EP0806031A1 - Ultraschallgeber bzw. -generator - Google Patents

Ultraschallgeber bzw. -generator

Info

Publication number
EP0806031A1
EP0806031A1 EP96900234A EP96900234A EP0806031A1 EP 0806031 A1 EP0806031 A1 EP 0806031A1 EP 96900234 A EP96900234 A EP 96900234A EP 96900234 A EP96900234 A EP 96900234A EP 0806031 A1 EP0806031 A1 EP 0806031A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
generator
ultrasonic
ultrasound
transducer
oscillating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP96900234A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Keller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KKS Keller HP
Original Assignee
KKS Keller HP
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KKS Keller HP filed Critical KKS Keller HP
Publication of EP0806031A1 publication Critical patent/EP0806031A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B3/00—Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K13/00—Cones, diaphragms, or the like, for emitting or receiving sound in general

Definitions

  • the invention relates to an ultrasound generator or generator according to the preamble of patent claim 1.
  • Ultrasound is mainly used to clean difficult-to-access surfaces of complicated shaped objects. Furthermore, ultrasonic cleaning can also be used if a very high degree of purity is to be generated or if cleaning with other methods is associated with health risks for the staff.
  • Typical examples of objects that are often cleaned with ultrasound are parts of precision mechanics and precision engineering, medical instruments, optical lenses, glass vessels, dentures, jewelry, etc.
  • the cleaning is carried out by immersing the object to be cleaned in an ultrasonically excited liquid bath.
  • An ultrasonic cleaning system consists of a trough which is filled with cleaning liquid, an ultrasonic transmitter and an electrical generator for feeding the ultrasonic transmitter. Frequencies between 20 and 40 kHz are usually used for the operation of ultrasonic cleaning systems.
  • the sound waves are not transmitted directly from the ultrasound transducer, but through a transmission element to the cleaning liquid.
  • the transmission element is often plate-shaped.
  • An ultrasonic transducer with a plate-shaped transmission element is also called a surface oscillator.
  • the ultrasonic waves run at right angles to the plate surface.
  • 10 to 20 individual transducers are attached to the plate-shaped transmission element in a regularly distributed manner.
  • the area transducers are attached to the floor or to the walls of the tub.
  • Such surface oscillators are described, for example, by the published documents DT 26 05 898 (date of disclosure August 26, 1976), DE 31 14 657 (date of disclosure January 7, 1982) and DE 41 15 096 (date of disclosure November 12, 1992).
  • Such immersion transducers can be plate-shaped, for example. They have numerous individual converters built into a tight-fitting, flat housing. The sound is conducted out through one of the two flat sides of the housing. Plate-shaped submersible transducers have the same disadvantages as surface transducers.
  • Rod-shaped and tubular immersible transducers are also available on the market.
  • the ultrasonic transducer is usually on the front side here a rod-shaped or tubular transmission element.
  • Rod-shaped immersible transducers are described, for example, in the patent documents DE 41 36 897 (publication day 3.9.1992), EP 0 455 837 (publication day 13.5.1992), EP 0 044 800 (publication day 29.1.1986) and in the publication DE 35 34 898 (disclosure date April 9, 1987).
  • the patent EP 0 455 837 proposes to arrange an ultrasonic transducer on both end faces of the rod-shaped or tubular transmission element.
  • Rod-shaped and tubular immersion transducers are usually suspended in the cleaning liquid next to a tub wall or at a tub corner. They emit ultrasonic waves all around. The result of this is that a large part of the ultrasonic waves hit a tub wall first. The sound waves only reach the object after reflection on the tub wall, which must be cleaned. With this reflection, part of the energy of the ultrasonic waves is absorbed and is no longer available for ultrasonic cleaning. The efficiency of such rod and tubular immersible transducers is correspondingly low.
  • the invention now has the task of an ultrasound to create encoder or generator with one-sided radiation, which has a wide angle of propagation.
  • the object is achieved with the aid of the features according to the invention according to the characterizing part of patent claim 1.
  • a first embodiment of the proposed ultrasound transmitter has a transmission element with a circular cross section.
  • the transmission element is also referred to below as an oscillating head.
  • the end face of the oscillating head which is facing the cleaning liquid, is convexly curved. Because of the refraction behavior of ultrasound waves, this shape causes an increase in the angle of propagation of the ultrasound waves.
  • the convex face can have a smooth and steady surface or a stepped surface.
  • the stepped surface serves to reduce the reflection at the boundary layer between the oscillating head and the cleaning liquid.
  • the second face of the oscillating head is flat.
  • the oscillating head has a cylindrical recess on the second end face. A piezoelectric ultrasonic transducer is inserted into this recess. A cylindrical counterpart can also be screwed into the recess for fixing the ultrasound transducer.
  • the proposed ultrasound transmitter is attached to the floor or to a side of a tub.
  • a second type of embodiment of the proposed ultrasound transmitter comprises a plurality of needle-like transmission elements which are arranged parallel to one another.
  • FIG. 1 a shows a front view of an oscillating head of an ultrasound transmitter of the first embodiment with a stepped convex end face;
  • FIG. 1b shows a section through an oscillating head according to FIG. 1a, an ultrasonic transducer and a cylindrical counterpart;
  • FIG. 1 c shows a rear view of a counterpart according to FIG. 1 a; 2a shows a section AA through an ultrasound transmitter with an oscillating head according to FIG. 2b shows a rear view of an ultrasound transmitter according to
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of an ultrasound transmitter according to FIG. 2a
  • FIG. 4a shows a front view of an oscillating head of an ultrasound transducer of the first embodiment with a smooth and continuous convex end face
  • FIG. 4b shows a section through an oscillating head according to FIG. 4a, an ultrasonic transducer and a counterpart;
  • FIG. 4c shows a rear view of a counterpart according to FIG. 4b;
  • 5a shows a section B-B through an ultrasound transmitter with an oscillating head according to FIG. 4a; 5b shows a rear view of an ultrasound transmitter according to FIG.
