1 UMG-10429a-22 12.10.2023 Ultraschallschwinger, Vorrichtung mit und Verwendung von einem Ultraschallschwinger sowie entsprechende Verfahren Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallschwinger zum Erzeugen von hochfrequenten Schwingungen, wobei der Ultraschallschwinger einstü- ckig und plattenförmig mit einer Dicke in Dickenrichtung, einer Länge in Län- genrichtung und einer Breite in Breitenrichtung ausgebildet ist. Gleichfalls be- trifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einem solchen Ultraschallschwinger sowie dessen Verwendung und entsprechende Verfahren. Bisher sind plattenförmige Ultraschallschwinger vornehmlich für den Einsatz in Reinigungsvorrichtungen bekannt. Hierbei wird ein plattenförmiger Ultra- schallschwinger vertikal in ein Reinigungsbad eingetaucht, wobei an dessen flächiger Rückseite, abgewandt vom Reinigungsbad, eine Vielzahl von Ultra- schallkonvertern angebracht ist. Diese versetzen den Ultraschallschwinger in nicht-harmonische Schwingungen, die auf das Wasser übertragen werden. Durch den somit permanent erzeugten Über- und Unterdruck im Wasser ent- stehen sehr kleine Luftbläschen, die auf ein Vielfaches ihres ursprünglichen Durchmessers anschwellen, bis sie platzen und Energie freisetzen, die bei- spielsweise Schmutz von Oberflächen beseitigt. Die bekannten plattenförmigen Reinigungs-Ultraschallschwinger, die über- wiegend mit Oberflächenwellen arbeiten, sind allesamt auf ein Viertel ihrer harmonischen Wellenlänge ^/4 abgestimmt, um die Ankopplung an das Rei- nigungsmedium, zumeist Wasser oder überwiegend Wasser, zu optimieren. Die Maße von bekannten Ultraschallschwingern sind dabei so gewählt, dass ihre Länge und Breite wesentlich größer sind als ihre Dicke. Die bekannten Ultraschallschwinger sind jedoch aufgrund ihres Aufbaus nur sehr eingeschränkt einsetzbar.
2 UMG-10429a-22 12.10.2023 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen plattenförmigen Ultraschall- schwinger zur Verfügung zu stellen, mit dem sich neue Anwendungsgebiete erschließen lassen. Auch werden entsprechende Vorrichtungen mit einem solchen Ultraschallschwinger, Verwendungen und Verfahren angestrebt. Die Aufgabe wird durch einen Ultraschallschwinger mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Gleichfalls lösen die Merkmale der anderen unabhängigen Ansprüche die gestellte Aufgabe. Vorgeschlagen wird ein Ultraschallschwinger, dessen Dicke des Ultraschall- schwingers m* ^/2, mit m als einer natürlichen ungeraden Zahl, beträgt und dessen Länge n* ^/2, mit n als einer natürlichen Zahl ≥ 2, beträgt. Bei entspre- chender Anregung von außen mittels eines Ultraschallkonverters, der hoch- frequente mechanische Schwingungen in den Ultraschallschwinger einleitet, schwingt der erfindungsgemäße Ultraschallschwinger in Form von einer Di- ckenschwingung oder mehreren sich in Längenrichtung des Ultraschall- schwingers hintereinander anschließenden Dickenschwingungen, wobei die Dickenschwingungen in Längenrichtung des Ultraschallschwingers gemes- sen die Wellenlänge ^ aufweisen. Insbesondere zeichnet sich der erfin- dungsgemäße Ultraschallschwinger dadurch aus, dass über seine Länge ge- sehen die Schwingungsamplituden in Breitenrichtung im Wesentlichen kon- stant sind. Es ergibt sich somit eine sich über die Breite des Ultraschall- schwingers erstreckende Welle mit in Breitenrichtung konstanter Schwin- gungsamplitude, die sich sinusförmig in Längenrichtung erstreckt und die sich durch ein Ausdehnen und Kontrahieren in der lokalen Dicke des Ultra- schallschwingers kennzeichnet. Mit anderen Worten wechseln sich – entlang einer Linie in Breitenrichtung des Ultraschallschwingers – nicht Wellenberge und Wellentäler ab, sondern entlang der besagten Linie findet sich im Wesentlichen eine gemeinsame
3 UMG-10429a-22 12.10.2023 Wellenfront. Hierdurch lässt sich ein gleichmäßigerer Energieübertrag mit ei- ner höheren Amplitude auf beispielsweise zu bearbeitende Medien erzielen, die beispielsweise in Längenrichtung des Ultraschallschwingers an dem Ult- raschallschwinger vorbeigeführt werden. Die vorliegende Erfindung schlägt somit erstmals vor, einen plattenförmigen Ultraschallschwinger in zumindest Dicke und Länge auf eine Wellenlänge ab- zustimmen, bei der dieser sinusförmig in Form von Dickenschwingungen schwingt, wobei ein oder mehrere (dann in Längenrichtung aufeinander fol- genden) Dickenschwingungen auftreten. Auf diese Weise lassen sich überra- schenderweise hohe Energien aus dem Ultraschallschwinger ausleiten, die eine Vielzahl von neuen Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Unter dem Begriff „einstückig“ wird vorliegend eine zusammenhängende Ein- heit verstanden, die insbesondere nicht erst durch stoffschlüssiges Verbin- den von zwei oder mehr Teilen entstanden ist, sondern als ein einziges Stück hergestellt wird, insbesondere durch Fräsen aus einem einzigen Block eines geeigneten Metalls. Mit Vorteil besitzt der erfindungsgemäße Ultraschallschwinger eine einheitli- che Dicke von ^/2. In diesem Fall entstehen über die Dicke des Ultraschall- schwingers keine Knoten, was für viele Anwendungsfälle bevorzugt ist. Besonders bevorzugt weist der erfindungsgemäße Ultraschallschwinger eine Breite von n* ^/4 auf, wobei n eine natürliche Zahl ist. Es hat sich herausge- stellt, dass bei einer derartigen Wahl die Dickenschwingungen und die kon- stanten Schwingungsamplituden in Breitenrichtungen optimiert werden kön- nen. Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen beträgt die Breite des Ultra- schallschwingers n* ^/2, wobei n eine natürliche Zahl und vorzugsweise eine
4 UMG-10429a-22 12.10.2023 natürliche ungerade Zahl ist. Gemäß einer solchen Ausgestaltung beträgt die Breite des Ultraschallschwingers vorteilhafterweise also 1/2* ^ oder ^ oder 3/2* ^ oder 2* ^ oder 5/2* ^ oder 3* ^ usw. und vorzugsweise 3/2* ^ oder 5/2* ^ oder 7/2* ^ oder 9/2* ^ ^usw. Insbesondere bei einer exakten Einstellung der Breite des Ultraschallschwingers hat es sich gezeigt, dass nahezu reine Lon- gitudinalwellen in Richtung der Längenrichtung bzw. der Längenerstreckung des Ultraschallschwingers entstehen. Bei bestimmten Ausführungsformen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Breite des erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers mindestens ^ be- trägt. Bei bestimmten sich als vorteilhaft erwiesenen Ausführungsformen beträgt die Länge des erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers k* ^/2, wobei k eine natürliche gerade Zahl größer oder gleich 2 ist. Die Länge beträgt in diesen Fällen demgemäß also ^ oder 2* ^ oder 3* ^ usw. Es hat sich bei einer solchen Wahl gezeigt, dass sich sehr gleichförmige Sinuswellen in Richtung der Län- genrichtung des Ultraschallschwingers erhalten lassen. Aber auch bei einer Länge von 3/2* ^, 5/2* ^, 7/2* ^, 9/2* ^, wenn also in der Formel n* ^/2 für die Länge des Ultraschallschwingers n eine natürliche ungerade Zahl ist, lässt sich der erfindungsgemäße Effekt, dass nämlich über die Länge des Ultra- schallschwingers gesehen im Wesentlichen in Breitenrichtung konstante Schwingungsamplituden zu beobachten sind, erzielen. In beiden Fällen wer- den die Sinuswellen von sehr geringen bis gar keinen Amplitudenschwan- kungen in Breitenrichtung überlagert. Der erfindungsgemäße Ultraschallschwinger ist besonders bevorzugt durch- gehend homogen ausgebildet und weist hierbei insbesondere keine Schlitze oder vollständig umschlossene Ausnehmungen auf. Hierdurch wird eine gleichmäßige Schwingungsanregung des Ultraschallschwingers erreicht. Aus
5 UMG-10429a-22 12.10.2023 dem Stand der Technik sind Plattenschwinger in Form von Schweißsonotro- den bekannt, bei denen ausschließlich Longitudinalwellen aus dem Ultra- schallschwinger herausgeleitet werden sollen. Transversalwellen sollen durch die vorbekannten Ausnehmungen und/oder Schlitze unterdrückt wer- den. Es resultieren im Stand der Technik plattenförmige Schweißsonotroden, die als Ganzes plan hin und her schwingen, sich also keine Schwingungen über die Platte selbst aufbauen. Bei der vorliegenden Erfindung sind eben- falls Longitudinalwellen erwünscht, wobei aber keine Schlitze oder Ausneh- mungen vonnöten sind. Vielmehr bauen sich bei den erfindungsgemäßen Ultraschallschwingern Longitudinalschwingungen auf, die sich über die ge- samte Platte erstrecken, ein planes Hin- und Herschwingen des Ultraschall- schwingers als Ganzes also nicht auftritt. Für alle erfindungsgemäßen Ausführungsformen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die halbe Wellenlänge, also ^/2, im Bereich zwischen 90 und 120 mm liegt. Die Anregungsfrequenz liegt bei solchen Wellenlängen vorzugsweise im Bereich von 19 bis 22 kHz, wobei das Finden der passen- den Anregungsfrequenz nicht streng aus der Formel (Frequenz = Lichtge- schwindigkeit / Wellenlänge) berechnet werden kann, sondern experimentell bzw. durch vorherige Simulation zu ermitteln ist. Bei einer kleineren Wellen- länge ^ muss eine größere Anregungsfrequenz gewählt werden, um den Ult- raschallschwinger in harmonische Schwingungen zu versetzen. Bei ^/2 im Bereich von 80 mm liegt die Anregungsfrequenz beispielsweise bei grob 30 kHz, bei ^/2 im Bereich von 50 mm bei grob 35 kHz. Eine vorteilhafte Breite des erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers be- trägt mindestens 100 mm und vorzugsweise mindestens 500 mm. Größere Breiten sind ohne weiteres möglich, beispielsweise auch solche von mindes- tens 1000 mm oder 2000 mm oder 3000 mm oder noch breiter. Auch bei die- sen sehr großen Breiten ist in entsprechenden Experimenten die Anregung
