DE3112569A1

DE3112569A1 - Elektromagnetische schwingungseinrichtung

Info

Publication number: DE3112569A1
Application number: DE19813112569
Authority: DE
Inventors: Jakhin Boas Kiryat Motzkin Popper
Original assignee: Popper Engineering Ltd
Current assignee: Popper Engineering Ltd
Priority date: 1980-03-31
Filing date: 1981-03-30
Publication date: 1982-03-18
Also published as: IT1137106B; BR8101887A; AU6890981A; IT8120820A0; GB2081026A; BE888187A; JPS56155512A; AR226886A1; FR2479034A1; ES500837A0; GB2081026B; CA1189559A; IL59740A0; ZA811945B; ES8204214A1

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Schwingungseinrichtung, und zwar im einzelnen eine elektromagnetische Schwingungseinrichtung, die mit hohen Amplituden betreibbar ist.

Schwingungseinrichtungen sind an sich bekannt und werden in einer großen Vielfalt von Ausführungsformen für verschiedenste Funktionen, wie beispielsweise Beschicken, Einfüllen, Vorschieben, Transportieren, Sieben, Sortieren, Schütteln und Entladen von Schüttgut, verwendet. Die Schwingungsquelle solcher Einrichtungen kann mechanisch sein, wie beispielsweise ein Elektromotor, der exzentrische Massen dreht, sowie hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch. Elektromagnetische Einrichtungen werden in den meisten Schwingungseinrichtungen bevorzugt, da sie die Anwendung von einfachen und kostengünstigen Bauweisen ermöglichen, weder Lager erfordern, wie im Falle von Elektromotoren, noch Dichtungen oder Ventile, wie im Falle von hydraulischen und pneumatischen Einrichtungen, und da sie weiterhin eine vereinfachte Amplituden-Überwachung und -Steuerung ermöglichen.

Abgesehen von diesen Vorteilen haben elektromagnetische Schwingungseinrichtungen einen ernsthaften inhärenten Nachteil, der nachfolgend erläutert sei: Zwei Arten von Bauweisen elektromagnetischer Schwingungseinrichtungen sind allgemein in Gebrauch. In einer davon ist ein sich bewegender Permanentmagnet vorgesehen, der durch eine mit Wechselstrom erregte Spule hindurchgeht. Diese Bauweise, die normalerweise in Lautsprechern verwendet wird, ist vom energetischen Standpunkt unwirtschaftlich, da hierin magnetische Flußenergie vergeudet wird.

In der zweiten allgemein angewandten Bauweise wird eine Ankerplatte verwendet, die mit dem Kopf nach oben bzw. frontal von einem ge- bzw. bewickelten Kern angezogen wird. In dieser Bauweise wird die vorstehend beschriebene energetische ünwirtschaftlichkeit der

einen sich bewegenden Magneten aufweisenden Bauart vermieden und die Erzeugung von relativ großen Kräften ermöglicht. Diese Bauart, die allgemein für Anwendungsfälle der Materialbehandlung bzw. -handhabung angewandt wird, weist die inhärente Beschränkung auf, daß ihre Amplitude durch den maximalen Spalt beschränkt ist, der zwischen dem Anker und der Spule zulässig ist. Dieser Spalt ist durch die Größe des Stromes beschränkt, der von den Spulen des Elektromagneten aufgenommen werden kann. Wenn der Spalt erhöht wird, wird der Strom entsprechend erhöht. Infolgedessen wird, obwohl relativ hohe Ströme angewandt und magnetische Energien von dem Magneten entnommen werden können, der Betriebsstrom und infolgedessen die energetische Ausgangsleistung des Magneten absichtlich niedrig gehalten, um ein Schlagen des Ankers gegen den Kern zu verhindern, wenn die Amplitude die Spaltabmessungen erreicht. Es ist infolgedessen ersichtlich, daß elektromagnetische Einrichtungen aufgrund der physischen Beschränkungen des Spalts in ihrem Betrieb wesentlich beschränkt sind.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde vorgeschlagen, eine elektronische Einrichtung zu verwenden, welche den dem Elektromagneten zugeführten Strom vermindert, wenn der Spalt zwischen dem Elektromagneten und dem Anker abnimmt. Das ist aber nicht wünschenswert, da hierdurch die magnetische Kraft und die Energie, die dazu erforderlich ist, die Einrichtung in Bewegung zu halten, vermindert werden.

Es wurde auch vorgeschlagen. Dämpfungsfedern in Verbindung mit elektromagnetischen Einrichtungen zx> verwenden, um deren Schwingung zu kontrollieren. Das Vorsehen von Dämpfungsfedern negiert die Zwecke der vorliegenden Erfindung, da dadurch das Erreichen von hohen Amplituden verhindert wird sowie die Kraft und Energie, die zum Betreiben der Schwingungseinrichtung verfügbar sind, vermindert werden. Daher werden, soweit das möglich ist, gemäß der vorliegenden Erfindung Federn mit relativ kleiner Dämpfung verwendet.

Aus der US-Patentschrift 2 187 717 ist es bekannt, eine nichtlineare Feder in Verbindung mit einer elektromagnetischen Schwingungseinrichtung zu verwenden. Der Zweck dieser Feder besteht in der beschriebenen Einrichtung darin, die Eigenfrequenz der Einrichtung zu steuern und die Einrichtung trotz Änderungen in der Belastung nahe am Resonanzpunkt zu halten.

Die Frequenz einer solchen Einrichtung wird gegeben durch die Gleichung

Frequenz = —— ~\^ = f (1)

TK ^m

worin c = Federkonstante (2)

und c ist das Verhältnis zwischen der Änderung in der Kraft und der Änderung in der Verschiebung an jeder gegebenen Stelle längs der Kraft/Verschiebungs-Kurve einer Feder.

Es ist infolgedessen ersichtlich, daß die Frequenz durch geeignete Wahl des Amplitudenbereichs einer nichtlinearen Feder, in dem die gewünschten Kraft/Verschiebungs-Gharakteristika für eine gegebene Masse vorhanden sind, konstant gehalten werden kann. In der US-Patentschrift 2 187 717 wird vorgeschlagen, eine wählbare Vorspannungseinrichtung vorzusehen, die in Ansprechung auf eine sich ändernde Masse wirksam ist, so daß die Kraft/Verschiebungs-Charakteristika der sich ändernden Masse angepaßt werden, damit die Eigenfrequenz entsprechend der Gleichung (1) konstant gehalten wird. Änderungen der Frequenz solcher Schwingungseinrichtungen sind unerwünscht.

Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß, damit die Kraft/Verschiebungs-Charakteristika einer sich ändernden Masse angepaßt x-7erden, wie in der US-Patentschrift 2 187 717 vorgeschlagen, die Wichtlinear!tat der Feder mäßig genug sein muß, damit es ermöglicht wird, eine konstante Federkonstante c innerhalb des Amplitudenbereichs der Einrichtung für jede gegebene Masse aufrecht-

zuerhalten. Wie weiter unten erläutert werden wird, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Federkonstante c innerhalb des Amplitudenbereichs der Einrichtung nicht konstant gehalten. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert sich die Federkonstante c um wenigstens das Zweifache ihrer Größe in Ruhe (Null-Amplitude) und nur in der Richtung zunehmender Rate bzw. Größe bei abnehmendem Spalt. Wenn der Elektromagnet nur auf einer Seite des Ankers wirkt, ist die Nichtlinearität nur längs eines Teils des Laufwegs des Ankers vorhanden. Im Gegensatz hierzu wird gemäß der US-Patentschrift 2 187 717 die Nichtlinearität längs des gesamten Bewegungsbereichs des Ankers vorgesehen.

Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß die nichtlineare Feder der Einrichtung nach der US-Patentschrift 2 187 717 eine in hohem Maße dämpfende Feder ist, und zwar aufgrund ihrer hohen inneren Reibung, die sich infolge eines Reibens zwischen ihren Lamellen ergibt. Im Gegensatz hierzu werden gemäß der vorliegenden Erfindung Federn gefordert bzw. angewandt, die die Charakteristika niedriger Dämpfung haben.

In der US-Patentschrift 4 235 153 ist ein elektromagnetischer kraftbetriebener, eine Linearbewegung ausführender Motor beschrieben, in dem eine nichtlineare Feder als Gegenwirkung gegen eine zunehmende magnetische Kraft verwendet wird, um die Einrichtung zu stabilisieren. Diese Patentschrift beschreibt keine Schwingungseinrichtung sondern betrifft stattdessen eine Positionierungseinrichtung, die im Gleichstrombetrieb arbeitet. Als solche Einrichtung ist sie nicht auf die oben beschriebene Schwierigkeit gerichtet, nämlich das physische Aufprallen zwischen einem schwingenden Teil, das mittels eines Elektromagneten angetrieben ist, und einem anderen Teil bei Bedingungen hoher Amplitude.

Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß in einer Gleichstromeinrichtung eine Verminderung des Spalts dazu führt, daß die magnetische Kraft in hohem Maße ansteigt. Es wurde gefunden, daß dieser Kraftanstieg in einer Wechselstrom-Schwingungs-

einrichtung nicht vorhanden ist, weil, wenn der Spalt geschlossen wird, die Induktanz, welche dem Stromfluß entgegenwirkt, zunimmt. Infolgedessen weisen elektromagnetische Schwingungseinrichtungen eine allgemein konstante magnetische Kraft auf.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, mit der die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten überwunden werden und die einen Betrieb mit hoher Amplitude bei relativ niedriger Leistung erbringt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine elektromagnetische Schwingungseinrichtung bzw. ein elektromagnetisches Schwingungssystem zur Verfügung gestellt, die bzw. das eine Elektromagnet-Anker-Kombination umfaßt, welche Schwingung erzeugt und wenigstens ein erstes und zweites Element aufweist, die zwischen sich einen Spalt begrenzen, sowie ein Basisteil, welches das erste Element hält bzw. trägt, ein in Schwingung zu versetzendes bzw. zu vibrierendes Teil, das mit dem zweiten Element verbunden ist, und eine nichtlineare Federeinrichtung, die mit der Basis und dem in Schwingung zu versetzenden bzw. zu vibrierenden Teil verbunden bzw. letzterem Teil und der Basis wirkungsmäßig zugeordnet ist, welche eine Einrichtung zum Speichern von wesentlicher Energie der Elektromagnet-Anker-Kombination, wenn diese ihren minimalen Spalt bzw. ihre minimale Spaltbreite erreicht, und zum Umwandeln derselben in kinetische Energie des in Schwingung zu versetzenden bzw. zu vibrierenden Teils aufweist.

Weiterhin wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung außerdem eine lineare Federeinrichtung zur Verfügung gestellt, die mit der Basis und dem in Schwingung zu versetzenden bzw. zu vibrierenden Teil verbunden bzw. wirkungsmäßig verbunden ist, und die Elektromagnet-Anker-Kombination ist dahingehend wirksam .-bzw. wird derart betrieben, daß sie dem in Schwingung zu versetzenden bzw. zu vibrierenden Teil eine Schwingung bzw. Vibration verleiht, die eng an der Resonanz der linearen Federeinrichtung liegt.

Außerdem umfaßt gemäß der Erfindung die Energie der Elektromagnet-Anker-Kombination, die mittels der nichtlinearen Federeinrichtung gespeichert wird, kinetische Energie des in Schwingung zu versetzenden bzw. zu vibrierenden Teils.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend zum besseren Verständnis derselben unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 16 der Zeichnung anhand einiger, besonders bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert; es zeigen:

Figuren 1A, 1B und 1C Kurven, in denen die Verschiebung über der Zeit aufgetragen ist und die den Betrieb einer Einrichtung veranschaulichen, welche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam bzw. betreibbar ist;

Figuren 2A und 2B bildliche Darstellungen einer Schwingungseinrichtung, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam bzw. betreibbar ist;

Figuren 3A, 3B, 3C, 3D und 3E Darstellungen von Abwandlungen einer Schwingungseinrichtung vom Trog- bzw. Schalentyp, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam bzw. betreibbar ist;

Figuren 4 bis 11 Beispiele von Arten von Bauweisen nichtlinearer Federn, die in Schwingungseinrichtungen verwendbar sind, welche gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut, und wirksam bzw. betreibbar sind;

Figur 12 eine Schwingungseinrichtung vom Schalen- bzw. Trogtyp, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam bzw. betreibbar ist und in der eine nichtlineare Kappa-Feder vorgesehen ist;

Figur 13 eine andere Ausführungsform einer Schwingungseinricht.ung, die gemäß einer Aus führungs form der Erfindung aufgebaut

und wirksam bzw. betreibbar ist, und in der eine oder mehrere Kappa-Federn vorgesehen sind;

Figur 14 eine Darstellung einer bei der Erfindung anwendbaren Kappa-Feder;

Figuren 15A und 15B Darstellungen einer abgewandelten Kappa-Feder, die bei der Erfindung anwendbar ist; und

Figur 16 eine Darstellung einer Bauweise einer nichtlinearen Feder, die in Schwingungseinrichtungen verwendbar ist, welche gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und wirksam bzw. betreibbar sind.

