(19) |
|
|
(11) |
EP 0 552 696 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
08.12.2004 Patentblatt 2004/50 |
(22) |
Anmeldetag: 18.01.1993 |
|
|
(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). |
[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.
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.
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.
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.