6 UMG-10429a-22 12.10.2023 eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers mit hohen Schwingungs- amplituden realisiert worden. Die vorteilhaften Längen des erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers lie- gen ebenfalls im Bereich von mehreren hundert bis mehreren tausend Milli- metern. Es hat sich für als vorteilhaft erwiesen, wenn bei kleineren Wellen- längen ^ die äußeren Maße des Ultraschallschwingers ebenfalls kleiner ge- wählt werden als bei größeren Wellenlängen ^, um eine optimale Anregung des Ultraschallschwingers zum harmonischen Schwingen in Longitudinalrich- tung zu erzeugen. Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen ist der erfindungsgemäße Ultra- schallschwinger quaderförmig ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass bei die- ser einfachen geometrischen Ausgestaltung Ultraschallschwinger mit harmo- nischen Longitudinalwellen mit einer in Breitenrichtung konstanten, in Län- genrichtung sich sinusförmig erstreckenden Schwingungsamplitude möglich sind, mit denen eine Auskopplung der Energie der Longitudinalwellen aus dem Ultraschallschwinger möglich ist. Gemäß anderer Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn der einstückig ausgeführte Ultraschallschwinger mindestens einen ersten und einen zweiten Quaderabschnitt umfasst, wobei diese beiden Quaderabschnitte an ihren Breitenseiten aneinander angrenzen und jeweils eine Breite eines Vielfachen von ^/2 besitzen. Diese beiden Quaderabschnitte sind in Breitenrichtung ge- geneinander versetzt angeordnet, wodurch der erste Quaderabschnitt auf ei- ner Seite – in Breitenrichtung gesehen – den zweiten Quaderabschnitt um ei- nen Quaderteilabschnitt überragt. Auf der anderen Seite des Ultraschall- schwingers – ebenfalls in dessen Breitenrichtung gesehen – sind die Verhält- nisse umgekehrt, d.h. der zweite Quaderteilabschnitt überragt den ersten Quaderteilabschnitt. Hierbei weisen die in Breitenrichtung jeweils überste-
7 UMG-10429a-22 12.10.2023 henden Quaderteilabschnitte eine Breite von ^/4 oder einem ungeraden Viel- fachen von ^/4 auf. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass bei einer solchen Ausgestaltung die Schwingungsberge und Schwingungstä- ler von in Längenrichtung des Ultraschallschwingers erregten Longitudinal- schwingungen des einen Quaderabschnitts – über die Breite des Ultraschall- schwingers gesehen – mit den entsprechenden Schwingungsbergen und Schwingungstälern des anderen Quaderabschnitts weitgehend oder vollstän- dig in Deckung gebracht werden können. Es wird also über die Breite des Ultraschallschwingers gesehen eine weitgehend gleichmäßige sinusförmige Wellenfront in dessen Längenrichtung aufgebaut. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Quaderabschnitte gleich breit, so dass die beiden Quaderteilabschnitte, die den ersten bzw. den zweiten Qua- derabschnitt überragen, ebenfalls gleich breit sind. Mit Vorzug beträgt die Breite der beiden Quaderteilabschnitte jeweils ^/4. Gemäß einer Alternative zu einer in Breitenrichtung versetzten Anordnung der Quaderabschnitte überragt – bei sonst gleicher Ausgestaltung des Ultraschall- schwingers – einer der beiden Quaderabschnitte den angrenzenden Quader- abschnitt an seinen beiden Enden in Breitenrichtung um jeweils einen Qua- derteilabschnitt. Hierbei weisen die beiden in Breitenrichtung jeweils überste- henden Quaderteilabschnitte der Quaderabschnitte eine Breite von ^/4 oder einem ungeraden Vielfachen von ^/4 auf. Der bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform entstehende Vorteil des über die Breite des Ultraschall- schwingers einheitlichen Wellenverlaufs wird auch bei dieser Ausführungsform realisiert. Mit Vorteil beträgt die Länge jedes Quaderabschnitts ^/2 oder ein Vielfaches von ^/2. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine präzise Abstimmung der sich in Längenrichtung des Ultraschallschwingers ausbreitenden Schwingungswel- len.
8 UMG-10429a-22 12.10.2023 Weiterhin ist bevorzugt, dass die mindestens zwei Quaderabschnitte gleich lang sind. Gemäß einer Weiterentwicklung der oben ausgeführten Ausführungsformen besteht der Ultraschallschwinger aus mehreren in Längenrichtung hinterei- nander anschließenden Blockabschnitten, wobei jeder Blockabschnitt jeweils aus mindestens zwei der vorgenannten Quaderabschnitte gebildet ist. Durch diese Maßnahme wird eine größere Arbeitslänge erreicht, beispielsweise bei der Entlangführung von mit dem Ultraschallschwinger zu bearbeitenden Ma- terialbahnen in Längenrichtung des Ultraschallschwingers. Ein bevorzugtes Material für den erfindungsgemäßen Ultraschallschwinger ist Aluminium. Der einstückige plattenförmige Ultraschallschwinger ist dann bevorzugt aus einem einzigen Aluminiumblock herausgefräst. Alternative Materialien für den Ultraschallschwinger sind Stahl, eine Stahlle- gierung oder Titan. Auch hier wird der Ultraschallschwinger bevorzugt durch Fräsen hergestellt. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Erzeugen von hochfre- quenten Schwingungen mit mindestens einem Ultraschallkonverter sowie ei- nem Ultraschallschwinger, wie er zuvor beschrieben wurde, wobei der Ultra- schallschwinger mit dem mindestens einen Ultraschallkonverter verbunden ist. Der Ultraschallkonverter kann insbesondere als elektromechanischer (z.B. piezoelektrischer oder magnetostriktiver) Energiewandler ausgebildet sein. Der Ultraschallschwinger kann dann insbesondere als Ultraschallwerk- zeug Verwendung finden. Der Konverter dient dazu, elektrische Wechsel- spannungen in mechanische Wechseldehnungen zu transformieren und auf diese Weise Strukturschwingungen im mechanisch angekoppelten Ultra- schallschwinger anzuregen, der dann seine Schwingungen auf ein mit ihm in Verbindung gebrachtes Werkstück überträgt.
9 UMG-10429a-22 12.10.2023 Es kann weiterhin mit Vorteil ein sog. Booster zwischen dem Ultraschallkon- verter und dem Ultraschallschwinger platziert werden, mit dem eine Amplitu- denübersetzung vom Ultraschallkonverter zum Ultraschallschwinger erzielt werden kann. Sowohl Ultraschallkonverter als auch Booster sind vielfältig aus dem Stand der Technik bekannt. Mit besonderem Vorteil wird der mindestens eine Ultraschallkonverter von der Ober- oder von der Unterseite an den mindestens einen Ultraschall- schwinger angekoppelt. Der Ultraschallkonverter wird hierbei bevorzugt in ei- nem Schwingungsknoten (der nach einer halben Schwingung zum Schwin- gungsbauch wird) des Ultraschallschwingers angekoppelt, um einen optima- len Energieeintrag zu erreichen. Vorzugsweise ist der mindestens eine Ultraschallkonverter mit einem Ab- stand von ^/4 oder einem Vielfachen von ^/4 zum in Breitenrichtung verlau- fenden Breitenrand und auch zum in Längenrichtung verlaufenden Längs- rand des Ultraschallschwingers an den Ultraschallkonverter angekoppelt. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Anschlussstelle für den Ultraschallkonver- ter an den Ultraschallschwinger eine optimale Schwingungsanregung reali- sieren lässt. Bei einem Abstand von ^/4 vom Breitenrand bzw. einem Vielfa- chen von ^/4 koppelt der Ultraschallkonverter an einer Stelle des Ultraschall- schwingers an, die mit einer maximalen Auslenkungsamplitude schwingt. Besonders bevorzugt ist zum Zwecke der Anregung der besagten Longitudi- nalwellen lediglich ein einziger Ultraschallkonverter von der Ober- oder der Unterseite an den Ultraschallschwinger angekoppelt. Eine solche Ausgestal- tung steht insbesondere im Gegensatz zu Reinigungsschwingern, bei denen eine Vielzahl von Ultraschallkonvertern an eine Seite des Ultraschallschwin- gers angekoppelt wird, üblicherweise an der dem Reinigungsbad abgewand- ten Seite.
