DE69902923T2

DE69902923T2 - Vorrichtung zum erzeugen von wellenbewegung

Info

Publication number: DE69902923T2
Application number: DE69902923T
Authority: DE
Inventors: John H. Saringer
Original assignee: Saringer Research Inc
Current assignee: Somawave Inc Stouffville Ontario Ca
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2003-05-22
Anticipated expiration: 2019-07-24
Also published as: CA2337827A1; IL140932A; NZ509680A; JP4541549B2; KR20010082013A; CA2337827C; US6029294A; AU749419B2; EP1098621A1; CN1312701A; US6269500B1; WO2000004858A1; IL140932A0; EP1098621B1; JP2010063897A; CN1226024C; JP2002521170A; MXPA01000827A; AU4892299A; DE69902923D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Wellenbewegung, und genauer betrifft die Erfindung Betten und Stühle mit darin eingebauten Wellenerzeugungsvorrichtungen.

Stand der Technik

Patienten, welche sich aufgrund einer teilweisen oder vollständigen Lähmung nicht bewegen können bzw. sich von einer größeren Operation erholen oder aus anderen Gründen für längere Zeitperioden bettlägerig sind, sind häufig nicht in der Lage, aus eigener Kraft ausreichend zu trainieren bzw. sich zu bewegen. In vielen Fällen ist dies problematisch und kann zu Komplikationen wie Wundliegen und einem durch Untätigkeit bedingten Schwund von Gelenken und weichen Geweben führen. Die meisten Lösungen dieses Problems sind mit einem Wechseln der Druckpunkte, welche durch das Bett bzw. die Couch, auf welchen diese liegen, auf den Körper der Patienten wirken, verbunden. Matratzen mit Fluidbetten, welche in der Struktur aufgenommen sind, oder aufblasbare/ablaßbare Vorrichtungen sind allgemein üblich, doch sind diese Einheiten typischerweise mit komplizierten mechanischen Vorrichtungen und Schaltungsanordnungen verbunden und sind relativ teuer. Eine durch ein Matratzenlager laufende Welle ist eine wünschenswerte Alternative zu diesen anderen Lösungen.
Es wurden verschiedene Typen wellenerzeugende Vorrichtungen patentiert. Das U.S.-Patent Nr. 3 981 612 für Burger et al. betrifft eine Wellenerzeugungsvorrichtung, welche eine Gruppe von Rollen verwendet, welche an einem Schlitten montiert sind, welcher auf einer Gruppe von Schienen gefahren wird. Eine flexible Schicht ist an den Enden eines Rahmens befestigt, und wenn der Schlitten auf den Schienen gefahren wird, lenkt die Walze die Schicht nach oben aus, so daß eine Wellenbewegung in der Schicht erzeugt wird. Diese Vorrichtung ist relativ sperrig und ist lediglich in der Lage, eine Auslenkungswelle für lediglich eine Gruppe von Rollen zu erzeugen.
Das U.S.-Patent Nr. 4 915 584 für Kashubara offenbart eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Fluidströmung in mechanische Bewegung unter Verwendung einer Luftfolie, welche auf einer vertikalen Bahn beweglich ist. Wenn Luft über die Luftfolie strömt, bewegt sich die Folie auf der vertikalen Bahn auf und ab, wodurch eine Bewegung auf eine Gruppe von Kurbelarmen übertragen wird, wodurch eine Achse gedreht wird, welche an den Enden der zwei Kurbelarme befestigt ist.
Das U.S.-Patent Nr. 4 465 941 für Wilson et al. betrifft einen Wassermotor zum Umwandeln einer Wasserströmung in andere Formen mechanischer Energie. Wasser, welches zu einer Seite der Vorrichtung fließt, wirkt auf eine Gruppe von Drosselventilen, und ein Radschlitten wird an dem Rahmen der Stauwand entlang gedrückt.
Das U.S.-Patent Nr. 3 620 651 für Hutton offenbart eine Fluidströmungsvorrichtung, welche als Pumpe bzw. als Motor arbeiten kann. Die Vorrichtung umfaßt mehrere flexible Schichten, welche durch eine sperrige Kurbelanordnung in Schwingbewegung versetzt werden.
Das U.S.-Patent Nr. 4 999 861 für Huang beschreibt ein therapeutisches Bett mit einer Wellenfläche, welche durch zwei Längswellen, eine Vielzahl versetzter Nocken und eine Lagervorrichtung gebildet wird.
Eine PCT-Patentanmeldung PCT/EP98/01276 für S. A. Nestle verwendet ein ähnliches Verfahren wie das Bett von Huang in einer Schlauchpumpe. Eine Längswelle treibt eine Anzahl von Nocken an, welche nacheinander einen Schlauch in einer wellenartigen Weise zusammendrücken.
