WO2017025069A1 - Device for deburring work pieces by means of ultrasound - Google Patents

Device for deburring work pieces by means of ultrasound Download PDF

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WO2017025069A1
WO2017025069A1 PCT/DE2015/100499 DE2015100499W WO2017025069A1 WO 2017025069 A1 WO2017025069 A1 WO 2017025069A1 DE 2015100499 W DE2015100499 W DE 2015100499W WO 2017025069 A1 WO2017025069 A1 WO 2017025069A1
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sonotrode
ultrasonic transducer
liquid
ultrasound
designed
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PCT/DE2015/100499
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Inventor
Thomas Dreyer
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Weber Ultrasonics Gmbh
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Publication date
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    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B3/00Methods or apparatus specially adapted for transmitting mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B24B1/04Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes subjecting the grinding or polishing tools, the abrading or polishing medium or work to vibration, e.g. grinding with ultrasonic frequency
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/004Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Definitions

  • the invention relates to a device for deburring of workpieces with U ltraschall according to the preamble of claim 1 and a corresponding system for deburring of workpieces with ultrasound.
  • a device typically comprises a ultrasonic transducer and a sonotrode mechanically connected to transmit the vibrations to the ultrasonic transducer.
  • the sonotrode can be immersed in a liquid tank with at least one vibrating sonotrode surface.
  • a disadvantage of the cited prior art is that the prior art devices are relatively large and expensive and are designed more for a series treatment of the workpieces. Deburring individual workpieces or merely sections of individual workpieces is associated with a disproportionately large (cost) effort.
  • the present invention is therefore based on the object to propose an alternative device for deburring of workpieces, which is inexpensive and easy to use.
  • An apparatus according to the invention for deburring workpieces with ultrasound comprises:
  • At least one sonotrode which is mechanically connected to transmit the vibrations with the U ltraschallwandler, wherein the sonotrode is immersed with at least one oscillating sonotrodes surface in a liquid-filled or filled tank.
  • ultrasonic transducer and sonotrode are designed as a common, hand-held device.
  • Sonotrodes are generally tools for ultrasonic welding, which are set in motion by the introduction of high-frequency mechanical vibrations (ultrasound). They typically do the connection of the ultrasonic generator to the workpiece forth and initiate the vibrations in this.
  • the reason for the intensive cavitation is the significantly higher amplitude of the mechanical deflection than usual sound transducers for the cleaning technique with sonotrodes.
  • Ultrasonic transducer and sonotrode are designed as a hand-held device, i. H. in that the ultrasonic transducer and the sonotrode are formed as a common element which is manually guided by a user during the deburring of workpieces with ultrasound. Ultrasonic transducers and sonotrode are rigidly connected to transmit the mechanical vibrations from the ultrasonic transducer to the sonotrode.
  • the device can be used individually and ultrasound can also be applied to ultrasonically difficult to reach areas of a workpiece to be deburred with the hand-held device and thus be freed from interfering burrs.
  • Another advantage is that the design of U ltraschallwandler and sonotrode as a hand-held device allows a compact and cost-effective implementation, which is also suitable for occasional and individual uses. In particular in hard to reach areas, such as holes or angles, it is possible with the hand-held device in a simple manner to remove unwanted burrs and to rework these areas locally to the desired result.
  • a mechanical element In a preferred embodiment of the invention is a mechanical
  • Transformer arranged to increase or decrease the mechanical amplitude between the ultrasonic transducer and the sonotrode.
  • the transformer preferably acts as a reinforcing element and can thus lead to a higher amplitude of the mechanical deflection of the sonotrode, which in turn leads to an increased generation of cavitation in the liquid and thereby to an increased deburring.
  • transformers are already known from applications for ultrasonic welding.
  • the device comprises a spacer for setting a constant distance between the at least one oscillating sonotrode surface and the workpiece to be deburred.
  • the spacer is adjustable such that the constant distance of said sonotrode surface from the workpiece is at least 0.1 mm, but smaller or at most the same size as an acoustic wavelength in the liquid.
  • a further preferred embodiment comprises a monitoring device which is designed to continuously monitor compliance with a constant distance of the sonotrode surface from the workpiece.
  • the monitoring device can be designed with a feedback device for a user.
  • a signal is sent to the user when the distance between the sonotrode surface and the workpiece to be deburred lies outside a desired, preferably presettable, region.
  • a further advantageous embodiment of the device comprises a weight balance for the hand-held device.
  • the weight compensation is provided to compensate for the weight of the hand-held device (at least U ltraschallwandler and sonotrode).
  • the weight compensation is carried out by an opposite force that can be generated by, for example, a counterweight, a spring or an active drive. Without external influence, the weight balance sets a balanced resting position.
  • the weight of the hand-held device of the device can depend on the frequency range of the U ltraschallwandlers and thus the size of U ltraschallwandlers in a kilogram range.
  • it is for a user for a stress-free and controlled use of the device advantageous if the weight compensation of the hand-held device is compensated.
  • the sonotrode is arranged replaceably.
  • sonotrode and / or the transformer and / or the ultrasonic transducer are interchangeably arranged.
  • H hereby has the advantage that with a base unit by the change of said parts different U ltraschall frequency ranges can be covered.
  • the device can be adapted, for example, to different dimensions or geometries of the workpieces to be deburred and / or to different types of burrs, by means of the exchangeable sonotrode.
  • the hand-held device is formed liquid-tight.
  • the device comprises a housing for the ultrasonic transducer, wherein the sonotrode and the housing are connected to each other in a liquid-tight manner. This results in the advantage that the sonotrode or the hand-held device can be immersed in the liquid without causing damage to the device. Even liquid splashes or the like can not cause damage to the device.
  • the device has a grip region which is ergonomically tapered.
  • the device comprises a housing for the ultrasonic transducer, which housing is ergonomically tapered in the grip area.
  • the U ltraschallwandler is thus arranged in the housing, so that in a simple manner, a grip area on the U ltraschallwandler can be provided, which makes the handling comfortable for the user and allows a controlled guidance during deburring.
  • a button or switch for activating the ultrasonic vibrations is arranged on the hand-held device of the device.
  • the button or switch is connected to the U ltraschallgenerator.
  • an acti- v the U ltraschallgenerators which supplies the ultrasonic transducer with electrical energy to stimulate the U ltraschallwandler to mechanical vibrations.
  • the activation of the ultrasound can thus be done by a user directly to the hand-held device.
  • the device comprises active cooling for the ultrasonic transducer, in particular preferably compressed-air cooling or a fan integrated in the hand-held device.
  • the device comprises at least one ultrasonic generator which is designed to supply the ultrasonic transducer with electrical energy in order to excite the ultrasonic transducer to produce mechanical oscillations.
  • the ultrasound generator excites the ultrasound transducer to vibrate mechanically, with the ultrasound transducer also causing the sonotrode to vibrate in the ultrasonic frequency range.
  • the ultrasonic generator is configured to generate an ultrasonic frequency of the vibrations of at least about 10 kHz and at most about 50 kHz, preferably about 18 kHz to about 35 kHz, most preferably about 20 kHz to about 30 kHz.