Bevor mit einer in nähere Einzelheiten gehenden Beschreibung der Erfindung fortgefahren wird, sei eine kurze Erläuterung des Problems des Schiagens in elektromagnetischen Einrichtungen, die einen sich bewegenden Anker haben, unter Bezugnahme auf die Figuren 1A, 1B und 1C gegeben. Die Figur 1A zeigt eine Verschiebungskurve einer elektromagnetischen Einrichtung mit sich bewegendem Anker, in welcher die Verschiebungsamplitude gleich der maximalen Spaltbreite ist. Die Figur 1B veranschaulicht eine theoretische Amplitude, die mit der elektromagnetischen Einrichtung der Figur 1A verwirklicht werden könnte, sofern nicht die physische Beschränkung vorhanden wäre, die sich durch das Anschlagen des Ankers gegen den Elektromagneten ergibt. Die Figur 1C zeigt die Amplitude einer elektromagnetischen Einrichtung, die gemäß der Erfindung aufgebaut und wirksam bzw. betreibbar ist, worin die Amplitude der elektromagnetischen Einrichtung während des fernen Halbzyklus des Ankers über die Spaltgrenzen hinaus vergrößert ist. Die Techniken zum Erzeugen dieses erwünschten Ergebnisses seien nachstehend beschrieben.

Die vorliegende Erfindung sei nun unter spezieller Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung, obwohl sich die meisten Figuren der Zeich-

nung auf eine spezielle Art einer Schwingungseinrichtung, nämlich einen schwingenden Trog oder ein schwingendes Sieb, beziehen, nicht auf diese Arten beschränkt sondern vielmehr auf alle geeigneten elektromagnetischen Schwingungseinrichtungen anwendbar ist.

Die Figur 2A zeigt eine Schwingungseinrichtung von allgemeinem Aufbau, die eine Basis 10 aufweist. Eine in Schwingung zu versetzende Masse 12 ist mittels Blattfedern 11 auf der Basis 10 befestigt. Ein Anker 14 ist fest auf der Masse 12 angebracht. Außerdem ist auf der Basis 10 ein Elektromagnet 16 montiert, der dem Anker 14 gegenüberliegend angeordnet ist und zusammen mit diesem einen zwischen beiden liegenden Spalt 18 begrenzt. Ein Paar von gering dämpfenden Schraubenfedern 20 ist auf der Basis 10 befestigt; diese Schraubenfedern sind der Masse 12 gegenüberliegend angeordnet, jedoch von dieser in der Ruhelage um einen Abstand L getrennt. Der Abstand L beträgt typischer- bzw. vorzugsweise ein Drittel der Spaltbreite in Ruhe.

Es ist ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß dia Federn 20 die Masse 12 nicht berühren, jedoch mit Ausnahme der Situation, in welcher sich die Masse 12 dem Elektromagneten 16 annähert, d.h. wenn der Spalt 18 sein Minimum hat. Infolgedessen ist ersichtlich, daß die Federn 20 lineare Federn sein können, die in diesem Aufbau ein nichtlineares Federsystem oder eine nichtlineare Federeinrichtung aufgrund der Tatsache bilden, daß sie nur während eines Teils der Relatiwerschiebung der Teile in Eingriff sind.

In der Ausführungsform der Figur 2A haben beide Federn 20 die gleiche Länge und kommen an ungefähr der gleichen Stelle bzw. an ungefähr der gleichen Stelle der Relativbewegung mit der Masse in Berührung. Eine alternative Ausführungsform ist in Figur 2B gezeigt, wonach anstelle eines Paares von identischen Federn 20 Federn 21 und 23 von unterschiedlicher Länge vorgesehen sind derart, daß die Feder 21 langer als die Feder 23 ist und mit Ger

Masse 12 an einer früheren Stelle von deren Verschiebungsweg in Berührung gelangt, als das die Feder 22 tut. Es ist infolgedessen ersichtlich, daß es möglich ist, durch Verwendung von mehreren Federn, welche mit dem schwingenden System längs unterschiedlicher Teile des Verschiebungswegs in Eingriff treten, eine gewünschte Kraft/Verschiebungs-Charakteristik zu erzielen. Alternativ oder zusätzlich können Kombinationen von Federn, die unterschiedliche Kenndaten haben, verwendet werden.

Die Betriebsweise der in Figur 2A gezeigten Einrichtung sei zum besseren Verständnis anhand einer Betrachtung der Verschiebungskurve der Figur 1C erläutert, die, wie oben erwähnt, zeigt, daß die Amplitude zwar in einer Richtung, jedoch nicht in der anderen beschränkt ist. Diese Beschränkung wird durch die Wirkung eines nichtlinearen Federsystems erzielt, vie es in der Ausführungsform nach Figur 2A durch die Federn 20 verwirklicht ist. Das nichtlineare Federsystem verhindert ein Schlagen des Ankers gegen den Magneten und wirkt dahingehend, daß es die kinetische Energie hoher Geschwindigkeit der sich bewegenden Elemente wie auch die elektromagnetische Energie des Magneten speichert, bis der Anker bei dessen minimalem Spalt momentan zum Stillstand kommt. Unmittelbar danach wird der Anker vom Elektromagneten zurückgestoßen, während das nichtlineare Federsystem die gespeicherte Energie freigibt derart, daß der Anker kräftig mit einer hohen Amplitude nach der entgegengesetzten Richtung geschleudert wird. Die linearen Federn 11 bringen den Anker in seine Nullposition zurück, und der nächste Zyklus beginnt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die durch die linearen Federn 11 erzeugte Kraft ziemlich langsam mit der Verschiebung zunimmt, während die mittels der Federn 20 erzeugte Kraft, die nur nach einer Verschiebung L aus der Nullposition beim Kontakt zwischen den Federn 20 und der Masse 12 zur Anwendung kommt, mit der Verschiebung schnell zunimmt. Es ist infolgedessen ersichtlich, daß die resultierende Federkraft des die Federn 11 und 20 umfassenden Federsystems im wesentlichen der Kraft entspricht _B die zum Absorbieren

der kinetischen Energie der sich bewegenden Teile und der magnetischen Energie der Kombination aus Elektromagnet und Anker, bevor der Spalt Null erreicht, erforderlich ist.