Das U.S.-Patent Nr. 5 267 364 für Volk beschreibt ferner ein Wellenbett, welches durch Aufblasen und Ablassen von Lufttaschen betätigt wird. Das U.S.-Patent Nr. 3 964 316 offenbart einen Wellenbewegungssimulator unter Verwendung einer Hauptwelle, welche mit mehreren Getriebekästen, welche in Abstand entlang der Welle angeordnet sind, gekoppelt ist. Nebenwellen verlaufen von jedem Getriebekasten ausgehend quer zu der Hauptwelle. Verbindungsstangen sind an einem Ende der Nebenwellen gelagert, und die anderen Enden der Verbindungsstangen sind schwenkbar mit der flexiblen Membran verbunden. Eine Drehung der Hauptwelle überträgt eine Drehbewegung auf die Nebenwellen, welche eine Wellenbewegung in der flexiblen Membran erzeugen. Diese Vorrichtung erfordert viele teure Bauelemente, wie etwa Getriebekästen.
Es wäre daher vorteilhaft, eine kompakte Wellenerzeugungsvorrichtung zu schaffen, welche zum Erzeugen einer Wellenbewegung in Stühlen, Betten oder anderen therapeutischen Vorrichtungen verwendet werden kann bzw. alternativ geeignet angepaßt werden kann, um eine Wellenbewegung in andere Formen mechanischer oder elektrischer Energie umzuwandeln.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche geeignet angepaßt werden kann, um eine Transversalwellenbewegung zu erzeugen oder eine Wellenbewegung in andere Formen nutzbarer Arbeit umzuwandeln.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß diese eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Transversalwellenbewegung schafft, welche für zahlreiche Anwendungen geeignet angepaßt werden kann, wobei dies Wellenbetten, Wellenstühle, Wellenflächen und Antriebssysteme umfaßt, jedoch nicht darauf beschränkt ist. Die Vorrichtung kann ferner generell zum Umwandeln einer Wellenbewegung in andere Formen mechanischer Energie verwendet werden, wobei dies Drehbewegung und elektrische Energie umfaßt, jedoch nicht darauf beschränkt ist.
Bei einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Wellenbewegung und umgekehrt geschaffen. Die Vorrichtung umfaßt ein flexibles Element, ein Verbindungselement, welches an einem ersten Endabschnitt davon starr mit dem flexiblen Element verbunden ist und an dem zweiten Ende davon schwenkbar an einer Schwingungsantriebseinrichtung befestigt ist. Wenn die Schwingungsantriebseinrichtung den zweiten Endabschnitt des Verbindungselements dreht, führt dieses eine Schwingbewegung aus, welche eine laufende Welle in dem flexiblen Element mit einer Wellenlänge, welche zu der Länge des Verbindungselements proportional ist, erzeugt.
Bei diesem Aspekt der Erfindung umfaßt die Vorrichtung eine Vielzahl von Verbindungselementen, welche an dem flexiblen Element entlang befestigt sind, welche durch die Schwingungsantriebseinrichtung synchron angetrieben werden, um eine kontinuierliche laufende Transversalwelle auszubilden.
Bei einer Vorrichtung (20) zum Erzeugen einer Wellenbewegung, welche ein flexibles Element (22), mindestens ein Verbindungselement (80) mit einem ersten und einem zweiten gegenüberliegenden Ende sowie eine Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) umfaßt, wobei das mindestens eine Verbindungselement (80) an dem zweiten Ende davon schwenkbar an der Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) befestigt ist, um eine Schwingbewegung auf den zweiten Endabschnitt des mindestens einen Verbindungselements (80) zu übertragen, ist die Vorrichtung (20) zum Erzeugen einer Wellenbewegung dadurch gekennzeichnet, daß:
das mindestens eine Verbindungselement (80) an dem ersten Ende davon starr an dem flexiblen Element (22) befestigt ist, wobei, wenn sich die Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) in Eingriff befindet, der zweite Endabschnitt eine Schwingbewegung ausführt, welche Transversalwellen in dem flexiblen Element (22) erzeugt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Es folgt eine lediglich beispielhafte Beschreibung einer Vorrichtung zum Erzeugen von Wellen, welche erfindungsgemäß konstruiert ist, unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung, wobei:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Betts ist, welches eine erfindungsgemäß konstruierte Wellenerzeugungsvorrichtung enthält;
Fig. 2 eine seitliche Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Betts in Teilschnitt ist;
Fig. 3 eine Unterseitenansicht der Verbindungselemente der Fig. 5 bis 10 ist, welche gemeinsam mit jeweils unterbrochenem Arm dargestellt sind;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Lagerplatte in Explosionsdarstellung hinsichtlich eines Verbindungsarms ist;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts ist, welcher in Fig. 2 mit 5 gekennzeichnet ist;