  • the hand-held Entgratungsvoriques may be particularly advantageous for deburring holes.
  • a long and narrow sonotrode is preferably introduced into the bore so that the cavitation bubbles can remove the burrs in the interior of the bore.
  • the hand-held deburring device is also particularly suitable for deburring other difficult to reach areas of workpieces.
  • the system comprises at least one device according to the invention for deburring workpieces with ultrasound, a U ltraschallgenerator which is designed to supply the ultrasonic transducer with electrical energy to excite the ultrasonic transducer to mechanical vibrations, and a tank which can be filled or filled with a liquid, so that the sonotrode with at least one oscillating sonotrodes surface is immersed in the liquid or immersed.
  • the device for deburring Workpieces with U ltraschall of the system is immersed with the sonotrode in the liquid of the tank and preferably guided along at a defined distance at the areas to be deburred of the workpiece so that the intense cavitation occurring there leads to the removal of the burrs.
  • the device for deburring of workpieces with U ltraschall with a U ltraschallgenerator for generating a U ltraschallfrequenz is formed.
  • the system comprises at least one corresponding device for deburring workpieces with ultrasound and a tank which can be filled or filled with a liquid, so that the sonotrode is immersed or immersed in the liquid with at least one vibrating sonotrode surface.
  • the liquid is preferably a cleaning medium, as known from previously known methods for cleaning with ultrasound.
  • the device for deburring workpieces with U ltraschall of the system is immersed with the sonotrode in the liquid of the tank and preferably guided along at a defined distance at the areas to be deburred of the workpiece so that the intense cavitation occurring there leads to the removal of the burrs.
  • FIG. 1 with the partial figures a, b and c, a first embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 2 with the partial illustrations a, b and c, a second embodiment of a device according to the invention with spacers.
  • FIGS. 1 and 2 show a schematic representation of a first embodiment of the device according to the invention in three views a, b and c.
  • FIG 1 a shows a device with a hand-held device 1 and a weight compensation 10.
  • the device comprises a housing 5, in which a U ltraschallwandler 4 for converting electrical vibrations into mechanical vibrations and a booster (transformer) 3 arranged to increase the mechanical deflection are shown in Figure 1 c.
  • the housing 5 is formed with an ergonomically shaped grip area 8.
  • a sonotrode 6 is arranged with a vibration-emitting surface of the sonotrode (vibrating sonotrode surface) 6 '.
  • the individual components 4-6 are connected to each other by screw connections and thus interchangeable.
  • the U ltraschallwandler 4 is connected via the cable 7 in signal-effective connection with an ultrasonic generator (not shown) and is supplied by this with electrical energy.
  • the U ltraschallgenerator has a control which regulates the mechanical amplitude of U ltraschallwandlers 4 and allows adjustment of this amplitude in a range of, for example, 10 to 100% based on a maximum mechanical amplitude.
  • the U ltraschallwandler 4 is present - without limitation - designed for a maximum oscillation frequency in the range of 35 kHz.
  • Such ultrasonic generators are known to the person skilled in the art and are used, for example, in installations for ultrasonic welding.
  • the sonotrode 6 is immersed in a tank filled with liquid medium (not shown).
  • a tank filled with liquid medium not shown.
  • intensive cavitation occurs on the surface of the sonotrode 6 in the region of at least the sonotrode surface 6 '. If the sonotrode 6 is now guided along with the sonotrode surface 6 'at a (defined) distance on the areas of a workpiece to be deburred, the intense cavitation occurring there leads to the removal of the burrs.
  • FIG. 1b shows the device from FIG. 1a in a view rotated by 90 degrees.
  • the weight balance 10 is arranged on the hand-held device 1 so that the weight of the hand-held device 1 is compensated and the cable 7 is not loaded on train.
  • the counterweight 10 is presently designed as a counterweight.
  • FIG. 1 c shows a sectional view through the planes A - A shown in FIG. 1 a.
  • the device comprises a sonotrode 6 and a ultrasonic transducer 4 as a handheld device 1.
  • a transformer or booster 3 is connected between the sonotrode 6 and the ultrasonic transducer 4 Increasing the mechanical deflection arranged.
  • the U ltraschallwandler 4 is arranged in the housing 5, that the housing 5 forms a handle for the hand-held device 1.
  • the housing 5 is ergonomically tapered in a central region 8, so that a user can comfortably grasp and guide the hand-held device.
  • FIG. 2a shows a schematic representation of a second embodiment.
  • FIG. 2b shows the view from FIG. 2a rotated by 90 degrees.
  • FIG. 2c shows a sectional view of the second exemplary embodiment through the plane A-A indicated in FIG. 2a.
  • the following will focus on the differences between the figures.
  • the device comprises a hand-held device 1 a sonotrode 6 and an ultrasonic transducer 4. Between sonotrode 6 and U ltraschallwandler 4 a transformer (booster) 3 is arranged to increase the mechanical deflection. As can be seen in Figure 2c, the U ltraschallwandler 4 is arranged in the housing 5, that the housing 5 forms a handle for the hand-held device 1. The housing 5 is ergonomically tapered in a central region 8, so that a user can comfortably grasp and guide the hand-held device.
  • a transformer (booster) 3 is arranged to increase the mechanical deflection.
  • the U ltraschallwandler 4 is arranged in the housing 5, that the housing 5 forms a handle for the hand-held device 1.
  • the housing 5 is ergonomically tapered in a central region 8, so that a user can comfortably grasp and guide the hand-held device.
  • the U ltraschallwandler 4 is present - without limitation - designed for a maximum oscillation frequency in the range of 20 kHz.
  • a button (1 1) for activating the ultrasonic vibrations is arranged on the hand-held device (1) of the device.
  • the button (1 1) is connected via the cable 7 with the U ltraschallgenerator (not shown).
  • the Tasters (1 1) is an activation of U ltraschalls by a user directly on the hand-held device (1) possible.
  • the device additionally comprises a spacer 12.
  • This embodiment is particularly suitable for the deburring of holes.
  • the spacer 12 rests with the surface 12 'on a workpiece and thus ensures a maximum penetration depth into the bore. This avoids damage to the workpiece.
  • the spacer 12 can also be arranged on the device 1 in such a way that a constant distance between the surface of the sonotrode 6 'emitting the vibrations and the workpiece is at least 0.1 mm and is at most equal to an acoustic wavelength in the liquid.

Abstract

The invention relates to a device for deburring work pieces by means of ultrasound, having: at least one ultrasound converter (4); at least one sonotrode (6), which is mechanically connected to the ultrasound converter (4) in order to transmit vibrations, wherein at least one vibrating sonotrode surface (6') of the sonotrode (6) can be immersed in a tank which can be filled or is filled with a liquid; characterized in that the ultrasound converter (4) and the sonotrode (6') are designed as a common, handheld device.

