DE869704C - Einrichtung zum Behandeln eines Gutes durch mechanische Schwingbewegungen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Behandeln eines Gutes durch mechanische Schwingbewegungen Einer der bekanntesten Schwinger zum Erzeugen von hochfrequenten Schallschwingungen oder von Ultraschallschwingungen ist der Magnetostriktionsschwinger. Dieser ist in der Regel im wesentlichen stabförmig. Er verändert periodisch seine Länge, wenn er von einer mit Wechselstrom durchflossenen Erregerwicklung umschlossen ist. Die beiden Stirnenden des Schwingstabes üben also auf den ihnen vorgelagerten Raum eine kräftige Schwingbewegung aus. Diese kann in mannigfacher Weise nützlich angewandt werden für Zwecke der Nachrichtentechnik sowie auch für Zwecke der Behandlung eines Gutes durch die Einwirkung hochfrequenter mechanischer Schwingungen.
• Da die beiden Enden des Schwingstabes nach einander entgegengesetzten Richtungen hin gewandt sind, kann man in vielen Fällen, namentlich bei der industriellen Anwendung des Schwingers, die Schwingungen nur an einem der beiden Enden des Stabes ausnutzen; lediglich flüssige, gasförmige oder pulverförmige Stoffe können allenfalls beiden Stabenden nacheinander zugeführt werden.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Behandeln eines Gutes durch die Einwirkung mechanischer Schwingungen, die hier einen Fortschritt bringt und erfindungsgemäß durch einen im wesentlichen stabförmigen, in sich schwingenden, z. B. magnetostriktiven Schwingkörper von so gebogener Form gekennzeichnet ist, daß beide Stabenden nach der gleichen Richtung hin gewandt sind. Mit einer solchen Einrichtung ist es möglich, nicht nur Flüssigkeiten und Gase mit beiden Stabenden gleichzeitig zu behandeln, sondern auch feste Körper sowie auch körniges oder pulverförmiges Glut: Beispielsweise können beim Beschallen einer Flüssigkeit mittels eines von oben in die .Flüssigkeit eintauchenden Mägnetostriktionsschwingers erfindungsgemäß beide Stabenden in die Flüssigkeit eingetaucht werden, während die Erregerwicklung des Stabes außerhalb,der Flüssigkeit bleibt. Weitere Beispiele für -die vorteilhafte :Anwendung der Einrichtung nach der Erfindung sind das Verzinnen von Körpern unter der Einwirkung von Schall- oder Ultraschallschwingungen und das Eintreiben von Pulver in porige Körper.
• Die Schwingungen des Stabes werden zwar bei der Einrichtung .nach der - Erfindung an beiden Stabenden gleichzeitig, also doppelt, gedämpft, so daß die Schwingungsamplitude der . Stabenden kleiner ist, als wenn nur eines der beiden Enden zur Beschallung herangezogen würde, doch ist dafür die - auf -das Gut einwirkende Arbeitsfläche des Schwingers doppelt so groß. Dies ist in vielen Fällen sehr erwünscht.
• Zum Verzinnen von Drahtenden können beispielsweise die beiden Enden des Magnetostriktionsstabes derart dicht nebeneinander in ein Lötzinnschrrielibad eingetaucht werden, daß die zu verzinnenden Drähte oder sonstigen zu überziehenden Werkstücke oder Werkstückteile in dem Zwischenraum der beiden Schwingstabenden in das Schmelzbad eingetaucht werden können. In gleicher Weise wie ein Lötzinnüberzug können mit der :Einrichtung nach der Erfindung auch andere metallische oder nichtmetallische überzüge auf metallischen oder nichtmetallischen Werkstücken hergestellt werden. Einige vorteilhafte Ausführungsformen der Einrichtung nach der Erfindung sind 'in der Zeichnung dargestellt.
• In der Fig. i der Zeichnung ist ein Magnetostriktionsstab i in Form eines Torbogens gebogen, so daß' die Stirnflächen der beiden Stäbenden gleichzeitig auf ein und dieselbe zu beschallende Ebene aufgesetzt werden können. Auf den beiden Schenkeln des Stabes ist je eine Erregerwicklung :2 angeordnet. Die beiden Erregerwicklungen können entweder in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung an einen geeigneten:Hochfrequenzerzeugerangeschlossen sein.
