用于超聲波鉆孔的超聲波-振動變換器制造技術

本發明專利技術涉及一種用于在諸如混凝土，石塊，磚瓦，石膏等的建筑材料中進行超聲波鉆孔的超聲波－振動變換器（１）。本發明專利技術建議，超聲波－振動變換器（１）設計為管狀的、在朝其前端部（２）的方向上縮小的空心體，且設有可更換的芯部（１４）。通過該空心形狀實現了較高的振動放大，利用該可更換的芯部（１４），該超聲波－振動變換器（１）可與不同的工具（１３）相匹配。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于超聲波鉆孔的超聲波-振動變換器本專利技術涉及一種帶有權利要求1的前序部分的特征的，用于超聲波鉆孔的超聲波-振動變換器(Ultraschall-Schwingungswandler)。該超聲 波-振動變換器尤其設置用于在諸如混凝土，石塊，磚瓦，粘土，石膏 等的建筑材料中的鉆孔(Bohren)。為了進行超聲波鉆孔，在超聲頻范圍中，也就是，以在大約16kHz 至20kHz上的頻率激發工具(Werkzeug)進行機械的縱向振動。該振動 由振動發生器(Schwingungserzeuger)產生，該振動發生器也^皮稱為#展 蕩器。已知的振動發生器大多設計為壓電-振動發生器。在其前端部處 具有上述工具的超聲波-振動變換器被安裝到該振動發生器中。此處， 被稱作前端部的是超聲波-振動變換器的或工具的、遠離振動發生器的 端部，也就是，工具的為鉆孔而放于工件上的端部。因此，后端部則 是超聲波-振動變換器的與振動發生器相連接的端部。該工具可以是超 聲波-振動變換器的固定的組成部分，或者，以可分離的方式與超聲波 -振動變換器相連接。同時，該工具還可以是自行鉆出其錨定孔的銷或 為錨栓(Anker)。超聲波-振動變換器的目的在于，將由振動發生器所 產生的振動的振幅放大，或者，將沖擊(Impuls)放大并由此將工具的效 率放大。出于設計目的，包括振動發生器(精確地說，其一個或多個振 動部件)，超聲波-振動變換器，以及工具的整個振動系統必須被加以 考慮。該整個系統被激發以進行帶有一定頻率或振幅的振動，其促成 了盡可能快的鉆孔進程。其通常為系統的固有頻率。并不重要的是， 該頻率真實地為超聲頻率。振動變換器也被稱為聲級(Sonotroden)或轉 換器(Konverter)。專利US 3，683，470公開了帶有超聲波-振動變換器的超聲波鉆孔3器的一個例子。其超聲波-振動變換器為實心的、旋轉對稱的構件，其 以類似錐形的方式朝前端部縮小，也就是，在從振動發生器到工具的 方向上縮小。與帶有直的母線的幾何錐形形狀不同，該已知的超聲波-振動變換器的側面為凹圓形(hohlrund),母線凹狀彎曲地延伸。本專利技術的目的在于，提出一種用于超聲波鉆孔的、效率高且與工 具的可匹配性4艮好的超聲波-振動變換器。該目的通過權利要求1的特征加以實現。根據本專利技術的超聲波隱 振動變換器為在朝其前端部的方向上縮小的空心體(Hohlkoerper)。超 聲波-振動變換器的內腔同樣在朝其前端部的方向上縮小。尤其地，超 聲波-振動變換器的壁厚幾乎恒定，且超聲波-振動變換器為薄壁的。 也就是說，其并非帶有孔的實心體，而是管狀體。該壁厚小于超聲波 -振動變換器的內腔的直徑。由于其空心形狀(Hohlform)，根據本專利技術的超聲波-振動變換器可 以相對而言較小的力而在縱向方向上彈性地變形，也就是，以較高的 效率將振動激勵傳遞到工具上。超聲波-振動變換器具有較大的振幅放 大，并且/或者在工件上引起較強的工具的沖擊。在本專利技術的優選的設計方案中，超聲波-振動變換器具有布置在其 內腔中的芯部，所述芯部可分離地且固定地與超聲波-振動變換器相連 接。通過該可分離性，該芯部可被更換且可被移除，通過裝入帶有尤 其是不同的質量的其它芯部，該超聲波-振動變換器可與不同的工具相 匹配。固定，，理解為剛性的、相對于該超聲波-振動變換器不可動的 連接的含義。尤其地，該芯部僅部分地，例如在其中部上或在其一個端部或兩 個端部處與該超聲波-振動變換器相連接。在優選的設計方案中，該芯 部在其后端部處與超聲波-振動變換器相連接。由此，該芯部可相對超 聲波-振動變換器而振動。特別地，通過與超聲波-振動變換器的僅在 一個部位處連接，該芯部并不會使該超聲波-振動變換器硬化(aussteifen)，因而不會影響其振動能力。本專利技術的一個設計方案作如下設置，即，超聲波-振動變換器與振 動發生器的連接將芯部固定地安裝在超聲波-振動變換器中。由此，該 芯部在超聲波-振動變換器中的間隙被排除掉。在本專利技術的優選的設計方案中，超聲波-振動變換器為旋轉體。 