CS232205B1

CS232205B1 - A method and apparatus for ultrasonic cleaning of mechanical component openings

Info

Publication number: CS232205B1
Application number: CS804743A
Authority: CS
Inventors: Karel Gabriel; Eduard Steif; Frantisek Smolik; Vaclav Sabek
Original assignee: Karel Gabriel; Eduard Steif; Frantisek Smolik; Vaclav Sabek
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1980-07-03
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS474380A1

Abstract

Vynález se týká ultrazvukového čištění otvorů, zvláště hlubokých. Ultrazvukový nástroj umístěný v čisticím kapalném médiu se axiálně posouvá v bezprostřední blízkosti celé čištěné plochy čištěného mechanického dílu. Ultrazvukový nástroj může mít bu3 jednu nebo více převážně radiálně vyzařujících ploch β jednu axiálně vyzařující plochu. Může být opatřen jedním podélným otvorem a několika příčnými otvoryThe invention relates to ultrasonic cleaning of holes, especially deep holes. An ultrasonic tool placed in a cleaning liquid medium is axially moved in the immediate vicinity of the entire cleaned surface of the cleaned mechanical part. The ultrasonic tool may have either one or more predominantly radially radiating surfaces or one axially radiating surface. It may be provided with one longitudinal hole and several transverse holes

Description

Vynález se týká způsobu a zařízení k ultrazvukovému čištění otvorů mechanických dílů pomocí převážně radiálně vyzařujícího ultrazvukového nástroje. Zařízení k provádění tohoto způsobu je složené z přenosové laděné tvče, ultrazvukového měniče a ultrazvukového generátoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for ultrasonic cleaning of openings of mechanical parts using a predominantly radially radiating ultrasonic tool. The apparatus for carrying out this method is comprised of a transmission tuned face, an ultrasonic transducer and an ultrasonic generator.

Dosud se používalo pro čištění mechanických dílů klasických ultrazvukových praček, kde čisticí vana s kapalným mediem byla osazena ultrazvukovými měniči na dně nebo stěně vany. Nevýhodou tohoto způsobu čištění byla skutečnost, že stěny silnostěnných otvorů, zejména hlubokých nebylo možno dokonale vyčistit. Bylo/způsobeno tím, že ultrazvuková akustická energie nepronikne stěnou těchto dílů a nepronikne též ani vstupním či výstupním otovrem s potřebnou intensitou do celého prostoru otvoru.So far, it has been used for cleaning mechanical parts of conventional ultrasonic scrubbers, where the liquid medium cleaning pan has been fitted with ultrasonic transducers on the bottom or wall of the tub. The disadvantage of this method of cleaning was the fact that the walls of thick-walled openings, especially deep ones, could not be perfectly cleaned. This is due to the fact that the ultrasonic acoustic energy does not penetrate the wall of these parts and also does not penetrate the inlet or outlet opening with the necessary intensity into the entire space of the opening.

Dalším způsobem ultrazvukového čištění mechanických dílů bylo čištění pomocí radiálně vyzařujícího typu měniče, zejména magnetostrikčního, který byl v čištěném otvoru axiálně posouván. Nevýhodou tohoto způsobu bvlo, že uvedeného měniče šlo použít jen pro otvory rozměrově odpovídající rozměru měniče. Další nevýhodou je elektrické napájení měniče v kapalném médiu.Another method of ultrasonic cleaning of mechanical parts was cleaning by means of a radially radiating type of transducer, in particular a magnetostrictive type, which was axially displaced in the hole to be cleaned. The disadvantage of this method was that the inverter could be used only for holes corresponding to the size of the inverter. Another disadvantage is the power supply of the converter in a liquid medium.

232 208232 208

Prakticky dosažitelný akustický výkon do kapalného média u těchto řešení ultrazvukového čištění je asi jen 0,5*2 . 10⁴ W/m² .The practically achievable acoustic power into the liquid medium of these ultrasonic cleaning solutions is only about 0.5 * 2. 10 ⁴ W / m ² .

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob a zařízení k ultrazvukovému čistění otvorů mechanických dílů podle vynálezu, jehož podstato spočívá v tom, že ultrazvukový nástroj, umístěný v čisticím kapalném médiu, se axiálně posouvá v bezprostřední blízkosti celé čištěné plochy čištěného mechanického dílu·The method and the device for ultrasonic cleaning of openings of mechanical parts according to the invention are characterized by the fact that the ultrasonic tool placed in the cleaning liquid medium is axially displaced in the immediate vicinity of the entire cleaned surface of the cleaned mechanical part.

