DE2445869A1 - VIBRATION GENERATOR - Google Patents

Description

Schwingungserzeuger. Vibration generator.

Die bisher üblichen, ausschließlich für industrielle Einsatzzwecke verwendeten Schwingungserzeuger sind derart aufgebaut, daß sie die durch einzelne Vibratoren erzeugte Schwingungsenergie auf das vordere Ende des mit einemHorn ausgestatteten Schwingungserzeugers konzentrieren und entweder die Energie von diesem vorderen Ende an die in Schwingung zu versetzende Masse abgeben oder sie in das Medium abstrahlen, wobei die einzelnen Vibratoren, deren Eigenfrequenzen einander gleich sind, am weiten Ende eines derartigen Schwingungserzeugers befestigt sind und wobei diese Vibratoren derart durch die Stromversorgung angetrieben werden, daß sie die vorgenannte Schwingungsenergie erzeugen.The previously common ones, exclusively for industrial purposes Vibration generators used are constructed in such a way that they are the by individual Vibrators generated vibratory energy on the front end of the horn-equipped Concentrate the vibrator and either concentrate the energy from this front Release the end to the mass to be vibrated or emit it into the medium, being the individual Vibrators whose natural frequencies are equal to each other are attached to the wide end of such a vibrator and where these vibrators are driven by the power supply in such a way that they the generate the aforementioned vibration energy.

Bei derartigen Schwingungserzeugern ist es jedoch unmöglich, infolge der begrenzten Intensitåt derselben und infolge der begrenzten Anzahl von am weiten Ende des Hornes des Schwingungserzeugers zu befestigenden Vibratoren eine ausreichende Schwingungsenergie zu erzeugen, sodaß ein Einsatz auf Gebieten nicht möglich ist, welche eine intensive Schwingungsenergie erfordern, wie beispielsweise beim plastischen Bearbeiten verschiedener Metalle und bei der quantitativen Behandlung von Flüssigkeiten.With such vibrators, however, it is impossible as a result the limited intensity of the same and as a result of the limited number of most End of the horn of the vibrator to be attached vibrators a sufficient To generate vibration energy so that it cannot be used in areas which require intense vibrational energy, such as plastic Processing of various metals and in the quantitative treatment of liquids.

Um die vorgenannten Nachteile zu überwinden, wurden bereits in den japanischen Patentschriften 2822/64 und 199949/70 Vibratoren offenbart.To overcome the aforementioned disadvantages, have already been in the Japanese Patent Nos. 2822/64 and 199949/70 discloses vibrators.

Bei den dort vorgeschlagenen Vibratoren war es jedoch sehr schwierig, die Schwingungsenergie, welche durch die jeweiligen Vibratoren erzeugt wurde, auf die vorbestimmte Stelle zu konzentrieren, um die Energie zu verstärken, da die Vibratoren schräg zur Axialrichtung des Schwingungssystems befestigt wurden, d,h. diagonal zur Richtung der Schwingungsübertragung. Außerdem war selbst bei einer Konzentration der Schwingungsenergie der Jeweiligen Vibratoren der Wirkungsgrad eines derartigen Schwingungserzeugers sehr niedrig und auch die Steuerung zur Umwandlung zur Richtungsänderung und zur wahlweisen Veränderung der Schwingungsstärke beispielsweise durchaus ungenügend.With the vibrators proposed there, however, it was very difficult the vibration energy generated by the respective vibrators focus the predetermined point to amplify the energy as the vibrators were attached obliquely to the axial direction of the vibration system, d, h. diagonal the direction of vibration transmission. Besides, even with a concentration the vibration energy of the respective vibrators the efficiency of such Vibration generator very low and also the control for conversion to the Change of direction and to optionally change the vibration intensity, for example absolutely insufficient.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Schwingungserzeuger zu schaffen, durch welchen die aufgezeigten Schwierigkeiten der herkömmlichen Schwingungserzeuger auf einfaches Jedoch äußerst wirkungsvolle Weise behoben werden. Dabei soll insbesondere eine sehr intensive Schwingungsleistung rechtwinklig zur Mittelachse sowie in deren Längsrichtung von irgendeiner gewünschten Stelle des Plattenumfanges erzielbar sein Gekennzeichnet ist ein erfindungsgemäßer Schwingungserzeuger im wesentlichen dat rch, daß er wenigstens eine in Primär- oder Oberschwingungen versetzbare Platte aufweist, welche derart an ihrem Umfang mit einem oder mehreren Antriebsvibratoren bestückt ist, daß sie durch die Antriebsvibratoren rechtwinklig zu ihrer Mittelachse in Schwingungen versetzbar und die Schwingungsenergie aller Antriebsvibratoren innerhalb der Platte als elastische Schwingungsenergie ansammelbar ist.The invention has therefore set itself the task of a vibration generator to create, through which the identified difficulties of the conventional vibrator can be remedied in a simple but extremely effective manner. In particular a very intense vibration performance at right angles to the central axis as well as in its Longitudinal direction of any desired point on the plate circumference can be achieved A vibration generator according to the invention is marked essentially dat rch that there is at least one plate that can be placed in primary or harmonics has, which in such a way on its circumference with one or more drive vibrators is equipped so that it is perpendicular to its central axis by the drive vibrators can be set in vibration and the vibration energy of all drive vibrators within the plate can be accumulated as elastic vibration energy.