Fig. 6 eine Unterseitenansicht von Fig. 5 ist;
die Fig. 7 bis 12 vertikale seitliche Draufsichten der in Fig. 3 dargestellten Verbindungsarme sind, welche einen Umlauf des vorliegenden Wellengenerators darstellen;
Fig. 13(a) eine Seitenansicht einer Wellenerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von Wellen mit veränderlicher Wellenlänge ist;
Fig. 13(b) eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Wellenerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von Wellen mit veränderlicher Wellenlänge ist;
Fig. 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß konstruierten Wellenbetts ist;
die Fig. 15(a) bis 15(f) eine zweistrebige Wellenerzeugungsvorrichtung darstellen;
Fig. 16 eine perspektivische Ausschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Kurbelwellenanordnung ist, welche zum Erzeugen einer Wellenbewegung verwendet wird;
Fig. 17 eine Querschnittsansicht gemäß der Linie 17-17 in Fig. 16 ist;
Fig. 18(a) eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Lagers und von Halteplatten ist, welche in der Kurbelwellenanordnung von Fig. 16 verwendet werden;
Fig. 18(b) eine Querschnittsansicht gemäß der Linie 18b- 18b von Fig. 18(a) ist;
Fig. 19 eine perspektivische Ausschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer flexiblen Schicht mit einer Strebe, welche einen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, ist;
Fig. 20 eine seitliche Querschnittsansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Wellenstuhls ist;
Fig. 21(a) eine Ausschnittsdarstellung eines Boots und einer Wellenerzeugungsvorrichtung als Ruder ist;
Fig. 21(b) eine perspektivische Ansicht des Boots und des Ruders von Fig. 21(a) ist;
Fig. 22 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wellenerzeugungsvorrichtung darstellt;
Fig. 23 eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Wellenerzeugungsvorrichtung ist;
Fig. 24 eine Ansicht gemäß der Linie 24-24 von Fig. 23 bei ruhender Vorrichtung ist;
Fig. 25 eine Ansicht gemäß der Linie 24-24 von Fig. 23 bei Betrieb der Vorrichtung ist;
Fig. 26 eine Ansicht gemäß der Linie 24-24 von Fig. 23 bei Betrieb der Vorrichtung ist;
Fig. 27 ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Wellenerzeugungsvorrichtung ist, wobei die Wellenfläche als bewegliche Anzeigetafel bzw. als Projektionsschirm dient;
Fig. 28 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel einer Wellenerzeugungsvorrichtung darstellt, wobei die Wellenfläche mit Lauffüßen kombiniert wird;
Fig. 29 ein Ausführungsbeispiel der Wellenerzeugungsvorrichtung mit flexiblen Streben und einer veränderlichen Wellentrajektorie darstellt;
Fig. 30 ein alternatives Ausführungsbeispiel darstellt, wobei die Wellenbewegung über Drehpunkte übertragen wird, um eine gespiegelte Projektion durch eine Trennwand zu erzeugen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In den Fig. 1 und 2 ist zunächst ein erfindungsgemäß konstruiertes Wellenbett generell bei 20 dargestellt. Das Bett 20 umfaßt ein flexibles Plattenelement 22, welches bevorzugt aus einer flexiblen Kunststoffschicht hergestellt ist, und einen Halterahmen 24 (Fig. 2). In Fig. 3, welche einen Abschnitt der Unterseite des Betts darstellt, wird die Wellenbewegung, welche in dem Bett 20 erzeugt wird, unter Verwendung einer Wellenerzeugungsvorrichtung entwickelt, welche eine Reihe sechs paralleler Streben 30, 32, 34, 36, 38 und 40 umfaßt, welche an einem Ende jeder Strebe an einer Kurbelwellenanordnung 42 befestigt sind, welche zwischen Halteschienen 44 und 46 montiert ist. Die anderen Enden der Streben sind mit einer antriebslosen Kurbelwellenanordnung 48 verbunden, welche nicht durch einen Motor angetrieben wird, welche zwischen Halteschienen 44 und 46 montiert ist. Ein Getriebemotor 54 ist an der Kurbelwellenanordnung 42 befestigt, so daß eine Drehbewegung der Getriebemotorwelle 56 sowohl in eine seitliche Bewegung der Streben nach oben und unten als auch in eine Winkelauslenkung, welche gleich der Tangentialneigung der angetriebenen Welle ist, umgewandelt wird. Es sei bemerkt, daß ein Motor nicht wesentlich ist, da die Welle manuell mit der gleichen Wirkung gedreht werden kann. Es sei ferner bemerkt, daß eine beliebige Strebe als Haltestrebe für einen Motor bzw. Generator, welcher sich an dem jeweiligen Drehbefestigungspunkt der Kurbelwelle in Eingriff mit dieser befindet, dienen kann.
