Ultraschall-abstrahlende Oberfläche mit vergroesserter Lebensdauer

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-abstrahlende Oberfläche aus Edelstahl oder ähnlichem Material. An ihrer Aussenseite ist mindestens ein piezo-elektrisches oder magnetostriktives Schwingerelement (9) angeordnet. Die Flüssigkeits-Seite der Ultraschall-abstrahlenden Oberfläche (8) ist mit einer Schicht (10) aus Titannitrid versehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-abstrahlende Oberfläche aus Edelstahl oder ähnlichem Material mit min­destens einem an der Aussenseite angeordneten piezo­elektrischen - oder magnetostriktiven Schwingerelement.

[0002] Derartige Ultraschall-abstrahlende Oberflächen werden in einem mit einer Reinigungsflüssigkeit gefüllten Becken angeordnet und dienen zur Ultraschallreinigung verschmutz­ter Werkstücke. Von der Ultraschall-abstrahlenden Oberflä­che wird Ultraschall mit hoher Wirkung in die Reinigungs­flüssigkeit eingeleitet. Die in der Reinigungsflüssigkeit und damit auch in den Poren und schwierig erreichbaren Stellen an den Werkstücken entstehende Kavitation ermög­licht die gründliche Reinigung auch komplizierter Werk­stücke ohne Demontage in sehr kurzer Zeit.

[0003] Ultraschall-abstrahlende Oberflächen kommen in drei Formen vor:

[0004] Als aktive Oberfläche eines Tauchschallgebers, der in ein mit einer Reinigungsflüssigkeit gefülltes Becken eingebaut wird.

[0005] Als Seitenwand und/oder Boden eines mit einer Reini­gungsflüssigkeit gefüllten Beckens.

[0006] Als Schwingerplatte, die an einer oder mehreren Seitenwänden und/oder am Boden eines mit einer Reinigungs­flüssigkeit gefüllten Beckens angeflanscht wird.

[0007] Als nachteilig hat sich beim Einsatz solcher Ultra­schall-abstrahlender Oberflächen der Abtrag durch Erosion an der Ultraschall-abstrahlenden Oberfläche herausgestellt.

[0008] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Erosionserscheinung zu vermindern, um die Le­bensdauer der Ultraschall-abstrahlenden Oberfläche zu vergrössern.

[0009] Diese Aufgabe wird bei einer Ultraschall-abstrahlen­den Oberfläche der Eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Flüssigkeits-Seite der Ultraschall-abstrahlenden Oberfläche mit einer Schicht aus Titannitrid versehen ist.

[0010] Mit einer solchen Spezialbeschichtung wird eine ausserordentlich lange Lebensdauer erzielt. Die Lebens­dauer kann beispielsweise für 16.000 Betriebsstunden ent­sprechend 8 Jahren einschichtiger Betriebszeit garantiert werden.

[0011] Titannitridbeschichtungen sind bekannt (VDI-Z 129, 1987, Nr. 1/2, S. 89-94). Nach dem sogenannten PVD-Verfah­ren wird Titan in einem Vakuum-Lichtbogen verdampft. Die Titan-Ionen des erzeugten Intensivplasmas reagieren mit eingeleitetem Stickstoffgas und werden als Hartstoffschicht auf dem Substrat niedergeschlagen. Die Beschichtung zeich­net sich durch eine ausserordentliche Härte bei gleich­zeitiger Zähigkeit aus. Im Stand der Technik sind als Anwendungsgebiete vor allem spanende und schneidende Werk­zeuge, beispielsweise Bohrer und Fräser genannt, sowie auch Umformerwerkzeuge und Kunststoffspritzgiessformen.

[0012] Die Erfindung wird nun unter Zuliefernahme der bei­gefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel in einem Schnitt durch einen in ein Reinigungsbad eingesetzten Tauchschallgeber dargestellt ist.

[0013] Ein Becken 1 ist mit einer kavitierenden Reinigungs­flüssigkeit 2 gefüllt. Am Boden des Beckens 1 ist ein Tauchschallgeber 3 befestigt, der über einen Adapter 4, eine Anschlussdose 5 und ein Kabel 6 mit einem nicht dar­gestellten Generator zum Erzeugen einer Wechselspannung mit Ultraschallfrequenz verbunden ist. Die Oberseite 8 des Ultraschallgebers 3 wird von schematisch dargestell­ten Schwingerelementen 9 in Ultraschallschwingungen ver­setzt und strahlt die Schwingung in die Reinigungsflüssig­keit ab. Die der Flüssigkeit zugewandte Oberfläche der Fläche 8 ist mit einer Titannitridbeschichtung 10 versehen. Dadurch wird der Abtrag durch Erosion der abstrahlenden Fläche wesentlich verringert und die Lebensdauer bis zur Zerstörung des Gehäuses durch die Erosionserscheinung er­heblich verlängert. Die Schichtdicke beträgt vorzugsweise 4 ± 1 µm. Wie erwähnt wird die dem Reinigungsbad zugekehr­te abstrahlende Fläche des Gehäuses und vorzugsweise nur die der Reinigungsflüssigkeit zugewandte Seite der die Schwingerelemente 9 tragenden Gehäusefläche beschichtet.

[0014] Gegenüber einer unbeschichteten Gehäusewand aus Edelstahl beträgt die Lebenszeitverlängerung mindestens das 2½-fache. Ausserdem erhöht sich der Widerstand gegen chemische Korrosion beträchtlich.

Ansprüche

1. Ultraschall-abstrahlende Oberfläche aus Edelstahl oder ähnlichem Material mit mindestens einem an der Aussen­seite angeordneten piezo-elektrischen oder magnetostrikti­ven Schwingerelement (9), dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Seite der Ultraschall-abstrahlenden Oberflä­che (8) mit einer Schicht (10) aus Titannitrid versehen ist.

2. Ultraschall-abstrahlende Oberfläche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke etwa 5 µm beträgt.

Zeichnung