• Die Fig. 2 zeigt eine ähnliche .Anordnung, jedoch mit dem Unterschied, daß hier der gebogene Schwingstab i nur mit einer einzigen Erregerwicklung 2 versehen ist, die an der Stabmitte angebracht ist.
• Die Erregerwicklung der Einrichtung nach Fig. 2 kann statt der geraden Form auch eine .der Stabkrümmung angepaßte gekrümmte Form haben, wie es die Fig. 3 und 4 zeigen: Die Einrichtung nach Fig. 4 ist besonders geeignet zum Eintauchen des Schwingstabes in eine zu beschallende Flüssigkeit, beispielsweise ein Schmelzbad.
• Die Einrichtung nach der Erfindung kann außer den in den Fig. i bis 4 gezeigten Formen noch mancherlei andere Ausbildungsformen haben. Beispielsweise kann der Schwingstab statt. der U-Form etwa die Form des griechischen Buchstabens Omega haben, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist. Die Stirnflächen der beiden Stabenden brauchen auch nicht unbedingt in der gleichen Ebene zu liegen; sie können beispielsweise zueinander winkelförmig vorgesehen werden, wie es die Fig. 6 zeigt: Wesentlich ist, daß in allen diesen Fällen beide Stabenden nach der gleichen Richtung hin gewandt sind, also derart, daß beide Stabenden gleichartig auf ein zu beschallendes Gut aufgesetzt oder in dasselbe eingetaucht werden können.
• Die Einrichtung nach der Erfindung beschränkt sich auch nicht auf die Verwendung magnetostriktiver Schwingkörper; sondern es kann auch ein beliebiger anderer in sich schwingender im wesentlichen stabförmiger Schwingkörper vorgesehen werden. Auch piezoelektrische Schwinger aus keramischem Stoff in Stabform können verwendet werden. Die zur Erregung eines stabförmigen Keramikschwingers dienenden Elektroden werden erfindungsgemäß vorteilhaft längs des Schwingkörpers angeordnet, der hierbei zweckmäßig an den den Elektroden zugewandten Seiten abgeflacht ist, also beispielsweise einen rechteckigen oder einen geradzahlig vieleckigen Querschnitt hat: Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in den Fig.7 und im Aufriß und Grundriß gezeigt. Der . piezoelektrische keramische Schwingkörper 3 hat hier quadratischen Querschnitt und ist an zwei einander gegenüberliegenden Flächen mit je einem Elektrodenbelag 4 versehen, der mittels der @Anschlußfahnen 5 an den Hochfrequenzgenerator angeschlossen wird. Die Elektroden können aber statt an den gekrümmten Flächen des Stabes auch an den ebenen, kreisbogenförmigen Flächen des Stabes vorgesehen werden. In beiden Fällen wird er Stab in der Richtung von Elektrode zu Elektrode, also senkrecht zu seiner Längsrichtung, zu Longitudinälschwingungen erregt; die ihrerseits von entsprechenden Longitudinalschwingungen in der Längsrichtung des Stabes begleitet sind.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: -i. Einrichtung zum Behandeln eines Gutes durch die Einwirkung mechanischer Schwingungen, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen stabförmigen in sich schwingenden, z. B. magnetostriktiven, Schwingkörper von so gebogener Form, daß beide Stabenden nach der gleichen Richtung hin gewandt sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen piezoelektrischen keramischen Schwingkörper, der mittels längs des Schwingkörpers angeordneter Elektroden zum Schwingen erregt wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch ihre .Ausbildung als Eintauchschwinger zum Beschallen von Flüssigkeiten, beispielsweise Metallschmelzen, :derart, daß beide Stabenden gleichzeitig in die Flüssigkeit eintauchen. q.. Einrichtung nach Anspruch r und 2, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Gerät zum Beschallen von Gegenständen, derart, daB beide Stabenden gleichzeitig auf den zu beschallenden Gegenstand aufgesetzt werden können. 5. Einrichtung nach Anspruch q., gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Gerät zum Herstellen von z. B. metallischen Überzügen, insbesondere lötfähigen Überzügen, unter der Einwirkung von Schall- oder Ultraschallschwingungen.