Entsprechend der Theorie der elastischen Schwingungen hängt der Durchmesser einer unter den mechanischen Resonanzbedingungen verwendeten Platten Prinzip von der Größenordnung der Schwingungen, der Art der Schwingungen, der Frequenz, der Materialkonstante usw. ab, sodaß der Umfang der Platte, an welcher die Antriebsvibratoren befestigt werden sollen, zwangsläufig durch vorgenannte Faktoren bestimmt wird. Infolgedessen muß die Anzahl der Antriebsvibratoren, welche am Umfang der Platte angesetzt werden können, begrenzt werden wodurch sich wiederum eine Begrenzung der schwingenden Antriebskraft und der Schwingungsenergie ergibt. Diese oberen Grenzwerte hängen von der Größe der Schwingungen der Platte abn d.h., daß der Durchmesser der Platte bei schnellen Schwingungen größer ist als bei einer Platte mit langsameren Schwingungene Mit anderen Worten, ein Schwingungserzeuger mit einer Platte für schnellere Schwingungen benötigt eine Umfangsfläche der Platte als ein Schwingungserzeuger mit einer Platte für langsamere SohwingungenO Dies führt zum Schluß, daß ein Schwingungserzeuger, welcher schnelle Schwingungen erzeugen kann, einen schnelleren Schwingantrieb und eine höhere Maximalausgangsleistung erlaubt, welcher zur Abstrahlung in das Medium ausreicht, als ein gleichartiger Schwingungserzeuger für langsamere S¢hwingungen, da im ersten Fall eine größere Anzahl von Antriebsvibratoren an der Umfangsfläche der Platte befestigt werden kann.According to the theory of elastic vibrations, the diameter depends a plate principle used under the mechanical resonance conditions the magnitude of the vibrations, the type of vibrations, the frequency, the Material constant, etc., so that the circumference of the plate on which the drive vibrators are to be attached, is inevitably determined by the aforementioned factors. As a result, the number of drive vibrators, which on the periphery of the plate can be set, which in turn creates a Limitation the vibrating drive force and the vibration energy results. These upper limits depend on the magnitude of the vibrations of the plate, i.e. that the diameter of the Plate with fast vibrations is larger than with a plate with slower ones Vibrations In other words, a vibrator with a plate for faster ones Vibrations require a peripheral surface of the plate as a vibrator with a plate for slower vibrations O This leads to the conclusion that a vibrator, which can generate rapid vibrations, a faster vibratory drive and allows a higher maximum output power, which for radiation into the medium is sufficient as a vibration generator of the same type for slower S ¢ h vibrations, because in the first case a larger number of drive vibrators on the circumferential surface the plate can be attached.

Andererseits läßt sich bei einem bisher üblichen Schwingungserzeuger oder einem Schwingungserzeuger mit nur einer Platte und infolgedessen begrenzter Gesamtfläche des Umfanges kein derart hoher Wirkungsgrad erreichen, wie er oftmals erforderlich ist, da die Summe der Leistungen aller Antriebsvibratoren möglichst groß sein muß, um einen starten Schwingungsantrieb und infolgedessen eine hohe Schwingungsenergi zu erzeugen.On the other hand, with a previously customary vibration generator or a vibrator with only one plate and consequently more limited Total area of the circumference does not achieve such a high degree of efficiency as it often does is necessary because the sum of the powers of all drive vibrators as possible must be large to start a vibration drive and consequently a high vibration energy to create.

Aus diesen Gründen mußte ein Schwingungserzeuger geschaffen werden, welcher die Befestigung einer größeren Anzahl von Antriebsvibratoren und die Summierung und Verstärkung der von diesen erzeugten Schwingungsenergie mit hohem Wirkungsgrad ermöglichte. Diese Forderung erfüllt eine weitere Ausführung eines errindungsgemäßen Schwingungserzeugers, bei welchem mehrere Schwingungserzeuger mit jeweils nur einer Platte in mehreren Stufen direkt oder durch ein Übertragerorgan gekoppelt i d. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, eine größere Anzahl von Antriebsvibratoren einzusetzen, die auf die Umfangsflächen aller gekoppelten Platten verteilt werden können.For these reasons a vibrator had to be created, which the attachment of a larger number of drive vibrators and the summation and amplifying the vibration energy generated by them with high efficiency made possible. This requirement is met by a further embodiment of a vibration generator according to the invention, in which several vibration generators each with only one plate in several Stages coupled directly or through a transmitter element i d. This results in the possibility of using a larger number of drive vibrators based on the peripheral surfaces of all coupled plates can be distributed.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnungen; es zeigen: Figur 1 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen schwingungserzeugers; Figur 2 eine charakteristische Kurve des Schwingungserzeugers in Figur 1; Figur 3 - 5 Vorderansichten weiterer Ausfuhrungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers; Figur 6-8 den Figuren 1, 2 und 4 entsprechende Darstellungen eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers mit einer in der Mitte gelochten Platte; Figur 9 und 10 den Figuren 1 und 4 entsprechende Darstellungen der Erfindung bei Verwendung einer bezw. mehrerer mehreckigen Platten; und Figur 11 und 12 den Figuren 9 und 10 entsprechende Darstellungen der Erfindung bei Verwendung einer bezw. mehrerer in der Mitte gelochten mehreckigen Platten.A more detailed explanation of the invention emerges from the following Description of some embodiments with reference to the accompanying drawings; it FIG. 1 shows a front view of a first exemplary embodiment of one according to the invention vibrator; FIG. 2 shows a characteristic curve of the vibration generator in Figure 1; Figure 3-5 front views of further exemplary embodiments of an inventive Vibrator; 6-8 representations corresponding to FIGS. 1, 2 and 4 a vibration generator according to the invention with a plate perforated in the middle; FIGS. 9 and 10 show representations of the invention corresponding to FIGS. 1 and 4 Use a resp. several polygonal plates; and Figure 11 and FIG. 12 shows the invention corresponding to FIGS. 9 and 10 in use one resp. several polygonal plates perforated in the middle.

Bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers trägt die als Scheibe 1 ausgebildete Platte mehrere Antriebsvibratoren 2, welche an ihrem Umfang befestigt sind. Bei diesem AusRührungsbeispiel werden lungenförmige (lungevan shaped) elektrische Vibratoren verwendet, deren Eigenfrequenzen auf die Primär-Eigenfrequenz oder die Oberschwingungs-Eigenfrequenz der Scheibe l abgestimmt sind und welche am Umfang dieser Scheibe 1 mittels nicht dargestellter Befestigungsschrauben befestigt sind.In the first embodiment shown in Figure 1 one The vibration generator according to the invention carries the plate designed as a disk 1 a plurality of drive vibrators 2 which are attached to their periphery. With this one AusRührungsbeispiel lung-shaped (lungevan-shaped) electric vibrators used whose natural frequencies are based on the primary natural frequency or the harmonic natural frequency the disc l are matched and which on the circumference of this disc 1 by means of not fastening screws shown are attached.

Dabei ist die Oberfläche der Scheibe 1, an welcher die Antriebsvibratoren 2 angesetzt sind, derart bearbeitet, daß eine feste Verbindung oder Kopplung mit der die Schwingungen abstrahlenden Fläche der Antriebsvibratoren 2 erzielbar ist. Dabei werden auch diese Abstrahlflächen der Antriebsvibratoren 2 einer ebensolchen Oberflächenbehandlung unterworfen. Die Stromversorgung der Antriebsvibratoren 2 erfolgt über die Elektroden 3 und 4.This is the surface of the disc 1 on which the drive vibrators 2 are set, processed in such a way that a fixed connection or coupling with the surface of the drive vibrators 2 radiating the vibrations can be achieved. These radiating surfaces of the drive vibrators 2 also become one of these Subjected to surface treatment. The power supply of the drive vibrators 2 takes place via electrodes 3 and 4.

Wenn bei diesem Schwingungserzeuger die Scheibe 1 mit auf die Eigenfrequenz der Jeweiligen Antriebsvibratoren 2 abgestimmter hoher Frequenz gespeist wird, um mit Primärschwingung oder Oberschwingung zu schwingen, während gleichzeitig Phase und Polarität abgestimmt wurden, um weiterhin mit der gleichen Schwingungsart zu schwingen, wie sie zwischen den Elektroden 3 und 4 der jeweiligen Antriebsvobratoren 3 herrscht, deren Eigenfrequenz, Schwingungsphase, Polarität und Geschwindigkeit der Schwingungen eingestellt wurde, so wird diese hohe Frequenz in die Schwingungsenergie an den jeweiligen Antriebsvibratoren 2 umgewandelt.If, with this vibration generator, the disk 1 is also set to the natural frequency the respective drive vibrators 2 tuned high frequency is fed to to oscillate with primary oscillation or harmonic while at the same time phase and polarity have been matched to continue with the same mode of vibration vibrate as they do between the electrodes 3 and 4 of the respective Antriebvobratoren 3 prevails, their natural frequency, oscillation phase, polarity and the speed of the vibrations has been set, this becomes high frequency converted into the vibration energy at the respective drive vibrators 2.

Dann wird die durch die jeweiligen Antriebsvibratoren 2 erzeugte Schwingungsenergie im Inneren der Scheibe 1 gesammelt, um zu einer stärkeren Schwingungsenergie zu werden, wodurch diese Scheibe 1 verstärkt mit Primär- oder Oberschwingungen schwingt.Then, the vibration energy generated by the respective drive vibrators 2 collected inside the disc 1 in order to produce a stronger vibration energy be, whereby this disc 1 vibrates amplified with primary or harmonics.

Es ergab sich, daß bei einer Vermehrung der am Umfang der Scheibe 1 befestigten Antriebsvibratoren 2 die Amplitudenverschiebung der Schwingungen proportional zunahm. Es wurde außerdem festgestellt, daß die auf den konzentrischen Kreis abgestrahlte Wellenenergie mit einer intensiven Kavitation einherging, wenn diese Scheibe in das Medium eingetaucht wurde.It was found that with an increase in the circumference of the disk 1 attached drive vibrators 2 the amplitude shift of the vibrations proportionally increased. It was also found that the radiated onto the concentric circle Wave energy was accompanied by intense cavitation when this disk was in the medium was immersed.

Als Resultat der mit einem erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger durchgeführten Versuche ergibt sich nachstehende Formel wobei N = Anzahl der am Umfang der Scheibe 1 befestigten Antriebsvibratoren, Wi = die Ausgangsleistung (Schwingungsenergie) der Jeweiligen Antriebsvibratoren, Lo = der Gesamt-Schwingungsverlust durch die Scheibe, L = die in das umgebende Medium vom Umfang der Scheibe abgestrahlte Schwingungsenergie bezw.The following formula results as the result of the tests carried out with a vibration generator according to the invention where N = number of drive vibrators attached to the circumference of the disk 1, Wi = the output power (vibration energy) of the respective drive vibrators, Lo = the total vibration loss through the disk, L = the vibration energy radiated into the surrounding medium from the circumference of the disk, respectively.

die an die Schwingungsmasse übertragene und von dieser verbrauchte Schwingungsenergie. that transmitted to and consumed by the vibration mass Vibrational energy.

