(19)
(11) EP 0 552 696 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
08.12.2004  Patentblatt  2004/50

(21) Anmeldenummer: 93100652.2

(22) Anmeldetag:  18.01.1993
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7B06B 3/00, G10K 11/02

(54)

Vorrichtung zum Erzeugen von Ultraschall

Ultrasound generating apparatus

Dispositif pour générer du son


(84) Benannte Vertragsstaaten:
CH DE ES FR IT LI

(30) Priorität: 18.01.1992 DE 9200559 U

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
28.07.1993  Patentblatt  1993/30

(73) Patentinhaber: Jung, Rainer
13125 Berlin (DE)

(72) Erfinder:
  • Jung, Rainer
    D-13125 Berlin (DE)

(74) Vertreter: Weiss, Peter, Dr. rer.nat. 
Dr. Weiss, Weiss & Brecht Postfach 12 50
78229 Engen
78229 Engen (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
DE-A- 3 114 657
GB-A- 1 116 358
FR-A- 1 130 039
US-A- 3 318 578
   
  • 1984 ULTRASONICS SYMPOSIUM Bd. 2, 14. November 1984, DALLAS TEXAS, USA Seiten 809 - 814 MONTERO DE ESPINOSA ET AL. 'Optimisation of dispersive quarter wave slotted matching plates in linear transducer arrays.'
  • 1984 ULTRASONICS SYMPOSIUM Bd. 2, 14. November 1984, DALLAS TEXAS, USA Seiten 809 - 814 MONTERO DE ESPINOSA ET AL. 'Optimisation of dispersive quarter wave slotted matching plates in linear transducer arrays.'
   
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Ultraschall und zum Übertragen dieses Ultraschalls auf ein flüssiges Medium, mittels elektroakustischer Wandler mit einem Schichtaufbau aus schallleitenden Festkörpern.

[0002] Je nach Art der Verwendung eines elektroakustischen Wandlers wird auch sein Aufbau und seine Ausgestaltung gewählt. Aus Ultrasonics Symposium, Band 2, 14.11.1984, Dallas, Texas, USA, Seite 809 - 814 ist beispielsweise ein elektroakustischer Wandler für den medizinischen Bereich bekannt. Hierbei sind einer entsprechenden Piezokeramik zwei Anpassungsschichten an die Haut eines Patienten aufgesetzt, während anderenends die Piezokeramik von einer Dämpfungsschicht belegt ist.

[0003] Im vorliegenden Fall bezieht sich die Erfindung jedoch auf Übertragung von Schallenergie in ein flüssiges Medium. Die spezifischen Schallwirkungen sind im Ultraschallbereich, bedingt durch das Auftreten von Kavitation, am größten und werden durch kostengünstige Wandlerherstellung bei der Ultraschallreinigung am meisten genutzt. Durchgesetzt haben sich dabei im wesentlichen mit Piezokeramiken bestückte und sandwichartig aufgebaute Wandler, die zumeist in longitudinalen Schwingungsmoden arbeiten.

[0004] Vielen Vorrichtungen gemeinsam ist die unbedingt notwendige kraftschlüssige Verbindung der einzelnen Wandler mit der Fläche, die mit dem flüssigen Medium in Kontakt steht. Dazu werden die Wandler bzw. deren Kopplungsstücke mit beispielsweise Boden- und Seitenwänden von Edelstahlwannen, -schwingplatten und -blechen von Tauchschwingern verklebt, da sie aus physikalischen Gründen vorteilhaft aus Aluminiumlegierungen bestehen.

[0005] Derartige Anordnungen sind beispielsweise in der DE-OS 21 20 654 und der US-PS 3 318 578 beschrieben. Diese Anordnungen sind kostengünstig herstellbar und daher relativ weit verbreitet. Entscheidende Nachteile sind allerdings eine begrenzte Haltbarkeit und Beständigkeit der Klebungen, die keinesfalls höheren Temperaturen und erhöhten mechanischen Belastungen ausgesetzt werden dürfen. Ihre Lebensdauer ist begrenzt.

[0006] Andere mechanische Verbindungstechniken, wie beispielsweise das Reibschweißen oder eine Verbindung mittels angeschweißter Bolzen, haben sich aus Kostengründen nicht durchgesetzt.