本專利技術的一種設計方案作如下設置，即，超聲波-振動變換器和/ 或其內腔在某一在縱向方向上被限定的區域中在朝其前端部的方向 上擴大。整體而言，超聲波-振動變換器在朝其前端部的方向上縮小， 在所提及的實施形式中，與其在其整個長度上的總體上的縮小相反， 超聲波-振動變換器在一個或數個在縱向方向上有所限定的區域中在 朝其前端部的方向上擴大。例如，超聲波-振動變換器具有環形的凸出 部(Bauch),也就是，具有環形的向外的拱結構(Auswoelbung)。該凸出 部可實心地或空心地成形為波紋形。超聲波-振動變換器的壁的內側的環形的拱結構也是可能的。本專利技術的該設計方案使得超聲波-振動變換 器的用于影響或改善其振動特性的有針對性的設計方案成為可能。例 如，可通過環形的凸出部來確定縱向振動腹點 (Laengsschwingungsbauch)?？v向振動特性和橫向振動特性通過超聲波 -振動變換器的環形的凸出部而被加以影響。本專利技術的一種設計方案設置有至少一條超聲波-振動變換器的環 形的棱。該環形的棱可設置在超聲波-振動變換器的外側和/或內側處。 在該棱處，超聲波-振動變換器的假想的母線改變其方向。由此也可有 針對性地影響超聲波-振動變換器的振動特性。下文將根據在附圖中所示出的實施例進一步闡述本專利技術。三幅附 圖示出了三種根據本專利技術的超聲波-振動變換器的軸向斷面。在附圖說明圖1中所示出的根據本專利技術的超聲波-振動變換器l設置用于在 諸如混凝土，石塊，磚瓦，或石膏等的建筑材料中的超聲波鉆孔。該超聲波-振動變換器1為旋轉體且為空心體，其在其全長上在朝其前端部2的方向上漸縮小。內腔3同樣地在朝前端部2的方向上漸縮小。 在其全長上，該超聲波-振動變換器1可^皮一見為近似空心錐體形的。其 為管狀，也就是說，相較于其直徑而言為薄壁的，壁厚是恒定的。在 所示的實施例中，該超聲波-振動變換器l由鋁合金制成，也不排除由 其它金屬或由非金屬材料進行制造。該管狀的形狀或稱空心體形狀改 善了軸向的彈性，并由此改善了超聲波-振動變換器1的振動特性。在后端部處，超聲波-振動變換器1具有空心圓柱形的，也就是說， 管形的部分4，所述部分4在朝前端部2的方向上首先過渡至擴大的 空心圓臺5。在其處連結著在朝前端部2的方向上縮小的空心圓臺6， 該空心圓臺6過渡至另一空心錐形7中，所述空心錐形7以更尖的錐 角朝超聲波-振動變換器1的前端部2縮小。該第三空心圓臺7過渡至 該前端部2，該前端部2具有實心圓柱體的形狀。在該段中所列舉的 超聲波-振動變換器1的軸向部分4， 5, 6， 7, 2彼此為一體的。所述 軸向部分4， 5, 6， 7， 2分別在于超聲波-振動變換器1的內側及外側 處形成環形的棱8, 9, 10， 11的情況下彼此過渡。該空心圓柱形部 分4和第一空心圓臺5及第二空心圓臺6合起來，與第三空心圓臺7 軸向上大致等長。第一空心圓臺5和第二空心圓臺6共同形成了環形 的凸起部，該環形的凸起部也可被稱為環形的凸出部12或環形的波 紋。超聲波-振動變換器1在前端部2處具有工具13。在所示實施例 中，工具13為銷狀的，該工具13例如由硬質金本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于超聲波鉆孔的超聲波－振動變換器，其中，所述超聲波－振動變換器（１）在朝前端部（２）的方向上縮小，其特征在于，所述超聲波－振動變換器（１）為空心體，其內腔（３）同樣在朝其前端部（２）的方向上縮小。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】DE 2006-9-27 10 2006 045 518.51.一種用于超聲波鉆孔的超聲波-振動變換器，其中，所述超聲波-振動變換器(1)在朝前端部(2)的方向上縮小，其特征在于，所述超聲波-振動變換器(1)為空心體，其內腔(3)同樣在朝其前端部(2)的方向上縮小。2. 根據權利要求1所述的超聲波-振動變換器，其特征在于，所 述超聲波-振動變換器(l)在其內腔(3)中具有芯部(M)，所述芯部(14)可 分離地且固定地與所述超聲波-振動變換器(1 )相連接。3. 根據權利要求2所述的超聲波-振動變換器，其特征在于，所 述芯部(14)部分地與所述超聲波-振動變換器(1)相連接。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：W豪格，
申請(專利權)人：費希爾廠有限責任兩合公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]