N Dabei ergab sich für die Schwingungsenergie L und ,< Wi ein hoher Wert, wenn die Scheibe 1 aus einem Werkstoffimit extrem geringem Schwingungsverlust Lo wie beispielsweise Titan-Legierungen hergestellt wurde und außerdem das elektrische, mechanische und akustische Lastverhältnis verbessertNund die Widerstandsanpassung vervollständigt wurde. Wenn i 1 Wi und L so groß waren, daß das Verhältnis des Gesamt-Schwingungsverlustes Lo zu v Wi und L vernachlässigbar klein war, so wurde die Schwingsenergie L so stark, daß sie annähernd gleich der Gesamtleistung der Schwingungsenergie der jeweiligen Antriebsvibratoren war. N This resulted in the oscillation energy L and, <Wi a high value if the disk 1 is made of a material with extremely low vibration loss Lo how, for example, titanium alloys was produced and also the electrical, mechanical and acoustic load ratio improved and the resistance adjustment has been completed. If i 1 Wi and L were so large that the ratio of the total vibration loss Lo was negligibly small for v Wi and L, the oscillation energy L became so strong that that they are approximately equal to the total power of the vibrational energy of the respective Drive vibrators was.

Figur 2 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen der Anzahl N von genannten elektrischen Antriebsvibratoren, welche an der Scheibe festschraubbar sind, und dem Verhältnis Anal, bei welchem A1 ein Spannungskoeffizient eines Antriebsvibrators und An der Gesamtspannungskoeffizient ist, wenn alle N Antriebsvibratoren bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 parallel geschaltet sind.Figure 2 shows an example of the relationship between the number N of called electric drive vibrators, which can be screwed to the disc and the ratio Anal, at which A1 is a stress coefficient of a driving vibrator and An is the total stress coefficient when all N drive vibrators are at the Embodiment according to Figure 1 are connected in parallel.

Es wurde festgestellt, daß die vom erfindungsgemäßen Schwingüngserzeuger erzeugte Schwingungsleistung annähernd proportional zur Anzahl N der am Umfang der Scheibe befestigten Antriebsvibratoren ansteigt. Daraus ergibt sich, daß sich bei dem erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger eine umso höhere Schwingungsleistung erzielen läßt, je größer die Anzahl der bis zur oberen Grenze am Umfang der Scheibe 1 befestigten Antriebsvibratoren ist.It was found that the vibration generator according to the invention Vibration power generated approximately proportional to the number N of on the circumference of the Disk attached drive vibrators increases. It follows that with the invention Vibration generator a higher vibration power can be achieved, the greater the number of up to the upper limit on the circumference of the disc 1 attached drive vibrators.

Mit anderen Worten, der maximale Ausgang der Schwingungs-Antriebskraft und die Schwingungsenergie steigen bei dem erz in dungsgemäßen Schwingungserzeuger fast linear zur Anzahl der Antriebsvibratoren an, sodaß die maximale Verschiebungsamplitude der Scheibe 1 und die zur Verfügung stehende maximale Schwingungsenergie in gleicher Weise ansteigen.In other words, the maximum output of the vibration driving force and the vibration energy increases in the ore in the vibration generator according to the invention almost linear to the number of drive vibrators, so that the maximum displacement amplitude the disk 1 and the available maximum vibration energy in the same Way to increase.

Die vorbeschriebene Beziehung läßt sich auch auf den Gesamt-Amperekoeffizient anwenden, wenn am Umfang der Scheibe magnetische Vibratoren befestigt sind, deren Antriebsspulen hintereinander geschaltet sind.The above-described relationship can also be applied to the total ampere coefficient apply if magnetic vibrators are attached to the periphery of the disc, their Drive coils are connected in series.

Rin weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers zeigt Figur 3, bei welchem der Figur 1 entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen tragen. Dabei trägt eine Kreisscheibe 1 außer den Antriebsvibratoren 2 einen ein Horn aufweisenden Schwingungsübertrager 5 und einen stangenförmigen Schwingungsübertrager 6. Wenn bei einem derartigen Schwingungserzeuger die jeweiligen Antriebsvibratoren 2 mit auf ihre Eigenfrequenz abgestimmter Hochfrequenzspannung erregt werden, so wird in der Kreisscheibe 1 die von den Jeweiligen Antriebsvibratoren 2 erzeugte Schwingungsenergie summiert und verstärkt. Diese starke Schwingungsenergie wird dem in Schwingung zu versetzenden Medium direkt oder über den ein Horn aufweisenden Schwingungsübertrager 5 bezw. den stangenförmigen Schwingungsübertrager 6 der nachfolgenden Stufe eines Schwingungssystems zugeleitet.Another embodiment of a vibration generator according to the invention FIG. 3 shows in which parts corresponding to FIG. 1 have the same reference numerals wear. Besides the drive vibrators 2, a circular disk 1 carries one Horn having vibration transmitter 5 and a rod-shaped vibration transmitter 6. If the respective drive vibrators in such a vibration generator 2 are excited with high-frequency voltage tuned to their natural frequency, see above In the circular disk 1 the generated by the respective drive vibrators 2 is generated Vibration energy summed up and amplified. This strong vibrational energy will the medium to be set in vibration directly or via a horn exhibiting Vibration transmitter 5 respectively. the rod-shaped vibration transmitter 6 of the following Stage of a vibration system fed.

