DE8126943U1

DE8126943U1 - ULTRASONIC CLEANER FOR SMALL PARTS

Info

Publication number: DE8126943U1
Application number: DE19818126943
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-09-15
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1985-05-02

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München YPA 81 P 7 Π 1 OESIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our mark Berlin and Munich YPA 81 P 7 Π 1 OE

Ultrasonic cleaning device for small parts.

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-Yerbundsystern angekoppelt ist, welches von einem Ultraschall-Generator erregbar ist.The invention relates to an ultrasonic cleaning device for small parts, in which the to be cleaned Well placed in a tub or pot-shaped container, which at its upper edge in one of the The housing surrounding the container is held freely hanging and to which a piezo-Yerbundsystern is coupled, which can be excited by an ultrasonic generator.

Diese meist im Haushalt verwendeten Ultraschall-Reinigungsgeräte dienen beispielsweise zum Reinigen von Eßbestecken, Schmuck, Brillen, Zahnprothesen und dergleichen. These ultrasonic cleaning devices, which are mostly used in households, are used, for example, to clean cutlery, Jewelry, glasses, dentures and the like.

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-Yerbundsystem 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 dein 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.It has been shown that the ultrasonic cleaning devices on the market the ones put in them Failed to meet expectations. The reason for this is seen primarily in the fact that the known Ultrasonic cleaning devices use the piezo composite system is always coupled to the tub bottom, so that in particular two unfavorable for the cleaning requirements Factors take effect. Once only the side of the item to be cleaned is sonicated and cleaned, yours facing cavitation-generating tub bottom. On the other hand, the items that have already been removed from the items to be cleaned are Dirt particles floating in the cleaning medium or falling onto the bottom of the tub whirled up again by the cavitation and mixed with the cleaning medium.

Hs 1 BIa / 8.9.1981Hs 1 BIa / 8.9.1981

• -2- 81 P 7 1 1 1 DE• -2- 81 P 7 1 1 1 DE

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.After the cleaning process has ended, the cleaned items are removed from the device, with some of the dirt particles still floating in the cleaning medium stick to the surface of the cleaned item.

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 eins Kreis- oder eine Rechteckfläche aufweist.The invention is based on the object of an ultrasonic cleaning device of the type described above in such a way that the disadvantages outlined no longer exist appear. This object is achieved according to the invention in that the piezo composite system is attached to an outer side wall of the tub-shaped container is coupled. It does not matter whether the tub-shaped container has a circular or rectangular area in cross section.

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.Due to the fact that the bottom of the tub-shaped container does not vibrate, the on the bottom of the tub-shaped Dirt particles that have fallen down in the container are not whirled up again by the cavitation mixed with the cleaning medium.

Torzugsweise ist der wannenförmige Behälter mit seinem oberen Rand freihängend in einer entsprechend ausgebildeten Nut eines Aufnahmeranmens 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.Preferably, the tub-shaped container is with his upper edge hanging freely in a correspondingly formed groove of a receiving ring of the surrounding container Housing held with an elastic sealant. This type of bracket allows one on the minimum reduced mechanical damping and guarantees a good membrane-like vibration behavior of all Side walls or the entire wall of the tub-shaped container during the operating state. He has shown here that all side walls of a cross-sectionally round or rectangular container in the operating state have an almost uniformly strong membrane effect.

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-3- VPA 81 P 7 1 1 1 DE-3- VPA 81 P 7 1 1 1 DE

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.According to a further development of the invention, the ultrasonic generator is housed in a connector housing which is provided with ventilation holes. This will definitely avoided that the ultrasonic generator fails due to overheating of various components. Both known ultrasonic cleaning devices, the ultrasonic generator is arranged in the housing of the device. There the parts of the ultrasonic generator do not come into contact with the cleaning medium under any circumstances allowed, the housing must be sealed accordingly, which ensures effective cooling of the ultrasonic generator practically excludes.

Um die Reinigungswirkung zu erhöhen oder bei größerenTo increase the cleaning effect or for larger ones

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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 zurCleaning devices, several piezo transducers can be provided on the same or a different outer side wall which can then be excited by a single or by further ultrasonic generators. With larger ones Cleaning equipment, it can be advantageous that for

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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.Relief of the freely hanging tub-shaped Container a support made of vibrating metal bodies is provided, which is preferably between the bottom the tub-shaped container and the bottom of the housing can be arranged.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which an exemplary embodiment is shown. Show it:

Fig. 1 das Ultraschall-Reinigungsgerät in schaubild-30 Fig. 1 the ultrasonic cleaning device in diagram-30

licher Darstellung,representation,

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf den mit dem Aufnahmerahmen verbundenen wannförmigen Behälter gemäß Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung,FIG. 2 shows a view from below of the tub-shaped container according to FIG Fig. 1 in a diagrammatic representation,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch den im Aufnahmerahmen befestigten Behälter gemäß Fig. 2,3 shows a sectional view through the container according to FIG. 2 fastened in the receiving frame,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines topfförmigen behälters mit einem angeklebten Piezoverbund-Fig. 4 is a perspective view of a cup-shaped container with a glued-on piezo composite

-4- VPA 81 P 7 1 1 1 DE-4- VPA 81 P 7 1 1 1 DE

System undSystem and

Fig. 5 ein Anpaß- und Kopplungsglied für einen topfförmigen Behälter in vergrößerter Darstellung.Fig. 5 an adapter and coupling member for a cup-shaped Container in an enlarged view.

