Was ist Schall?

Unter Schall versteht man Druckwellen verschiedenster Art, die sich in elastischen Stoffen (Gasen, Flüssigkeiten, Festkörpern) ausbreiten können. Die Ursache ist immer eine Schallquelle, welche eine sich fortpflanzende mechanische Verformung des Übertragungsmediums bewirkt. Im Vakuum kann Schall sich nicht ausbreiten.

Die Schallwirkungen im Ausbreitungsmedium hängen wesentlich von der Wellenform und Intensität der Quelle (Schallwechseldruck) und der Art des Mediums ab.

So breiten sich z. B. in Flüssigkeiten und Gasen nur longitudinale Wellen aus. Die Schallwellen bewirken eine periodische Druck- und Zugphase in Schwingungsrichtung!

Was ist Ultraschall?

Als Ultraschall bezeichnet man Schallwellen oberhalb der Hörbarkeitsgrenze des Menschen in einem Bereich von ca. 16 kHz...1 GHz. Ultraschall kann man zudem wesentlich energiereicher, d. h. "lautstärker" als Hörschall erzeugen.

Was bewirkt Ultraschall in Flüssigkeiten?

Flüssigkeiten werden durch innere Anziehungskräfte (Kohäsion) zusammengehalten. Ihre Größe bestimmt die Zugfestigkeit der Flüssigkeit.

Ultraschall pflanzt sich in flüssigen Medien in Form einer Längswelle (Longitudinalwelle) fort. Infolge des Schallwechseldruckes kommt es dabei zu Verdichtungen und Verdünnungen. Die Zugkräfte in der Sogphase der Schwingung (Verdünnung) können die Flüssigkeit zerreißen; es kommt zur sogenannten Kavitation.

Kavitation

Dieses Bild zeigt die Kavitation. Um die Kavitationsblasen herum entstehen durch das knallartige Implodieren hohe örtliche Drücke und starke Turbulenzen und Strömungen in der Flüssigkeit. Diese Erscheinungen sind die eigentlichen Kriterien, die zum Ablösen der Schmutzpartikel auf einer Oberfläche führen. Kavitationsblasen entstehen vorwiegend an den Grenzflächen zwischen Flüssigkeit und Reinigungsgut. Also genau dort, wo sie erwünscht sind.

Entstehung der Kavitationsblasen	Implosion der Kavitationsblasen

Grobreinigung:

niedrige Ultraschall-Frequenz, z.B. 25 kHz = grobe/harte Kavitation

Feinstreinigung:

hohe Ultraschall-Frequenz, z.B. 40/132 kHz und höher = feine/schonende Kavitation