  • FIG. 6 shows a perspective illustration of an ultrasound transmitter according to FIG. 5a
  • FIG. 7a shows a cross section through a trough with kinked side walls, on the bottom of which a proposed ultrasound transmitter is arranged
  • FIG. 7b shows a cross section through a wall with curved side walls, on the bottom of which a proposed ultrasound transmitter is arranged
  • FIG. 8 shows a longitudinal section through an elongated trough which is equipped with three ultrasound sensors arranged on a line;
  • Fig. 9 shows a cross section through a tub with kinks
  • FIG. 10 shows a cross section through a trough with straight side walls, each of which carries a proposed ultrasound transmitter on two opposite side walls;
  • FIG. 11a shows a longitudinal section through an ultrasound transmitter of the second embodiment and FIG. 11b shows a cross section C-C through an ultrasound transmitter according to FIG. 11a.
  • the propagation of the ultrasound is similar to that of light waves e.g. with the appearance of absorption, reflection, diffraction and refraction. Thanks to the refractive behavior, ultrasonic waves such as light waves can be focused with the help of lenses (converging lenses) or scattered (scattered lenses).
  • the upper end face 3 of the oscillating head 2 in the drawings, which faces the cleaning liquid 13, is convexly curved (cf. FIGS. 7a to 8).
  • the upper section 4 of the oscillating head 2 thus has an essentially circular segment-shaped cross section (cf. FIGS. 1b and 4b). It therefore acts as a scattering lens, which increases the angle of propagation of the ultrasonic waves.
  • the flange 6 is provided with a plurality of non-continuous threaded bores 7, which are regularly distributed over the circumference of the flange 6.
  • the interior 8 of the lower oscillating head section 5 accommodates a piezoelectric ultrasound transducer 9.
  • the ultrasonic transducer 9 is plate-shaped and circular. In the exemplary embodiments, it has a piezoelectric element 18, which consists of two round, ring-shaped half-plates. In this ultrasonic transducer 9, a ceramic material is preferably used as the piezoelectric material.
  • a circular contact disk 19 is located between the two half-plates.
  • a likewise circular coupling disk 20 is arranged on each of the two flat sides of the piezoelectric element 18.
  • the piezoelectric element 18, the contact disk 19 and the coupling disks 20 are arranged concentrically and all have the same diameter.
  • This insulation ring 21 lies with its curved inside against the curved, outer narrow sides of the piezoelectric element 18, the contact disk 19 and the coupling disk 20.
  • the ultrasonic transducer 9 is fixed in the interior 8 of the lower oscillating head section 5 with the aid of a cylindrical counterpart 10.
  • the counterpart 10 has the same diameter as the interior 8. It is provided with a thread 11 on its curved narrow side.
  • the lower oscillating head section 5 has a matching thread 11 on its inside, so that the counterpart 10 can be screwed into the interior 8 of the lower oscillating head section 5.
  • the counterpart 10 On its outer end face, the counterpart 10 has four non-continuous cylindrical bores 12.
  • the bolts of a lever-like tool which serves to tighten the counterpart 10 can be inserted into these bores 12.
  • the counterpart 10 must be well tightened so that the ultrasonic transducer 9 has no play. Movements of the ultrasound transducer 9 would lead to noise generation and would also cause the ultrasound transducer 9 to wear out rapidly.
  • the convex end face 3 is smooth and continuous. This shape of the convex end face 3 has the disadvantage that when the sound waves strike the interface between the convex end face 3 and the cleaning liquid 13, some of the sound waves is inflected. This reduces the efficiency of the ultrasound transmitter 1.
  • the oscillating head 2 In the second embodiment of the oscillating head 2 (cf. FIGS. 1 a to 3) an attempt is made to prevent this reflection or at least to reduce it by giving the upper oscillating head section 4 a stepped profile.
  • the step profile is designed such that the thickness of each ring defined by a step 22 corresponds to an integral multiple of half the longitudinal wavelength in the oscillating head material. A plate or layer of this thickness is completely permeable to sound. So there is no reflection.
  • an upper oscillating head section 4 with a step profile corresponds to a "resonance lens" and is therefore only suitable for ultrasonic waves with a low frequency bandwidth.
  • the first type of training of the oscillating head 2 is more suitable.
  • the ultrasound transmitter of the second type of embodiment has a large number of needle-like transmission elements 23 which run parallel to one another (cf. FIGS. 11a and 11b). These transmission elements 23 can be hollow or solid. In the embodiment which is shown in the drawings, they have a round cross section. Furthermore, they are arranged in the longitudinal direction without being offset from one another.
  • the transmission elements 23 are fixed at one end with the aid of a holding plate 24 and a pressure plate 25. Both the holding plate 24 and the pressure plate 25 are circular in the exemplary embodiment and have the same diameter.
  • the holding plate 24 is provided with a multiplicity of continuous bores 26, which are preferably arranged at regular intervals. The number of bores 26 corresponds to the number of transmission elements 23.
  • the transmission elements 23 have a conical base 27. An end portion 28 of each bore 26 is also conical. It corresponds in shape and size to the conical foot 27 of a transmission element 23.
  • Each transmission element 23 is inserted into a bore 26 in the holding plate 24 such that its foot 27 is conical End portion 28 of the bore 26 is seated.
  • the transmission elements 23 protrude on that side of the holding plate 24 which faces away from the conical end sections 28 of the bores 26.
  • the pressure plate 25 rests on the other side of the holding plate 24.
  • This pressure plate 25 is pressed onto the holding plate 24 by a plurality of screws 29. It holds the feet 27 of the transmission elements 23 in the conical end sections 28 of the bores 26 of the holding plate 24.
  • the holding plate 24 and the pressure plate 25 have threaded bores that are aligned with one another and are preferably arranged near their outer edge.
  • the total thickness of the holding plate 24 and the pressure plate 25 should be a multiple of half the longitudinal wavelength ( ⁇ / 2) of the generated ultrasonic waves, so that the ultrasound waves pass through the holding plate 24 and the pressure plate 25 as freely as possible.
  • the ultrasonic transducer 30 is arranged on that side of the pressure plate 25 which faces away from the holding plate 24.
  • the front faces of the transmission elements 23, seen along the direction of movement of the ultrasonic waves, can be flat or convex. Curved end faces cause additional bundling of the ultrasonic waves.