In der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein nichtlineares Federsystem durch eine Kombination von zwei linearen Federn erzeugt bzw. aufgebaut. Alternativ können eine oder mehrere nichtlineare Federn, entweder allein oder in Kombination mit linearen Federn, angewandt werden.

Es ist ein allgemeines Erfordernis, daß während des gesamten Verschiebungszyklus des Systems die Eigenfrequenz des Schwingungssystems einschließlich der Federn und Massen allgemein der erforderlichen Frequenz des Elektromagneten entspricht.

Das Vorsehen des Federsystems, welches die Federn 20 umfaßt, ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, da diese Federn dahingehend wirken, daß sie ein "Schlagen" der Einrichtung bei hohen Amplituden verhindern und die elektromagnetische sowie kinetische Energie speichern, wenn sich der Spalt Null nähert, sowie die schwingende Masse in der anderen Richtung mit hoher Geschwindigkeit beschleunigen.

Zu Zwecken der Klarheit und zur Unterscheidung vom Stande der Technik werden die Bezeichnungen "nichtlineares Federsystem" und "nichtlineare Federeinrichtung" innerhalb der gesamten Beschreibung und der Ansprüche in dem Sinne gebraucht, daß sie sich auf ein Federsystem oder eine Federeinrichtung beziehen, in dem bzw. der sich die Federkonstante c innerhalb des wirksamen Amplitudenbereichs der Federn zu irgendeiner bzw. jeder gegebenen Zeit ändert. Diese Definition schließt den in der US-Patentschrift 2 187 717 beschriebenen Aufbau aus, vorin c innerhalb irgendeines bzw. jedes gegebenen wirksamen Amplitudenbereichs im wesentlichen konstant bleibt.

Es ist ein primäres Merkmal der Erfindung, daß das Federsystem eine niedrige innere Dämpfung oder Reibung aufweist, damit das

Federsystem dahingehend wirkt, daß es im wesentlichen alle von demselben absorbierte magnetische Energie in kinetische Energie der in Schwingung zu versetzenden Masse umwandelt. Infolgedessen muß bzw. soll das Federsystem nicht als Dämpfer bzw. Dämpfungseinrichtung wirken, was zu einem Energieverlust führen würde.

Aus der Praxis ist ersichtlich, daß, damit das Federsystem der Kraft entspricht, die zum Verzögern der Masse auf die Geschwindigkeit Null erforderlich ist, ohne daß die Masse an den Magneten anschlägt, das Federsystem nichtlinear sein muß.

Es sei aus Gründen der Klarheit darauf hingewiesen, daß die Erfindung, obwohl die obige Erörterung anhand einer Einrichtung erfolgt ist, in welcher ein Elektromagnet stationär ist, während sich ein Anker bezüglich desselben bewegt, in gleicher Weise auf das umgekehrte System anwendbar ist, in dem der Anker stationär ist und sich der Elektromagnet bewegt. Allgemein ist die Erfindung, wie vorstehend beschrieben, auf eine Relativbewegung zwischen dem Elektromagneten und dessen Anker anwendbar, und zwar unter Einschluß einer Bewegung eines der beiden Elemente, nämlich des Ankers oder des Elektromagneten, wie auch einer Bewegung beider Elemente, nämlich des Ankers und des Elektromagneten.

Es sei nun auf die Figuren 3A bis 3E Bezug genommen, die verschiedene Bauweisen einer elektromagnetischen Schwingungseinrichtung von der Art eines schwingenden Tisches veranschaulichen. Aus Gründen der Klarheit und der Kürze werden die Elemente, welche alle den verschiedenen Bauweisen gemeinsam sind, nur in Verbindung mit Figur 3A beschrieben und die gleichen Bezugszeichen für identische Teile in allen Figuren 3A bis 3E verwendet.

Die dargestellte elektromagnetische Schwingungseinrichtung vom Typ eines Schwingtisches umfaßt eine schwingende Basis 22, die mittels weicher Federn 24 auf einem ortsfesten Träger 26, beispielsweise einem Fußboden oder einem sonstigen Boden, befestigt ist. Ein Trog bzw. eine Schale 28, der bzw. die längs einer Achse

30 in Schwingung versetzt werden soll, ist auf der schwingenden Basis 22 mittels Blattfedern 32 und 34 befestigt, die allgemein die Gleichung (1) erfüllen.

Ein Elektromagnet 36 ist auf der schwingenden Basis 22 montiert, und ein Anker 38 ist auf einer Schale 28 so montiert, daß er dem Elektromagneten 36 über einem Spalt 39 gegenüberliegt. Ein nichtlineares Federsystem 40, das schematisch dargestellt ist, ist mit der schwingenden Basis 22 und der Schale 28 verbunden, so daß es im wesentlichen die magnetische Energie speichert, die erzeugt wird, wenn der Spalt bis zu seiner minimalen Spaltbreite abnimmt. Verschiedene Ausführungsformen von nichtlinearen Federsystemen seien nachstehend in Verbindung mit den Figuren 4 bis 11 beschrieben.

Die in Figur 3A veranschaulichte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Magnet 36 und der Anker 38 längs einer Achse angeordnet sind, die parallel zur Bewegungsachse 30 der schwingenden Schale 2 8 ist.