In diesem Fall ergibt sich die Schwingungsenergie L, welche dem in Schwingung zu versetzenden Medium bezw. der nachfolgenden Stufe eines Schwingungssystems durch den oder die Schwingungsübertrager zugeleitet wird, ebenfalls aus der vorgenannten N Formel (1), bei L und i=1 Wi große Werte zeigen. Diese beiden Werte sind so groß, daß das Verhältnis von Lo zu ### Wi oder Lo zu L vernachlässigbar klein wird, sodaß L als angenäherter Gesamtwert der Schwingungsenergie der Jeweiligen Antriebsvibratoren sehr große Werte zeigt.In this case, the result is the vibration energy L, which corresponds to the in Vibration to be displaced medium respectively. the next level of a vibration system is fed through the vibration transmitter or transmitters, also from the aforementioned N formula (1), with L and i = 1 Wi show large values. These two values are so great that the ratio of Lo to ### Wi or Lo to L becomes negligibly small, so that L as the approximate total value of the vibration energy of the respective drive vibrators shows very high values.

Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel einer zweiten Art eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 insofern, als mehrere Kreisscheiben 1a-1c, welche jeweils mit mehreren Antriebsvibratoren 2 bestückt sind und identische Eigenfrequenz aufweisen, miteinander gekoppelt sind. Dabei sind die Kreisscheiben la und 1b direkt über aneinander anliegende Umfang flächen miteinander gekoppelt, während die Kreisscheiben lb und 1c durch den stangenförmigen Schwingungsübertrager 6 miteinander gekoppelt sind. Durch diese mehrstufige Konstruktion der Platten oder Kreisscheiben läßt sich die durch die Jeweiligen Antriebsvibratoren 2 erzeugte Schwingungsenergie in mehreren Scheiben summieren und verstärken, sodaß dem die Schwingungswellen abstrahlenden Teil, wie beispielsweise-den Kreisscheiben 1d und le oder dgl., eine auf diese Weise erzeugte verstärkte Schwingungsenergie zugeleitet werden kann, wobei die Eigenfrequenzen aller Scheiben gleich sind und die Übertragung der Schwingungen an die Scheiben 1d und le durch einen Schwingungsübertrager 6 bezw. 5 erfolgt.The embodiment shown in Figure 4 of a second type a vibration generator according to the invention differs from the embodiment according to Figure 3 insofar as several circular disks 1a-1c, each with several Drive vibrators 2 are equipped and have identical natural frequencies with each other are coupled. The circular disks la and 1b are directly adjacent to one another Perimeter surfaces coupled together, while the circular disks lb and 1c through the rod-shaped vibration transmitter 6 are coupled to one another. Through this multi-stage construction of the plates or circular disks can be achieved by the Respective drive vibrators 2 generated vibration energy in several disks sum and amplify, so that the part radiating the vibration waves, such as For example, the circular disks 1d and 1e or the like. A generated in this way amplified vibration energy can be supplied, with the natural frequencies all Disks are the same and the transmission of the vibrations to the disks 1d and le through a vibration transmitter 6 respectively. 5 takes place.

Bei diesem durch mehrere miteinander gekoppelte Scheiben gekennzeichneten erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger sollte die elektrische Polarisation der am Umfang der jeweiligen Scheiben la-lc befestigten Antriebsvibratoren 2 unter Berücksichtigung der Spannungsphase der den Elektroden dieser Vibratoren eingespeisten Hochfrequenzleistung und unter Berücksichtigung der Schwingungsphase der Jeweiligen Scheiben derart festgelegt werden, daß die Scheiben la-lc in diesem mehrfach gekoppelten Zustande mit Primär- oder Oberschwingungen rechtwinklig zur Mittelachse schwingen können. Es hat sich herausgestellt, daß für einen derart ausgebildeten Schwingungserzeuger die vorgenannte Betimmung erforderlich ist, um eine intensive Schwingungsleistung zu erzeugten, welche von Jedem Ausgang der Jeweiligen Scheiben gesammelt wird.This is characterized by several disks coupled to one another Vibration generator according to the invention should have the electrical polarization of the am Scope of the respective disks la-lc attached drive vibrators 2 taking into account the voltage phase of the high-frequency power fed to the electrodes of these vibrators and so determined taking into account the oscillation phase of the respective disks that the disks la-lc in this multiply coupled state with primary or harmonics can oscillate at right angles to the central axis. It has found that for a vibration generator designed in this way, the aforementioned Determination is necessary to generate an intense vibration power, which is collected from each exit of the respective discs.

Eine eingehendere Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung ergibt sich aus Nachfolgendem: Wenn die jeweiligen Elektroden aller Antriebsvibratoren derart miteinander verbunden sind, daß sie mit der Hochfrequenzleistung der identischen Sternspannung versorgt werden, und außerdem die Scheibe la durch die in positiver Richtung über den Umfang polarisierten Antriebsvibratoren erregt wird, so wird die Schwingungsphase der Scheiben lb und lc gegenüber der Scheibe la gemäß der Theorie der elastischen Schwingung umgekehrt, Aus diesem Grunde müssen die in negativer Richtung polarisierten Antriebsvibratoren am Umfang der Scheiben lb und lc befestigt werden. Die Polarisierung der am Umfang zu befestigenden Antriebsvibratoren muß auf der Grundlage vorstehender Überlegungen festgelegt werden. Bei Verwendung von magnetischen Antriebsvibratoren erfolgt die Bestimmung in gleicher Weise, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Schwingungsphase eines Vibrators von der Phasenrelation zwischen der magnetischen Hochfrequenzrichtung abhängt, welche von der Anschlußrichtung der Antriebsspulen und der magnetischen Richtung der Gleichstromvorspannung festgelegt wird.A more detailed explanation of the preferred embodiments of the invention results from the following: When the respective electrodes of all Drive vibrators are connected to each other so as to be able to use the high frequency power the identical star voltage are supplied, and also the disk la through which excites drive vibrators polarized in the positive direction over the circumference is, the phase of oscillation of the disks lb and lc with respect to the disk la reversed according to the theory of elastic oscillation, Aus this Basically, the drive vibrators polarized in the negative direction must be on the circumference the discs lb and lc are attached. The polarization of those to be attached to the perimeter Drive vibrators must be determined based on the above considerations. When using magnetic drive vibrators, the determination is made in the same way Way, taking into account that the vibration phase of a vibrator of the phase relation between the magnetic high frequency direction depends on which on the connection direction of the drive coils and the magnetic direction of the DC bias is determined.