  • the transmission elements 23 can be composed of a tube and a solid needle in a further embodiment, not shown in the drawings.
  • the needle is located inside the tube.
  • the proposed ultrasound transmitter 1 of both types of training is preferably attached to the bottom 15 of a trough 14 (cf. FIGS. 7a to 8). It emits the ultrasonic waves with a wide angle of propagation upwards. The largest part of the ultrasound waves hits the object 16 to be cleaned, which is arranged above the ultrasound transmitter 1. A small part of the ultrasonic waves strikes the tub walls 17 and is reflected by them. However, there is also the possibility of attaching the proposed ultrasound transmitter 1 to the inside of a tub side wall 17 (cf. FIG. 9 and 10). For example, all side walls 17, two opposite side walls 17 or a single side wall 17 can each carry one or more ultrasound transmitters 1. That part of the ultrasonic waves which strikes the object 16 to be cleaned immediately after the first reflection is increased in the present invention by a suitable shaping of the tub 14. Different tub shapes are provided.
  • FIG. 7a shows a trough 14 with bent side walls 17.
  • the side walls 17 run vertically, in a lower section they run obliquely inwards.
  • the side walls 17 of the tub 14, which is shown in FIG. 7b, are curved inwards in a lower section.
  • long tubs 14 are also provided, on the bottom 15 of which two, three or more ultrasound transmitters 1 are fastened (cf. FIG. 8). They are arranged in a line.
  • the proposed ultrasound transmitter 1 of the first type of training is advantageously operated at frequencies between 25-40 kHz and powers of 1000-1500 watts per ultrasound transducer 9.
  • the proposed ultrasonic transmitter 1 has significant advantages over the known ultrasonic transmitters provided for ultrasonic cleaning.
  • the ultrasound waves propagate largely on one side of the ultrasound transmitter 1, in contrast to the rod or tube vibrators. This on the one hand achieves a good distribution of the ultrasound waves and on the other hand prevents a large one Part of the ultrasonic waves hits the object 16 to be cleaned only after reflection on the tub wall 17. This has the effect that the efficiency of the proposed ultrasonic transmitter 1 is higher than the efficiency of previously known, comparable ultrasonic transmitters. This means that with the proposed ultrasound generator 1, a substantially better cleaning effect is achieved with a certain amount of energy can be than in the known ultrasonic transducers.
  • the ultrasound transmitter 1 of the first type of training causes the ultrasound waves to spread at a wider angle than the known surface oscillators.
  • the contact area between the transmission elements 23 and the cleaning liquid 13 is considerably larger than in the known tube or surface vibrators. The transmission of the ultrasound waves from the ultrasound transmitter 1 to the cleaning liquid 13 is consequently considerably more efficient.
  • the individual ultrasonic transducers could not be operated with excessive power because of the small thickness of the plate-shaped transmission element. Up to 100 watts were usual for each ultrasonic transmitter. At higher powers, the plate-shaped transmission element is destroyed after a short time. Thanks to the massive construction of the proposed ultrasound transmitter 1 of the first type of training, its ultrasound transducer 9 can be operated with powers of 1000-1500 watts. A much higher sound pressure can consequently be generated with the proposed ultrasound transmitter 1 of the first design than with the previously known ultrasound transmitters. This is particularly important if the cleaning liquid 13 used is not an aqueous solution but organic solvents. Organic solvents have the advantage that they have a lower viscosity than water.

Landscapes

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Abstract

Eine erste Ausbildungsart des vorgeschlagenen Ultraschallgebers (1) weist einen Schwingkopf (2) mit kreisförmigem Querschnitt auf. Diejenige Stirnseite (3) des Schwingkopfs (2), welche der Reinigungsflüssigkeit zugewandt wird, ist konvex gebogen. Diese Form bewirkt wegen des Brechungsverhaltens von Ultraschallwellen eine Vergrösserung des Ausbreitungswinkels der Ultraschallwellen. Die konvexe Stirnseite (3) kann eine glatte, stetige oder eine abgestufte Oberfläche haben. Die abgestufte Oberfläche dient der Verminderung der Reflexion an der Grenzschicht zwischen dem Schwingkopf (2) und der Reinigungsflüssigkeit. An der zweiten Stirnseite weist der Schwingkopf (2) eine zylindrische Aussparung auf. In diese Aussparung ist ein piezoelektrischer Ultraschallwandler (9) eingefügt. Eine zweite Ausbildungsart des vorgeschlagenen Ultraschallgebers (1) weist eine Vielzahl nadelförmiger Übertragungselemente auf, welche parallel zueinander verlaufen und von einer Halteplatte rechtwinklig abstehen. Der vorgeschlagene Ultraschallgeber (1) wird am Boden oder an einer Seitenwand einer Wanne befestigt.

Description

ULTRASCHALLGEBER BZW. -GENERATOR
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallgeber bzw. -generator gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die meistverbreitete Anwendung findet energiereicher Ultraschall bei der Reinigung von Gegenständen und Produkten. Ultraschall wird vor allem zur Reinigung von schwer zugänglichen Oberflächen kompliziert geformter Gegenstände eingesetzt. Ferner kann die Ultraschallreinigung auch verwendet werden, wenn ein sehr hoher Reinheitsgrad erzeugt werden soll oder wenn eine Reinigung mit anderen Methoden mit Gesundheitsrisiken für das Personal verbun¬ den ist. Typische Beispiele von Gegenständen, welche oft mit Ultraschall gereinigt werden, sind Teile der Feinmechanik und der Feinwerktechnik, medizinische Instrumente, optische Lin¬ sen,Glasgefässe, Zahnprothesen, Schmuck etc.
Die Reinigung erfolgt dadurch, dass der zu reinigende Gegenstand in ein ultraschallerregtes Flüssigkeitsbad getaucht wird. Eine Ultraschallreinigungsanlage besteht aus einer Wanne, welche mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist, einem Ultraschallgeber und einem elektrischen Generator zur Speisung des Ultraschallgebers. Für den Betrieb von Ultraschallreinigungsanlagen werden übli¬ cherweise Frequenzen zwischen 20 und 40 kHz eingesetzt.