Im Gegensatz hierzu zeichnet sich die Ausführungsform der Figur 3B dadurch aus, daß der Magnet und der Anker horizontal und infolgedessen unter einem Winkel ß zur Achse 30 ausgerichtet sind. Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß er einfach herzustellen ist, wie auch den zusätzlichen wichtigen Vorteil, daß der Spalt relativ klein gehalten wird. Das läßt sich leicht erkennen, wenn man bedenkt, daß für eine maximale Verschiebung der Schale 2 8 um die Größe 2A der maximale Spalt zwischen dem Magneten und dem Anker in der Ausführungsform der Figur 3B den Wert 2Acosß im Vergleich mit einem maximalen Spalt der Größe 2A bei der Aus führungs form nach Figur 3A hat.

Die Ausführungsform der Figur 3C entspricht derjenigen der Figur 3B, jedoch mit der Ausnahme, daß ein Paar Elektromagneten 42 und 44 verwendet und auf entgegengesetzten Seiten des Ankers 38 über

jeweilige Spalte 46 und 48 angeordnet sind. Eine elektronische Steuerung 50 ist vorgesehen, um den Strom einem der Elektromagneten zuzuführen, wenn ein Weicheisenkern verwendet wird. Alternativ ändert die elektronische Steuerung in den Fällen, in denen der Anker ein Permanentmagnet ist, aufeinanderfolgend die Polarität der Elektromagneten.

Die Ausführungs form der Figur 3D entspricht derjenigen der Figur 3A und stellt ein Beispiel eines im wesentlichen nichtdämpfenden Federsystems dar, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut und wirksam ist. Hier ist eine Blattfeder 52 auf der Basis 22 angebracht. Es kann davon ausgegangen werden, daß die Feder 52 linear ist und eine sehr geringe innere Reibung hat.

Ein Aufprallteil 54 ist mit der Schale 2 8 verbunden und so angeordnet, daß es nur während des Teils des Verschiebungszyklus der Einrichtung mit der Feder 52 in Eingriff tritt, wenn sich der Spalt 39 seiner minimalen Spaltbreite nähert. Während dieses Teils des Zyklus absorbiert die Feder 52 im wesentlichen alle die erzeugte magnetische und kinetische Energie und wandelt im wesentlichen alle diese Energie gemäß der Erfindung in kinetische Energie der Schwingungselemente um. Es sei besonders darauf hingewiesen, daß in dieser Ausführungsform eine lineare Feder zum Aufbau eines nichtlinearen, diskontinuierlichen Federsystems verwendet wird. Es sei außerdem darauf hingewiesen, daß das Aufprallteil 54 aus einem Elastomer, wie beispielsweise Gummi bzw. Kautschuk, ausgebildet sein kann, damit das Aufprallgeräusch vermindert wird.

Die Ausführungsform nach Figur 3E ist im Ergebnis eine Kombination der Ausführungsformen der Figuren 3D und 3C insofern, als ein Paar Magneten 42 und 44 verwendet wird. In dieser Ausführungsform ist in Analogie zu dem Federsystem der Figur 3D ein zweiseitiges im wesentlichen nichtdämpfendes Federsystem 56 vorgesehen, das typischer- bzw. vorzugsweise zwei Gummi- bzw. Kautschukkissen mit niedriger innerer Reibung umfaßt, die mit einem ersten und

zweiten Aufprallteil 58 und 60 verbunden sind bzw. zusammenwirken, welche ihrerseits auf der Schale bzw. dem Trog 28 angebracht sind.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Anwendung eines Paares von Magneten, wie das in den Ausführungsformen der Figuren 3C und 3E geschieht, die Amplitude der Ankerschwingung auf den Gesamtabstand zwischen den beiden Magneten effektiv begrenzt. Diese Anordnung hat jedoch den Vorteil, daß einer der Magneten, der entfernt von der Null-Linie ist, nur dazu erregt werden kann, um den anderen Magneten zum Betrieb mit hoher Amplitude zu unterstützen, ohne daß es erforderlich ist, einen zusätzlichen Anker vorzusehen. Auf diese Weise kann eine in hohem Maße symmetrische Schwingung erzielt werden, was bei bestimmten Vorgängen, wie beispielsweise beim Sieben, speziell wünschenswert ist.

In Verbindung mit allen den Ausführungsformen, die in den Figuren 3A bis 3E dargestellt sind, ist zu beachten, daß die Schale 28 alternativ ein Sieb oder irgendein anderes gewünschtes Element sein kann, und daß die verwendeten Federn alternativ irgendeine andere Art von Federn sein können, wie beispielsweise Spiral- bzw. Schraubenfedern, Elastomefedern oder Blattfedern. Alle diese verschiedenen Bauweisen sind auch beispielhaft für andere Arten von Schwingungssystemen, in denen die Erfindung angewandt werden kann.

Es sei nun auf die Figuren 4 bis 11 Bezug genommen, in denen verschiedene exemplarische Ausführungsformen von Federsystemen bzw. -einrichtungen veranschaulicht sind, die im.Rahmen der vorliegenden Erfindung brauchbar sind. Die Figur 4 zeigt eine konventionelle Blattfeder 60, die mit einem gekrümmten Träger 62 verbunden ist. Wenn die Schale bzw. der Trog 2 8 in der Richtung des ausgezogenen Pfeils 64 ausgelenkt wird, dann lehnt sich die Blattfeder 60 an den gekrümmten Träger 62 an, so daß deren freie Länge um eine Entfernung s vermindert wird, wie in Figur 6 veranschaulicht, was zum Ergebnis hat, daß die Feder effektiv versteift wird. Die Auslenkung der Schale 28 in der entgegengesetzten Richtung bewirkt keine solche Versteifung. Auf diese Weise wird ein nichtlineares Federsystem erzeilt, das in einer Richtung als eine lineare Feder wirkt.

Die Figur 5 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Figur 4, worin ein erster und zweiter gekrümmter Träger 66 und 68 vorgesehen ist, von denen beide mit der Blattfeder 60 während deren Auslenkung in der Richtung des ausgezogenen Pfeils 64 in Eingriff treten, während keiner derselben mit der Blattfeder 60 in Eingriff tritt, wenn diese in der entgegengesetzten Richtung ausgelenkt wird.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine nichtlineare Schraubenfeder 67 jeweils im komprimierten Zustand und im Ruhezustand. Wie man aus Figur 8 ersieht, ist die Feder 69 eine Feder mit variabler Steigung. Unter Kompression werden die Spulenteile niedriger Steigung zunächst fest zusammengedrückt, wodurch die aktive Federlänge vermindert wird, und auf diese Weise wird die Federsteifheit längs eines Teils von der Auslenkungszyklus erhöht.