Mit 1 ist ein wannförmiger Behälter bezeichnet, der mit Hi-lfe 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.1 with a tub-shaped container is referred to with Aid of a receiving frame 2 in one of the tub-shaped ■ Container 2 surrounding housing 3 is inserted. For this purpose, the mounting frame 2 is on the underside provided with corresponding sealing grooves 21, as shown in particular in FIG. On the outside wall of the tub-shaped Container 1, a composite piezo system 4 is glued, which, for example, a piezo transducer in the form of a ring contains.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist der wannenförmige Behälter 1 mit dem Aufnahmerahmen 2 nicht fest, sondern über eine elast:3che Dichtungsmasse 5 verbunden. AlsAs FIG. 3 shows in particular, the tub-shaped container is 1 is not fixed to the mounting frame 2, but is connected via an elastic sealing compound 5. as

!^: 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 Be-! ^: Sealant 5, a silicone sealant is preferably used. So that the tub-shaped container 1 can swing freely, the receiving frame 2 is provided with a groove 6 into which the upper edge of the tub-shaped container 1 is immersed and is held in place with the aid of the silicone sealing compound 5. The edge of the tub-shaped container 1, which is held elastically in the groove 6 of the receiving frame 2, is preferably encapsulated on all sides with silicone sealing compound. This type of tub holder enables mechanical damping that is reduced to a minimum and ensures a good membrane-like structure. '' Resonance behavior of all tub walls during loading

triebszustandes. In Verbindung mit der neuartigen geometrischen Anordnung des Piezo-Verbundsystems 4 hat dies zur Folge, daß alle vier Seiten des reohteckförmigen Behälters 1 im Betriebszustand eine nahezu gleichmäßige Membranwirkung aufweisen. Durch diese gleichmäßige Membranwirkung der Seitenwände des wanrenförmigen Behältersinstinctual state. In connection with the new geometric Arrangement of the composite piezo system 4 has the consequence that all four sides of the rectangular Container 1 have an almost uniform membrane effect in the operating state. Because of this even membrane effect the side walls of the trough-shaped container

I < II <I

' lic'lic

-5- VPA 81 P 7 1 1 1 DE-5- VPA 81 P 7 1 1 1 DE

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.there is a continuous development of cavitation, as well as cavitation distribution, as easily by measurement can be determined. The dirt removed from the goods to be cleaned by the action of cavitation falls despite cavitation on the bottom of the tub-shaped container and is not whirled up again because the bottom does not resonate.

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.As previously stated, a piezo composite system is used in the form of a ring, creating a mechanical Reliability is increased. This additional stability $> is achieved by the fact that air pockets on the The piezo composite system will certainly no longer exist after the gluing process and, on the other hand, the Hole in the ring piezo transducer filled with adhesive during assembly. This filled in with the glue Drilling gives the piezo composite system additional mechanical stability.

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.As can be seen from Fig. 1, the ultrasonic generator is not in the housing 3 of the device, but in housed its own connector housing 7, which is provided with ventilation holes 8 for the purpose of cooling is. The connector 9 is located on the connector housing 7, while a connecting cable is denoted by 10, which is used for high-frequency power supply between the ultrasonic generator arranged in the connector housing and the piezo composite system arranged on the outer side wall 4 is used .. This connection is preferably a two-pole shielded cable.

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.The separate arrangement of the ultrasonic generator not only has the advantage of better cooling, but also also has the advantage that a more favorable tub geometry is made possible, as FIG. 1 shows.

• at• at

-6- VPA 81 P 7 1 1 1 DE-6- VPA 81 P 7 1 1 1 DE

Es ist durchaus möglich, daß anstelle eines einzigen Piezo-Verbundsystems 4 mehrere verwendet sind, die an der gleichen Außenseitenwänd 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.It is entirely possible that instead of a single piezo composite system 4 several are used, which are on the same outer side wall or on a different outer side wall may be appropriate. This not only increases the cleaning effect of the device, but also its dimensions are increased accordingly.