Wenn daher die mit den am Umfang mit eingestellter Polarität angeordneten Antriebsvibratoren bestückten Scheiben la-lc in mehreren Stufen gemäß Figur 4 zu einem Schwingungserzeuger gekoppelt oder verbunden sind, dann wird die durch diese Antriebsvibratoren erzeugte Schwingungsenergie in den Scheiben la-lc gesammelt, welche infolge dieser Vibratoren unter Einhaltung der Richtung auf die Mittelachse in Primär- oder Oberschwingungen versetzt werden, um dann durch die fortlaufende Summierung in den Koppelorganen weiterhin verstärkt zu werden.Therefore, if the with those arranged on the circumference with the polarity set Drive vibrators fitted disks la-lc in several stages according to FIG are coupled or connected to a vibration generator, then the Drive vibrators generated vibration energy collected in the discs la-lc, which as a result of these vibrators while maintaining the direction of the central axis can be put into primary or harmonics, to then through the continuous Summation in the coupling organs continues to be amplified.

Die auf diese Weise verstärkte Schwingungsenergie wird in Richtung der Pfeile seitens der Scheiben 1d und le abgestrahlt.The vibrational energy amplified in this way is directed towards of the arrows emitted from the disks 1d and le.

Bei einer derartigen Ausbildung eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers, bei welchem mehrere mit Primär- oder Oberschwingungen rechtwinklig zur Mittelachse schwingende Scheiben in mehreren Stufen gekoppelt oder miteinander verbunden sind, kann daher eine große Anzahl von Antriebsvibratoren am Umfang aller dieser Scheiben befestigt werden. Dadurch ergibt sich bei einem derartigen erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger eine sehr große Schwingungs-Antriebskraft und dementsprechend auch eine sehr hohe Schwingungsleistung, wie sie mit einem Schwingungserzeuger der eingangs beschriebenen Ausbildung mit nur einer Scheibe niemals erzielbar wäre.With such a design of a vibration generator according to the invention, in which several with primary or harmonics at right angles to the central axis vibrating discs are coupled or connected to one another in several stages, can therefore use a large number of drive vibrators on the circumference all these disks are attached. This results in such a device according to the invention Vibration generator has a very large vibration driving force and accordingly also a very high vibration power, as with a vibration generator of the Training described at the beginning with only one disk would never be achievable.

Auch für dieses Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen SchwingungsNrzeugers trifft die Formel (1) zu. Während die Werte N für L und i=1 Wi größer werden, wird das Verhältnis Lo zu i=1 Wi oder zu L vernachlässigbar klein. Die Kennlinie dieses erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers verläuft in der gleichen Weise wie die Kurve gemäß Figur 2, wobei die gesamte Schwingungsenergig welche von einem derartigen Schwingungserzeuger erzeugt wird, beinahe gleich der Summe aller von den zahlreichen Antriebsvibratoren erzeugten Einzelenergien ist.Also for this embodiment of a vibration generator according to the invention the formula (1) applies. While the values N for L and i = 1 Wi become larger, becomes the ratio Lo to i = 1 Wi or to L is negligibly small. The characteristic of this The vibration generator according to the invention runs in the same way as the curve according to Figure 2, the entire vibration energy which of such Vibrator is generated almost equal to the sum of all of the numerous Drive vibrators generated individual energies is.

Die in Figur 4 als Kreisscheiben 1d und le ausgebildeten Abstrahlorgane sind Vibrationsorgane, deren Eigenfrequenz auf die des Schwingungserzeugers abgestimmt ist. Für diese Abstrahlorgane kann daher jegliche Form gewählt werden, soweit sie den obigen Anforderungen entspricht, wobei jeweils die gleichen Wirkungen für die erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger erzielbar sind.The emitting organs formed in FIG. 4 as circular disks 1d and 1e are vibration organs whose natural frequency is matched to that of the vibration generator is. Any shape can therefore be selected for these emitting organs, insofar as they corresponds to the above requirements, with the same effects for the Vibration generator according to the invention can be achieved.

Ein weiteres Ausführungsbespiel eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers der vorbeschriebenen zweiten Ausführung ist in Figur 5 dargestellt, welches sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 insofern unterscheidet, als die Scheibe le fehlt fehlt und die Scheiben ld und 1b jeweils mit Antriebsvibratoren 2 bestückt sind und mit ihren Umfangsflächen aneinander anliegen.Another exemplary embodiment of a vibration generator according to the invention the above-described second embodiment is shown in Figure 5, which is differs from the exemplary embodiment according to FIG. 4 in that the disc le is missing missing and the discs ld and 1b each with drive vibrators 2 are equipped and abut one another with their peripheral surfaces.

Diese mehrstufige Konstruktion erlaubt eine Summierung der jeweiligen Ausgangsleistungen der Scheiben lb-ld und ermöglicht weiterhin die auf diese Weise verstärkte Ausgangsleistung über den Schwingungsübertrager 5 am Außenumfang der Scheibe lb und den S¢hwingungsübertrager 6 am Außenumfang der Scheibe 1d abzunehmen.This multi-level construction allows the respective Output power of the slices lb-ld and allows to continue in this way increased output power via the vibration transmitter 5 on the outer circumference of the Disc 1b and the vibration transmitter 6 on the outer circumference of the disc 1d to be removed.

Ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers zeigt Figur 6, wobei der Figur 1 entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen tragen. Als Platte wurde hier eine Kreisringscheibe 1 verwendet, welche auch innenseitig mit nicht dargestellten Antriebsvibratoren 2 bestückt ist. Selbst bei Verwendung einer Kreisringscheibe ist eine sehr intensive Schwingungsenergie entsprechend der Formel (1) erzielbar. Die Beziehung zwischen der Anzahl N dieser Antriebsvibratoren und dem Verhältnis An/Al der Spannungskoeffizienten ist die gleiche wie bei der Ausführung gemäß Figur 1, wie dies aus der Kurve der Figur 7 zu sehen ist. Figur 8 zeigt eine der Figur 4 entsprechende mehrstufige Konstruktion unter Verwendung von Kreisringscheiben la-le, wobei die gleichen Wirkungen erzielbar sind wie bei der Konstruktion aus Figur 4.Another example of a vibration generator according to the invention FIG. 6 shows parts corresponding to FIG. 1 with the same reference numerals wear. A circular ring disk 1 was used here as the plate, which is also on the inside is equipped with drive vibrators 2, not shown. Even when in use a circular ring disk is a very intense vibration energy corresponding to the Formula (1) achievable. The relationship between the number N of these drive vibrators and the ratio An / Al of the stress coefficients is the same as that of FIG The embodiment according to FIG. 1, as can be seen from the curve in FIG. figure FIG. 8 shows a multistage construction corresponding to FIG. 4 using of circular ring disks la-le, the same effects can be achieved as with the construction from FIG. 4.

Das in Figur 9 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Ausführung gemäß Figur 1 dadurch, daß im letzten Fall eine mehreckige Scheibe 1 mit gleichlangen Seitenflächen verwendet wird, welche wiederum Antriebsvibratoren 2 mit Elektroden 3 und 4 trägt. Die erzielten Resultate gehorchen wiederum der Formel (1). Eine mehrstufige Konstruktion unter Verwendung dieser mehreckigen Scheibe entsprechend der Ausführung nach Figur 4 zeigt Figur 10. Auch hierfür gilt das gleiche, was im Zusammenhang mit Figur 4 bereits dargelegt wurde.The embodiment shown in Figure 9 differs of the embodiment according to Figure 1 in that in the latter case a polygonal disc 1 with side surfaces of the same length is used, which in turn are drive vibrators 2 with electrodes 3 and 4 carries. The results obtained, in turn, obey the Formula 1). A multi-level construction using this polygonal disc corresponding to the embodiment according to FIG. 4 is shown in FIG. 10. The same also applies here, which has already been explained in connection with FIG.

Wie schließlich die Figuren 11 und 12 zeigen, kann man statt der im Beispiel der Figur 9 und 10 verwendeten mehreckigen Scheibe auch eine mehreckige Ringscheibe mit gleichlangen Außen- bezw. Innenseiten verwenden, an deren Innenseiten ebenfalls Antriebsvibratoren befestigt werden können, was allerdings in den Figuren nicht dargestellt ist. Die Wirkungen dieser Konstruktionen entsprechen praktisch denen der Figuren 6 und 8, sodaß eine erneute Aufzählung unnötig erscheint.As finally shown in FIGS. 11 and 12, instead of the In the example of FIGS. 9 and 10, the polygonal disk also used a polygonal one Ring washer with outer and / or equal length Use inside pages, on the inside of them drive vibrators can also be attached, but this is shown in the figures is not shown. The effects of these constructions are practically the same those of Figures 6 and 8, so that a renewed listing appears unnecessary.

Zusammenfassend läßt sich daher feststellen, daß sich bei dem erfindungsgemäßen Schwingungserzeuger an Jeder beliebigen Stelle eine derart hohe Ausgangsleistung als Schwingungsenergie abnehmen läßt, wie sie bisher bei keinem Schwingungserzeuger abnehmbar war. Diese überaus hohe Ausgangsleistung wird durch Zusammenfassung der gesamten Antriebskraft und Schwingungsenergie der Jeweiligen Antriebsvibratoren erreicht, indem so viel Antriebsvibratoren wie möglich an den Umhängen aller Platte oder Scheiben befestigt sind, welche mit Primär- oder Oberschwingungen rechtwinklig zur Mittelachse schwingen, und indem die jeweiligen Antriebsvibratoren mit Hochfrequenzstrom versorgt werden, um die Platten oder Scheiben in Primär- oder Oberschwingungen rechtwinklig zur Mittelachse zu versetzen.In summary, it can therefore be stated that in the inventive Vibration generator at any point such a high output power can decrease as vibration energy, as it has so far not been with any vibration generator was removable. This extremely high output is made possible by combining the total drive force and vibration energy of the respective drive vibrators achieved by adding as many drive vibrators as possible to the necklines of all the plate or disks are attached, which are rectangular with primary or harmonics oscillate towards the central axis, and adding the respective drive vibrators with high frequency current are supplied to the plates or discs in primary or harmonics at right angles to offset to the central axis.

