Bei Anwendungen in der Optik, Feinmechanik, Elektronik und Präzisionsreinigung kommt häufig Ultraschall in unterschiedlichen Frequenzen zum Einsatz. Multifrequenzsysteme ermöglichen den Platz sparenden Bau von Ultraschallreinigungsanlagen.

Der Footprint wird immer mehr zu einer entscheidenden Größe bei der Investition in Maschinen und Anlagen — kein Wunder, denn Produktionsfläche ist teuer. Dies gilt selbstverständlich auch, wenn es um Systeme für die industrielle Teilereinigung geht, und hier wird häufig noch viel Platz verschenkt. Insbesondere bei Ultraschallanlagen für Reinigungsaufgaben, die Schallwellen in unterschiedlichen Frequenzen erfordern. Solche Anwendungen sind unter anderem in der optischen und feinmechanischen Industrie, der Elektronik, Mikrotechnik und Präzisionsreinigung anzutreffen.

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Diese Modulgeneratoren ermöglichen in Verbindung mit modernen Multifrequenz-Tauchschwingern eine Platz und Kosten sparende Realisierung von Ultraschallreinigungsanlagen für Mehrfrequenzanwendungen

Teilespezifisch angepasste Ultraschallfrequenz

Um Teile entsprechend ihren spezifischen Anforderungen mit unterschiedlichen Frequenzen behandeln zu können, sind entweder mehrere Generatoren erforderlich oder der Einsatz eines Mehrfrequenzsystems.

Grund dafür ist die Erzeugung der Schallwellen durch den Generator. Er wandelt die normale Netzfrequenz von 50 bis 60 Hz in hochfrequente Schwingungen um. So genannte Schallwandler setzen die elektromagnetischen Schwingungen in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz um und geben diese in ein Flüssigkeitsbad ab. Dort kommt es zum physikalischen Effekt der Kavitation.

Je niedriger die Frequenz, desto größer die Kavitationsblasen und die von ihnen freigesetzte Energie. Dies bedeutet, eine niedrige Frequenz führt einerseits zu großen Reinigungskräften an der Teileoberfläche, andererseits ist die Tiefenwirkung, die erforderlich ist, um in Grenzflächen wie Poren, Bohrungen und Strukturen einzudringen, gering.

Ein Generator für zwei und drei Frequenzen

Weber Ultrasonics hat mit digitalen Modulgeneratoren (Sonic Digital Multi) eine Multifrequenztechnik entwickelt. Die Generatoren stehen als Dreifrequenzgeräte mit 40, 80 und 120 kHz sowie als Zweifrequenzgerät mit 25 und 50 kHz zur Verfügung. Die digitale Erzeugung und Regelung der Frequenz gewährleistet eine konstante Ausgangsleistung, die im Bereich von 10 bis 100 Prozent einstellbar ist. Die Modulgeneratoren verfügen außerdem über eine zuschaltbare Intervallfunktion.

Ultraschallreinigungssysteme für Mehrfrequenzanwendungen lassen sich mit diesen Generatoren Platz und Kosten sparend realisieren. Gleichzeitig verringert sich der für die Reinigung erforderliche Zeitaufwand, da die verschiedenen Ultraschallreinigungs- und Spülschritte jeweils in einem Bad durchgeführt werden können.

Die für ein optimales Reinigungsergebnis erforderlichen Ultraschallfrequenzen können am Gerät oder über eine Schnittstelle eingestellt werden. Letzteres ermöglicht, dass die vom Anwender für eine teilespezifisch angepasste Reinigung festgelegten Frequenzen, Ausgangsleistungen und die Behandlungsdauer in entsprechenden Reinigungsprogrammen in der Steuerung der Reinigungsanlage hinterlegt werden können.

Reduzierter Platzbedarf — auch bei den Schwingsystemen

Abgestimmt auf die Multifrequenzgeneratoren stehen mit den Tauchschwingern von Typ Sonosub Multi „echte“ Mehrfrequenz-Schwingsysteme zur Verfügung. Sie sind im Gegensatz zu herkömmlichen Multifrequenzschwingern, die für jede Frequenz separate Schwingelemente enthalten, mit einem Spezial-Schwingelementesatz ausgestattet. Dies bedeutet, dass jedes dieser Elemente die vom Generator erzeugten Schallwellen in mechanische Schwingungen der jeweiligen Frequenz umsetzen kann. Einerseits wird dadurch ein höherer Wirkungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Multifrequenz-Schwingern erzielt. Andererseits ermöglicht der Spezial-Schwingelementesatz eine deutlich kompaktere Bauweise.