Ultrazvukový nástroj zařízení k provádění tohoto způsobu je opatřený nejméně jednou převážně radiálně vyzařující plochou. Je spojený šroubovým spojem s přenosovou laděnou tyčí buzenou ultrazvukovým generátorem přes ultrazvukový měnič.The ultrasonic tool of the apparatus for carrying out this method is provided with at least one predominantly radially radiating surface. It is connected by a screw connection to a transmission tuned rod excited by an ultrasonic generator via an ultrasonic transducer.

Ultrazvukový nástroj a přenosová laděná týč mohou být opatřeny vnitřním podélným otvorem a příčnými otvory. Ultrazvukový nástroj může být na svém konci opatřen navíc axiální vyzařovací plochou.The ultrasonic tool and transmission tuning rod may be provided with an internal longitudinal bore and transverse bores. The ultrasonic tool can at its end also have an axial radiating surface.

Jedno z možných praktických provedení předmětu vynálezu je znázorněno na obr. 1 až 3 přiložených výkresů, kde na obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení sloužíoí k ultrazvukovému čištění otvorů mechanických dílů, na obr. 2 je ultrazvukový nástroj s jednou převážně radiálně vyzařující plochou a na obr. 3 je ultrazvukový nástroj se dvěma převážně radiálně vyzařujícími plochami a jednou axiálně vyzařující plochou opatřený otvory.One possible embodiment of the invention is shown in FIGS. 1 to 3 of the accompanying drawings, in which FIG. 1 schematically illustrates an apparatus for ultrasonic cleaning of openings of mechanical parts, FIG. 2 shows an ultrasonic tool with one predominantly radially radiating surface; Fig. 3 is an ultrasonic tool with two predominantly radially radiating surfaces and one axially radiating surface provided with openings.

Na obr. 1 je čištěný mechanický díl J umístěn ve vaně 2 naplněné čisticím kapalným médiem 2· Do otvoru v čištěném mechanickém dílu 2, t jehož vnitřní stěna bude čištěna, je fcložen ultrazvukový nástroj JL spojený s přenosovou laděnou tyčí Jg ·In Fig. 1, the cleaned mechanical part J is placed in a bath 2 filled with cleaning liquid medium 2. The ultrasonic tool JL is connected to the opening in the cleaned mechanical part 2, the inner wall of which is to be cleaned, connected to the transmission tuned rod Jg.

Tato přenosová laděná tyč 2 je buzena ultrazvukovým měničem napájeným ultrazvukovým generátorem 4· Samotné čištění se provádí axiálním posouváním ultrazvukového nástroje 1 v otvoru čištěného mechanického dílu Vzdálenost mezi čištěnou stěnou otvoru a nástrojem je asi 5&10 mm. Podstatou samotného čištění je'ultrazvuková akustická energie vyzařovaná v blízkosti vnitřní stěny otvoru Q převážně radiálně vyzařujícím laděným ultrazvukovým nástrojem J,. Akustická ultrazvuková energie, která iThis transmission tuned rod 2 is excited by an ultrasonic transducer powered by an ultrasonic generator 4. The actual cleaning is carried out by axially moving the ultrasonic tool 1 in the hole of the cleaned mechanical part The distance between the cleaned wall of the hole and the tool is about 5 & 10 mm. The essence of the cleaning itself is the ultrasonic acoustic energy emitted near the inner wall of the aperture 6 by a predominantly radially radiated tuned ultrasonic tool. Acoustic ultrasonic energy, which i