Description

Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall  Device for deburring workpieces with ultrasound
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein entsprechendes System zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall . Eine solche Vorrichtung umfasst typischerweise einen U ltraschallwandler sowie eine Sonotrode, die zum Ü bertragen der Schwingungen mit dem Ultraschallwandler mechanisch verbunden ist. Die Sonotrode ist mit zumindest einer schwingenden Sonotrodenfläche in einen Flüssigkeitstank eintauchbar. The invention relates to a device for deburring of workpieces with U ltraschall according to the preamble of claim 1 and a corresponding system for deburring of workpieces with ultrasound. Such a device typically comprises a ultrasonic transducer and a sonotrode mechanically connected to transmit the vibrations to the ultrasonic transducer. The sonotrode can be immersed in a liquid tank with at least one vibrating sonotrode surface.
Bei einer Vielzahl technischer Anwendungen ist es erforderlich, Werkstücke von unerwünschten Graten zu befreien, beispielsweise mittels elektrochemischer oder thermischer Verfahren oder auch Hochdruckwasserstrahlverfahren. In a variety of technical applications, it is necessary to free workpieces of undesirable burrs, for example by means of electrochemical or thermal processes or high pressure water jet method.
Außerdem ist es möglich, Werkstücke mittels U ltraschall zu entgraten. Eine entsprechende Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mittels U ltraschall ist in der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2015 106 343.3 der Anmelderin Weber Ultrasonics GmbH vom 24. April 2015 beschrieben. In addition, it is possible to deburr workpieces by means of ultrasound. A corresponding device for deburring workpieces by means of ultrasound is described in the German patent application no. 10 2015 106 343.3 of the Applicant Weber Ultrasonics GmbH of April 24, 2015.
Nachteilig an dem genannten Stand der Technik ist, dass die vorbekannten Vorrichtungen relativ groß und teuer und eher auf eine Serienbehandlung der Werkstücke ausgelegt sind. Einzelne Werkstücke oder auch lediglich Bereiche einzelner Werkstücke zu entgraten, ist mit einem unverhältnismäßig großen (Kosten-) Aufwand verbunden . A disadvantage of the cited prior art is that the prior art devices are relatively large and expensive and are designed more for a series treatment of the workpieces. Deburring individual workpieces or merely sections of individual workpieces is associated with a disproportionately large (cost) effort.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine alternative Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken vorzuschlagen, die kostengünstig und einfach einsetzbar ist. The present invention is therefore based on the object to propose an alternative device for deburring of workpieces, which is inexpensive and easy to use.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung finden sich in den Ansprüchen 2 bis 13. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Systems findet sich in Anspruch 15. H iermit wird der Wortlaut sämtlicher Ansprüche explizit per Referenz in die Beschreibung einbezogen . This object is achieved by a device having the features of claim 1 and by a system having the features of claim 14. Advantageous embodiments of the device according to the invention can be found in the claims 2 to 13. A further advantageous embodiment of the system can be found in claim 15. H iermit the wording of all claims is explicitly incorporated by reference in the description.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall umfasst: An apparatus according to the invention for deburring workpieces with ultrasound comprises:
wenigstens einen U ltraschallwandler und at least one ultrasonic transducer and
wenigstens eine Sonotrode, die zum Übertragen der Schwingungen mit dem U ltraschallwandler mechanisch verbunden ist, wobei die Sonotrode mit wenigstens einer schwingenden Sonotrodenfläche in einen mit einer Flüssigkeit füllbaren oder gefüllten Tank eintauchbar ist. at least one sonotrode, which is mechanically connected to transmit the vibrations with the U ltraschallwandler, wherein the sonotrode is immersed with at least one oscillating sonotrodes surface in a liquid-filled or filled tank.
Wesentlich ist, dass Ultraschallwandler und Sonotrode als ein gemeinsames, handgehaltenes Gerät ausgebildet sind. It is essential that ultrasonic transducer and sonotrode are designed as a common, hand-held device.
Aus Anwendungen für das U ltraschall-Schweißen ist grundsätzlich bekannt, dass Kavitation auftritt. Diese tritt bevorzugt an Fehlstellen der Oberfläche auf, da sich dort mikroskopische Glasbläschen beim Eintauchen in die Flüssigkeit anhaften. Insbesondere an Graten und in Bohrungen kann dies daher der Fall sein. Nach Erkenntnis der Anmelderin lässt sich dieser Effekt zur Entgratung von metallischen Bauteilen durch gezielte Kavitationswirkung nutzen, da die bei dem Kollaps der einzelnen Gasbläschen frei werdende Energie eventuell vorhandene Grate absprengt. Dabei soll das zu entgratende Werkstück kurzzeitig intensiver ultraschallinduzierter Kavitation ausgesetzt werden, um eine Entgratung durchzuführen. Der zugrundeliegende Prozess des Entgratens mit U ltraschall ist in der deutschen Patentanmeldung N r. 10 2015 106 343.3 der Anmelderin Weber U ltrasonics GmbH vom 24. April 2015 beschrieben, deren Inhalt hiermit explizit per Referenz einbezogen wird. From applications for ultrasonic welding, it is generally known that cavitation occurs. This occurs preferentially on defects of the surface, since there microscopic glass bubbles adhere to the immersion in the liquid. This can therefore be the case in particular on burrs and in boreholes. According to the Applicant, this effect can be used for deburring metallic components by means of targeted cavitation action, since the energy released during the collapse of the individual gas bubbles cancels any existing burrs. In this case, the workpiece to be deburred is to be briefly exposed to intensive ultrasound-induced cavitation in order to perform deburring. The underlying process of deburring with U ltraschall is in the German patent application N r. 10 2015 106 343.3 of the applicant Weber U ltrasonics GmbH of 24 April 2015, the content of which is hereby explicitly incorporated by reference.
Eine besonders intensive Kavitation lässt sich an der Oberfläche von mit Ultraschallfrequenz schwingenden Sonotroden, die in ein flüssiges Medium eintauchen , erzielen . Sonotroden sind im Allgemeinen Werkzeuge für das U ltraschall- Schweißen, die durch das Einleiten von hochfrequenten mechanischen Schwingungen (Ultraschall) in Schwingung versetzt werden . Sie stellen typischerweise die Verbindung von Ultraschallgenerator zum Werkstück her und leiten die Schwingungen in dieses ein. Particularly intense cavitation can be achieved on the surface of sonotrodes vibrating with ultrasonic frequency, which dip into a liquid medium. Sonotrodes are generally tools for ultrasonic welding, which are set in motion by the introduction of high-frequency mechanical vibrations (ultrasound). They typically do the connection of the ultrasonic generator to the workpiece forth and initiate the vibrations in this.
Der Grund für die intensive Kavitation ist die gegenüber üblichen Schallwand- lern für die Reinigungstechnik bei Sonotroden deutlich höhere Amplitude der mechanischen Auslenkung. The reason for the intensive cavitation is the significantly higher amplitude of the mechanical deflection than usual sound transducers for the cleaning technique with sonotrodes.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich somit in wesentlichen Aspekten von vorbekannten Vorrichtungen: U ltraschallwandler und Sonotrode sind als ein handgehaltenes Gerät ausgebildet, d . h. dass der U ltraschallwandler und die Sonotrode als ein gemeinsames Element ausgebildet sind , welches von einem Benutzer bei der Entgratung von Werkstücken mit U ltraschall händisch geführt wird . Ultraschallwandler und Sonotrode sind starr miteinander verbunden, um die mechanischen Schwingungen von dem U ltraschallwandler auf die Sonot- rode zu übertragen. The device according to the invention thus differs in essential aspects from previously known devices: Ultrasonic transducer and sonotrode are designed as a hand-held device, i. H. in that the ultrasonic transducer and the sonotrode are formed as a common element which is manually guided by a user during the deburring of workpieces with ultrasound. Ultrasonic transducers and sonotrode are rigidly connected to transmit the mechanical vibrations from the ultrasonic transducer to the sonotrode.