Gemäss dem heutigen Stand der Technik sind verschiedene Arten von Ultraschallgebern bekannt, die aber alle mit gewissen Nach¬ teilen behaftet sind.
Bei allen heute üblichen Ausführungsformen der Ultraschallgeber werden die Schallwellen nicht direkt vom Ultraschallwandler, sondern durch ein Übertragungselement hindurch auf die Reini¬ gungsflüssigkeit übertragen.
Das Übertragungselement ist häufig plattenförmig. Einen Ultra¬ schallgeber mit plattenför igem Übertragungselement nennt man auch Flächenschwinger. Bei einem Flächenschwinger verlaufen die Ultraschallwellen rechtwinklig zur Plattenoberfläche. Um trotz- dem eine breite Verteilung der Ultraschallwellen und dadurch ein möglichst gleichmässiges Ultraschallfeld erzeugen zu können, werden auf dem plattenförmigen Übertragungselement regelmässig verteilt 10 bis 20 Einzelwandler befestigt. Die Flächenschwinger werden am Boden oder an den Wänden der Wanne befestigt. Solche Flächenschwinger werden beispielsweise von den Offenle- gungsschriften DT 26 05 898 (Offenlegungstag 26.8.1976), DE 31 14 657 (Offenlegungstag 7.1.1982) und DE 41 15 096 (Offenle¬ gungstag 12.11.1992) beschrieben. Die Herstellungs- und Materi¬ alkosten eines Flächenschwingers sind entsprechend teuer. Zudem haben Flächenschwinger den Nachteil, dass das plattenförmige Übertragungselement viel zu dünn ist, um hohen Ultraschallei¬ stungen standhalten zu können. Die Einzelwandler werden daher höchstens mit je 100 Watt betrieben. Trotzdem wird das platten¬ förmige Übertragungselement nach relativ kurzer Zeit durch Kavi- tationsfrass zerstört. Um den Kavitationsfrass zu vermindert schlägt die Offenlegungsschrift DE 31 14 657 vor, das platten¬ förmige Übertragungselement mit gitterartig angeordneten Rillen zu versehen. Die Offenlegungεschrift DE 41 15 096 beschreibt ein plattenförmiges Übertragungselement, welches mit Ringsicken ver¬ sehen ist, in deren Zentrum je ein Ultraschallwandler angeordnet ist. Weitere Sicken sind in denjenigen Bereichen des Übertra¬ gungseieinents angeordnet, die nicht mit Ultraschallwandler be¬ setzt sind. Die Sicken verursachen Interferenzschwingungen, die zu einer Reduktion des Kavitationsfrasses führen. Ferner sind verschiedene Formen von Ultraschallgebern bekannt, welche in die Wanne eingelegt oder eingehängt werden. Sie werden auch als Tauchschwinger bezeichnet.
Solche Tauchschwinger können beispielsweise plattenför ig sein. Bei ihnen sind zahlreiche Einzelwandler in ein dichtschliessen- des, flaches Gehäuse eingebaut. Der Schall wird durch eine der beiden Flachseiten des Gehäuses nach aussen geleitet. Platten¬ förmige Tauchschwinger sind mit den gleichen Nachteilen behaftet wie Flächenschwinger.
Im weiteren sind auf dem Markt stabformige und rohrförmige Tauchschwinger erhältlich. Der Ultraschallwandler ist hier üblicherweise an der Stirnseite eines stab- oder rohrför igen Übertragungselements angeordnet. Stabförmige Tauchschwinger werden beispielsweise in den Patent¬ schriften DE 41 36 897 (Veröffentlichungstag 3.9.1992), EP 0 455 837 (Veröffentlichungstag 13.5.1992), EP 0 044 800 (Veröffentli¬ chungstag 29.1.1986) und in der Offenlegungsschrift DE 35 34 898 (Offenlegungstag 9.4.1987) beschrieben.
Bei stabförmigen und rohrförmigen Tauchschwingern nützt man den Umstand aus, dass die im Übertragungselement erzeugten, longitu¬ dinalen Schwingungen teilweise in transversale Schwingungen um¬ gesetzt werden, welche radial vom Übertragungselement ausgehen. Genutzt wird dabei lediglich die radial vom Übertragungselement ausgehende Schwingung.
Um die Umsetzung der longitudinalen Schwingungen in transversale Schwingungen zu verbessern, schlägt die Patentschrift EP 0 455 837 vor, an beiden Stirnseiten des stab- oder rohrförmigen Über¬ tragungselements einen Ultraschallwandler anzuordnen. Stabförmige und rohrförmige Tauchschwinger werden üblicherweise neben einer Wannenwand oder bei einer Wannenecke in die Reini¬ gungsflüssigkeit eingehängt. Sie senden rundherum Ultraschall¬ wellen aus. Dies hat zur Folge, dass ein grosser Teil der Ul¬ traschallwellen zuerst auf eine Wannenwand trifft. Die Schall¬ wellen gelangen erst nach der Reflexion an der Wannenwand zum Gegenstand, welcher gereinigt werden muss. Bei dieser Reflexion wird ein Teil der Energie der Ultraschallwellen absorbiert und steht für die Ultraschallreinigung nicht mehr zur Verfügung. Der Wirkungsgrad solcher stab- und rohrförmigen Tauchschwingern ist entsprechend niedrig.
Schliesslich beschreibt die Patentschrift DE 38 15 925 (Veröf¬ fentlichungstag 20.4.1989) einen Ultraschallgeber mit einem ke¬ gelförmigen Übertragungselement, welches direkt auf die Reini¬ gungsflüssigkeit wirkt. Die Grundfläche des Kegels ist dabei der Reinigungsflüssigkeit zugewandt. Diese Formgebung hat den Zweck, eine höhere Widerstandsfähigkeit des Übertragungselements gegen Kavitationsfrass zu erreichen. Sie hat keinen merklichen Ein- fluss auf den Ausbreitungswinkel der Ultraschallwellen.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, einen Ultraschall- geber bzw. -generator mit einseitiger Abstrahlung zu schaffen, welcher einen breiten Ausbreitungswinkel aufweist. Die Aufgabe wird mit Hilfe der erfindungsgemässen Merkmale nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.