10 UMG-10429a-22 12.10.2023 Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen ist der mindestens eine Ultraschall- schwinger mit einer Einrichtung gekoppelt, die in Dickenrichtung des Ultra- schallschwingers mitschwingt, wobei diese Einrichtung ein Prägewerkzeug, ein Stempel oder ein Erosionswerkzeug sein kann. Durch die mittels der Er- findung zu erreichenden hohen Amplituden sowie die hohe Energieabgabe an ein zu bearbeitendes Werkstück lässt sich eine hohe Effizienz mittels ei- ner derart ausgebildeten Vorrichtung erreichen. Für die Bearbeitung von flächig ausgebildeten Werkstücken wie beispiels- weise Materialbahnen ist vorzugsweise der Unter- oder der Oberseite des mindestens einen Ultraschallschwingers eine Transporteinrichtung zugeord- net, die ein Durchführen von mindestens einer Materialbahn durch die Vor- richtung und insbesondere eine Durchführung zwischen Ultraschallschwinger und Transporteinrichtung ermöglicht. Die Transporteinrichtung umfasst vor- zugsweise eine oder mehrere aktiv und/oder passiv angetriebene Rollen bzw. Walzen. Gemäß einer Alternative ist eine Abzugseinrichtung stromab- wärts des Ultraschallschwingers vorgesehen, wobei der Ober- oder der Un- terseite des Ultraschallschwingers eine Gegenplatte zugeordnet ist, um eine oder mehrere Materialbahnen zwischen dem als Arbeitswerkzeug fungieren- den Ultraschallschwinger und der Gegenplatte hindurchzuführen. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines wie vorbeschriebenen Ultraschallschwingers für eine oder in einer wie vorbeschriebenen Vorrich- tung. Gleichfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer wie vorbe- schriebenen Vorrichtung, wobei diese zum Verbinden mindestens zweier Ma- terialbahnen, zum Verfestigen, zum Trocknen, zum Prägen oder Glätten min- destens einer Materialbahn, zum Erwärmen, zum Filtern, zum Stofftrennen, zum Klärschlammreinigen und/oder zum Umwandeln von mechanischer in elektrische Energie, insbesondere mittels Piezowandlern, eingesetzt wird.
11 UMG-10429a-22 12.10.2023 Ein erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine sich flächig erstreckende Gesamtbahn aus mehreren Materialbahnen mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung miteinander verbunden werden. Dies ge- schieht vorzugsweise mittels eines kontinuierlichen Transports der Gesamt- bahn durch die Vorrichtung in Längenrichtung des Ultraschallschwingers. Die Längenrichtung des Ultraschallschwingers entspricht also der Transportrich- tung der Gesamtbahn. Beispielsweise wird ein Kleber, flächig oder nur be- reichsweise, vorteilhafterweise in einem Muster, auf eine der Materialbahnen aufgebracht, woraufhin die Gesamtbahn zwischen der Unter- oder Oberseite des Ultraschallschwingers und einem pressenden Gegenwerkzeug, insbe- sondere aktiv oder passiv angetriebenen Rollen bzw. Walzen, hindurchge- führt wird. Bei passiven, dem Ultraschallschwinger gegenüber angeordneten Rollen oder Walzen kann die Gesamtmaterialbahn beispielsweise von strom- abwärtigen Abzugsrollen durch die Vorrichtung gezogen werden. Durch den hohen Energieeintrag einschließlich der großen Schwingungsamplitude, die durch den Ultraschallschwinger einkoppelbar sind, wird der Kleber in optima- ler Weise geschmolzen und die Materialbahnen durch den Druck zu einer Gesamtbahn miteinander verbunden. Je länger der Ultraschallschwinger (d.h. je länger der Transportweg entlang des Ultraschallschwingers ausgebil- det ist), desto größer ist die Arbeitslänge und umso gleichmäßiger und zuver- lässiger kann die Verbindung der Materialbahnen erfolgen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert, wobei für Merkmale, die gleich ausgestaltet sind und/oder gleich wirken, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Es zeigen:
12 UMG-10429a-22 12.10.2023 Fig.1a-1c eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Vorderansicht ei- ner ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultra- schallschwingers; Fig.2 eine Vorderansicht des Ultraschallschwingers der Fig.1 mit an- geschlossenen Ultraschall-Erregungseinrichtungen; Fig.3a, 3b eine simulierte Dickenschwingung einer zweiten Ausführungs- form eines Ultraschallschwingers zu einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt; Fig.4a, 4b eine simulierte Dickenschwingung einer dritten Ausführungs- form eines Ultraschallschwingers zu einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt; Fig.5a-5c eine Draufsicht, eine Seitenansicht und eine Vorderansicht ei- ner vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultra- schallschwingers; Fig.6 eine Vorderansicht des Ultraschallschwingers der Fig.5 mit an- geschlossenen Ultraschall-Erregungseinrichtungen; Fig.7a-7d eine Draufsicht, eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine perspektivische Draufsicht einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers; Fig.8a, 8b eine simulierte Dickenschwingung einer sechsten Ausführungs- form eines Ultraschallschwingers zu einem ersten und einem zweiten Zeitpunkt;
13 UMG-10429a-22 12.10.2023 Fig.9a, 9b eine simulierte Dickenschwingung der sechsten Ausführungs- form gemäß der Fig.8a, 8b zu zwei Zeitpunkten, dargestellt mit einem angeschlossenen Booster; Fig.10 eine Draufsicht auf eine siebte Ausführungsform eines Ultra- schallschwingers; Fig.11 eine Draufsicht auf eine achte Ausführungsform eines Ultra- schallschwingers; Fig.12 eine Draufsicht auf eine neunte Ausführungsform eines Ultra- schallschwingers; Fig.13 eine Seitenansicht des Ultraschallschwingers der Fig.1 mit un- terseitig angeordneten Werkzeugen und stromabwärts angeord- neten Abzugsrollen; Fig.14 eine Seitenansicht des Ultraschallschwingers der Fig.7 mit un- terseitig angeordneten Transportrollen, und Fig.15 eine Seitenansicht des Ultraschallschwingers der Fig.7 mit un- terseitig angeordneter Gegendruckplatte und stromabwärts an- geordneten Abzugsrollen. In den Fig.1a-1c ist ein erfindungsgemäßer Ultraschallschwinger 1 in Drauf- sicht, Seitenansicht und Vorderansicht dargestellt. Der Ultraschallschwinger 1 ist aus einem Stück Metall in Form eines Quaders hergestellt, vorzugs- weise aus Aluminium und gemäß vorteilhafter Alternativen aus Stahl oder Ti- tan. Er weist keine Schlitze oder vollständig umschlossene Ausnehmungen auf, die im Stand der Technik insbesondere zur Unterdrückung von Transver- salwellen eingesetzt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Ultraschallschwin-