Die Figur 9 veranschaulicht eine konische Feder bzw. eine konische Spiralfeder, die auch eine Feder mit variabler Steigung ist. Hier werden die größeren und infolgedessen weicheren Spulenteile anfänglich zusammengedrückt, und diese lehnen sich an einen Träger an, so daß die kleineren Spulenteile übrig bleiben, die eine steifere Feder bilden.

Die Figur 10 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines nichtlinearen Federsystems, das ein elastomeres Polster 72 umfaßt, welches aus Gummi bzw. Kautschuk, Polyurethan oder irgendeinem anderen geeigneten Material ausgebildet ist. Das Polster sitzt in einem allgemein konischen Becher 74. Die elastomeren Materialien, die in dem Polster 72 verwendet sind, haben die Eigenschaft, daß sie in einer Richtung elastisch sind, so lange sie sich in einer anderen senkrechten Richtung ausdehnen können.

Wenn das Polster nicht zusammengedrückt ist, dann sitzt es lose innerhalb des Bechers 74. Wenn eine Kompressionskraft auf das Polster längs einer Achse 76 angewandt wird, dann wird das Polster nach aufwärts gegen die inneren Wände des Bechers gedrückt, wodurch das Federsystem wirksam versteift wird.

Das in Figur 10 dargestellte Federsystem hat die Vorteile einer Einfachheit des Aufbaus und einer sehr hohen Energiespeicherkapazität für ein relativ kleines Federvolumen. Es hat den Nachteil, daß seine Federkonstante von der Temperatur und der Alterung des Elastomermaterials abhängt.

Die Figur 11 veranschaulicht ein nichtlineares Federsystem, das analog der Ausführungsform der Figur 4 ist und in Verbindung mit einem zwei Magneten aufweisenden Schwingungssystem verwendet werden kann, wie es zum Beispiel in Figur 3C dargestellt ist. Das Federsystem umfaßt einen ersten und zweiten gekrümmten Träger 78 und 80, die auf entgegengesetzten Seiten einer Blattfeder 82 angebracht sind und dazu dienen, die wirksame Länge der letzteren in Abhängigkeit von der Verschiebung in jeder Richtung zu vermindern.

Die Figur 12 zeigt eine elektromegnetische Schwingungseinrichtung vom Typ einer vibrierenden Schale, in der das nichtdämpfende, nichtlineare Federsystem eine Kappa-Feder umfaßt. Der Aufbau von Kappa-Federn ist in der US-Patentschrift 4 129 290 der Anmelderin beschrieben. Diese spezielle Kappa-Feder ist, wie allgemein in Figur 14 veranschaulicht, so aufgebaut, daß sie eine mittige Lamelle bzw. Blattfeder 85 hat und ein Paar von seitlichen Lamellen bzw. Blattfedern 87 und 89, die mit der mittigen Lamelle bzw. Blattfeder 85 durch Verbindungsteile 91 und 9 3 verbunden sind. Mit L^ ist die freie Länge jeder der seitlichen Lamellen bzw. Blattfedern 87 und 89 bezeichnet, wie dargestellt, während L₂ die Hälfte der freien Länge der mittigen Lamelle bzw. Blattfeder 85 bezeichnet. Mit B ist die freie Länge des Verbindungsteils 91 bzw. 93 bezeichnet, die typischer- bzw. vorzugsweise identisch und in der dargestellten Weise gemessen sind. Wenn die Bedingung L.. + L„ = 3B erfüllt ist, ergibt sich eine lineare Feder.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird 3B größer als L₁ + L₂ gewählt. Auf diese Weise ergibt sich eine Kappa-Feder, deren Federkonstante bei Verschiebung unter Kompression zunimmt und bei Verschiebung unter Spannung abnimmt.

Es sei nun auf Figur 13 Bezug genommen, die einen Vibrator zeigt, der eine schwingende Basis 84 aufweist, die auf einer Trägeroberfläche mittels weicher Federn 86 befestigt ist und einen Elektromagneten 88 trägt. Eine erste schwingende Masse 90 wird von einer Mehrzahl von nichtlinearen Kappa-Federn 92 der vorstehend beschriebenen Art auf der Basis 84 gehalten. Mehrere lineare Schraubenfedern 96 sind außerdem auf der Basis 84 befestigt und erstrekken sich in Richtung auf die Masse 90, sind jedoch um einen Abstand 96 hiervon entfernt, der im Ruhezustand ungefähr gleich einem Drittel des Spalts 9 8 zwischen Elektromagnet und Anker ist, wie er von dem Elektromagneten 88 und einem diesem gegenüberliegenden Anker zwischen beiden liegend begrenzt wird, wobei der Anker auf der Masse 90 gehaltert ist. Eine weitere schwingende Masse 99 ist'mittels Federn 100 auf der Masse 90 angebracht. Der dargestellte Vibrator kann alle möglichen Anwendungen haben, beispielsweise zum Absetzen bzw. Verdichten von gegossenem Beton, und diese Angabe dient nur als eines von vielen verschiedensten möglichen Verwendungsbeispielen für Ausführungsformen nach der Erfindung .

Es sei darauf hingewiesen, daß die nichtlineare Federeinrichtung, die in den Figuren 4 bis 6 und 11 dargestellt ist, eine bevorzugte Ausführungsform einer nichtlinearen Federeinrichtung für die Verwendung gemäß der Erfindung bildet. Diese Bauweisen können dadurch charakterisiert werden, daß sie eine gekrümmte Trägeroberfläche aufweisen, die einen kreisförmigen Schnitt begrenzt bzw. bildet. Die Kraft/Verschiebungs-Charakteristika solcher Systeme ergeben einen linearen Bereich, der es ihnen ermöglicht, die Gleichung (1) zu erfüllen, und einen nichtlinearen Bereich bei größeren Verschiebungen, der es ihnen ermöglicht, den hier bzw. im Rahmen der Erfindung erforderlichen Kraft/Verschiebungs-Charakteristika zu entsprechen.