Eine erste Ausbildungsart des vorgeschlagenen Ultraschallgebers weist ein Übertragungselement mit kreisförmigem Querschnitt auf. Das Übertragungselement wird im folgenden auch als Schwingkopf bezeichnet. Diejenige Stirnseite des Schwingkopfes, welche der Reinigungsflüssigkeit zugewandt wird, ist konvex gebogen. Diese Form bewirkt wegen des Brechungsverhaltens von Ultraschallwellen eine Vergrösserung des Ausbreitungswinkels der Ultraschallwel¬ len. Die konvexe Stirnseite kann eine glatte und stetige oder eine abgestufte Oberfläche haben. Die abgestufte Oberfläche dient der Verminderung der Reflexion an der Grenzschicht zwi¬ schen dem Schwingkopf und der Reinigungsflüssigkeit. Die zweite Stirnseite des Schwingkopfes ist flach. An der zweiten Stirnsei¬ te weist der Schwingkopf eine zylindrische Aussparung auf. In diese Aussparung ist ein piezoelektrischer Ultraschallwandler eingefügt. In die Aussparung lässt sich ferner zur Fixierung des Ultraschallwandlers ein zylindrisches Gegenstück einschrauben. Der vorgeschlagene Ultraschallgeber wird am Boden oder an einer Seitenwarid einer Wanne befestigt.
Eine zweite Ausbildungsart des vorgeschlagenen Ultraschallgebers umfasst eine Vielzahl nadelartiger Übertragungselemente, welche parallel zueinander angeordnet sind.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. la eine Vorderansicht eines Schwingkopfs eines Ultra¬ schallgebers der ersten Ausbildungsart mit einer ge¬ stuften konvexen Stirnseite;
Fig. lb einen Schnitt durch einen Schwingkopf gemäss Fig. la, einen Ultraschallwandler und ein zylindrisches Gegen¬ stück;
Fig. lc eine Hinteransicht eines Gegenstücks gemäss Fig. la; Fig. 2a einen Schnitt A-A durch einen Ultraschallgeber mit einem Schwingkopf gemäss Fig. la; Fig. 2b eine Hinteransicht eines Ultraschallgebers gemäss
Fig. 2a;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ultraschall¬ gebers gemäss Fig. 2a;
Fig. 4a eine Vorderansicht eines Schwingkopfes eines Ultra¬ schallgebers der ersten Ausbildungsart mit einer glatten und stetigen konvexen Stirnseite;
Fig. 4b einen Schnitt durch einen Schwingkopf gemäss Fig. 4a, einen Ultraschallwandler und ein Gegenstück;
Fig. 4c eine Hinteransicht eines Gegenstücks gemäss Fig. 4b;
Fig. 5a einen Schnitt B-B durch einen Ultraschallgeber mit einem Schwingkopf gemäss Fig. 4a; Fig. 5b eine Hinteransicht eines Ultraschallgebers gemäss
Fig. 5a;
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Ultraschall¬ gebers gemäss Fig. 5a;
Fig. 7a einen Querschnitt durch eine Wanne mit geknickten Seitenwänden, an deren Boden ein vorgeschlagener Ultraschallgeber angeordnet ist;
Fig. 7b einen Querschnitt durch eine Wand mit gebogenen Sei¬ tenwänden, an deren Boden ein vorgeschlagener Ultra¬ schallgeber angeordnet ist;
Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine langgezogene Wanne, welche mit drei auf einer Linie angeordneten Ultra¬ schallgebern ausgerüstet ist;
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Wanne mit geknickten
Seitenwänden, welche an zwei gegenüberliegenden Sei¬ tenwänden je einen vorgeschlagenen Ultraschallgeber trägt ;
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Wanne mit geraden Sei¬ tenwänden, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten¬ wänden je einen vorgeschlagenen Ultraschallgeber trägt;
Fig. 11a einen Längsschnitt durch einen Ultraschallgeber der zweiten Ausbildungsart und Fig. 11b einen Querschnitt C-C durch einen Ultraschallgeber gemäss Fig. 11a.
Die Ausbreitung des Ultraschalls erfolgt ähnlich wie bei Licht¬ wellen z.B. unter Auftretung von Absorption, Reflexion, Beugung und Brechung. Dank dem Brechungsverhalten lassen sich Ul¬ traschallwellen wie Lichtwellen mit Hilfe von Linsen fokussieren (Sammellinsen) oder streuen (Streulinsen) .
Dieser Umstand wird beim vorgeschlagenen Ultraschallgeber 1 aus¬ genützt. Der Schwingkopf 2 des vorgeschlagenen Ultraschallgebers
1 weist einen kreisrunden Querschnitt auf. Die in den Zeichnun¬ gen obere Stirnseite 3 des Schwingkopfs 2, welche der Reini¬ gungsflüssigkeit 13 zugewandt ist, ist konvex gebogen (vgl. Fig. 7a bis 8) . Der obere Abschnitt 4 des Schwingkopfes 2 weist somit einen im wesentlichen kreissegmentförmigen Querschnitt auf (vgl. Fig. lb und 4b) . Er wirkt dadurch als Streulinse, welche den Ausbreitungswinkel der Ultraschallwellen vergrössert.
Der in den Figuren 1 bis 8 untere Abschnitt 5 des Schwingkopfes
2 ist im wesentlichen hohlzylinderförmig. Er weist an seiner Aussenseite einen umlaufenden Flansch 6 auf, welcher zur Befe¬ stigung des Schwingkopfs 2 an der Wanne 14 dient. Der Flansch 6 ist mit mehreren nicht durchgehenden Gewindebohrungen 7 verse¬ hen, welche regelmässig auf dem Umfang des Flansches 6 verteilt sind.