14 UMG-10429a-22 12.10.2023 ger 1 treten jedoch in dieser Hinsicht aufgrund seines grundsätzlichen an- dersartigen geometrischen Aufbaus, insbesondere der Abstimmung der Di- cke auf die halbe Wellenlänge ^/2, keine das Schwingungsverhalten stören- den Transversalwellen auf. Der Ultraschallschwinger 1 weist eine Dicke D in Dickenrichtung DR, eine Länge L in Längenrichtung LR und eine Breite B in Breitenrichtung BR auf. Vorliegend beträgt die Dicke D des in der Fig.1 dargestellten Ultraschall- schwingers 1 ^/2 und die Länge L 2* ^. Allgemein beträgt gemäß der Erfin- dung die Dicke D m* ^/2, mit m als einer natürlichen ungeraden Zahl, und die Länge (L) n* ^/2, mit n als einer natürlichen Zahl größer oder gleich 2. Die Breite B des Ultraschallschwingers 1 der Fig.1 liegt bei 9/2* ^. Die genannte Wellenlänge ^ wird hierbei in Längenrichtung LR des Ultraschallschwingers 1 betrachtet. ^ ist hierbei die Wellenlänge, bei welcher der Ultraschallschwin- ger 1 – bei entsprechender Anregung – harmonisch in Form einer Longitudi- nalwelle zu schwingen vermag, die sich als Dickenschwingungen widerspie- geln (s. hierzu auch weiter unten). Alle Maße des Ultraschallschwingers 1 der Fig.1 sind nach dem Vorgesag- ten auf die halbe Wellenlänge ^/2 oder ein Vielfaches von ^/2 ausgelegt, nämlich die Dicke D auf ^/2, die Länge L auf 2* ^ und die Breite B auf 9/2* ^. Die besagte Wellenlänge ^ beträgt vorzugsweise zwischen 180 mm und 240 mm, so dass also ^/2 zwischen 90 und 120 mm liegt. Die Breite B des Ultra- schallschwingers beläuft sich vorteilhafterweise auf mindestens 100 mm, vor- zugsweise mindestens 500 mm, beispielsweise mindestens 1000 mm oder mindestens 2000 mm. Die Fig.2 zeigt eine Vorrichtung 50 mit einem Ultraschallschwinger 1 und ei- nem mit Ultraschallschwinger 1 verbundenen Ultraschallkonverter 12, der seinerseits an eine Spannungsversorgung 10 angeschlossen ist. Weiterhin
15 UMG-10429a-22 12.10.2023 ist vorliegend ein Booster 14 zwischen den Ultraschallkonverter 12 und den Ultraschallschwinger 1 geschaltet, um die vom Konverter 12 bereitgestellte Amplitude zu verstärken und sie an den Ultraschallschwinger 1 weiterzulei- ten. Ein solcher Booster 14 ist allerdings nicht zwingend vorhanden. Die Anregungsfrequenz wird vorteilhafterweise im Bereich zwischen 19 und 22 kHz gewählt für eine Wellenlänge ^ im Bereich von 90 und 120 mm und zwar so, dass sich die erfindungsgemäßen harmonischen Schwingungen einstellen. Der Booster 14 ist hierbei an der Anschlussstelle 14a am Ultraschallschwin- ger 1 angekoppelt (s.a. Fig.1a), die von dessen Längsrand 1a (d.h. dem sich in Längenrichtung LR erstreckenden Rand des Ultraschallschwingers 1) ^/2 und von dessen Breitenrand 1b (d.h. dem sich in Breitenrichtung BR erstre- ckenden Rand des Ultraschallschwingers 1) ^ beabstandet ist. Allgemein ist der Abstand der Anschlussstelle 14a zum Breitenrand und zum Längenrand jeweils mit ^/4 oder einem Vielfachen davon gewählt. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung 50 lediglich einen einzigen Ultra- schallkonverter 12, der demgemäß – hier über den Booster 14 – an die Ober- seite des Ultraschallschwingers 1, alternativ an dessen Unterseite, angekop- pelt ist. Die erfindungsgemäßen Ultraschallschwinger 1 schwingen in Form von Di- ckenschwingungen mit über die Länge L des Ultraschallschwingers 1 im We- sentlichen in Breitenrichtung BR konstanten Schwingungsamplituden. Diese Schwingungsmerkmale sind beispielsweise in den Fig.3a und 3b zu sehen, bei denen in einer dreidimensionalen Computer-Simulation die Dicken- schwingungen einer zweiten Ausführungsform eines Ultraschallschwingers 1 zu zwei verschiedenen Zeitpunkten dargestellt sind. Bei dieser Simulation wurde die Dicke D des Ultraschallschwingers 1 mit ^/2, die Länge mit 9/2* ^
16 UMG-10429a-22 12.10.2023 und die Breite mit 2* ^ + 5% angesetzt. Wie aus den Fig.3a und 3b zu sehen ist, sind in Breitenrichtung BR keine Schwingungsknoten vorhanden; die Schwingungsamplitude ist bei jedem Längenabschnitt (entlang der Längen- richtung LR) in Breitenrichtung BR im Wesentlichen gleich groß. Die Anzahl der Schwingungen in Längenrichtung LR beträgt in Übereinstimmung mit der gewählten Länge L des Ultraschallschwingers 4,5* ^ bzw.9/2* ^. In den Fig.4a und 4b ist in einer rechnerischen Simulation eine dritte Ausfüh- rungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers 1 mit einer Dicke von ^/2, einer Länge L von 3/2* ^ und einer Breite von 9/2* ^ dargestellt. Auch hier ist – beispielhaft anhand zweier unterschiedlicher Zeitpunkte – zu sehen, dass bei einer Anregung des Ultraschallschwingers in Längenrichtung LR Di- ckenschwingungen, die auch als sich in Längenrichtung LR erstreckende harmonische Longitudinalwellen bezeichnet werden, angeregt werden, bei denen die jeweilige Amplitude in Breitenrichtung BR im Wesentlichen kon- stant sind. Eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwin- gers 1 ist in den Fig.5a-5c dargestellt. Dieser Ultraschallschwinger 1 weist einen ersten und einen zweiten Quaderabschnitt 2, 3 auf, die an ihren einan- der zugewandten Breitseiten 2a, 3a einstückig aneinander angrenzen und je- weils eine Breite B2 bzw. B3 aufweisen. Diese beiden Breiten B2 und B3 be- tragen vorliegend jeweils 9/4* ^ (allgemein: (n* ^/2 + ^/4) mit n als einer natürli- chen Zahl). Die Besonderheit ist hier, dass die beiden Quaderabschnitte 2, 3 in Breitenrichtung BR zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die in Brei- tenrichtung BR jeweils überstehenden Quaderteilabschnitte 2‘, 3‘ eine Breite B2, B3 von ^/4 (allgemein: m* ^/4 mit m als einer natürlichen ungeraden Zahl) aufweisen. Die beiden Breiten B2, B3 müssen hierbei nicht identisch sein, sind es aber vorliegend. Die Gesamtbreite B des Ultraschallschwingers 1 be- trägt demnach 5/2* ^. Die Länge der beiden Quaderabschnitte 2, 3 beträgt je- weils ^/2, sodass die Länge L des Ultraschallschwingers 1 ^ beträgt.
17 UMG-10429a-22 12.10.2023 In der Fig.6 ist, ähnlich der Fig.2, eine Ankopplung eines mit einer Span- nungsquelle 10 verbundenen Ultraschallkonverters 12, unter Zwischenschal- tung eines Boosters 14, an einer Anschlussstelle 14a des Ultraschallkonver- ters 1 dargestellt. Die Anschlussstelle 14a ist 3/4* ^ von dem Längsrand des Quaderabschnitts 2 entfernt. Der gewählte Abstand der Anschlussstelle 14a zum Breitenrand und zum Längenrand beträgt jeweils ^/4 oder ein Vielfaches davon. In den Fig.7a-7d ist eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers 101 dargestellt. Hierbei sind zwei Blockabschnitte 8 in Längenrichtung LR hintereinander angeordnet, wobei jeder Bockabschnitt 8 aus einem Ultraschallschwinger 1 gemäß der Fig.6 mit jeweils zwei Quader- abschnitten 2, 3 besteht. Zwei solcher Blockabschnitte 8 schließen bei der Ausführungsform der Fig.6 in Längenrichtung LR aneinander an. Auch der Ultraschallschwinger 101 gemäß der Fig.7 weist das erfindungsgemäße Schwingungsverhalten in Dickenrichtung vor, also insbesondere die Abwe- senheit von Schwingungsknoten in Breitenrichtung BR. In den Fig.8a und 8b sind, wiederum in einer dreidimensionalen Computer- Simulation, die Dickenschwingungen einer sechsten Ausführungsform eines Ultraschallschwingers 101 zu zwei verschiedenen Zeitpunkten dargestellt. Der Ultraschallschwinger 101 der Fig.8 ist prinzipiell so aufgebaut wie derje- nige der Fig.7, d.h. er besteht ebenfalls aus zwei Blockabschnitten 8. Bei diesem Ultraschallschwinger 101 wurde die Dicke D mit ^/2, die Länge L mit 2* ^ und die Breite B mit 9/2* ^ angesetzt. Wie schon bei den Ausführungsfor- men der Fig.3 und 4, sind in den Fig.8a und 8b in Breitenrichtung BR keine Schwingungsknoten vorhanden, d.h. die Schwingungsamplitude ist an jeder Stelle entlang der Längenrichtung LR in Breitenrichtung BR im Wesentlichen gleich groß. Die Anzahl der Schwingungen in Längenrichtung LR beträgt ent- sprechend der gewählten Länge L des Ultraschallschwingers 2* ^.
