Brevet FR2666529A1 — publié le 19920313

"Procédé d'assemblage d'un équipement pour la génération d'ultrasons avec un réflecteur, notamment une cuve, une tôle, ou autres et dispositif pour sa mise en oeuvre "5 L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un équipement pour la génération d'ultrasons avec une réflecteur, comme par exemple une cuve, une tôle, une cuvette, ou quelque chose de similaire. Les équipements de génération d'ultrasons trouvent de nombreuses applications Ces équipements sont liés à au moins un réflecteur correspondant, qui peut être une tôle ou une surface plane analogue, par exemple une matière plastique avec un revêtement métallique, une céramique avec un revêtement métal-15 lique, mais aussi une cuve ou un récipient quelconque, et qui est adapté au rayonnement des ultrasons On mentionne ici entre autres les équipements de net- toyage par ultrasons. Les équipements de nettoyage par ultrasons connus se composent d'un récipient pour recevoir par exemple les objets à nettoyer et d'un oscillateur placé à proximité Il peut ici s'agir par exemple d'un oscillateur compound ou d'un oscillateur plat. En règle générale, ces oscillateurs possè- dent un élément de couplage au moyen duquel ils sont fixés au réflecteur correspondant Si l'élément de couplage est constitué par exemple par de l'acier, il est alors approprié de le souder ou de le braser sur le réflecteur Evidemment, l'utilisation de l'acier comme élément de couplage réduit la puissance ultra- sonore délivrée, ce qui n'est pas souhaitable En règle générale, on emploie de ce fait un élément de couplage qui transmet bien le son Il s'offre alors tous les métaux ou matériaux possédant une faible impédance acoustique, mais avant tout l'aluminium ou les alliages d'aluminium L'aluminium possède une impédance faible, ce qui a une influence positive sur le rayonnement acoustique. Un élément de couplage composé d'un matériau adéquat est aujourd'hui lié au réflecteur par collage. Cette liaison par collage présente des inconvénients essentiels L'un d'eux est constitué en ce qu'elle n'est pas insensible à la sécheresse Dès qu'il n'y a pas d'eau dans le récipient, l'oscillateur génère une quantité importante de chaleur, de telle sorte qu'il y a chauffage de la couche entre l'oscillateur et le récipient De ce fait, la colle se décompose ou se ramollit, de telle sorte que l'oscillateur se détache avec le temps. En outre, la liaison par collage entre l'oscillateur et le réflecteur n'est en règle générale pas très épaisse, de telle sorte que la vapeur d'eau s'introduit dans la couche et, de là, s'insinue plus loin, jusqu'à ce que l'élément de couplage collé se détache. L'inventeur s'est fixé pour objectif de développer un procédé du genre mentionné, dans lequel on réalise un assemblage sûr entre l'équipement de génération des ultrasons et le réflecteur. Pour atteindre cet objectif, on réalise l'assemblage par soudage par friction. La friction indispensable au soudage par friction est obtenu par un mouvement relatif entre les deux pièces à assembler, par rotation d'une des pièces et maintien de l'autre à l'état immobile ou par rota- tion en sens inverse et pressage simultané Dès que le matériau est devenu plastique sur ses surfaces de contact, on exerce une force complémentaire de compression et, simultanément, on ramène le mouvement relatif entre les pièces à un état de repos relatif par un freinage énergique de la pièce en rotation ou une accélération de la pièce immobile. Dans le cas présent, on souligne que, du fait du soudage par friction des surfaces de contact, on ne porte en aucune manière préjudice à la trans- mission acoustique Au contraire, on souligne qu'on obtient une transmission acoustique étonnamment meil- leure que par exemple dans le cas d'un oscillateur métallique collé. La présente invention comprend aussi un dispositif de transmission des ultrasons, par exemple une installation de nettoyage par ultrasons, avec un réflecteur, par exemple une cuve, une tôle, une cuvette, ou quelque chose de similaire, lié à un équipement de génération des ultrasons L'assemblage de l'équipement de génération des ultrasons avec le réflecteur est alors réalisé par soudage par friction. En règle générale, l'équipement de génération des ultrasons comporte un élément de couplage sur lequel sont encore fixés les autres éléments correspondants de l'oscillateur et en particulier l'élément PXE (élément piézo-oxyde) On prévoit également différen- tes liaisons électriques Normalement, cet élément de couplage comporte un trou fileté pour recevoir un boulon fileté au moyen duquel on assemble les différents anneaux ou éléments de l'oscillateur Il est à ce sujet conçu, conformément à l'invention, que cet élément de couplage soit assemblé par soudage par friction avec le réflecteur et que par la suite, les autres éléments de l'oscillateur soient fixés sur l'élément de couplage par le boulon fileté. D'autres développements sont cependant concevables, par exemple d'assembler par soudage par friction une partie filetée,, un boulon fileté, ou quelque chose d'analogue, avec l'élément de couplage, et d'assembler celui-ci par soudage par friction avec le réflecteur On peut alors mettre en attente les différents éléments de l'oscillateur sur la partie filetée et les assembler ultérieurement par exemple au moyen d'un écrou on ne doit fixer aucune limite à l'invention dans ce domaine. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, un procédé pour la mise en oeuvre du dispositif de transmission des ultrasons, par exemple installation de nettoyage par ultrasons avec un réflecteur, comme par exemple une cuve, une tôle, une cuvette, ou quelque chose de similaire, assemblé avec un équipement de génération des ultrasons, est caractérisé en ce que l'assemblage de l'équipement de génération des ultrasons avec le réflecteur est réalisé par soudage par friction. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'équipement de génération des ultrasons comporte un élément de couplage qui est assemblé par soudage par friction avec le réflecteur. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, l'élément de couplage comporte un trou fileté pour recevoir un boulon fileté qui assemble les autres éléments de l'équipement, en particulier les anneaux PXE élément piezo oxyde avec l'élément de couplage. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, l'élément de couplage possède une partie fileté sur laquelle sont placées les autres éléments de l'équipement de génération des ultrasons. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, l'élément de couplage est constitué en aluminium et le réflecteur en acier, en particulier en acier spécial. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, l'application du procédé de soudage par friction pour l'assemblage d'un réflecteur, comme par exemple une cuve, une tôle, une cuvette, ou quelque chose de similaire, comporte un équipement de génération d'ultrasons. D'autres avantages, remarques, et particula- rités de l'invention se trouvent dans la description ci-dessous avec des exemples avantageux de réalisation ainsi que les dessins seklion lesquels: la figure 1 montre une représentation schématique d'une cuve d'oscillateur avec un oscil- lateur compound à un anneau piézo-électrique; la figure 2 montre une vue éclatée d'un oscillateur compound à un anneau piézo-électrique. Un dispositif de génération des ultrasons, en particulier un oscillateur compound R montré à la figure 1, est fixé à la plaque de base 1 d'une cuve 2 réalisée en métal, de préférence en acier spécial Les éléments de l'oscillateur compound, en particulier un élément de couplage 3, constitué de préférence en aluminium, sont assemblés par soudage par friction de la surface de contact 4 avec la plaque de base 1 de la cure 2. La figure 2 représente un oscillateur compound à anneau piézo- électrique Un tel oscillateur compound à un anneau piézo-électrique se compose en général d'un élément PXE (élément piézo-oxyde) 5, en particulier un anneau PXE, qui s'appuie sur une rondelle de contact 6. De la rondelle de contact 6, une liaison 9 non détaillée ici conduit à une borne positive, alors qu'une autre rondelle de contact 8 est mise à la masse Entre les deux rondelles de contact 8 et 10 se trouve une rondelle isolante 9 comportant un appendice en forme de douille L'appendice 10, en forme de douille pénètre en position de fonctionnement dans la rondelle de contact 6 et l'anneau PXE 5. Entre une pièce de compression 11 et une rondelle de compensation 12, l'anneau PXE 5, les rondelles de contact 6 et 8, ainsi que la rondelle isolante 9 sont fixés sous une pression déterminée sur la cuve 2 ou l'élément de couplage 3 au moyen d'un boulon fileté 13 Afin que le boulon fileté 13 puisse traverser les différents éléments, tels que la pièce de compression 11, la rondelle isolante 9, les rondelles de contact 6 et 8, et la rondelle de compensation 12, ces éléments possèdent tous un trou. Le boulon fileté 13 entre par vissage dans un trou fileté 16 de l'élément de couplage 3. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Procédé d'assemblage d'un équipement de génération d'ultrasons avec un réflecteur, comme par exemple une cuve, une tôle, une cuvette, ou élément similaire, caractérisé en ce que l'assemblage est réalisé par soudage par friction. ) Procédé pour la mise en oeuvre du dispositif de transmission des ultrasons, par exemple installation de nettoyage par ultrasons avec un réflecteur, comme par exemple une cuve, une tôle, une cuvette, ou quelque chose de similaire, assemblé avec un équipement de génération des ultrasons, caractérisé en ce que l'assemblage de l'équipement (R) de géné- ration des ultrasons avec le réflecteur ( 2) est réalisé par soudage par friction ( 4). ) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'équipement (R) de génération des ultrasons comporte un élément de couplage ( 3) qui est assemblé par soudage par friction avec le réflec- teur ( 2). ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de couplage ( 3) comporte un trou fileté ( 16) pour recevoir un boulon fileté ( 13) qui assemble les autres éléments de l'équipement (R), en particulier les anneaux PXE ( 5) élément piezo oxyde avec l'élément de couplage ( 3). ) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de couplage ( 3) possède une partie fileté sur laquelle sont placées les autres éléments de l'équipement de génération des ultrasons. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'élément de couplage ( 3) est constitué en aluminium et le réflecteur ( 2) en acier, en particulier en acier spécial. ) Application du procédé de soudage par friction pour l'assemblage d'un réflecteur, comme par exemple une cuve, une tôle, une cuvette, ou quelque chose de similaire, comprenant un équipement de génération d'ultrasons.