Der Innenraum 8 des unteren Schwingkopfabschnittes 5 nimmt einen piezoelektrischen Ultraschallwandler 9 auf. Der Ultraschallwand¬ ler 9 ist plattenförmig und kreisrund. Er weist bei den Ausfüh¬ rungsbeispielen ein piezoelektrisches Element 18 auf, welches aus zwei runden, ringförmigen Halbplatten besteht. Als piezoelektrisches Material wird bei diesem Ultraschallwandler 9 vorzugsweise ein keramischer Werkstoff verwendet. Zwischen den beiden Halbplatten befindet sich eine kreisrunde Kontaktscheibe 19. An beiden Flachseiten des piezoelektrischen Elements 18 ist je eine ebenfalls kreisrunde Koppelscheibe 20 angeordnet. Das piezoelektrische Element 18, die Kontaktscheibe 19 und die Kop¬ pelscheiben 20 sind konzentrisch angeordnet und haben alle den gleichen Durchmesser. Um die seitliche Ausbreitung der Schwin¬ gungen zu verringern, sind sie ferner mit einem Isolationsring 21 eingefasst. Dieser Isolationsring 21 liegt mit seiner geboge¬ nen Innenseite an den gebogenen, äusseren Schmalseiten des pie¬ zoelektrischen Elements 18, der Kontaktscheibe 19 und der Kop¬ pelscheibe 20 an.
Der Ultraschalwandler 9 wird mit Hilfe eines zylindrischen Ge¬ genstückes 10 im Innenraum 8 des unteren Schwingkopfabschnittes 5 fixiert. Das Gegenstück 10 weist den gleichen Durchmesser wie der Innenraum 8 auf. Es ist an seiner gekrümmten Schmalseite mit einem Gewinde 11 versehen. Der untere Schwingkopfabschnitt 5 weist an seiner Innenseite ein dazu passendes Gewinde 11 auf, so dass das Gegenstück 10 in den Innenraum 8 des unteren Schwing¬ kopfabschnittes 5 eingeschraubt werden kann. An seiner äusseren Stirnseite weist das Gegenstück 10 vier nicht durchgehende zy¬ lindrische Bohrungen 12 auf. In diese Bohrungen 12 lassen sich die Bolzen eines hebelartigen Werkzeuges einfügen, welches zum Anziehen des Gegenstückes 10 dient. Das Gegenstück 10 muss gut angezogen sein, damit der Ultraschallwandler 9 kein Spiel hat. Bewegungen des Ultraschallwandlers 9 würden zu einer Lärmerzeu¬ gung führen und zudem einen raschen Verschleiss des Ultraschall¬ wandlers 9 bewirken.
Für den Schwingkopf 2 sind zwei verschieden Ausbildungsarten vorgesehen:
Bei der ersten Ausbildungsart (vgl. Fig. 4a bis 6) ist die kon¬ vexe Stirnseite 3 glatt und stetig. Diese Form der konvexen Stirnseite 3 hat den Nachteil, dass beim Auftreffen der Schall¬ wellen auf die Grenzfläche zwischen der konvexen Stirnseite 3 und der Reinigungsflüssigkeit 13 ein Teil der Schallwellen re- flektiert wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad des Ultraschall¬ gebers 1 reduziert.
Bei der zweiten Ausbildungsart des Schwingkopfes 2 (vgl. Fig. la bis 3) versucht man, diese Reflexion zu verhindern oder minde¬ stens zu reduzieren, indem man dem oberen Schwingkopfabschnitt 4 ein stufenförmiges Profil gibt. Das Stufenprofil ist dabei der¬ artig ausgebildet, dass die Dicke jedes durch eine Stufe 22 de¬ finierten Ringes einem ganzzahligen Vielfachen der halben Longi- tudinalwellenlänge im Schwingkopfmaterial entspricht. Eine Plat¬ te oder Schicht dieser Dicke ist völlig schalldurchlässig. Es tritt also keine Reflexion auf.
Ein oberer Schwingkopfabschnitt 4 mit einem Stufenprofil ent¬ spricht jedoch einer "Resonanzlinse" und eignet sich daher nur für Ultraschallwellen niedriger Frenquenzbandbreite. Bei hohen Frequenzbandbreiten ist die erste Ausbildungsart des Schwing¬ kopfes 2 besser geeignet.
Der Ultraschallgeber der zweiten Ausbildungsart weist eine Viel¬ zahl nadelartiger Übertragungselemente 23 auf, welche parallel zueinander verlaufen (vgl. Fig. 11a und 11b). Diese Über¬ tragungselemente 23 können hohl oder massiv ausgebildet sein. Beim Ausführungsbeispiel, welches in den Zeichnungen dargestellt ist, haben sie einen runden Querschnitt. Im weiteren sind sie in Längsrichtung unversetzt zueinander angeordnet.
Die Übertragungselemente 23 sind an einem Ende mit Hilfe einer Halteplatte 24 und einer Andruckplatte 25 fixiert. Sowohl die Halteplatte 24 als auch die Andruckplatte 25 sind beim Ausfüh¬ rungsbeispiel kreisrund und haben den gleichen Durchmesser. Die Halteplatte 24 ist mit einer Vielzahl von durchgehenden Bohrun¬ gen 26 versehen, welche vorzugsweise in regelmässigen Abständen angeordnet sind. Die Anzahl der Bohrungen 26 entspricht der An¬ zahl der Übertragungselemente 23. Die Übertragungselemente 23 weisen einen konischen Fuss 27 auf. Ein Endabschnitt 28 jeder Bohrung 26 ist ebenfalls konisch ausgebildet. Er entspricht in Form und Grosse dem konischen Fuss 27 eines Übertragungselements 23. Jedes Übertragungselement 23 ist derartig in eine Bohrung 26 der Halteplatte 24 eingefügt, dass sein Fuss 27 im konischen Endabschnitt 28 der Bohrung 26 sitzt. Die Übertragungselemente 23 ragen an derjenigen Seite der Halteplatte 24, welche den ko¬ nischen Endabschnitten 28 der Bohrungen 26 abgewandt ist, her¬ vor. An der anderen Seite der Halteplatte 24 liegt die Andruck¬ platte 25 an. Diese Andruckplatte 25 wird durch mehrere Schrau¬ ben 29 an die Halteplatte 24 angepresst. Sie hält die Füsse 27 der Übertragungselemente 23 in den konischen Endabschnitten 28 der Bohrungen 26 der Halteplatte 24 fest. Zur Aufnahme der Schrauben 29 weisen die Halteplatte 24 und die Andruckplatte 25 miteinander fluchtende Gewindebohrungen auf, welche vorzugsweise nahe ihres äusseren Randes angeordnet sind. Die Gesamtdicke der Halteplatte 24 und der Andruckplatte 25 sollte ein Vielfaches der halben Longitudinalwellenlänge (λ/2) der erzeugten Ultra¬ schallwellen betragen, damit ein möglichst ungehinderter Durch¬ tritt der Ultraschallwellen durch die Halteplatte 24 und die Andruckplatte 25 gewährleistet ist. An derjenigen Seite der An¬ druckplatte 25, welche der Halteplatte 24 abgewandt ist, ist der Ultraschallwandler 30 angeordnet.