H ierdurch ergeben sich insbesondere die Vorteile, dass die Vorrichtung individuell einsetzbar ist und auch schwer erreichbare Bereiche eines zu entgratenden Werkstücks mit der handgehaltenen Vorrichtung mit Ultraschall beauf- schlagt und so von störenden Graten befreit werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Ausgestaltung von U ltraschallwandler und Sonotrode als ein handgehaltenes Gerät eine kompakte und kostengünstige Realisierung ermöglicht, die auch für gelegentliche und individuelle Einsätze geeignet ist. I nsbesondere in schwer erreichbaren Bereichen, wie Bohrungen oder Winkeln , ist es mit der handgehaltenen Vorrichtung in einfacher Art und Weise möglich, unerwünschte Grate zu entfernen und diese Bereiche bis zu dem gewünschten Ergebnis lokal nachzubearbeiten . I n einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein mechanischerThis results in particular in the advantages that the device can be used individually and ultrasound can also be applied to ultrasonically difficult to reach areas of a workpiece to be deburred with the hand-held device and thus be freed from interfering burrs. Another advantage is that the design of U ltraschallwandler and sonotrode as a hand-held device allows a compact and cost-effective implementation, which is also suitable for occasional and individual uses. In particular in hard to reach areas, such as holes or angles, it is possible with the hand-held device in a simple manner to remove unwanted burrs and to rework these areas locally to the desired result. In a preferred embodiment of the invention is a mechanical
Transformator (Booster) zur Vergrößerung oder Verringerung der mechanischen Amplitude zwischen dem Ultraschallwandler und der Sonotrode angeordnet. Der Transformator wirkt vorzugsweise als Verstärkungselement und kann so zu einer höheren Amplitude der mechanischen Auslenkung der Sonotrode führen, was wiederum zu einer vermehrten Erzeugung von Kavitation in der Flüssigkeit und dadurch zu einer verstärkten Entgratung führt. Die Verwendung derartiger Transformatoren ist aus Anwendungen für das U ltraschall-Schweißen grundsätzlich vorbekannt. Transformer (booster) arranged to increase or decrease the mechanical amplitude between the ultrasonic transducer and the sonotrode. The transformer preferably acts as a reinforcing element and can thus lead to a higher amplitude of the mechanical deflection of the sonotrode, which in turn leads to an increased generation of cavitation in the liquid and thereby to an increased deburring. The use of such In principle, transformers are already known from applications for ultrasonic welding.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Abstandhalter zum Einstellen eines konstanten Abstands zwischen der wenigstens einen schwingenden Sonotrodenfläche und dem zu entgratenden Werkstück. Mittels des Abstandhalters kann sichergestellt werden , dass die an der schwingenden Sonotrodenfläche auftretende intensive Kavitation zur Beseitigung von Graten an der Oberfläche des Werkstücks führt. Vorteilhafterweise ist der Abstandhalter derart einstellbar, dass der konstante Abstand der genannten Sonotrodenfläche von dem Werkstücks wenigstens 0, 1 mm beträgt, dabei aber kleiner oder höchstens gleichgroß ist wie eine akustische Wellenlänge in der Flüssigkeit. Mit dem Abstandhalter kann daher sichergestellt werden, dass auch bei der handgeführten Vorrichtung weder das Werkstück durch die Sonotrode beschädigt wird, noch dass aufgrund eines zu großen Abstands zwischen Sonotrode und dem zu entgratenden Werkstück eine lediglich mangelhafte Entgratung erfolgt. According to one embodiment of the invention, the device comprises a spacer for setting a constant distance between the at least one oscillating sonotrode surface and the workpiece to be deburred. By means of the spacer it can be ensured that the intense cavitation occurring on the vibrating sonotrode surface leads to the removal of burrs on the surface of the workpiece. Advantageously, the spacer is adjustable such that the constant distance of said sonotrode surface from the workpiece is at least 0.1 mm, but smaller or at most the same size as an acoustic wavelength in the liquid. With the spacer can therefore be ensured that neither the workpiece is damaged by the sonotrode even with the hand-held device, nor that due to a large distance between the sonotrode and the workpiece to be deburred only a deficient deburring occurs.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst eine Überwachungseinrichtung, die zum kontinuierlichen Überwachen der Einhaltung eines konstanten Ab- standes der Sonotrodenfläche zu dem Werkstück ausgebildet ist. Dabei kann die Ü berwachungseinrichtung mit einer Feedback-Einrichtung für einen Benutzer ausgebildet sein. Vorzugsweise ergeht dabei ein Signal an den Benutzer, wenn der Abstand zwischen der Sonotrodenfläche und dem zu entgratendem Werkstück außerhalb eines gewünschten, vorzugsweise voreinstellbaren , Bereiches liegt. A further preferred embodiment comprises a monitoring device which is designed to continuously monitor compliance with a constant distance of the sonotrode surface from the workpiece. In this case, the monitoring device can be designed with a feedback device for a user. Preferably, a signal is sent to the user when the distance between the sonotrode surface and the workpiece to be deburred lies outside a desired, preferably presettable, region.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung umfasst einen Gewichtausgleich für das handgehaltene Gerät. Der Gewichtausgleich ist zur Kompensation des Gewichts des handgehaltenen Geräts (zumindest U ltraschallwandler und Sonotrode) vorgesehen. Der Gewichtsausgleich erfolgt durch eine entgegengesetzte Kraft, die durch beispielsweise ein Gegengewicht, eine Feder oder einen aktiven Antrieb erzeugt werden kann. Ohne Fremdeinwirkung stellt der Gewichtsausgleich eine ausgeglichene Ruhelage ein . Das Gewicht von dem handgehaltenen Gerät der Vorrichtung kann abhängig von dem Frequenzbereich des U ltraschallwandlers und damit der Größe des U ltraschallwandlers im ein- stelligen Kilogrammbereich liegen. Hier ist es für einen Benutzer für eine belastungsfreie und kontrollierte Benutzung der Vorrichtung von Vorteil, wenn durch den Gewichtsausgleich das Gewicht des handgehaltenen Geräts kompensiert wird. A further advantageous embodiment of the device comprises a weight balance for the hand-held device. The weight compensation is provided to compensate for the weight of the hand-held device (at least U ltraschallwandler and sonotrode). The weight compensation is carried out by an opposite force that can be generated by, for example, a counterweight, a spring or an active drive. Without external influence, the weight balance sets a balanced resting position. The weight of the hand-held device of the device can depend on the frequency range of the U ltraschallwandlers and thus the size of U ltraschallwandlers in a kilogram range. Here it is for a user for a stress-free and controlled use of the device advantageous if the weight compensation of the hand-held device is compensated.
Bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Vorrichtung ist die Sonotrode auswechselbar angeordnet. Vorzugsweise sind Sonotrode und/oder der Transformator und/oder der Ultraschallwandler auswechselbar angeordnet. H ierdurch ergibt sich der Vorteil, dass mit einem Basisgerät durch den Wechsel der genannten Teile verschiedene U ltraschall-Frequenzbereiche abgedeckt werden können . Weiter ist die Vorrichtung duch die austauschbare Sonotrode beispielsweise an unterschiedliche Abmessungen oder Geometrien der zu entgratenden Werkstücke und/oder an unterschiedliche Grattypen etc. anpassbar. In another preferred embodiment of the device, the sonotrode is arranged replaceably. Preferably, sonotrode and / or the transformer and / or the ultrasonic transducer are interchangeably arranged. H hereby has the advantage that with a base unit by the change of said parts different U ltraschall frequency ranges can be covered. Furthermore, the device can be adapted, for example, to different dimensions or geometries of the workpieces to be deburred and / or to different types of burrs, by means of the exchangeable sonotrode.
I n einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das handgehaltene Gerät flüssigkeitsdicht ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ein Gehäuse für den Ultraschallwandler, wobei die Sonotrode und das Gehäuse flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind. H ierdurch ergibt sich der Vorteil , dass die Sonotrode oder das handgehaltene Gerät in die Flüssigkeit eingetaucht werden können, ohne dass Schäden an der Vorrichtung entstehen . Auch Flüssigkeitsspritzer oder Ähnliches können dadurch keinen Schaden an der Vorrichtung verursachen. In a further preferred embodiment, the hand-held device is formed liquid-tight. Preferably, the device comprises a housing for the ultrasonic transducer, wherein the sonotrode and the housing are connected to each other in a liquid-tight manner. This results in the advantage that the sonotrode or the hand-held device can be immersed in the liquid without causing damage to the device. Even liquid splashes or the like can not cause damage to the device.
I n einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Griffbereich auf, der ergonomisch verjüngt ist. Ein Benutzer kann somit das handgehaltene Gerät leichter handhaben. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung ein Gehäuse für den Ultraschallwandler, welches Gehäuse in dem Griffbereich ergonomisch verjüngt ist. Der U ltraschallwandler ist somit in dem Gehäuse angeordnet, so dass in einfacher Art und Weise ein Griffbereich an dem U ltraschallwandler vorgesehen werden kann, der die Handhabung für den Benutzer komfortabler macht und eine kontrollierte Führung beim Entgraten ermöglicht. In a further preferred embodiment, the device has a grip region which is ergonomically tapered. A user can thus handle the handheld device more easily. Preferably, the device comprises a housing for the ultrasonic transducer, which housing is ergonomically tapered in the grip area. The U ltraschallwandler is thus arranged in the housing, so that in a simple manner, a grip area on the U ltraschallwandler can be provided, which makes the handling comfortable for the user and allows a controlled guidance during deburring.
I n einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist an dem handgehaltenen Gerät der Vorrichtung ein Taster oder Schalter zur Aktivierung der Ultraschallschwingungen angeordnet. Der Taster oder Schalter ist mit dem U ltraschallgenerator verbunden. Mittels des Tasters oder Schalters erfolgt eine Akti- vierung des U ltraschallgenerators, der den Ultraschallwandler mit elektrischer Energie versorgt, um den U ltraschallwandler zu mechanischen Schwingungen anzuregen. Die Aktivierung des Ultraschalls kann somit durch einen Benutzer direkt an dem handgehaltenen Gerät erfolgen. In a further advantageous embodiment of the invention, a button or switch for activating the ultrasonic vibrations is arranged on the hand-held device of the device. The button or switch is connected to the U ltraschallgenerator. By means of the push-button or switch, an acti- v the U ltraschallgenerators, which supplies the ultrasonic transducer with electrical energy to stimulate the U ltraschallwandler to mechanical vibrations. The activation of the ultrasound can thus be done by a user directly to the hand-held device.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Vorrichtung eine aktive Kühlung für den U ltraschallwandler, insbesondere bevorzugt eine Druckluftkühlung oder einen in das handgehaltene Gerät integrierten Lüfter. In an advantageous development, the device comprises active cooling for the ultrasonic transducer, in particular preferably compressed-air cooling or a fan integrated in the hand-held device.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung wenigstens einen U ltraschallgenerator, der zum Versorgen des Ultraschallwandlers mit elektrischer Energie ausgebildet ist, um den Ultraschallwandler zu mechanischen Schwingungen anzuregen. Der Ultraschallgenerator regt den U ltraschallwandler zu mechanischen Schwingungen an , wobei weiter der Ultraschallwandler die Sonotrode im U ltraschallfrequenzbereich zu Schwingungen anregt. In a further advantageous embodiment, the device comprises at least one ultrasonic generator which is designed to supply the ultrasonic transducer with electrical energy in order to excite the ultrasonic transducer to produce mechanical oscillations. The ultrasound generator excites the ultrasound transducer to vibrate mechanically, with the ultrasound transducer also causing the sonotrode to vibrate in the ultrasonic frequency range.
Vorzugsweise ist der Ultraschallgenerator zum Erzeugen einer Ultraschallfrequenz der Schwingungen von wenigstens etwa 10 kHz und höchstens etwa 50 kHz ausgebildet, vorzugsweise etwa 18 kHz bis etwa 35 kHz, höchst vorzugsweise etwa 20 kHz bis etwa 30 kHz. Preferably, the ultrasonic generator is configured to generate an ultrasonic frequency of the vibrations of at least about 10 kHz and at most about 50 kHz, preferably about 18 kHz to about 35 kHz, most preferably about 20 kHz to about 30 kHz.