Fig. 4 zeigt einen topfförmigen Behälter 11, an dem mit Hilfe eines Anpaß- und Kopplungsgliedes 12 (gemäß Fig. 5) ein Piezo-Verbundsystera 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 Wannenseitenflachen erzeugt. Der losgelöste Schmutz sinkt zum Wannenboden ab und wird nicht wieder aufgewirbelt.Fig. 4 shows a pot-shaped container 11 on which with With the aid of an adapter and coupling member 12 (according to FIG. 5), a piezo composite system is attached to the outer wall is. This adapter and coupling member 12 is necessary because the piezo transducer is plane-parallel and the outer wall of the container is round. The adapter and coupling member can for example consist of aluminum. It has shown, that the vibration behavior is the same as with a rectangular one Container. Here, too, the cavitation in the cleaning medium is generated by the tub side surfaces. The loosened dirt sinks to the bottom of the tub and is not whirled up again.

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5 Figuren10
5 figures

1 ^M 1 ^st

VPA 81 P 7 1 1 tVPA 81 P 7 1 1 t

Zusammenfassung Ultraschall-Reinigungsgerät für Kleinteilesummary Ultrasonic cleaning device for small parts

Ultraschall-Reinigungsgerät, bei dem das zu reinigende
Gut in einen wannenförmigen Behälter (1) eingebracht
wird, welcher mit seinem oberen Rand freihängend in einer entsprechend ausgebildeten Nut eines Aufnahmerahmens (2) eines den Behälter umgebenden Gehäuses mit einer elastisehen Dichtungsmasse gehalten ist und bei dem das Piezo-Verbundsystem (4) an einer Außenseitenwand des Behälters (1) angekoppelt ist.Ultrasonic cleaning device, in which the to be cleaned
Well placed in a tub-shaped container (1)
which is held with its upper edge hanging freely in a correspondingly formed groove of a receiving frame (2) of a housing surrounding the container with an elastic sealing compound and in which the piezo composite system (4) is coupled to an outer side wall of the container (1).

FIG. 2FIG. 2

"⁹" 81 P 7 1 1 1 DE" ⁹ " 81 P 7 1 1 1 DE

Reference Numeral List

1 wannenförmiger Behälter1 tub-shaped container

2 Aufnahmerahmen2 mounting frames

3 Gehäuse3 housing

4 Piezo-Verbundsystem4 piezo composite system

5 elastische Dichtungsmasse5 elastic sealant

6 Nut6 groove

7 Steckergehäuse7 connector housing

8 Lüftungsbohrungen8 ventilation holes

9 Stecker9 connector

10 Verbindungskabel10 connection cables

11 topfförmiger Behälter11 cup-shaped containers

12 Anpaß- und Kopplungsglied 21 Dichtungsnuten12 adapter and coupling member 21 sealing grooves

Claims

• · f> f η -7- VPA 81 P 7 1 1 1 DE P-arken-tflmsprüche

1. Ultrasonic cleaning device for small parts, in which the items to be cleaned are placed in a tub or pot-shaped Container is introduced, which is freely suspended at its upper edge in a housing surrounding the container is held and to which a piezo composite system is coupled, which is from an ultrasonic generator is excitable, characterized in that the piezo composite system (4) on one Outer side wall of the trough-shaped or pot-shaped container (1, 11) is coupled.

2. Ultrasonic cleaning device according to claim 1, d a characterized in that the tub-shaped or pot-shaped container (1, 11) with its upper edge hanging freely in a correspondingly designed Groove (6) of a receiving frame (2) of the housing (3) surrounding the container (1) with an elastic Sealing compound (5) is held.

3. Ultrasonic cleaning device according to claim 2, characterized in that as elastic sealant (5) z. B. a silicone sealant is used.

4. Ultrasonic cleaning device according to claim 2 or 3, characterized in that the edge of the tub-shaped or pot-shaped container held elastically in the groove (6) of the receiving frame (2) (1, 11) is encased on all sides with silicone sealing compound,

5. Ultrasonic cleaning device according to one of the claims

1 to 4, characterized

that as a piezo composite system (4) a piezo transducer in

-8- VPA 81 P 7 1 1 1 DE

'(Ring shape is used, which is attached to an outer side wall of the

;. 'tub-shaped container (1, 11) is glued.

Ί Ί

6. Ultrasonic cleaning device according to one of the claims

^l / ^; 5 1 to 5, characterized

■: that the ultrasonic generator is in a connector housing (7)

'* · Is housed, which is provided with ventilation holes (8)

is seen α-.

7. Ultrasonic cleaning device according to claim 6, characterized in that the high-frequency power supply between that in the connector housing (7) 'arranged ultrasonic generator and the piezo composite system arranged on the outer side wall

(4) takes place via a two-pole shielded cable (10).

8. Ultrasonic cleaning device according to one of claims 1 to 7, characterized by the use of multiple piezo composite systems, preferably using a single ultrasonic generator Voltage are supplied.

9. Ultrasonic cleaning device according to one of the claims

1 to 8, characterized in that the trough-shaped container is made of vibrating metal bodies can be worn.

10. Ultrasonic cleaning device according to one of the claims

1 to 9, characterized in that the coupling of the piezo composite system (4) to the tub-shaped or pot-shaped container (1, 11) with the help an adapter and coupling member (12) takes place.

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