[0007] Unter Inkaufnahme einer verminderten Schallamplitude auf der schallabstrahlenden Seite, d.h., einer verminderten Ultraschallintensität, werden auch Wandler-Kopplungsstücke und das Blech der abstrahlenden Seite aus Edelstahl, d.h., aus dem gleichen Grundmaterial gewählt. Die Kopplungsstücke können dann in vorgestanztes Material eingeschweißt oder mit diesem durch z.B. Löten direkt verbunden werden. Nachteile ergeben sich durch einen erhöhten Energie- und Vorbereitungsaufwand, einen geringeren Wirkungsgrad der Wandler sowie durch Spannungs- und Fügeveränderungen des Grundmaterials der abstrahlenden Seite.

[0008] Alle bekannten Vorrichtungen setzen die Existenz von einzelnen, häufig schon montierten elektroakustischen Wandlern voraus, die zur Schallübertragung mit einem Blech, einer Wanne oder ähnlichem verbunden werden. Die Anbringung und/oder Ankopplung separater Wandler an das die Schwingung übertragende Blech führt oft zu unerwünschten Biegeschwingungen und Materialermüdungen. Vermehrte Kavitations- und Korrosionserscheinungen sind die Folge. In der DE-OS 26 05 898 und der DE-OS 39 33 519 sind deshalb verschiedene kostenaufwendige Vorrichtungen und Maßnahmen vorgeschlagen, um diese Nachteile zu minimieren.

[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wandleraufbau so zu gestalten, daß eine direkte und quasi verlustfreie Einbringung der Schallenergie in ein Medium möglich ist, daß jedoch teure Verbindungstechniken entfallen. Der elektroakustische Wirkungsgrad soll dabei erhalten und unerwünschte Energieverluste minimiert werden.

[0010] Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß eine vordere Schicht als schallabstrahlende Schicht und eine darauf folgende Schicht durch eine Metallschicht miteinander verbunden sind und zusammen ein Kopplungsstück zum Verbinden mit weiteren Elementen eines oder mehrerer Wandler bilden.

[0011] Wesentlich ist dabei, daß an den Schichten eine Vielzahl von Wandlerelementen festgelegt sind. Bei diesen Elementen von Wandlern kann es sich um eine oder mehr Piezokeramiken handeln, die über entsprechende Befestigungselemente mit den Schichten verbunden sind.

[0012] Hierdurch wird auf einfachem Wege eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgeschlagen, die eine nahezu verlustlose Ankopplung bzw. Übertragung von Ultraschallwellen an flüssige oder andere Medien in Behältnisse ermöglicht, in denen ultraschallspezifische Wirkungen beabsichtigt sind. Hierzu zählen insbesondere Ultraschall-Reinigungsbäder und -Wannen, Tauchschwinger, Schwingplatten und dgl. mehr, deren Blech vorzugsweise aus nichtrostenden und chemisch resistenten Werkstoffen hergestellt ist.

[0013] Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht somit in diesem Ausführungsbeispiel aus einer mindestens zweischichtigen Schwingplatte oder -tafel, wobei aus Teilen dieser Schwingplatte auch selbst ein Behältnis od. dgl. herausgeformt sein kann. Diese erste dünne Schicht ist dabei sowohl Teil des eigentlichen Wandlers als auch gleichzeitig schallabstrahlende Oberfläche. An die dünne Schicht schließt eine dickere Schicht an, auf der sandwichartig weitere Elemente des akustischen Wandlers aufgebaut sind, wie beispielsweise entsprechende Piezokeramiken und Druckstücke.

[0014] Durch die Verwendung eines zwei- oder mehrschichtigen Verbund- oder plattierten Metallmaterials für den Aufbau von Wandlern ist die Voraussetzung für eine hohe Verbindungsfestigkeit zwischen Werkstoffen unterschiedlicher Schallkennimpedanz und Dicke gegeben. Vorteilhaft ist die Nutzung geeigneter Materialkombinationen in der Form, daß die dicke Schicht eine wesentlich niedrigere Schallkennimpedanz aufweist als die dünne Schicht. Dies ist z.B. beim Verhältnis von Aluminium für die dicke Schicht zu Edelstahl für die dünne Schicht gegeben.

[0015] Eine oder beide der Schichten können aus einem nicht-metallischen Werkstoff, beispielsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, einer Keramik od. dgl. bestehen. Vom Erfindungsgedanken sind alle Werkstoffe umfaßt, welche als schallabstrahlende Schicht Verwendung finden können.

[0016] Die Dicken der Schichten sind im übrigen frequenzbestimmend.