18 UMG-10429a-22 12.10.2023 In den Fig.9a und 9b ist in einer leicht perspektivischen Ansicht der Ultra- schallschwinger 101 der Fig.8a und 8b mit einem angeschlossenen Booster 14 dargestellt. Es ist erkennbar, dass der Booster 14 an einer Anschluss- stelle 14a des Ultraschallschwingers 101 ansetzt, welcher die maximale Schwingungsamplitude besitzt (vgl. Fig.9a und Fig.9b). In den Fig.10-12 sind eine siebte, achte und neunte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers 201 dargestellt. Die siebte Aus- führungsform der Fig.10 besteht aus zwei gleichen, in Längenrichtung LR aufeinander folgenden und in Breitenrichtung BR miteinander verbundenen Blockabschnitten 8, wobei jeder Blockabschnitt 8 seinerseits aus zwei Qua- derabschnitten 2, 3 aufgebaut ist (vgl. Fig.7). Der Unterschied zu der Aus- führungsform der Fig.7 besteht darin, dass die beiden Quaderabschnitte 2, 3 jeweils eine Breite B4, B5 von n* ^/2 besitzen, mit n als einer natürlichen Zahl, wobei der Quaderabschnitt 3 den angrenzenden Quaderabschnitt 2 an sei- nen beiden Enden in Breitenrichtung um jeweils einen Quaderteilabschnitt 3‘ der Breite ^/4 (allgemein m* ^/4 mit m als einer natürlichen ungeraden Zahl) überragt. Die Länge jedes Quaderabschnitts 2, 3 beträgt ^/2 und somit die Länge des Ultraschallschwingers 201 insgesamt 2* ^, während seine Breite B der Breite B5 entspricht und somit 7/2* ^ beträgt. Die Dicke D des Ultraschallschwingers 201 ist beispielsweise ^/2, was bevorzugt ist, oder 3/2* ^. Ein erfindungsgemäßer, vorliegend nicht dargestellter Ultraschallschwinger kann auch nur aus einem Blockabschnitt 8, wie er in Fig.10 dargestellt ist, bestehen. Die achte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwingers 201 gemäß der Fig.11 weist drei Quaderabschnitte 3, 2, 3 auf, wobei der – in Längenrichtung LR gesehen – vordere und hintere Quaderabschnitt 3
19 UMG-10429a-22 12.10.2023 identisch ausgebildet sind. Diese beiden Quaderabschnitte 3 überragen den mittleren Quaderabschnitt 2 an ihren jeweiligen beiden Enden in Breitenrich- tung BR um jeweils einen Quaderteilabschnitt 3‘ der Breite ^/4 (allgemein m* ^/4 mit m als einer natürlichen ungeraden Zahl). Die Länge jedes Quader- abschnitts 2, 3 beträgt vorliegend ^/2 und somit die Länge des Ultraschall- schwingers 201 insgesamt 3/2* ^, während seine Breite B insgesamt 7/2* ^ be- trägt. Die Dicke D des Ultraschallschwingers 201 ist beispielsweise ^/2 oder 3/2* ^. Die neunte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallschwin- gers 201 gemäß der Fig.12 weist ebenfalls drei einstückig aneinander an- grenzende Quaderabschnitte 2, 3, 2 auf, wobei der – in Längenrichtung LR gesehen – vordere und hintere Quaderabschnitt 2 identisch ausgebildet sind. Der mittlere Quaderabschnitt 3 überragt hierbei an seinen jeweiligen beiden Enden die beiden Quaderabschnitte 2 in Breitenrichtung BR um jeweils einen Quaderteilabschnitt 3‘ der Breite ^/4 (allgemein: m* ^/4 mit m als einer natürli- chen ungeraden Zahl). Die Länge jedes Quaderteilabschnitts 2, 3 beträgt vorliegend ^/2 und somit die Länge des Ultraschallschwingers 201 insgesamt 3/2* ^, während seine Breite B insgesamt 7/2* ^ beträgt. Die Dicke D des Ultra- schallschwingers 201 ist beispielsweise ^/2 oder 3/2* ^. In der Fig.13 ist ein mit einem Ultraschallkonverter 12 verbundener Ultra- schallschwinger 1, der vorliegend gemäß der Fig.1 ausgebildet ist, gegen- über zwei ortsfesten Werkzeugen 26 angeordnet (Spannungsquelle 10 und ggf. Booster 14 sind nicht wiedergegeben), wobei dieses Werkzeug 26 bei- spielsweise in einem Prägewerkzeug, einem Stempel, einem Erosionswerk- zeug oder einer oder mehreren Schweißspitzen oder -kanten endet. Vorlie- gend ist das freie Ende jedes der beiden Werkzeuge 26 als Stempel 27 aus- gebildet und der Unterseite des Ultraschallschwingers 1 zugewandt. Eine Materialbahn M wird in Transportrichtung T zwischen dem Ultraschallschwin-
20 UMG-10429a-22 12.10.2023 ger 1 und den beiden Werkzeugen 26 hindurchgeführt, dort mittels der Stem- pel 27 bearbeitet und von einem stromabwärts angeordneten Abzugsrollen- paar 24 aus dieser Arbeitszone abgezogen. Mittels des Abzugsrollenpaars 24 wird auch die Führung der Materialbahn M entlang der gesamten Vorrich- tung 50 realisiert. In der Fig.14 ist eine Vorrichtung 50 zum Verbinden zweier Materialbahnen M1 und M2 gezeigt. Ein erfindungsgemäßer Ultraschallschwinger 101, der vorliegend gemäß der Fig.7 ausgebildet ist, wird (mittels eines nicht gezeig- ten Ultraschallkonverters 12) zum Schwingen in Dickenrichtung angeregt, wie es beispielsweise in den Fig.3a, 3b gezeigt ist. Als Gegenwerkzeug ist vorliegend eine Transporteinrichtung 20, bestehend aus vier in Transportrich- tung T hintereinander angeordneten Transportrollen 20a, vorgesehen, die zwei Funktionen übernehmen. Zum einen versetzt der Ultraschallschwinger 101 an jeder Transportrolle 20a und unter Einwirkung von deren Gegendruck die beiden Materialbahnen M1, M2 in Schwingungen und verschweißt sie miteinander; zum anderen dienen die Transportrollen 20a zum aktiven Hin- durchführen der beiden Materialbahnen M1, M2 und der resultierenden Ge- samtbahn GM. In der Fig.15 bildet eine Gegenplatte 22 ein Werkzeug, das sich über die ge- samte Länge des Ultraschallschwingers 101 erstreckt, der vorliegend ent- sprechend der Ausführungsform der Fig.7 ausgebildet ist. In der Gegen- platte 22 können auch Löcher vorhanden sein (Lochblech), damit Dampf oder Flüssigkeiten aus dem Raum zwischen dem Ultraschallschwinger 101 und der Gegenplatte 22 entweichen kann. Somit können zwei übereinander zugeführte Materialbahnen M1, M2 über eine sehr große Länge miteinander zu einer Gesamtbahn GM verschweißt werden, die vorliegend wiederum mit einem Abzugsrollenpaar 24 abgezogen werden.
21 UMG-10429a-22 12.10.2023 Entsprechend ausgerüstete erfindungsgemäße Vorrichtungen lassen sich insbesondere zum Verbinden mindestens zweier Materialbahnen, zum Ver- festigen, zum Trocknen, insbesondere zum Trocknen von Leim oder Kleber, zum Prägen oder Glätten mindestens einer Materialbahn, zum Erwärmen, Filtern, Stofftrennen, zur Auftrennung von chemischen Verbindungen, zum Klärschlammreinigen, zur Klärschlammauftrennung, und zum Umwandeln von mechanischer in elektrische Energie, insbesondere mittels Piezowand- lern, einsetzen.
1 UMG-10429a-22 October 12, 2023 Ultrasonic vibrator, device with and use of an ultrasonic vibrator and corresponding methods The present invention relates to an ultrasonic vibrator for generating high-frequency vibrations, wherein the ultrasonic vibrator is formed in one piece and in the shape of a plate with a thickness in the thickness direction, a length in the length direction and a width in the width direction. The invention also relates to a device with such an ultrasonic vibrator and its use and corresponding methods. To date, plate-shaped ultrasonic vibrators have primarily been known for use in cleaning devices. Here, a plate-shaped ultrasonic vibrator is immersed vertically in a cleaning bath, with a large number of ultrasonic converters attached to its flat back, facing away from the cleaning bath. These set the ultrasonic vibrator into non-harmonic vibrations, which are transferred to the water. The permanently generated overpressure and underpressure in the water creates very small air bubbles that swell to many times their original diameter until they burst and release energy that, for example, removes dirt from surfaces. The well-known plate-shaped ultrasonic cleaning oscillators, which mainly work with surface waves, are all tuned to a quarter of their harmonic wavelength ^/4 in order to optimize the coupling to the cleaning medium, usually water or predominantly water. The dimensions of well-known ultrasonic oscillators are chosen so that their length and width are significantly larger than their thickness. However, due to their design, the well-known ultrasonic oscillators can only be used to a very limited extent. 2 UMG-10429a-22 October 12, 2023 The object of the present invention is to provide a plate-shaped ultrasonic oscillator with which new fields of application can be opened up. Corresponding devices with such an ultrasonic oscillator, uses and methods are also sought. The object is solved by an ultrasonic oscillator with the features of the independent patent claims. The features of the other independent claims also solve the problem posed. An ultrasonic oscillator is proposed, the thickness of the ultrasonic oscillator is m * ^/2, with m as a natural odd number, and the length of which is n * ^/2, with n as a natural number ≥ 2. When appropriately excited from the outside by means of an ultrasonic converter which introduces high-frequency mechanical vibrations into the ultrasonic oscillator, the ultrasonic oscillator according to the invention oscillates in the form of a thickness oscillation or several thickness oscillations following one another in the length direction of the ultrasonic oscillator, the thickness oscillations measured in the length direction of the ultrasonic oscillator having the wavelength ^. In particular, the ultrasonic oscillator according to the invention is characterized in that the oscillation amplitudes in the width direction are essentially constant over its length. This results in a wave extending across the width of the ultrasonic oscillator with a constant oscillation amplitude in the width direction, which extends sinusoidally in the length direction and which is characterized by an expansion and contraction in the local thickness of the ultrasonic oscillator. In other words, there is no alternating wave crests and troughs along a line in the width direction of the ultrasonic oscillator, but along the said line there is essentially a common 3 UMG-10429a-22 10/12/2023 wavefront. This makes it possible to achieve a more uniform energy transfer with a higher amplitude to, for example, media to be processed, which are guided past the ultrasonic oscillator in the length direction of the ultrasonic oscillator, for example. The present invention thus proposes for the first time to tune a plate-shaped ultrasonic oscillator in at least its thickness and length to a wavelength at which it oscillates sinusoidally in the form of thickness oscillations, with one or more thickness oscillations (then following one another in the length direction) occurring. In this way, surprisingly high energies can be derived from the ultrasonic oscillator, which opens up a multitude of new application possibilities. The term "one-piece" is understood here to mean a coherent unit that is not created by bonding two or more parts