Die handgehaltene Entgratungsvorrichtung kann insbesondere vorteilhaft sein zum Entgraten von Bohrungen. Dafür wird vorzugsweise eine lange und schmale Sonotrode in die Bohrung eingeführt, so dass die Kavitationsblasen die Grate im I nneren der Bohrung entfernen können. Die handgehaltene Entgratungsvorrichtung eignet sich auch besonders zum Entgraten anderer schwer erreichbarer Bereiche von Werkstücken. The hand-held Entgratungsvorrichtung may be particularly advantageous for deburring holes. For this purpose, a long and narrow sonotrode is preferably introduced into the bore so that the cavitation bubbles can remove the burrs in the interior of the bore. The hand-held deburring device is also particularly suitable for deburring other difficult to reach areas of workpieces.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall. Das System umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall , einen U ltraschallgenerator, der zum Versorgen des Ultraschallwandlers mit elektrischer Energie ausgebildet ist, um den Ultraschallwandler zu mechanischen Schwingungen anzuregen, und einen Tank, der mit einer Flüssigkeit füllbar oder gefüllt ist, so dass die Sonotrode mit wenigstens einer schwingenden Sonotrodenfläche in die Flüssigkeit eintaucht oder eintauchbar ist. Die Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall des Systems wird mit der Sonotrode in die Flüssigkeit des Tanks eingetaucht und vorzugsweise in einem definierten Abstand an den zu entgratenden Bereichen des Werkstücks entlanggeführt, so dass die dort auftretende intensive Kavitation zur Beseitigung der Grate führt. Another aspect of the invention relates to a system for deburring workpieces with ultrasound. The system comprises at least one device according to the invention for deburring workpieces with ultrasound, a U ltraschallgenerator which is designed to supply the ultrasonic transducer with electrical energy to excite the ultrasonic transducer to mechanical vibrations, and a tank which can be filled or filled with a liquid, so that the sonotrode with at least one oscillating sonotrodes surface is immersed in the liquid or immersed. The device for deburring Workpieces with U ltraschall of the system is immersed with the sonotrode in the liquid of the tank and preferably guided along at a defined distance at the areas to be deburred of the workpiece so that the intense cavitation occurring there leads to the removal of the burrs.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Systems zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall ist die Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall mit einem U ltraschallgenerator zum Erzeugen einer U ltraschallfrequenz ausgebildet. Das System umfasst demnach wenigstens eine entsprechende Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall und einen Tank, der mit einer Flüssigkeit füllbar oder gefüllt ist, so dass die Sonotrode mit wenigstens einer schwingenden Sonotrodenfläche in die Flüssigkeit eintaucht oder eintauchbar ist. Die Flüssigkeit ist vorzugsweise ein Reinigungsmedium, wie aus vorbekannten Verfahren zum Reinigen mit U ltraschall bekannt. In another advantageous embodiment of the system for deburring workpieces with ultrasound, the device for deburring of workpieces with U ltraschall with a U ltraschallgenerator for generating a U ltraschallfrequenz is formed. Accordingly, the system comprises at least one corresponding device for deburring workpieces with ultrasound and a tank which can be filled or filled with a liquid, so that the sonotrode is immersed or immersed in the liquid with at least one vibrating sonotrode surface. The liquid is preferably a cleaning medium, as known from previously known methods for cleaning with ultrasound.
Die Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall des Systems wird mit der Sonotrode in die Flüssigkeit des Tanks eingetaucht und vorzugsweise in einem definierten Abstand an den zu entgratenden Bereichen des Werkstücks entlanggeführt, so dass die dort auftretende intensive Kavitation zur Beseitigung der Grate führt. The device for deburring workpieces with U ltraschall of the system is immersed with the sonotrode in the liquid of the tank and preferably guided along at a defined distance at the areas to be deburred of the workpiece so that the intense cavitation occurring there leads to the removal of the burrs.
Weitere bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Systems werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren erläutert. Dabei zeigt: Further preferred features and embodiments of the device according to the invention and of the system according to the invention are explained below on the basis of exemplary embodiments and the figures. Showing:
Figur 1 mit den Teilabbildungen a, b und c ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Figure 1 with the partial figures a, b and c, a first embodiment of a device according to the invention;
Figur 2 mit den Teilabbildungen a, b und c ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Abstandhalter. Figure 2 with the partial illustrations a, b and c, a second embodiment of a device according to the invention with spacers.
I n den Figuren 1 und 2 bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente. Alle Maßangaben sind exemplarisch zu verstehen und enthalten keine über die Schutzansprüche hinausgehende Beschränkung. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in drei Ansichten a, b und c. In FIGS. 1 and 2, the same reference numerals designate the same or equivalent elements. All dimensions are to be understood as examples and do not include any limitation beyond the scope of the claims. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the device according to the invention in three views a, b and c.
Figur 1 a zeigt eine Vorrichtung mit einem handgehaltenen Gerät 1 und einem Gewichtausgleich 10. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 5, in dem ein U ltraschallwandler 4 zur Umwandlung von elektrischen Schwingungen in mechanische Schwingungen und ein Booster (Transformator) 3 zur Erhöhung der mechanischen Auslenkung angeordnet sind, dargestellt in Figur 1 c. Das Gehäuse 5 ist mit einem ergonomisch ausgeformten Griffbereich 8 ausgebildet. An dem Gehäuse 5 ist eine Sonotrode 6 angeordnet mit einer Schwingungen abstrahlenden Fläche der Sonotrode (schwingende Sonotrodenfläche) 6'. Die einzelnen Komponenten 4-6 sind dabei durch Schraubverbindungen miteinander verbunden und somit auswechselbar. Figure 1 a shows a device with a hand-held device 1 and a weight compensation 10. The device comprises a housing 5, in which a U ltraschallwandler 4 for converting electrical vibrations into mechanical vibrations and a booster (transformer) 3 arranged to increase the mechanical deflection are shown in Figure 1 c. The housing 5 is formed with an ergonomically shaped grip area 8. On the housing 5, a sonotrode 6 is arranged with a vibration-emitting surface of the sonotrode (vibrating sonotrode surface) 6 '. The individual components 4-6 are connected to each other by screw connections and thus interchangeable.
Der U ltraschallwandler 4 steht über das Kabel 7 in signaltechnischer Wirkverbindung mit einem Ultraschallgenerator (nicht dargestellt) und wird durch diesen mit elektrischer Energie versorgt. Dabei verfügt der U ltraschallgenerator über eine Regelung, welche die mechanische Amplitude des U ltraschallwandlers 4 regelt und eine Einstellung dieser Amplitude in einem Bereich von beispielsweise 10 bis 100% bezogen auf eine maximale mechanische Amplitude ermöglicht. Der U ltraschallwandler 4 ist vorliegend - ohne Beschränkung - für eine maximale Schwingungsfrequenz im Bereich von 35 kHz ausgelegt. Solche U ltraschallgeneratoren sind dem Fachmann bekannt und werden beispielsweise in Einrichtungen zum U ltraschallschweißen verwendet. The U ltraschallwandler 4 is connected via the cable 7 in signal-effective connection with an ultrasonic generator (not shown) and is supplied by this with electrical energy. In this case, the U ltraschallgenerator has a control which regulates the mechanical amplitude of U ltraschallwandlers 4 and allows adjustment of this amplitude in a range of, for example, 10 to 100% based on a maximum mechanical amplitude. The U ltraschallwandler 4 is present - without limitation - designed for a maximum oscillation frequency in the range of 35 kHz. Such ultrasonic generators are known to the person skilled in the art and are used, for example, in installations for ultrasonic welding.
Die Sonotrode 6 wird in einen mit flüssigem Medium gefüllten Tank (nicht dargestellt) eingetaucht. Beim Betreiben der Sonotrode 6 mit Ultraschall tritt an der Oberfläche der Sonotrode 6 im Bereich zumindest der Sonotrodenfläche 6'eine intensive Kavitation auf. Wird die Sonotrode 6 nun mit der der Sonotrodenfläche 6' in einem (definierten) Abstand an den zu entgratenden Bereichen eines Werkstücks entlanggeführt, führt die dort auftretende intensive Kavitation zur Beseitigung der Grate. The sonotrode 6 is immersed in a tank filled with liquid medium (not shown). When the sonotrode 6 is operated ultrasonically, intensive cavitation occurs on the surface of the sonotrode 6 in the region of at least the sonotrode surface 6 '. If the sonotrode 6 is now guided along with the sonotrode surface 6 'at a (defined) distance on the areas of a workpiece to be deburred, the intense cavitation occurring there leads to the removal of the burrs.