[0017] Erfindungsgemäß wird ein Teil des Wandlers, nämlich der oder die Körper, aus der dicken Schicht so herausgearbeitet, daß die wesentlich dünnere Schicht unverändert stehen bleibt. Sollten mehrere Körper vorgesehen sein, so werden diese durch die dünnere Schicht verbunden, wobei die dünnere Schicht die schallabstrahlende Seite bildet. Aus schallphysikalischer Sicht bilden in diesem Fall beide Schichten zusammen das Kopplungsstück des jeweiligen Wandlers. Mit Piezokeramiken und Druckstücken aus z.B. Stahl komplettiert, kann so eine beliebige Anzahl von Wandlern auf einer dünnen Schicht konfiguriert werden und zwar in Abhängigkeit von der gewünschten Größe, Leistung und Frequenz. Dabei darf allerdings nicht übersehen werden, daß im Rahmen der Erfindung auch liegt, daß an eine dünne Schicht ein einziger Körper zum Aufbau beispielsweise weiterer Piezokeramiken und Druckstücke anschließt.

[0018] Dieser asymmetrische Betrieb von mit ungleichen Massen zusammengesetzen Wandlern bewirkt zudem eine Verstärkung der Intensität zur abstrahlenden Seite hin. Über die dünne Schicht, die einerseits gleichzeitig Bestandteil des Wandlers ist, andererseits direkt mit dem Medium in Kontakt steht, an das Schall- oder Ultraschallenergie abgestrahlt werden soll, wird die Schallenergie direkt und verlustlos übertragen.

[0019] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die dickere Schicht zusätzlich so bearbeitet, daß durch Freiräume oder Stegrahmen unerwünschte Biegeresonanzen vermieden werden. Aus diesem Grunde sind die Körper beispielsweise in einem Abstand voneinander angeordnet oder aber es befindet sich zwischen den Körpern ein Stegrahmen.

[0020] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die dünne Schicht selbst als ein Behältnis, eine Wanne oder eine Platte ausgebildet sein kann. Ferner besteht auch die Möglichkeit, die dünne Schicht in ein Behältnis, eine Wanne oder eine Platte so zu integrieren, daß sie direkt mit dem Medium in Verbindung steht.

[0021] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 eine Seitenansicht einer Schwingplatte;

Figur 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Schwingplatte gemäß Figur 1;

Figur 3 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Schwingplatte;

Figur 4 eine Draufsicht auf einen Teil der Schwingplatte gemäß Figur 3;

Figur 5 eine Seitenansicht einer geringfügig mechanisch bearbeiteten Schwingplatte;

Figur 6 eine Draufsicht auf einen Teil der Schwingplatte gemäß Figur 5;

Figur 7 eine schematische Seitenansicht eines mit einer Zentralschraube montierten Schallwandlers.



[0022] In Figur 1 ist eine zweischichtige Schwingplatte P aus metallenem Verbundmaterial gezeigt. Hier bilden zwei Schichten 1 und 2 Kopplungsstücke zum Aufbau von elektroakustischen Wandlern und weisen eine unterschiedliche Schallkennimpedanz für einen logitudinalen Schwingungsmodus auf. Die dünne Schicht 1 besteht bevorzugt aus Edelstahl und besitzt zusätzlich Bohrungen 3 zum An- oder Einschrauben in eine Edelstahlwanne od. dgl.. Die dickere Schicht 2 beinhaltet herausgearbeitete Körper 4, welche aus einer Aluminiumlegierung bestehen. In diese Körper 4 sind Gewindebohrungen 5 zum Verschrauben mit in Figur 7 gezeigten Piezokeramiken und Druckstücken eingeformt.

[0023] Durch beispielsweise Fräsen oder Sägen sind aus der Schicht 2 die Körper 4 mit quadratischem Grundriß so herausgearbeitet, daß ein Abstand a zwischen ihnen eine stehende Biegewelle verhindert.

[0024] Die Form der Körper ist kostenabhängig und kann verschieden sein; für eine gute Lastanpassung eignen sich Pyramidenstümpfe, beispielsweise ist auch ein Körper in paraboloider Form denkbar.

[0025] An diese Körper 4 schließen die restlichen Teile eines Schallwandlers an, wie dies beispielsweise in Figur 7 gezeigt ist.

[0026] In Figur 3 und 4 ist eine ähnliche Schwingplatte P1 wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Sie dient beispielsweise dem Aufbau von Tauchschwingern und besteht ebenfalls aus einer Schicht 1 und 2. Im Gegensatz zu Figur 1 ist jedoch zwischen der Schicht 2 und der Schicht 1 ein umlaufender Randstreifen 6 der Breite b freigelassen, welcher zum Aufschweißen einer Haube 7 genutzt wird.