Es ^ist zu beachten, daß durch die Einführung einer nichtlinearen Feder, welche die Leistungskenndaten hat, wie sie aus Figur 1C ersichtlich sind, ein System bzw. eine Einrichtung zur Verfügung

gestellt wird, dessen bzw. deren Eigenfrequenz amplitudenabhängig ist. Das ist bei linearen Federn nicht der Fall. In der Praxis jedoch beeinflußt die Amplitudenabhängigkeit die Leistungsfähigkeit nicht nachteilig, da in den meisten Anwendungsfällen eine konstante Variation bzw. Änderung in der Masse vorliegt, welche zu einem nichtlinearen Element in jedem Falle beiträgt, was die gleiche Amplitudenabhängigkeit von der Frequenz als dessen Ergebnis hat.

Es kann in gewissen Anwendungsfällen wünschenswert sein, eine elektronische Triggerschaltung vorzusehen, um elektrische Impulse an den Magneten zu geben derart, daß das System automatisch bei Resonanz mit maximaler Amplitude bei einem minimalen Strom arbeitet. Durch Hinzufügung einer geeigneten Rückkopplungsschaltung ist es möglich, die Einrichtung dazu zu verwenden, die Amplitude zu steuern.

Es sei nun auf die Figuren 15A und 15B Bezug genommen, die eine abgewandelte Ausführungsform der Kappa-Feder der Figur 14 jeweils in Ausrichtungen bei Ruhe und im komprimierten Zustand zeigen. Zur Vereinfachung ist eine gemeinsame Bezifferung für gemeinsame Elemente vorgesehen, die auch in Figur 14 erscheinen. Die in den Figuren 15A und 15B veranschaulichte Abwandlung besteht darin, daß elastomere Aufprallkissen 102 und 104 auf den Verbindungsteilen 91 und 93 vorgesehen sind, und zwar in einander zugewandter Orientierung. Diese Aufprallkissen bilden eine zusätzliche Energiespeicherungs- und -Umwandlungseinrichtung, die mir bei einem vorbestimmten Kompressionsniveau zur Wirkung kommt, wenn sich die Kissen anfänglich berühren bzw. anfangen, sich zu berühren.

Wenn die Federn der Figuren 15A und 15B dazu verwendet werden, beispielsweise die Federn 92 in dem Schwingungssystem der Figur 13 zu ersetzen, dann bewirken die elastomeren Kissen eine Speicherung von kinetischer und magnetischer Energie nur während des Teils des Wegzyklus, in dem sich der Elektromagnetspalt auf einem Minimum befindet. Auf diese Weise erbringen sie die gewünschte Nichtlinearität des Systems.

Es sei darauf hingewiesen, daß anstelle eines Paares von elastomeren Kissen, wie dargestellt, nur eines solcher Kissen zum Aufprall gegen ein starres Teil verwendet werden kann. Die elastomeren Kissen können aus Gummi bzw. Kautschuk oder irgendeinem anderen geeigneten Material ausgebildet sein. Als eine weitere Alternative kann vorgesehen sein, daß sie durch andere Arten von Federn ersetzt sind, die sich dadurch auszeichnen, daß sie einen Kompressionskontakt nur längs eines Teils des Bewegungs- bzw. Laufbereichs des Schwingungssystems erzielen bzw. haben.

Es sei nun auf die Figur 16 Bezug genommen, die eine Ausführungsform eines nichtlinearen Federsystems veranschaulicht, das eine lineare Schraubenfeder 110 aufweist, die an einem Ende an einem Gummi- bzw. Kautschukkissen 112 befestigt ist, während sie an einem zweiten Ende an einer Abstützungsoberflache 114 angebracht ist. Ein allgemein zylindrisches Gummi- bzw. Kautschukkissen 116 ist im Inneren der Schraubenfeder 110 angeordnet und wahlweise einstellbar, indem es sich auf einer einstellbaren Halteschraube 118 befindet, die im Gewindeingriff mit einer Gegenmutter 120 ist, so daß dadurch das Kissen 116 mit Bezug auf das Kissen 112 wahlweise bzw. in einer gewählten Position befestigt werden kann. Das Gummi- bzw. Kautschukkissen 116 kann mittels eines Lokalisierungsvorsprungs 122 an Ort und Stelle gehalten werden, der sich von der Schraube 118 nach auswärts erstreckt.

Es sei darauf hingewiesen, daß durch den Aufbau der Figur 16 ein einstellbares nichtlineares Federsystem erzielt wird. Durch geeignete Einstellung der Position der Schraube 118 kann der Teil des Laufbereichs des Kissens 112, über den das Kissen 116 zusätzlich als ein Energieabsorber wirkt, gewählt werden. Auf diese Weise kann das nichtlineare Federsystem der Figur 16 als ein mechanisch programmierbares nichtlineares Federsystem betrachtet werden. Es sei außerdem daraufhin gewiesen, daß eine Mehrzahl von elastomeren ■Kissen_ff von denen jedes auf einem einstellbar positionierbareir Träger angebracht ist ^ verwendet werdea kann_? um. ein mehrstufiges einstellbares nichtlineares Federsystem zn erzielen» Ein solches

System ist besonders brauchbar in der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung, aber es ist nicht auf solche Anwendungsfälle beschränkt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten und vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegenstands der Erfindung, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck kommt, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens, wie er sich aus den gesamten Unterlagen ergibt, in vielfältiger Weise mit Erfolg abwandeln.

Leerseite

Claims

KRAUS & WEISERT

PATENTANWÄLTE

UND ZUSELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

DR. WALTER KRAUS D I PLO M C H EM I K ER · D R.-l N G. AN N EKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 08 9/79 70 77-7 9 70 78 · TE LEX O5-21215 6 kpat d