together, but is manufactured as a single piece, in particular by milling from a single block of a suitable metal. The ultrasonic oscillator according to the invention advantageously has a uniform thickness of ^/2. In this case, no knots are formed across the thickness of the ultrasonic oscillator, which is preferred for many applications. The ultrasonic oscillator according to the invention particularly preferably has a width of n * ^/4, where n is a natural number. It has been found that with such a choice, the thickness oscillations and the constant oscillation amplitudes in width directions can be optimized. According to further advantageous embodiments, the width of the ultrasonic oscillator is n* ^/2, where n is a natural number and preferably a 4 UMG-10429a-22 October 12, 2023 is a natural odd number. According to such an embodiment, the width of the ultrasonic oscillator is advantageously 1/2* ^ or ^ or 3/2 * ^ or 2 * ^ or 5/2 * ^ or 3 * ^ etc. and preferably 3/2 * ^ or 5/2 * ^ or 7/2 * ^ or 9/2 * ^ ^etc. In particular, with an exact adjustment of the width of the ultrasonic oscillator, it has been shown that almost pure longitudinal waves are generated in the direction of the length direction or the length extension of the ultrasonic oscillator. In certain embodiments, it has proven advantageous that the width of the ultrasonic oscillator according to the invention is at least ^. In certain embodiments which have proven advantageous, the length of the ultrasonic oscillator according to the invention is k* ^/2, where k is a natural even number greater than or equal to 2. The length in these cases is therefore ^ or 2 * ^ or 3 * ^ etc. It has been shown with such a choice that very uniform sine waves can be obtained in the direction of the length of the ultrasonic oscillator. But even with a length of 3/2* ^, 5/2* ^, 7/2* ^, 9/2* ^, i.e. if n is a natural odd number in the formula n* ^/2 for the length of the ultrasonic oscillator, the effect according to the invention can be achieved, namely that essentially constant oscillation amplitudes can be observed in the width direction over the length of the ultrasonic oscillator. In both cases, the sine waves are superimposed by very little to no amplitude fluctuations in the width direction. The ultrasonic oscillator according to the invention is particularly preferably designed to be homogeneous throughout and in particular has no slots or completely enclosed recesses. This achieves a uniform oscillation excitation of the ultrasonic oscillator. 5 UMG-10429a-22 10/12/2023 The prior art includes plate oscillators in the form of welding sonotrodes, in which only longitudinal waves are to be conducted out of the ultrasonic oscillator. Transverse waves are to be suppressed by the previously known recesses and/or slots. The prior art results in plate-shaped welding sonotrodes that oscillate back and forth in a flat manner as a whole, so that no oscillations build up across the plate itself. In the present invention, longitudinal waves are also desired, but no slots or recesses are necessary. Rather, longitudinal oscillations build up in the ultrasonic oscillators according to the invention that extend across the entire plate, so that a flat back and forth oscillation of the ultrasonic oscillator as a whole does not occur. For all embodiments according to the invention, it has been found to be advantageous that half the wavelength, i.e. ^/2, is in the range between 90 and 120 mm. The excitation frequency for such wavelengths is preferably in the range of 19 to 22 kHz, whereby finding the appropriate excitation frequency cannot be calculated strictly from the formula (frequency = speed of light / wavelength), but must be determined experimentally or by prior simulation. For a smaller wavelength ^, a higher excitation frequency must be selected in order to set the ultrasonic oscillator into harmonic oscillations. For ^/2 in the range of 80 mm, the excitation frequency is, for example, roughly 30 kHz, and for ^/2 in the range of 50 mm, roughly 35 kHz. An advantageous width of the ultrasonic oscillator according to the invention is at least 100 mm and preferably at least 500 mm. Larger widths are easily possible, for example those of at least 1000 mm or 2000 mm or 3000 mm or even wider. Even at these very large widths, the excitation 6 UMG-10429a-22 10/12/2023 an ultrasonic oscillator according to the invention with high oscillation amplitudes has been realized. The advantageous lengths of the ultrasonic oscillator according to the invention are also in the range of several hundred to several thousand millimeters. It has proven to be advantageous if, for smaller wavelengths ^, the external dimensions of the ultrasonic oscillator are also chosen to be smaller than for larger wavelengths ^ in order to generate optimal excitation of the ultrasonic oscillator for harmonic oscillation in the longitudinal direction. According to advantageous embodiments, the ultrasonic oscillator according to the invention is cuboid-shaped. It has been shown that with this simple geometric design, ultrasonic oscillators with harmonic longitudinal waves with an oscillation amplitude that is constant in the width direction and sinusoidally extending in the length direction are possible, with which it is possible to decouple the energy of the longitudinal waves from the ultrasonic oscillator. According to other embodiments, it is advantageous if the one-piece ultrasonic oscillator comprises at least a first and a second cuboid section, wherein these two cuboid sections adjoin one another on their width sides and each have a width that is a multiple of ^/2. These two cuboid sections are arranged offset from one another in the width direction, whereby the first cuboid section on one side - viewed in the width direction - projects one cuboid section beyond the second cuboid section. On the other side of the ultrasonic oscillator - also viewed in its width direction - the relationships are reversed, ie the second cuboid section projects beyond the first cuboid section. In this case, the cuboid sections that project in the width direction each have 7 UMG-10429a-22 10/12/2023 cuboid sections have a width of ^/4 or an odd multiple of ^/4. Surprisingly, it has been found that with such a design, the oscillation peaks and oscillation valleys of longitudinal oscillations of one cuboid section excited in the length direction of the ultrasonic oscillator - seen across the width of the ultrasonic oscillator - can be largely or completely aligned with the corresponding oscillation peaks and oscillation valleys of the other cuboid section. A largely uniform sinusoidal wave front is therefore built up in the length direction of the ultrasonic oscillator across its width. Preferably, the at least two cuboid sections are the same width, so that the two cuboid sections that protrude beyond the first and second cuboid sections are also the same width. The width of the two cuboid sections is preferably ^/4 each. According to an alternative to a widthwise offset arrangement of the cuboid sections - with the ultrasonic oscillator otherwise being designed the same - one of the two cuboid sections projects beyond the adjacent cuboid section at both ends in the width direction by one cuboid section each. The two cuboid sections of the cuboid sections projecting in the width direction have a width of ^/4 or an odd multiple of ^/4. The advantage of the uniform wave pattern across the width of the ultrasonic oscillator, which arises in the previously described embodiment, is also realized in this embodiment. The length of each cuboid section is advantageously ^/2 or a multiple of ^/2. This design enables precise coordination of the vibration waves propagating in the length direction of the ultrasonic oscillator. 8 UMG-10429a-22 October 12, 2023 It is also preferred that the at least two cuboid sections are of equal length. According to a further development of the embodiments described above, the ultrasonic oscillator consists of several block sections that adjoin one another in the length direction, each block section being formed from at least two of the aforementioned cuboid sections. This measure achieves a greater working length, for example when guiding material webs to be processed with the ultrasonic oscillator along the length direction of the ultrasonic oscillator. A preferred material for the ultrasonic oscillator according to the invention is aluminum. The one-piece plate-shaped ultrasonic oscillator is then preferably milled out of a single aluminum block. Alternative materials for the ultrasonic oscillator are steel, a steel alloy or titanium. Here, too, the ultrasonic oscillator is preferably manufactured by milling. The invention also relates to a device for generating high-frequency vibrations with at least one ultrasonic converter and an ultrasonic oscillator, as described above, wherein the ultrasonic oscillator is connected to the at least one ultrasonic converter. The ultrasonic converter can be designed in particular as an electromechanical (e.g. piezoelectric or magnetostrictive) energy converter. The ultrasonic oscillator can then be used in particular as an ultrasonic tool. The converter serves to transform electrical alternating voltages into mechanical alternating strains and in this way to excite structural vibrations in the mechanically coupled ultrasonic oscillator, which then transmits its vibrations to a workpiece connected to it. 9 UMG-10429a-22 October 12, 2023 It is also advantageous to place a so-called booster between the ultrasonic converter and the ultrasonic oscillator, with which an amplitude translation from the ultrasonic converter to the ultrasonic oscillator can be achieved. Both ultrasonic converters and boosters are widely known from the prior art. It is particularly advantageous for the at least one ultrasonic converter to be coupled to the at least one ultrasonic oscillator from the top or bottom. The ultrasonic converter is preferably coupled in a vibration node (which becomes an antinode after half an oscillation) of the ultrasonic oscillator in order to achieve optimal energy input. The at least one ultrasonic converter is preferably coupled to the ultrasonic converter at a distance of ^/4 or a multiple of ^/4 from the width edge running in the width direction and also from the length edge of the ultrasonic oscillator running in the length direction. It has been shown that such a connection point for the ultrasonic converter to the ultrasonic oscillator enables optimal vibration excitation. At