[0027] Die aus der zweiten Schicht 2 herausgeformten Körper 4a weisen im Gegensatz zur Figur 1 einen kreisförmigen Grundriß auf. Zusätzlich ist aber aus der Schicht 2 ein Stegrahmen 8 geringer Höhe herausgearbeitet, um Biegewellen in der Schicht 1 zu verhindern. Die Form und Höhe des Stegrahmens 8 kann variieren. Für die Körper 4a ist beispielsweise auch der Kegelstumpf eine effektive Form. An den jeweiligen Körper 4a können dann die restlichen Teile eines Schallwandlers entsprechend Figur 7 anschließen.

[0028] Die Figuren 5 und 6 zeigen einen äußerst einfachen und kostengünstigen Aufbau zur Realisierung von Mehrfachanordnungen für adäquate Anwendungen. Im Unterschied zu den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 4 ist die Schicht 2 bis auf die Gewindebohrungen 5 und einen Randstreifen 6 nicht oder nur geringfügig bearbeitet. Die Schichten 1 und 2 bilden so ein gemeinsames Kopplungsstück einer definierten und frequenzbestimmenden Dicke c für eine Vielzahl von Wandlern. Eventuelle Biegeerscheinungen der Schwingplatte P2 hin zur abstrahlenden Seite der Schicht 1 werden wirksam vermieden. Geringe flächenförmige Vertiefungen 9 können von Vorteil sein, welche in den Figuren 5 und 6 gestrichelt dargestellt sind. Die übrigen Teile eines Schallwandlers entsprechend Figur 7 können auf dieser Schwingplatte P2 aufgebaut werden.

[0029] Die Schicht 1 bei diesen in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Schwingplatten kann vorteilhafterweise aber nicht ausschließlich selbst als Behältnis, Wanne, Platte od.dgl. ausgebildet sein.

[0030] In Figur 7 ist eine Variante eines einzelnen Schallwandlers S dargestellt, der als Halbwellen-Verbundschwinger im Längsschwingungsmodus arbeitet. Er besteht aus einem mindestens zweischichtigen Verbund- oder plattierten Metall mit den Schichten 1 und 2, den axial gepolten Piezokeramiken 10 und 11, dem Druckstück 12 aus Stahl, Anschlüssen 13a und 13b und der Druckschraube 14. Mittels dieser Druckschraube 14 können die Piezokeramiken, Druckstücke und Anschlüsse jeweils in den Gewindebohrungen 5 der Körper 4 festgelegt werden.

[0031] Für die Schichten 1 und 2 kommen verschiedene Materialien in Frage. Dies können insbesondere metallische aber auch nicht-metallische Werkstoffe, beispielsweise Kunststoffe sein. Auch Faserverbundstoffe oder keramische Stoffe können bevorzugt Anwendung finden.

[0032] Bei einem mehrschichtigen Aufbau ist eine bevorzugte Verwendung dieses Wandlers gegeben, wenn die Materialkombination des Verbundwerkstoffes Edelstahl zu Aluminium ist. Die dünne Schicht 1, d.h., die Schicht aus Edelstahl, kann dann leicht mit entsprechenden Behältnissen, Wannen, Platten od.dgl. gleichen Materials oder anderen Materials verbunden werden. Eine Verbindung beider Schichten aus gleichem Material kann z.B. durch Ringbuckelschweißen, Reibschweißen, Löten, Elektronenstrahlschweißen od. dgl. erfolgen.

[0033] Die beschriebenen Ausführungsformen sind in ihrer Geometrie variierbar und durch moderne mechanische Bearbeitungstechniken leicht zu realisieren. Der erfindungsgemäße Aufbau gestattet auch die Uebertragung anderer Schwingungsmoden, z.B., von Transversal-, Torsions- oder Radialschwingungen. Dazu ist insbesondere die im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 gezeigte Schallwandlerkonfiguration entsprechend abzuändern. Denkbar ist auch der Aufbau von Wandlern, deren axiale Ausdehnungsrichtung nicht nur λ/2 sondern auch ein Vielfaches von λ/2 beträgt und die unter Umständen mehrere Arbeitsfrequenzen haben können.


