist mit
i bezeichnet. An jeder der beiden schallerzeugenden Flächen des Schwingers i liegt
ein versilberter :Messingring 2 bzw. 3 an. Die Ringe 2 und 3 sind auf die metallisierten
schallerzeugenden Flächen des Schwingers aufgeschliffen. Beide Ringe sind federnd
mit der Platte .4 aus keramischem Material verbunden, und zwar der Ring 2 über die
Federn 5, von denen nur zwei dargestellt sind, und dir Ring 3 über die Feder 6 und
über eine weitere der Feder 6 entsprechende und diese kreuzende Feder. Die Feder
6 drückt dabei gegen die Ansätze 7 des Ringes 3, die durch Öffnungen g in der Platte
4 hindurchragen. Die Federn 5 und 6 bewirken, daß die Ringe 2 und 3 federnd gegeneinandergedrückt
bzw. -gezogen werden und federnd mit der Platte 4 verbunden sind. Die Platte 4 ist
mittels des Schraubenbolzens 8 im nicht dargestellten Schuingergehäuse befestigt.
Durch Verschieben der Mutter io auf dem Schraubenbolzen 8 kann die Feder 6 der Platte
4 genähert oder von dieser entfernt und damit der Druck, mit dem die Ringe 2 ,und
3 gegeneinandergedrückt oder -gezogen werden, verändert werden.The figure shows a partially sectioned side view
of an embodiment of the subject matter of the invention. The Schwinger is with
i denotes. Located on each of the two sound-generating surfaces of the oscillator i
a silver-plated: brass ring 2 or 3 on. The rings 2 and 3 are on the metallized
the sound-generating surfaces of the transducer are ground up. Both rings are springy
connected to the plate .4 made of ceramic material, namely the ring 2 on the
Springs 5, only two of which are shown, and you ring 3 over the spring 6 and
Via another spring corresponding to and crossing this spring. The feather
6 presses against the lugs 7 of the ring 3, which pass through openings g in the plate
4 protrude. The springs 5 and 6 cause the rings 2 and 3 to be resiliently pressed against one another
or pulled and are resiliently connected to the plate 4. The plate 4 is
fastened by means of the screw bolt 8 in the Schuinger housing, not shown.
By moving the nut io on the screw bolt 8, the spring 6 of the plate
4 approached or removed from this and thus the pressure with which the rings 2, and
3 are pressed or pulled against each other, changed.