a distance of ^/4 from the width edge or a multiple of ^/4, the ultrasonic converter couples to a point on the ultrasonic oscillator that oscillates with a maximum deflection amplitude. It is particularly preferred that only a single ultrasonic converter is coupled to the ultrasonic oscillator from the top or bottom for the purpose of exciting the longitudinal waves mentioned. Such a design is in particular in contrast to cleaning oscillators in which a large number of ultrasonic converters are coupled to one side of the ultrasonic oscillator, usually on the side facing away from the cleaning bath. 10 UMG-10429a-22 October 12, 2023 According to advantageous embodiments, the at least one ultrasonic oscillator is coupled to a device that oscillates in the thickness direction of the ultrasonic oscillator, wherein this device can be an embossing tool, a stamp or an erosion tool. Due to the high amplitudes that can be achieved by means of the invention and the high energy output to a workpiece to be processed, a high level of efficiency can be achieved by means of a device designed in this way. For the processing of flat workpieces such as material webs, a transport device is preferably assigned to the bottom or top of the at least one ultrasonic oscillator, which enables at least one material web to be passed through the device and in particular a passage between the ultrasonic oscillator and the transport device. The transport device preferably comprises one or more actively and/or passively driven rollers or cylinders. According to an alternative, a removal device is provided downstream of the ultrasonic oscillator, with a counter plate being assigned to the top or bottom of the ultrasonic oscillator in order to guide one or more material webs between the ultrasonic oscillator acting as a working tool and the counter plate. The invention further relates to the use of an ultrasonic oscillator as described above for or in a device as described above. The invention also relates to a method for operating a device as described above, which is used for joining at least two material webs, for solidifying, for drying, for embossing or smoothing at least one material web, for heating, for filtering, for separating material, for cleaning sewage sludge and/or for converting mechanical energy into electrical energy, in particular by means of piezoelectric transducers. 11 UMG-10429a-22 October 12, 2023 A method according to the invention is characterized in that a flatly extending overall web made up of several material webs is connected to one another by means of a device according to the invention. This is preferably done by means of a continuous transport of the entire web through the device in the length direction of the ultrasonic vibrator. The length direction of the ultrasonic vibrator therefore corresponds to the transport direction of the entire web. For example, an adhesive is applied to one of the material webs, either flatly or only in regions, advantageously in a pattern, whereupon the entire web is passed between the bottom or top of the ultrasonic vibrator and a pressing counter tool, in particular actively or passively driven rollers or cylinders. In the case of passive rollers or cylinders arranged opposite the ultrasonic vibrator, the entire material web can, for example, be pulled through the device by downstream take-off rollers. Due to the high energy input including the large vibration amplitude that can be coupled in by the ultrasonic oscillator, the adhesive is melted in an optimal manner and the material webs are connected to one another by pressure to form a complete web. The longer the ultrasonic oscillator (i.e. the longer the transport path along the ultrasonic oscillator), the greater the working length and the more evenly and reliably the material webs can be connected. Advantageous further developments are characterized by the features of the subclaims. The invention is explained in more detail below with reference to figures, whereby the same reference numerals are used for features that are designed in the same way and/or have the same effect. They show: 12 UMG-10429a-22 10/12/2023 Fig.1a-1c a top view, a side view and a front view of a first embodiment of an ultrasonic vibrator according to the invention; Fig.2 a front view of the ultrasonic vibrator of Fig.1 with connected ultrasonic excitation devices; Fig.3a, 3b a simulated thickness oscillation of a second embodiment of an ultrasonic vibrator at a first and a second point in time; Fig.4a, 4b a simulated thickness oscillation of a third embodiment of an ultrasonic vibrator at a first and a second point in time; Fig.5a-5c a top view, a side view and a front view of a fourth embodiment of an ultrasonic vibrator according to the invention; Fig.6 a front view of the ultrasonic vibrator of Fig.5 with connected ultrasonic excitation devices; Fig.7a-7d a top view, a side view, a front view and a perspective top view of a fifth embodiment of an ultrasonic vibrator according to the invention; Fig.8a, 8b a simulated thickness oscillation of a sixth embodiment of an ultrasonic oscillator at a first and a second time; 13 UMG-10429a-22 10/12/2023 Fig.9a, 9b a simulated thickness oscillation of the sixth embodiment according to Fig.8a, 8b at two points in time, shown with a connected booster; Fig.10 a plan view of a seventh embodiment of an ultrasonic oscillator; Fig.11 a plan view of an eighth embodiment of an ultrasonic oscillator; Fig.12 a plan view of a ninth embodiment of an ultrasonic oscillator; Fig.13 a side view of the ultrasonic oscillator of Fig.1 with tools arranged on the underside and take-off rollers arranged downstream; Fig.14 a side view of the ultrasonic oscillator of Fig.7 with transport rollers arranged on the underside, and Fig.15 a side view of the ultrasonic oscillator of Fig.7 with a counterpressure plate arranged on the underside and take-off rollers arranged downstream. In Fig. 1a-1c, an ultrasonic oscillator 1 according to the invention is shown in plan view, side view and front view. The ultrasonic oscillator 1 is made from a piece of metal in the form of a cuboid, preferably from aluminum and according to advantageous alternatives from steel or titanium. It has no slots or completely enclosed recesses, which are used in the prior art in particular to suppress transverse waves. In the ultrasonic oscillator 1 according to the invention, 14 UMG-10429a-22 10/12/2023 ger 1, however, in this respect, due to its fundamentally different geometric structure, in particular the adjustment of the thickness to half the wavelength ^/2, no transverse waves occur which disturb the vibration behavior. The ultrasonic vibrator 1 has a thickness D in the thickness direction DR, a length L in the length direction LR and a width B in the width direction BR. In the present case, the thickness D of the ultrasonic vibrator 1 shown in Fig.1 is 1 ^/2 and the length L 2 * ^. In general, according to the invention, the thickness D is m * ^/2, with m as a natural odd number, and the length (L) n * ^/2, with n as a natural number greater than or equal to 2. The width B of the ultrasonic vibrator 1 in Fig.1 is 9/2 * ^. The wavelength ^ mentioned is considered here in the length direction LR of the ultrasonic vibrator 1. ^ is the wavelength at which the ultrasonic oscillator 1 - when appropriately excited - is able to oscillate harmoniously in the form of a longitudinal wave, which is reflected as thickness oscillations (see also below). All dimensions of the ultrasonic oscillator 1 in Fig. 1 are designed according to the above for half the wavelength ^/2 or a multiple of ^/2, namely the thickness D to ^/2, the length L to 2 * ^ and the width B to 9/2 * ^. The said wavelength ^ is preferably between 180 mm and 240 mm, so that ^/2 is between 90 and 120 mm. The width B of the ultrasonic oscillator is advantageously at least 100 mm, preferably at least 500 mm, for example at least 1000 mm or at least 2000 mm. Fig.2 shows a device 50 with an ultrasonic oscillator 1 and an ultrasonic converter 12 connected to the ultrasonic oscillator 1, which in turn is connected to a power supply 10. Furthermore 15 UMG-10429a-22 12.10.2023 In the present case, a booster 14 is connected between the ultrasonic converter 12 and the ultrasonic oscillator 1 in order to amplify the amplitude provided by the converter 12 and to transmit it to the ultrasonic oscillator 1. However, such a booster 14 is not necessarily present. The excitation frequency is advantageously selected in the range between 19 and 22 kHz for a wavelength ^ in the range of 90 and 120 mm in such a way that the harmonic oscillations according to the invention are established. The booster 14 is coupled to the ultrasonic oscillator 1 at the connection point 14a (see also Fig. 1a), which is spaced from its longitudinal edge 1a (i.e. the edge of the ultrasonic oscillator 1 extending in the longitudinal direction LR) ^/2 and from its width edge 1b (i.e. the edge of the ultrasonic oscillator 1 extending in the width direction BR). In general, the distance of the connection point 14a to the width edge and to the length edge is each selected to be ^/4 or a multiple thereof. The device 50 preferably comprises only a single ultrasonic converter 12, which is accordingly coupled - here via the booster 14 - to the top of the ultrasonic oscillator 1, alternatively to its bottom. The ultrasonic oscillators 1 according to the invention oscillate in the form of thickness oscillations with oscillation amplitudes that are essentially constant in the width direction BR over the length L of the ultrasonic oscillator 1. These vibration characteristics can be seen, for example, in Fig.3a and 3b, in which the thickness vibrations of a second embodiment of an ultrasonic oscillator 1 are shown at two different points in time in a three-dimensional computer simulation. In this simulation, the thickness D of the ultrasonic oscillator 1 was given as ^/2, the length as 9/2* ^ 16 UMG-10429a-22 12.10.2023 and the width is set at 2 * ^ + 5%. As can be seen from Figs. 3a and 3b, there are no vibration nodes in the width direction BR; the vibration amplitude is essentially the same for each length section (along the length direction LR) in the width direction BR. The number of vibrations in the length direction LR is 4.5* ^ or 9/2* ^ in accordance with the selected length L of the ultrasonic vibrator. In Figs. 4a and 4b, a third embodiment of an ultrasonic vibrator 1 according to the invention with a thickness of ^/2, a length L of 3/2 * ^ and a width of 9/2 * ^ is shown in a computational simulation. Here too, it can be seen - using two different points in time as an example - that when the ultrasonic oscillator is excited in the length direction LR, thickness oscillations, which are also referred to as harmonic longitudinal waves extending in the length direction LR, are excited, in which the respective amplitude in the width direction BR is essentially constant. A fourth embodiment of an ultrasonic oscillator 1 according to the invention is shown in Figs. 5a-5c. This ultrasonic oscillator 1 has a first and a second cuboid section 2, 3, which adjoin one another in one piece on their mutually facing broad sides 2a, 3a and each have a width B2 and B3 respectively. These two widths B2 and B3 are each 9/4* ^ (in general: (n* ^/2 + ^/4) with n as a natural number). The special feature here is that the two cuboid sections 2, 3 are offset from one another in the width direction BR, with the cuboid sections 2', 3' protruding in the width direction BR having a width B2, B3 of ^/4 (in general: m* ^/4 with m as a natural odd number). The two widths B2, B3 do not have to be identical, but they are in this case. The total width B of the ultrasonic oscillator 1 is therefore 5/2 * ^. The length of the two cuboid sections 2, 3 is each ^/2, so that the length L of the ultrasonic oscillator 1 is ^. 