Die längs der Bewegungsrichtung der Ultraschallwellen gesehen vorderen Stirnseiten der Übertragungselemente 23 können eben oder konvex gewölbt sein. Gewölbte Stirnseiten bewirken eine zusätzliche Bündelung der Ultraschallwellen.
Die Übertragungselemente 23 können bei einer weiteren, in den Zeichnungen nicht dargestellten Ausbildungsart aus einem Rohr und einer massiven Nadel zusammengesetzt sein. Die Nadel ist im Innern des Rohrs angeordnet.
Der vorgeschlagene Ultraschallgeber 1 beider Ausbildungsarten wird vorzugsweise am Boden 15 einer Wanne 14 befestigt (vgl. Fig. 7a bis 8) . Er strahlt die Ultraschallwellen mit breitem Ausbreitungswinkel nach oben ab. Dabei trifft der grösste Teil der Ultraschallwellen direkt auf den zu reinigenden Gegenstand 16, welcher oberhalb des Ultraschallgebers 1 angeordnet wird. Ein kleiner Teil der Ultraschallwellen trifft auf die Wannenwän¬ de 17 und wird von diesen reflektiert. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den vorgeschlagenen Ultraschallgeber 1 an der In¬ nenseite einer Wannenseitenwand 17 zu befestigen (vgl. Fig. 9 und 10) . Dabei können beispielsweise alle Seitenwände 17, zwei sich gegenüberliegende Seitenwände 17 oder eine einzige Seiten¬ wand 17 je einen oder mehrere Ultraschallgeber 1 tragen. Derjenige Teil der Ultraschallwellen, welcher unmittelbar nach der ersten Reflexion auf den zu reinigenden Gegenstand 16 trifft, wird bei der vor- liegenden Erfindung durch eine geeig¬ nete Formgebung der Wanne 14 erhöht. Es sind verschiedene Wan¬ nenformen vorgesehen.
In der Figur 7a ist eine Wanne 14 mit geknickten Seitenwänden 17 dargestellt. In einem oberen Abschnitt verlaufen die Seitenwände 17 vertikal, in einem unteren Abschnitt verlaufen sie schräg nach innen.
Die Seitenwände 17 der Wanne 14, welche in der Figur 7b darge¬ stellt ist, sind in einem unteren Abschnitt nach innen gekrümmt. Neben kurzen Wannen 14 mit lediglich einem Ultraschallgeber 1 sind auch lange Wannen 14 vorgesehen, an dessen Boden 15 zwei, drei oder mehr Ultraschallgeber 1 befestigt sind (vgl. Fig. 8). Sie sind in einer Linie angeordnet.
Der vorgeschlagene Ultraschallgeber 1 der ersten Ausbildungsart wird mit Vorteil mit Frequenzen zwischen 25-40 kHz und Leistun¬ gen von 1000-1500 Watt pro Ultraschallwandler 9 betrieben.
Der vorgeschlagene Ultraschallgeber 1 hat im Vergleich zu den bekannten, für die Ultraschallreinigung vorgesehenen Ul¬ traschallgebern wesentliche Vorteile.
Die Ausbreitung der Ultraschallwellen erfolgt bei beiden Aus¬ bildungsarten des vorgeschlagenen Ultraschallgebers 1 im Unter¬ schied zu den Stab- oder Rohrschwingern grösstenteils auf einer Seite des Ultraschallgebers 1. Dadurch wird einerseits eine gute Verteilung der Ultraschallwellen erreicht, andererseits verhin¬ dert, dass ein grosser Teil der Ultraschallwellen erst nach der Reflexion an der Wannenwand 17 auf den zu reinigenden Gegenstand 16 trifft. Dies bewirkt, dass der Wirkungsgrad des vorgeschlage¬ nen Ultraschallgebers 1 höher ist als der Wirkungsgrad bisher bekannter, vergleichbarer Ultraschallgeber. Das bedeutet, dass beim vorgeschlagenen Ultraschallgeber 1 mit einer bestimmten Energiemenge ein wesentlich besserer Reinigungseffekt erzielt werden kann als bei den bekannten Ultraschallgebern. Der Ultraschallgeber 1 der ersten Ausbildungsart bewirkt eine breitwinkligere Ausbreitung der Ultraschallwellen als die be¬ kannten Flächenschwinger. Beim Ultraschallgeber 1 der zweiten Ausbildungsart ist die Kontaktfläche zwischen den Übertragungs¬ elementen 23 und der Reinigungsflüssigkeit 13 wesentlich grösser als bei den bekannten Rohr- oder Flächenschwingern. Die Über¬ tragung der Ultraschallwellen vom Ultraschallgeber 1 auf die Reinigungsflüssigkeit 13 ist folglich wesentlich effizienter.