Erfindungsgemäß können diese Scheiben mit Primär- oder Oberschwingungen rechtwinklig zur Mittelachse in mehreren Stufen miteinander gekoppelt oder verbunden werden und mit so viel Antriebsvibratoren bestückt werden, wie dies angesichts der zur Verfügung stehenden Umfänge dieser gekoppelten Platte oder Scheiben möglich ist. Mittels eines derartigen erfindungsgemäßen Schwingungserzeugers läßt sich daher durch die Summierung der schwingenden Antriebskraft der verschiedenen Antriebsvibratoren eine wesentlich höhere Schwingungsenergie als Ausgangsleistung erzeugten, als dies bei den bisher üblichen Schwingungserzeugern bezw. bei dem eingangs genannten Ausführungsbeispiel mit nur einer einzigen Platte oder Scheibe möglich ist.According to the invention, these disks can have primary or harmonics Coupled or connected to each other in several stages at right angles to the central axis and be equipped with as many drive vibrators as this given the available scopes of this coupled plate or disks possible is. By means of such a vibration generator according to the invention, it is therefore possible by adding up the oscillating driving force of the various driving vibrators generated a much higher vibration energy than output power than this BEZW in the previously usual vibration generators. in the embodiment mentioned at the beginning is possible with just a single plate or disk.

Claims (15)

Patentansprüche: Patent claims: Schwingungserzeuger, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß er wenigstens eine in Primär- oder Oberschwingungen versetzbare Platte (1) aufweist, welche derart an ihrem Umfang mit einem oder mehreren Antriebsvibratoren (2) bestückt ist, daß sie durch die Antriebsviratoren rechtwinklig zu ihrer Mittelachse in Schwingungen versetzbar und die Schwingungsenergie aller Antriebsvibratoren innerhalb der Platte als elastische Schwingungsenergie ansammelbar ist.Vibration generator that it has at least one plate (1) that can be displaced into primary or harmonics, which are equipped with one or more drive vibrators (2) on their circumference is that they vibrate at right angles to their central axis through the drive vibrators displaceable and the vibration energy of all drive vibrators within the plate can be accumulated as elastic vibration energy. 2. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere direkt in mehreren Stufen gekoppelte Platten (la-le) auSweist, welche jeweils mit Antriebsvibratoren (2) bestückt sind.2. Vibration generator according to claim 1, characterized in that it has several plates (la-le) coupled directly in several stages, which are each equipped with drive vibrators (2). 3. Schwingungserzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der Platten (la-le) jeweils ein Schwingungsübertrager (5 bezw. 6) vorgesehen ist. 3. Vibration generator according to claim 2, characterized in that a vibration transmitter (5 or 6) is provided for coupling the plates (la-le) is. 4. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine Kreisscheibe (1) ist.4. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the plate is a circular disk (1). 5. Schwingungserzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere direkt in mehreren Stufen gekoppelte Kreisscheiben (la-le) auSweist, welche jeweils mit Antriebsvibratoren (2) bestückt sind.5. Vibration generator according to claim 4, characterized in that it has several circular disks (la-le) coupled directly in several stages, which are each equipped with drive vibrators (2). 6 Schwingungserzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der Kreisscheiben (la-le) jeweils ein Schwingungsübertrager (5 bezw. 6) vorgesehen ist.6 vibration generator according to claim 4, characterized in that to couple the circular disks (la-le) a vibration transmitter (5 resp. 6) is provided. 7. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine Kreisringscheibe (1) ist.7. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the plate is an annular disc (1). 8. Schwingungserzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere direkt in mehreren Stufen gekoppelte Kreisringscheiben (la-le) aufweist, welche Jeweils mit Antriebsvibratoren (2) bestückt sind.8. Vibration generator according to claim 7, characterized in that it has several circular ring disks (la-le) coupled directly in several stages, which are each equipped with drive vibrators (2). 9. Schwingungserzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der Kreisringscheiben (la-le) jeweils ein Schwingungsübertrager (5 bezw. 6) vorgesehen ist.9. Vibration generator according to claim 7, characterized in that a vibration transmitter (5 respectively 6) is provided. 10. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine mehreckige Scheibe (1) mit gleichlangen Seitenflächen ist.10. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the plate is a polygonal disc (1) with side surfaces of equal length. 11. Schwingungserzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere direkt in mehreren Stufen gekoppelte mehreckige Scheiben (la-le) mit gleichlangen Seiten aufweist, welche jeweils mit Antriebsvibratoren (2) bestückt sind.11. Vibration generator according to claim 10, characterized in that that he has several polygonal discs directly coupled in several stages (la-le) with sides of equal length, each equipped with drive vibrators (2) are. 12. Schwingungserzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der mehreckigen Scheiben (la-le) mit gleichlangen Seiten jeweils ein Schwingungsübertrager (5 bezw. 6) vorgesehen ist.12. Vibration generator according to claim 10, characterized in that that for coupling the polygonal disks (la-le) with sides of equal length in each case a vibration transmitter (5 or 6) is provided. 13. Schwingungserzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine mehreckige Ringscheibe (1) mit gleichlangen Außen- bezw. Innenseiten ist.13. Vibration generator according to claim 1, characterized in that the plate a polygonal washer (1) with outer or equal length. Insides is. 14. Schwingungserzeuger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere direkt in mehreren Stufen gekoppelte mehreckige Ringscheiben (la-le) mit gleichlangen Seiten aufweist, welche Jeweils mit Antriebsvibratoren (2) bestückt sind.14. Vibration generator according to claim 13, characterized in that that he has several polygonal ring disks (la-le) directly coupled in several stages with sides of equal length, each equipped with drive vibrators (2) are. 15. Schwingungserzeuger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung der mehreckigen Scheiben (la-le) mit gleichlangen Seiten Jeweils ein Schwingungsübertrager (5 bezw. 6) vorgesehen ist.15. Vibration generator according to claim 13, characterized in that that for coupling the polygonal disks (la-le) with sides of equal length each a vibration transmitter (5 or 6) is provided. LeerseiteBlank page