17 UMG-10429a-22 12.10.2023 In Fig.6, similar to Fig.2, a coupling of an ultrasonic converter 12 connected to a voltage source 10, with the interposition of a booster 14, to a connection point 14a of the ultrasonic converter 1 is shown. The connection point 14a is 3/4 * ^ from the longitudinal edge of the cuboid section 2. The selected distance of the connection point 14a to the width edge and the length edge is each ^/4 or a multiple thereof. Figs.7a-7d show a fifth embodiment of an ultrasonic vibrator 101 according to the invention. Here, two block sections 8 are arranged one behind the other in the length direction LR, each block section 8 consisting of an ultrasonic vibrator 1 according to Fig.6 with two cuboid sections 2, 3 each. Two such block sections 8 adjoin one another in the length direction LR in the embodiment of Fig.6. The ultrasonic oscillator 101 according to Fig.7 also has the inventive vibration behavior in the thickness direction, i.e. in particular the absence of vibration nodes in the width direction BR. In Figs.8a and 8b, again in a three-dimensional computer simulation, the thickness vibrations of a sixth embodiment of an ultrasonic oscillator 101 are shown at two different points in time. The ultrasonic oscillator 101 in Fig.8 is basically constructed in the same way as that in Fig.7, ie it also consists of two block sections 8. In this ultrasonic oscillator 101, the thickness D was set at ^/2, the length L at 2* ^ and the width B at 9/2* ^. As in the embodiments of Fig.3 and 4, there are no vibration nodes in the width direction BR in Fig.8a and 8b, ie the vibration amplitude is essentially the same at every point along the length direction LR in the width direction BR. The number of vibrations in the length direction LR is 2* ^, corresponding to the selected length L of the ultrasonic oscillator. 18 UMG-10429a-22 12.10.2023 Figs. 9a and 9b show a slightly perspective view of the ultrasonic oscillator 101 of Figs. 8a and 8b with a connected booster 14. It can be seen that the booster 14 is attached to a connection point 14a of the ultrasonic oscillator 101, which has the maximum oscillation amplitude (cf. Figs. 9a and 9b). Figs. 10-12 show a seventh, eighth and ninth embodiment of an ultrasonic oscillator 201 according to the invention. The seventh embodiment of Fig. 10 consists of two identical block sections 8 which follow one another in the length direction LR and are connected to one another in the width direction BR, each block section 8 in turn being made up of two cuboid sections 2, 3 (cf. Fig. 7). The difference to the embodiment of Fig.7 is that the two cuboid sections 2, 3 each have a width B4, B5 of n* ^/2, with n being a natural number, with the cuboid section 3 projecting beyond the adjacent cuboid section 2 at both ends in the width direction by a cuboid subsection 3' of width ^/4 (generally m * ^/4 with m being a natural odd number). The length of each cuboid section 2, 3 is ^/2 and thus the length of the ultrasonic oscillator 201 is 2* ^ in total, while its width B corresponds to the width B5 and is thus 7/2* ^. The thickness D of the ultrasonic oscillator 201 is, for example, ^/2, which is preferred, or 3/2* ^. An ultrasonic oscillator according to the invention, not shown here, can also consist of just one block section 8, as shown in Fig.10. The eighth embodiment of an ultrasonic vibrator 201 according to the invention according to Fig.11 has three cuboid sections 3, 2, 3, wherein the front and rear cuboid sections 3 - seen in the longitudinal direction LR - 19 UMG-10429a-22 12.10.2023 are identically designed. These two cuboid sections 3 protrude beyond the middle cuboid section 2 at their respective two ends in the width direction BR by one cuboid section 3' of width ^/4 (generally m* ^/4 with m as a natural odd number). The length of each cuboid section 2, 3 is presently ^/2 and thus the length of the ultrasonic oscillator 201 is 3/2* ^ in total, while its width B is 7/2* ^ in total. The thickness D of the ultrasonic oscillator 201 is, for example, ^/2 or 3/2* ^. The ninth embodiment of an ultrasonic vibrator 201 according to the invention according to Fig. 12 also has three cuboid sections 2, 3, 2 which are integrally adjacent to one another, the front and rear cuboid sections 2 being identical in design when viewed in the longitudinal direction LR. The middle cuboid section 3 projects beyond the two cuboid sections 2 in the width direction BR at its respective two ends by a cuboid section 3' of width ^/4 (in general: m* ^/4 with m as a natural odd number). The length of each cuboid section 2, 3 is ^/2 in the present case and thus the length of the ultrasonic vibrator 201 is 3/2* ^ in total, while its width B is 7/2* ^ in total. The thickness D of the ultrasonic vibrator 201 is, for example, ^/2 or 3/2* ^. In Fig. 13, an ultrasonic oscillator 1 connected to an ultrasonic converter 12, which is designed in this case according to Fig. 1, is arranged opposite two stationary tools 26 (voltage source 10 and possibly booster 14 are not shown), whereby this tool 26 ends, for example, in an embossing tool, a stamp, an erosion tool or one or more welding tips or edges. In this case, the free end of each of the two tools 26 is designed as a stamp 27 and faces the underside of the ultrasonic oscillator 1. A material web M is fed in the transport direction T between the ultrasonic oscillator 1 and the stamp 27. 20 UMG-10429a-22 12.10.2023 ger 1 and the two tools 26, where it is processed by means of the punches 27 and pulled out of this work zone by a pair of take-off rollers 24 arranged downstream. The material web M is also guided along the entire device 50 by means of the pair of take-off rollers 24. Fig. 14 shows a device 50 for connecting two material webs M1 and M2. An ultrasonic oscillator 101 according to the invention, which is designed in this case according to Fig. 7, is excited (by means of an ultrasonic converter 12 (not shown)) to oscillate in the thickness direction, as shown, for example, in Figs. 3a, 3b. In this case, a transport device 20 consisting of four transport rollers 20a arranged one behind the other in the transport direction T, which take on two functions, is provided as a counter tool. On the one hand, the ultrasonic vibrator 101 on each transport roller 20a and under the effect of its counter pressure causes the two material webs M1, M2 to vibrate and weld them together; on the other hand, the transport rollers 20a serve to actively feed the two material webs M1, M2 and the resulting overall web GM. In Fig. 15, a counter plate 22 forms a tool that extends over the entire length of the ultrasonic vibrator 101, which in this case is designed according to the embodiment of Fig. 7. Holes can also be present in the counter plate 22 (perforated plate) so that steam or liquids can escape from the space between the ultrasonic vibrator 101 and the counter plate 22. In this way, two material webs M1, M2 fed one above the other can be welded together over a very long length to form an overall web GM, which in this case is in turn drawn off with a pair of draw-off rollers 24. 21 UMG-10429a-22 12.10.2023 Appropriately equipped devices according to the invention can be used in particular for joining at least two material webs, for solidifying, for drying, in particular for drying glue or adhesive, for embossing or smoothing at least one material web, for heating, filtering, separating materials, for separating chemical compounds, for cleaning sewage sludge, for separating sewage sludge, and for converting mechanical into electrical energy, in particular by means of piezo transducers.
22 UMG-10429a-22 12.10.2023 Bezugszeichen 1 Ultraschallschwinger 1a Längsrand 1b Breitenrand 2 erster Quaderabschnitt 2‘ erster Quaderteilabschnitt 2a Breitseite 3 zweiter Quaderabschnitt 3‘ zweiter Quaderteilabschnitt 3a Breitseite 8 Blockabschnitt 10 Spannungsversorgung 12 Ultraschallkonverter 14 Booster 14a Anschlussstelle für den Ultraschallkonverter oder den Booster 20 Transporteinrichtung 20a Transportrollen 22 Gegenplatte 24 Abzugsrollenpaar 26 Werkzeug 27 Stempel 50 Vorrichtung 101 Ultraschallschwinger 201 Ultraschallschwinger L Länge des Ultraschallschwingers LR Längenrichtung B Breite des Ultraschallschwingers BR Breitenrichtung D Dicke des Ultraschallschwingers DR Dickenrichtung M Materialbahn M1 erste Materialbahn M2 zweite Materialbahn GM Gesamtbahn T Transportrichtung
22 UMG-10429a-22 October 12, 2023 Reference numerals 1 Ultrasonic oscillator 1a Longitudinal edge 1b Width edge 2 First cuboid section 2' First cuboid section 2a Wide side 3 Second cuboid section 3' Second cuboid section 3a Wide side 8 Block section 10 Power supply 12 Ultrasonic converter 14 Booster 14a Connection point for the ultrasonic converter or the booster 20 Transport device 20a Transport rollers 22 Counter plate 24 Pair of take-off rollers 26 Tool 27 Stamp 50 Device 101 Ultrasonic oscillator 201 Ultrasonic oscillator L Length of the ultrasonic oscillator LR Length direction B Width of the ultrasonic oscillator BR Width direction D Thickness of the ultrasonic oscillator DR Thickness direction M Material web M1 First material web M2 Second material web GM Total web T Transport direction