Bei den herkömmlichen Flächenschwingern konnten die einzelnen Ultraschallwandler wegen der geringen Dicke des plattenförmigen Übertragungselements nicht mit allzu grossen Leistungen betrie¬ ben werden. Pro Ultraschallgeber waren bisher Leistungen von 100 Watt üblich. Bei höheren Leistungen wird das plattenförmige Übertragungs-element schon nach kurzer Zeit zerstört. Dank der massiven Bauweise des vorgeschlagenen Ultraschallgebers 1 der ersten Ausbildungsart kann sein Ultraschallwandler 9 mit Leistungen von 1000-1500 Watt betrieben werden. Mit dem vorge¬ schlagenen Ultraschallgeber 1 der ersten Ausbildungsart lässt sich folglich ein viel höherer Schalldruck erzeugen als mit den bisher bekannten Ultraschallgebern. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn als Reinigungsflüssigkeit 13 keine wässrige Lösung, sondern organische Lösungsmittel eingesetzt werden. Or¬ ganische Lösungsmittel haben den Vorteil, dass sie eine niedri¬ gere Viskosität aufweisen als Wasser. Dadurch gelangen sie bes¬ ser in feine Risse und Ritzen der Oberfläche des zu reinigenden Gegenstandes 16. Organische Lösungsmittel sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass sie eine kleinere Dichte haben als Was¬ ser und dadurch den Ultraschall schlechter leiten. Um bei orga¬ nischen Lösungsmitteln den gleichen Schalldruck zu erzeugen wie bei Wasser, müssen die Ultraschallgeber mit höheren Leistungen betrieben werden. Dies ist nun mit dem vorgeschlagenen Ultra¬ schallgeber 1 problemlos möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Ultraschallgeber (1) bzw. -generator, mit mindestens einem Ultraschallwandler (9) und mit mindestens einem den erzeugten Ultraschall abstrahlenden Schwingkopf (2), der mit einem oberen Abschnitt (4) an den Wandler (9) in einer Hauptausbreitungsrichtung des Ultraschalls ankoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt (4) im Längsschnitt mindestens bereichsweise in seiner (4) Kontur wenigstens durch eine konvexe Hüllkurve (3) bzw. Einhüllende (3) darstellbar ist und/oder in seiner (4) Kontur selbst konvex ist.
2. Ultraschallgeber bzw. -generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt (4) aneinander anschließende Plateaus, die im Längsschnitt die konvexe Hüllkurve bzw. Einhüllende (3) ergeben, bzw. die konvexe Hüllkurve bzw. Einhüllende (3) ergebende Stufen (22), aufweist.
3. Ultraschallgeber bzw. -generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckung einer Stufe (22) in der Längsrichtung des Schwingkopfes (2) bzw. in Hauptausbreitungsrichtung der Ultraschallwellen irgendeinem ganzzahligen Vielfachen einer halben Longitudinalwellenlänge der Ultraschallfrequenz (EN) im Material des Schwingkopfes (2) entspricht.
4. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen (22) Erstreckungen bzw. Höhen aufweisen, die unterschiedlichen ganzzahligen Vielfachen der halben Longitudinalwellenlänge entsprechen.
5. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkopf (2) im Querschnitt senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung des Ultraschalls wenigstens im Bereich des oberen Abschnitts (4) kreisförmig ist.
6. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet- daß der Wandler (9) im Querschnitt kreisförmig ist und/oder senkrecht zur Hauptausbreitungsrichtung mit einem Isolationsring (21) bzw. -mantel umgeben ist.
7. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (9) im unteren Abschnitt (5) des Schwingkopfes (2) angeordnet ist und vorzugsweise über eine Koppelscheibe (20) an den Schwingkopf (2) angesetzt ist.
8. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (9) im bzw. am Schwingkopf (2) mit einem Gegenstück (10) festlegbar ist.
9. Ultraschallgeber (1) bzw. -generator nach einem der An¬ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallgeber (1) bzw. -generator Einrichtungen (7) für dessen Befestigung an einer Innenfläche (17) eines Behälters (14) aufweist.
10. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14) Innenwandungen (17) aufweist, die wenigstens bereichsweise eine Neigung zur Grundfläche des Ultraschallgebers (1) bzw. -generators aufweisen, so daß auf die Innenwandung treffende Trimärwellen in den Behälterinnenraum zurückreflektiert werden.
11. Ultraschallgeber bzw. generator (1) mit mindestens einem Ultraschallwandler (30) und mit mehreren den erzeugten Ultraschall abstrahlenden Schwingköpfen (23), die mit jeweiligen oberen Abschnitten an den Wandler (30) in einer Hauptausbreitungsrichtung des Ultraschalls ankoppelbar sind, wobei die Schwingköpfe (23) jeweils zylinder- bzw. stabförmige Körper (23) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Schwingköpfe (23) eine dem Wandler (30) zuwendbare Grundfläche aufweist, die bezüglich der Querschnittsfläche der zylinder- bzw. stabförmigen Körper der Schwingköpfe (23) größer ist, wobei der Über¬ gangsbereich zwischen der Grundfläche und dem im wesentlichen zylinder- bzw. stabförmigen Körper (23) im wesentlichen kontinuierlich verläuft, beispielsweise wenigstens in etwa konvex oder konisch verläuft, um die Ultraschall¬ energie zu konzentrieren.
12. Ultraschallgeber bzw. -generator (1) nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Haltekörper bzw. -platte (24), die an den Ultraschallwandler (30) in der Erstreckungsrichtung der Schwingköpfe (23) anschließt, wobei die Schwingköpfe (23) durch den Haltekörper (24) bzw. die Halteplatte (24) an dem Wandler (30) festlegbar sind.
13. Ultraschallgeber bzw. -generator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper bzw. -platte (24), Öffnungen (26) aufweist, die wenigstens eine zu den Übergangsbereichen der Schwingköpfe (23) im wesentlichen komplementäre Form aufweist, um die Übergangsbereiche bevorzugt formumschließend zu umgreifen.
14. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingköpfe (23) und/oder der Haltekörper bzw. -platte (24) an den Ultraschallwandler beispielsweise über einen ein- oder mehrstückigen Andruckabschnitt (29) direkt oder indirekt andrückbar sind.
15. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingköpfe (23) insgesamt oder jeweils einzeln an ihrem Ultraschall abstrahlenden Enden nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 und/oder einem der Ansprüche 2 bis 8 ausgebildet sind.
16. Ultraschallgeber bzw. -generator nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch die Merkmale nach wenigstens einem der Ansprüche 9 oder 10.
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