Figur 1 b zeigt die Vorrichtung aus Figur 1 a in einer um 90 Grad gedrehten Ansicht. Der Gewichtsausgleich 10 ist an dem handgehaltenen Gerät 1 so angeordnet, dass das Gewicht des handgehaltenen Geräts 1 kompensiert wird und das Kabel 7 nicht auf Zug belastet ist. Der Gewichtsausgleich 10 ist vorliegend als Gegengewicht ausgebildet. FIG. 1b shows the device from FIG. 1a in a view rotated by 90 degrees. The weight balance 10 is arranged on the hand-held device 1 so that the weight of the hand-held device 1 is compensated and the cable 7 is not loaded on train. The counterweight 10 is presently designed as a counterweight.
Figur 1 c zeigt eine Schnittdarstellung durch die in Figur 1 a gekennzeichnete Ebene A - A. Die Vorrichtung umfasst als handgehaltenes Gerät 1 eine Sonotro- de 6 und einen U ltraschallwandler 4. Zwischen Sonotrode 6 und U ltraschallwandler 4 ist ein Transformator oder Booster 3 zur Erhöhung der mechanischen Auslenkung angeordnet. Wie in Figur 1 c zu sehen ist, ist der U ltraschallwandler 4 so in dem Gehäuse 5 angeordnet, dass das Gehäuse 5 einen Griff für das handgehaltene Gerät 1 bildet. Das Gehäuse 5 ist in einem mittleren Bereich 8 ergonomisch verjüngt, sodass ein Benutzer das handgehaltene Gerät komfortabel greifen und führen kann. FIG. 1 c shows a sectional view through the planes A - A shown in FIG. 1 a. The device comprises a sonotrode 6 and a ultrasonic transducer 4 as a handheld device 1. A transformer or booster 3 is connected between the sonotrode 6 and the ultrasonic transducer 4 Increasing the mechanical deflection arranged. As can be seen in Figure 1 c, the U ltraschallwandler 4 is arranged in the housing 5, that the housing 5 forms a handle for the hand-held device 1. The housing 5 is ergonomically tapered in a central region 8, so that a user can comfortably grasp and guide the hand-held device.
Figur 2a zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt Figur 2b die Ansicht aus Figur 2a um 90 Grad gedreht. In Figur 2c ist eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels durch die in Figur 2a gekennzeichnete Ebene A - A gezeigt. Zur Vermeidung von Wiederholungen soll im Folgenden hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den Figuren eingegangen werden. Figure 2a shows a schematic representation of a second embodiment. FIG. 2b shows the view from FIG. 2a rotated by 90 degrees. FIG. 2c shows a sectional view of the second exemplary embodiment through the plane A-A indicated in FIG. 2a. In order to avoid repetition, the following will focus on the differences between the figures.
Die Vorrichtung umfasst als handgehaltenes Gerät 1 eine Sonotrode 6 und einen Ultraschallwandler 4. Zwischen Sonotrode 6 und U ltraschallwandler 4 ist ein Transformator (Booster) 3 zur Erhöhung der mechanischen Auslenkung angeordnet. Wie in Figur 2c zu sehen ist, ist der U ltraschallwandler 4 so in dem Gehäuse 5 angeordnet, dass das Gehäuse 5 einen Griff für das handgehaltene Gerät 1 bildet. Das Gehäuse 5 ist in einem mittleren Bereich 8 ergonomisch verjüngt, sodass ein Benutzer das handgehaltene Gerät komfortabel greifen und führen kann. The device comprises a hand-held device 1 a sonotrode 6 and an ultrasonic transducer 4. Between sonotrode 6 and U ltraschallwandler 4 a transformer (booster) 3 is arranged to increase the mechanical deflection. As can be seen in Figure 2c, the U ltraschallwandler 4 is arranged in the housing 5, that the housing 5 forms a handle for the hand-held device 1. The housing 5 is ergonomically tapered in a central region 8, so that a user can comfortably grasp and guide the hand-held device.
Der U ltraschallwandler 4 ist vorliegend - ohne Beschränkung - für eine maximale Schwingungsfrequenz im Bereich von 20 kHz ausgelegt. The U ltraschallwandler 4 is present - without limitation - designed for a maximum oscillation frequency in the range of 20 kHz.
An dem handgehaltenen Gerät (1 ) der Vorrichtung ist ein Taster (1 1 ) zur Aktivierung der Ultraschallschwingungen angeordnet. Der Taster (1 1 ) ist über das Kabel 7 mit dem U ltraschallgenerator (nicht dargestellt) verbunden. Mittels des Tasters (1 1 ) ist eine Aktivierung des U ltraschalls durch einen Benutzer direkt an dem handgehaltenen Gerät (1 ) möglich . On the hand-held device (1) of the device, a button (1 1) for activating the ultrasonic vibrations is arranged. The button (1 1) is connected via the cable 7 with the U ltraschallgenerator (not shown). By means of the Tasters (1 1) is an activation of U ltraschalls by a user directly on the hand-held device (1) possible.
Die Vorrichtung umfasst zusätzlich einen Abstandhalter 12. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders für die Entgratung von Bohrungen geeignet. Der Abstandhalter 12 liegt mit der Fläche 12' an einem Werkstück an und stellt somit eine maximale Eindringtiefe in die Bohrung sicher. So werden Beschädigungen des Werkstücks vermieden. The device additionally comprises a spacer 12. This embodiment is particularly suitable for the deburring of holes. The spacer 12 rests with the surface 12 'on a workpiece and thus ensures a maximum penetration depth into the bore. This avoids damage to the workpiece.
Der Abstandhalter 12 kann auch derart an dem Gerät 1 angeordnet sein, dass ein konstanter Abstand zwischen der Schwingungen abstrahlenden Fläche der Sonotrode 6'und dem Werkstück wenigstens 0, 1 mm beträgt und dabei maximal gleich groß ist wie eine akustische Wellenlänge in der Flüssigkeit. The spacer 12 can also be arranged on the device 1 in such a way that a constant distance between the surface of the sonotrode 6 'emitting the vibrations and the workpiece is at least 0.1 mm and is at most equal to an acoustic wavelength in the liquid.

Claims

Ansprüche claims
1 . Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall , aufweisend: wenigstens einen U ltraschallwandler (4); 1 . Apparatus for deburring workpieces with ultrasound, comprising: at least one ultrasonic transducer (4);
wenigstens eine Sonotrode (6), die zum Übertragen der Schwingungen mit dem U ltraschallwandler (4) mechanisch verbunden ist, wobei die Sonotrode (6) mit wenigstens einer schwingenden Sonotrodenfläche (6') in einen mit einer Flüssigkeit füllbaren oder gefüllten Tank eintauchbar ist;  at least one sonotrode (6) which is mechanically connected to transmit the vibrations to the ultrasonic transducer (4), the sonotrode (6) having at least one oscillating sonotrode surface (6 ') being immersed in a tank that can be filled or filled with a liquid;
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass Ultraschallwandler (4) und Sonotrode (6') als ein gemeinsames, handgehaltenes Gerät (1 ) ausgebildet sind.  the ultrasonic transducer (4) and sonotrode (6 ') are designed as a common, hand-held device (1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Apparatus according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass ein mechanischer Transformator (3) zur Vergrößerung oder Verringerung der mechanischen Amplitude zwischen dem U ltraschallwandler (4) und der Sonotrode (6) angebracht ist.  in that a mechanical transformer (3) is mounted between the ultrasonic transducer (4) and the sonotrode (6) in order to increase or decrease the mechanical amplitude.
3. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 3. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorrichtung einen Abstandhalter (12) zum Einstellen eines konstanten Abstands zwischen der wenigstens einen schwingenden Sonotrodenfläche (6') und dem zu entgratenden Werkstück umfasst.  in that the device comprises a spacer (12) for setting a constant distance between the at least one vibrating sonotrode surface (6 ') and the workpiece to be deburred.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4. Apparatus according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Abstandhalter derart einstellbar ist, dass der konstante Abstand der wenigstens einen schwingenden Sonotrodenfläche (6') von dem Werkstücks wenigstens etwa 0, 1 mm beträgt und höchstens etwa einer akustischen Wellenlänge in der Flüssigkeit entspricht. in that the spacer is adjustable such that the constant distance of the at least one vibrating sonotrode surface (6 ') from the workpiece is at least approximately 0.1 mm and corresponds at the most to approximately one acoustic wavelength in the liquid.
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 5. Device according to one of the preceding claims, characterized
dass die Vorrichtung eine Überwachungseinrichtung umfasst, die zum kontinuierlichen Überwachen der Einhaltung eines konstanten Abstandes der Sonotrodenfläche (6') zu dem Werkstück ausgebildet ist.  in that the device comprises a monitoring device which is designed to continuously monitor compliance with a constant distance of the sonotrode surface (6 ') from the workpiece.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 6. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorrichtung einen Gewichtsausgleich (10) für das handgehaltene Gerät umfasst.  in that the device comprises a weight balance (10) for the hand-held device.
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 7. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Sonotrode (6) auswechselbar angeordnet ist, vorzugsweise, dass die Sonotrode (6) und/oder der Transformator (3) und/oder der U ltraschallwandler (4) auswechselbar angeordnet sind .  that the sonotrode (6) is interchangeable, preferably, that the sonotrode (6) and / or the transformer (3) and / or the U ltraschallwandler (4) are arranged interchangeably.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 8. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das handgehaltene Gerät (1 ) flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, insbesondere bevorzugt, dass die Vorrichtung ein Gehäuse (5) für den U ltraschallwandler (4) umfasst und Sonotrode (6) und Gehäuse (5) flüssigkeitsdicht ausgebildet sind.  in that the hand-held device (1) is liquid-tight, in particular preferred that the device comprises a housing (5) for the ultrasonic transducer (4) and the sonotrode (6) and housing (5) are made liquid-tight.
9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 9. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorrichtung einen Griffbereich (8) aufweist, der ergonomisch ausgebildet, insbesondere verjüngt ist, vorzugsweise dass die Vorrichtung ein Gehäuse (5) für den U ltraschallwandler (4) umfasst und das Gehäuse (5) in dem Griffbereich (8) ergonomisch ausgebildet, insbesondere verjüngt ist. in that the device has a grip area (8) which is ergonomically designed, in particular tapered, preferably that the device comprises a housing (5) for the ultrasonic transducer (4) and the housing (5) is ergonomically designed in the grip area (8). especially rejuvenated.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 10. Device according to one of the preceding claims, characterized
dass die Vorrichtung eine aktive Kühlung für den Ultraschallwandler (4) umfasst, insbesondere bevorzugt eine Druckluftkühlung.  in that the device comprises active cooling for the ultrasonic transducer (4), in particular preferably compressed-air cooling.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 1 1. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorrichtung einen Taster (1 1 ) zur Aktivierung der U ltraschallschwingungen umfasst, welcher Taster (1 1 ) vorzugsweise an dem handgehaltenen Gerät (1 ) angeordnet ist.  in that the device comprises a button (1 1) for activating the ultrasonic vibrations, which button (11) is preferably arranged on the hand-held device (1).
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 12. Device according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorrichtung zusätzlich wenigstens einen U ltraschallgenerator umfasst, der zum Versorgen des U ltraschallwandlers (4) mit elektrischer Energie ausgebildet ist, um den U ltraschallwandler (4) zu mechanischen Schwingungen anzuregen.  in that the device additionally comprises at least one ultrasonic generator which is designed to supply the ultrasonic transducer (4) with electrical energy in order to excite the ultrasonic transducer (4) to produce mechanical oscillations.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13. Device according to claim 12,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass der Ultraschallgenerator zum Erzeugen einer U ltraschallfrequenz der Schwingungen von wenigstens etwa 10 kHz und höchstens etwa 50 kHz ausgebildet ist, vorzugsweise etwa 18 kHz bis etwa 35 kHz, höchst vorzugsweise etwa 20 kHz bis etwa 30 kHz.  in that the ultrasonic generator is designed to generate a ultrasonic frequency of the oscillations of at least about 10 kHz and at most about 50 kHz, preferably about 18 kHz to about 35 kHz, most preferably about 20 kHz to about 30 kHz.
14. System zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall , aufweisend: 14. System for deburring workpieces with ultrasound, comprising:
wenigstens eine Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,  at least one device for deburring workpieces with ultrasound according to one of claims 1 to 1 1,
einen U ltraschallgenerator, der zum Versorgen des U ltraschallwandlers (4) mit elektrischer Energie ausgebildet ist, um den Ultraschallwandler (4) zu mechanischen Schwingungen anzuregen und  a U ltraschallgenerator which is designed to supply the U ltraschallwandlers (4) with electrical energy to the ultrasonic transducer (4) to stimulate mechanical vibrations and
einen Tank, welcher das Werkstück aufnimmt und mit einer Flüssigkeit füllbar oder gefüllt ist, so dass die Sonotrode (6) mit wenigstens einer schwingenden Sonotrodenfläche (6') in die Flüssigkeit eintaucht oder eintauchbar ist. System zum Entgraten von Werkstücken mit U ltraschall , aufweisend: wenigstens eine Vorrichtung zum Entgraten von Werkstücken mit Ultraschall nach Anspruch 12 oder 13 und a tank, which receives the workpiece and can be filled or filled with a liquid, so that the sonotrode (6) with at least one oscillating sonotrodesurface (6 ') dips into the liquid or is submersible. System for deburring workpieces with ultrasound, comprising: at least one device for deburring workpieces with ultrasound according to claim 12 or 13 and
einen Tank, welcher das Werkstück aufnimmt und mit einer Flüssigkeit füllbar oder gefüllt ist, so dass die Sonotrode (6) mit wenigstens einer schwingenden Sonotrodenfläche(6') in die Flüssigkeit eintaucht oder eintauchbar ist. a tank, which receives the workpiece and can be filled or filled with a liquid, so that the sonotrode (6) with at least one oscillating sonotrodesurface (6 ') dips into the liquid or is submersible.
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