Ansprüche

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Ultraschall und zum Übertragen dieses Ultraschalls auf ein flüssiges Medium mittels elektroakustischer Wandler (5) mit einem mehrschichtigen Aufbau aus schalleitenden Festkörperwerkstoffen, wobei eine vordere Schicht (1) als schallabstrahlende Schicht und eine darauf folgende Schicht (2) durch eine Metallschicht miteinander verbunden sind und zusammen ein Kopplungsstück zum Verbinden mit weiteren Elementen (10, 11, 12) eines oder mehrerer Wandler bilden.
 
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (1 und 2) eine unterschiedliche Schallkennimpedanz besitzen und damit frequenzbestimmende Teile eines oder mehrerer oder der Wandler (S) sind.
 
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (1, 2) unterschiedlich dick sind.
 
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schicht die dünnere Schicht (1), die die schallabstrahlende Seite bildet, und die folgende Schicht die dickere Schicht (2) ist, wobei aus der dickeren Schicht (2) Körper (4) zum Konfigurieren mit weiteren Elementen zu einem oder mehreren Wandlern konfiguriert sind.
 
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (1 oder 2) aus einem nicht-metallischen Werkstoff besteht.
 
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Schicht (1) aus Edelstahl und die folgende Schicht (2) aus einer Aluminiumlegierung besteht.
 
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) als ebenflächige oder krummflächige Körper ausgebildet ist.
 
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) eine Gewindebohrung (5) zum Anschließen der weiteren Schichten (10, 11, 12) des Wandlers (S) aufweist.
 
9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die Schicht (1, 2) zumindest eine Piezokeramik (10, 11) sowie ein Druckstück (12) anschließt.
 
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Elemente (10, 11, 12) über eine Druckschraube (14) mit der folgenden Schicht (2) verbunden sind.
 
11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die schallabstrahlende Schicht (1) ein Behältnis, eine Wanne oder eine Platte ausbildet oder ein Bestandteil eines Behältnisses, einer Wanne oder einer Platte ist.
 
12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Schicht (1, 2) mehrere Körper (4) herausgeformt sind.
 
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (4) einen Abstand (a) voneinander einhalten.
 
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Schicht (2) eine Mehrzahl von Gewindebohrungen (5) für eine Mehrzahl von weiteren Elementen (10, 11, 12) für eine Mehrzahl von Wandlern (S) aufweist.
 
15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Schicht (2) eine Mehrzahl von Gewindebohrungen (5) für eine Mehrzahl von weiteren Elementen (10, 11, 12) für eine Mehrzahl von Wandlern (S) aufweist.
 
16. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere, schallabstrahlende Schicht (1) eines oder mehrere Wandler mit einem Behältnis, einer Wanne oder einer Platte verbunden ist.
 
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennezichnet, daß die Verbindung zwischen der vorderen, schallabstrahlenden Schicht (1) und dem Behältnis, der Wanne oder der Platte durch Ringbuckelschweissen, Reibschweissen, Löten oder Elektronenstrahlschweissen erfolgt.
 
18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis, die Wanne oder Platte aus dem gleichen Werkstoff besteht, wie die vordere, schallabstrahlende Schicht (1), vorzugsweise aus Edelstahl.
 


Claims

1. Assembly to produce and transfer ultrasound into liquid media via electro-acoustical transducers (S). The transducer consists of multiple layers of sound conducting solid material with the front layer (1) being a sound emitting layer connected to the next layer (2) through a film of metal and these first two layers comprise a coupling unit that can be connected to additional elements (10, 11, 12) of one or several other transducers.
 
2. Assembly according to claim 1, in which the layers (1 and 2) have different acoustic impedances, hence these layers are frequency-determining parts of one or several transducers (S).
 
3. Assembly accoording to claim 1 and 2, in which layers (1, 2) differ in thickness.
 
4. Assembly according to claim 3, in which the thinner front layer (1) comprises the sound emitting layer whereas the next thicker layer (2) contains parts (4) used for configuration with additional elements to make one or several transducers.
 
5. Assembly according to at least one of claims 1 through 4, in which either one of layer (1) or (2) consists of non-metallic material.
 
6. Assembly according to at least one of claims 1 through 4, in which the front layer (1 ) is made of stainless steel and in which the following layer (2) consists of an aluminium alloy.
 
7. Assembly according to at least one of the claims 4 through 6, in which the part (4) is made either plane or curved.
 
8. Assembly according to at least one of the claims 4 through 7, in which the part (4) contains a taphole (5) to connect the other layers (10, 11, 12) of the transducer (S).
 
9. Assembly according to at least one of the claims 1 through 8, in which at least one piezoceramic layer (10, 11) as well as a pressure plate (12) are situated to layer (1, 2).
 