232 205 budí tento ultrazvukový nástroj 2, je přenášena prostřednictvím přenosové laděné tyče 2. Délka této přenosové laděné tyče J J® násobkem celého čísla a délky půlvlnného resonátoru odpovídající použitému materiálu tyče. Je vhodné používat tyto přenosové laděné tyče 2 z materiálu s malými akustickými ztrátami, jako je dural, titan a podobně. Přenosová laděná tyč £ je pak buzena ultrazvukovým měničem-3, např. elektrostrikčním, který má velkou účinnost. Ultrazvukový měnič je napájen ultrazvukovým generátorem 4, např. tranzistorovým, jehož maximální výkon je závislý od velikosti čištěného otvoru. Prakticky dosažitelný vyzařovaný akustický výkon do kapalného média u tohoto způsobu ultrazvukového čištění je asi 10 - 20 . 10^ W/m^ a je převážně závislý od zvolené pracovní amplitudy vyzařovací plochy ultra zvukového nástroje j,·232 205 excites this ultrasonic instrument 2, it is transmitted by a transmission tuning bar 2. The length of this transmission tuning bar 11 is a multiple of the integer and the length of the half-wave resonator corresponding to the bar material used. It is desirable to use these transmission tuned rods 2 of low acoustic loss material such as duralumin, titanium and the like. The transmission tuned rod 6 is then excited by an ultrasonic transducer-3, e.g. an electrostrictive transducer, which has high efficiency. The ultrasonic transducer is powered by an ultrasonic generator 4, eg a transistor generator, whose maximum power depends on the size of the aperture being cleaned. The practically achievable radiated sound power into the liquid medium in this ultrasonic cleaning method is about 10-20. 10 ^ W / m ^ a is largely dependent on the selected working amplitude of the radiating surface of the ultra sound instrument j, ·

Na obr. 2 je ultrazvukový nástroj 1 s jednou převážně radiálně vyzařující plochou J a šroubovým spojem lj pro připojení k přenosové laděné tvči 2. Délka tohoto ultrazvukového náX stroje je -g- · Ultrazvukový nástroj 1 v tomto provedení je nejjednodušší pro aplikaci navrhované čisticí metody.Fig. 2 shows an ultrasonic tool 1 with one predominantly radially radiating surface J and a screw connection 11 for connection to a transmission tuned face 2. The length of this ultrasonic machine is -g- The ultrasonic tool 1 in this embodiment is the simplest for applying the proposed cleaning method. .

Na obr. 3 je znázorněn složitější způsob provedení ultrazvukového nástroje i· Má dvě převážně radiálně vyzařující plochy 2 ^a navíc je ve své dolní části opatřen zvětšenou axiálně vyzařující plochou IQ. Šroubovým spojem lj je připojen k přenosové laděné tyči Navíc je rovněž opatřen vnitřním podélným otvorem 11 a příčnými otvory 12. Při použití tohoto ultrazvukového nástroje 1 je čištění účinnější a vnitřním podélným otvorem 11 i příčnými otvory 12 se provádí proplach čištěných ploch čistým čisticím kapalným médiem 2·FIG. 3 shows a more complex embodiment of the ultrasonic tool 1. It has two predominantly radially radiating surfaces 2 ^and , in addition, is provided with an enlarged axially radiating surface 10 in its lower part. In addition, it is also provided with an internal longitudinal bore 11 and transverse bores 12. Using this ultrasonic tool 1, cleaning is more efficient, and the internal longitudinal bore 11 and transverse bores 12 purge the surfaces to be cleaned with clean liquid cleaning medium 2. ·

Využití způsobu a zařízení ultrazvukového čištění otvorů a případně i vnějších ploch mechanických dílů podle vynálezu umožňuje čištění součástek, které nebylo možnc|čistit klasickým způsobem. Umožňuje čistit i značně znečištění části a díly s těžko odstranitelnými nečistotami. Zároveň se dosahuje vyšších ekonomických výsledků, než u klasického způsobu čištění. I značně znečištěné části je možno dokonale vyčistit v poměrně krátkém čase.The use of the method and apparatus of ultrasonic cleaning of the openings and possibly the outer surfaces of the mechanical parts according to the invention makes it possible to clean parts which could not be cleaned in a conventional manner. It also allows to clean heavily soiled parts and parts with difficult to remove impurities. At the same time, higher economic results are achieved than with conventional cleaning. Even heavily soiled parts can be perfectly cleaned in a relatively short time.

Claims

A method of ultrasonic cleaning of openings of mechanical parts by means of a non-rotating radially radiating ultrasonic tool, characterized in that the ultrasonic tool (1) disposed in the cleaning liquid medium (5) is axially displaced in the immediate vicinity of the entire cleaned surface of the cleaned mechanical part (7).

An apparatus for carrying out this method comprising a transmission tuned rod, an ultrasonic transducer and an ultrasonic generator, characterized in that the ultrasonic tool (1) provided with at least one predominantly radially radiating surface (9) is connected by a screw connection (13) to the transmission tuned rod (2) driven by ultrasonic generator (4) via ultrasonic transducer (3) ·

Equipment for carrying out the method according to point characterized in that the ultrasonic tool (1) and the transmission tuning bar (2) are provided with an internal longitudinal bore (11) and transverse bores (12), the ultrasonic tool (1) being additionally provided with an axial radiating surface (10).