TELEGRAMM KRAUSPATENT

2854 JS/an

POPPER ENGINEERING LTD. Haifa Bay, Israel

Elektromagnetische Schwingungseinrichtung

PATENTANSPRÜCHE

Elektromagnetische Schwingungseinrichtung, umfassend eine schwingungserzeugende Elektromagnet-Anker-Kombination, die wenistens ein erstes und 2weites Element aufweist, welche zwischen sich einen Spalt begrenzen; ein Basisteil, welches das erste Element hält; ein in Schwingung zu versetzendes Teil, das mit dem zweiten Element verbunden ist, gekennzeichnet durch eine nichtlineare Federeinrichtung (20;21,22;40;52,54;56, 58,60;60,62;60,66,68;67,70;69,70;72,74;78,80,82;85,87,89,91,93; 92,94;1O2,104;110,112,116), die mit der Basis (1O;22;84) und dem in Schwingung zu versetzenden Teil (12;28;90,99) verbunden bzw. wirkungsmäßig verbunden ist und eine Einrichtung zum Speichern von wesentlicher Energie der Elektromagnet-Anker-Kombination (14, 16;36,38;38,42,44;88), wenn sich diese ihrem minimalen Spalt bzw. ihrer minimalen Spaltbreite nähert, sowie zum Umwandeln derselben in kinetische Energie des in Schwingung zu versetzenden Teils (12; 28;90,99) aufweist.
2. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekenn zeichnet , daß die nicht lineare Feder-

einrichtung (20;21,22;40;52,54;56,5 8,60;60,62;60,66,6 8;67,70;69, 70; 72,74; 78,80,82; 85,87,89,91,93; 92,94; 102,104 ,-110,112,116) eine zunehmende Steifheit als Funktion einer zunehmenden Auslenkungsamplitude aufweist.
3. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtlineare Federeinrichtung (20;21,22;40;52,54;56,58,60;60,62;60,66, 68;67,70;69,70;72,74;78,80,82;85,87,89,91,9 3;92,9 4;102,104;110, 112,116) über einen nichtlinearen Bereich derselben wirksam bzw. betreibbar ist.
4. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in Schwingung zu versetzende Teil (12;28;90,99) eine schwingende Schale, einen schwingenden Trog o.dgl. umfaßt oder eine schwingende Schale, ein schwingender Trog o.dgl. ist.
5. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in Schwingung zu versetzende Teil (12;28;90,99) ein Sieb umfaßt oder ist.
6. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Federeinrichtung (40;60,62;60,66,6 8;67,70;69,70; 72,74;78,8O,82;85,87,89,91,93;92) die Basis (22;84) und das in Schwingung zu versetzende Teil (28;90,99) miteinander verbindet.
7. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtlineare Federeinrichtung (20;21,22;52,54;56,58,6O;96; 102,104;110,116) die Basis (10;22;84) und das in Schwingung zu versetzende Teil (12;28;90,99) nicht miteinander verbindet und zwischen ihnen nur dann einen Kontakt herstellt, wenn sich die Kombination (14,16;38,42,44;88) ihrem minimalen Spalt bzw. ihrer minimalen Spaltbreite nähert.
8. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Federeinrichtung mehrere lineare Federn (21,22) aufweist, mit denen mit zunehmender Auslenkungsamplitude aufeinanderfolgend ein Eingriff stattfindet.
9. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Federeinrichtung eine nichtlineare Feder (69) umfaßt oder ist.
10. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Federeinrichtung eine Federeinrichtung (69) umfaßt oder ist, welche eine lineare Charakteristik um ihre Ruheposition herum hat, sowie eine nichtlineare Charakteristik bei hoher Amplitudenauslenkung in wenigstens einer Richtung.
11. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtlineare Federeinrichtung (60,62;72,74) eine nichtlineare Charakteristik bei hoher AmpIitudenaus lenkung in einer einzigen Richtung hat.
12. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Federeinrichtung eine Blattfeder (60) umfaßt, die mit einer gekrümmten Abstützungsoberflache (62;66,68) zum Eingriff mit derselben bei einer vorbestimmten Auslenkungsamplitude in wenigstens einer Richtung verbunden ist bzw. zusammenwirkt.
13. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Federeinrichtung eine Blattfeder (60) aufweist, dia mit einer Mehrzahl von gekrümmten Abstützungsoberflachen (66, 68; juü: Eingriff mit denselben bei einer vorbestimmten Ausien-

kungsamplitude in wenigstens einer Richtung verbunden ist bzw.
zusammenwirkt.
14. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet , daß die nichtlineare Federeinrichtung eine Blattfeder (60) umfaßt
oder ist, die mit wenigstens einer gekrümmten Abstützungsoberflache (62) zum Eingriff mit derselben bei einer vorbestimmten Auslenkungsamplitude in einer einzigen Richtung verbunden ist
bzw. zusammenwirkt.
15. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Kombination (14,16;36,38;88) einen einzigen Elektromagneten (16;36;88) und einen einzigen Anker (14;38) umfaßt.
16. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination (38,42,44) ein Paar von Elektromagneten (42,44) und einen einzigen Anker (38) umfaßt.
17. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Kombination (36,38) längs einer Achse angeordnet ist, die
parallel zu der Schwingungsachse (30) der Einrichtung ist.
18. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Kombination (36,38) längs einerAchse angeordnet ist, die
einen Winkel mit der Schwingungsachse (3O) der Einrichtung bildet bzw. nichtparallel zu der Schwingungsachse (30) der Einrichtung ist.
19= Elektromagnetische Schwingungs^inrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtlineare Federeinrichtung eine nichtlineare Kappa-Feder (85,87,89_f91,9".\92i UEifaßt oder ist.
20. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlineare Federeinrichtung eine pneumatische oder hydraulische Feder umfaßt oder ist.
21. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtlineare Federeinrichtung eine Elastomerfeder (56,58,60; 72;102,104;112,116) umfaßt oder ist.
22. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach Anspruch

19, dadurch gekennzei chnet , daß die Kappa-Feder (85,87,89,91,93) eine Elastomerfeder (102,104) umfaßt.
23. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß die nichtlineare Federeinrichtung (20; 21,22;40;52,54;56 ,58,60; 60,62;60,66,68;67,70;69,70;72,74;78,80,82;85,97,89,91,93;92,94; 102,104;110,112,116) dahingehend wirksam ist, daß sie im wesentlichen alle magnetische und kinetische Energie der schwingenden Einrichtung speichert.
24. Elektromagnetische Schwingungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine lineare Federeinrichtung (11;32,43) umfaßt, die mit der Basis (10;22) und dem in Schwingung zu versetzenden Teil (12;28) verbunden ist, wobei die Elektromagnet-Anker-Kombination (14,16;36,38) dahingehend wirksam ist, daß sie eine Schwingung des in Schwingung zu versetzenden Teils (12;28) erzeugt, die nahe an der Resonanz der Federeinrichtung (11;32,34) liegt.