10. Assembly according to claim 8 or 9, in which the additional elements (10, 11, 12) are connected to the following layer (2) by means of a pressure bolt (14).
 
11. Assembly according to at least one of the claims 1 through 10, in which the front sound emitting layer (1) forms a container, tub or plate or is part of a container, tub or plate.
 
12. Assembly according to at least one of the claims 1 through 11, in which several shapes (4) have been formed of the following layer (2).
 
13. Assembly according to claim 12, in which the parts (4) are set apart from each other with a distance (a).
 
14. Assembly according to one of the claims 12 through 13, in which the following layer (2) contains a number of tapholes (5) for a number of additional elements (10, 11, 12) for a number of transducers (S).
 
15. Assembly according to at least one of the claims 1 through 11, in which the following layer (2) contains a number of tapholes (5) for a number of additional elements (10, 11, 12) for a number of transducers (S).
 
16. Assembly according to at least one of the claims 1 through 11, in which the sound emitting front layer (1) of one or several transducers is connected to a container, a tub or a plate.
 
17. Assembly according to claim 16, in which the connection between the sound emitting front layer (1) and the container, the tub or the plate has been made by ring projection welding, by friction welding, by brazing or by electron beam welding.
 
18. Assembly according to claim 16 or 17, in which the container, the tub or the plate are made of the same material as the sound emitting front layer (1), preferably using stainless steel.
 


Revendications

1. Dispositif pour produire des ultrasons et pour transmettre ceux-ci dans un fluide à l'aide des transducteurs électroacoustiques (S) ayant d'une construction multicouche de solides avec conductibilité sonore, où une couche frontale (1) comme couche radiante des ultrasons et une couche suivante (2) sont raccordées par une couche métallique et forment une pièce de couplage pour connecter des éléments supplémentaires (10, 11, 12) d'un ou de plusieurs transducteurs.
 
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisée en ce que les couches (1 et 2) possèdent une différente impédance acoustique caractéristique et consécutivement, elles sont des parties déterminant la fréquence d'un ou de plusieurs transducteurs (S).
 
3. Dispositif selon la revendication 1 et 2, caractérisée en ce que les couches (1 , 2) ont des épaisseurs différentes.
 
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisée en ce que la couche frontale est la couche plus mince (1), qui forme le côté radiant, et que la couche suivante est la couche plus épaisse (2), où des corps (4) de la couche plus épaisse (2) configurent avec des éléments supplémentaires un ou plusieurs transducteurs.
 
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche (1 ou 2) se compose d'une matière non-métallique.
 
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche frontale (1) se compose d'acier inox, et que la couche suivante (2) se compose d'un alliage d'aluminium.
 
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le corps (4) est formé comme un corps à surface plane ou courbe.
 
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le corps (4) possède un trou taraudé (5) pour y connecter les couches supplémentaires (10. 11, 12) du transducteur (S).
 
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la couche (1, 2) est connectée avec au moins une piézocéramique (10, 11) ainsi qu'une pièce de pression (12).
 
10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que les éléments supplémentaires (10, 11, 12) sont connectés avec la couche suivante (2) par une vis de pression (14).
 
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la couche frontale émittant la radiation sonore (1) forme un recevoir, une cuve ou une plaque ou celle-ci est une partie d'un recevoir, d'une cuve ou d'une plaque.
 
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que de la couche suivante (2) plusieurs corps (4) ont été formés.
 
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisée en ce que les corps (4) tiennent une distance (a) l'un de l'autre.
 
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 13, caractérisée en ce que la couche suivante (2) a plusieurs trous taraudés (5) pour des éléments supplémentaires (10, 11, 12) pour adapter plusieurs transducteurs (S).
 
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la couche suivante (2) a plusieurs trous taraudés (5) pour des éléments supplémentaires (10, 11, 12) pour adapter plusieurs transducteurs (S).
 
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la couche frontale émittant la radiation sonore (1) d'un ou de plusieurs transducteurs est connectée avec un recevoir, une cuve ou une plaque.
 
17. Dispositif selon la revendications 16, caractérisée en ce que la connexion entre la couche frontal émittant la radiation sonore (1) et le recevoir, la cuve ou la plaque est faite par soudage par bossage, soudage par friction, brasage ou par soudage à rayon électronique.
 
18. Dispositif selon la revendications 16 ou 17, caractérisée en ce que le recevoir, la cuve ou la plaque se compose de la même matière que la couche frontal émittant la radiation sonore (1), de préférence en acier inox.
 




Zeichnung