In der Halteschiene 46 ist eine Verlängerungswelle 58 montiert, welche an einem zusätzlichen Satz von Wellenerzeugungs- Verbindungselementen befestigt sein kann. Zusätzliche Sätze von Wellenerzeugungs-Verbindungselementen können über die Breite des Betts verteilt sein.
Fig. 4 ist eine vereinfachte schematische Darstellung einer Kurbelwellenanordnung, welche mit den Streben verbunden ist, um eine Drehbewegung auf die Streben zu übertragen, welche in eine Wellenbewegung entlang der flexiblen Schicht umgewandelt wird. Ein Paar von Lagerplatten 60 bzw. 62 ist an jeder Seite jeder Strebe montiert, im vorliegenden Fall der Streben 30, 32 und 34. Eine Motorwelle 56 ist an der Mitte der Platte 62 befestigt, welche an der Strebe 30 befestigt ist. Die Platten 60 und 62 sind jeweils mit einem Loch 68 dargestellt, welches in Abstand von dem Umfang jeder Lagerplatte angeordnet ist. Ein Kurbelzapfen 74 ist durch ein Loch 70 gesteckt, welches in dem Endabschnitt jeder Strebe angeordnet ist, und ist in einem Loch 68 in der Platte 62 auf einer Seite der Strebe 30 und in einem Loch 68 in der Platte 60 auf der anderen Seite der Strebe 30 befestigt. In der Darstellung von Fig. 4 bewegt sich kein Paar von Scheiben 60 und 62, welche durch einen Kurbelzapfen 74 durch ein Loch 70 in der Strebe verbunden sind, gegeneinander. Wenn die Antriebswelle 56 durch den Motor angetrieben wird, so drehen sich die Scheiben um die Längsachse der Welle 56, und da die Kurbelzapfen gegen diese Achse versetzt sind, werden die Streben auf einer Kreisbahn in Ebenen, welche lotrecht zu der Drehachse der Kurbel verlaufen, angetrieben. Die Kurbelanordnung ist zusammengesetzt dargestellt, wobei benachbarte Kurbelzapfen in einem Abstand von 60º zueinander angeordnet sind, da sechs Streben vorliegen, welche den Satz bilden.
Die anderen Enden jeder Strebe in dem Satz von Streben sind in ähnlicher Weise an einer antriebslosen Kurbelwellenanordnung 48 befestigt, wobei der Unterschied ist, daß kein Motor vorgesehen ist (Fig. 3). Jede der sechs Streben 30, 32, 34, 36, 38 und 40 weist eine einzigartige Phase auf, so daß jede Strebe eine Phasendifferenz von 60º zu den anderen Streben des Satzes aufweist, so daß der Satz von Streben eine Gesamtphasendifferenz von 360º aufweist. An jeder Strebe bleiben die zwei Lagerplatten 60 und 62 relativ zueinander befestigt, so daß bei Betrieb, wenn die Welle 56 durch den Motor 54 gedreht wird, jeder Punkt an sämtlichen Streben eine Kreisbewegung mit einer Phasendifferenz von 60º zwischen den Streben ausführt.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts 5 von Fig. 2, welche sieben zylinderförmige Verbindungselemente bzw. Antriebsstangen 80, 82, 84, 86, 88, 90 und 91 darstellt, welche jeweils zwischen den Streben 40, 38, 36, 34, 32, 30 und 40 und der Unterseite der Platten 100 angebracht sind. Diese Antriebsstangen brauchen nicht zylindrisch zu sein und können flach sein, wenn dies erwünscht ist. Jede der Antriebsstangen ist an einem Ende mit der dieser zugeordneten Strebe zur Schwenkbewegung um einen Drehpunkt 98 schwenkbar verbunden und verläuft von der Strebe in der Ebene, in welcher sich die Strebe bewegt, fort. Fig. 6 stellt die Unterseite dieses vergrößerten Abschnitts von Fig. 5 dar. Jedes Verbindungselement ist an einem Ende mit einer Halterung 92 verbunden, welche wiederum mit der Unterseite einer Platte 100 verbunden ist. Jeder zylindrische Arm ist mit einem Schlitz 94 (Fig. 6) an dem anderen Ende davon versehen, welcher bis zu der Punktlinie 96 (Fig. 5) hinauf verläuft, wobei der Schlitz breit genug ist, um die zugeordnete Strebe darin aufzunehmen. Platten 100 verlaufen quer über die Unterseite der flexiblen Schicht 22, und die Schicht ist an den Platten durch Nieten 102 befestigt, wie am besten in Fig. 1 zu sehen.
Da jeder Punkt an jeder Strebe ungeachtet der Gestalt eine Kreisbewegung in einer Ebene, welche lotrecht zu der Drehachse der Kurbel verläuft, ausführt, werden die Antriebsstangen 80, 82, 84, 86, 88 und 80', welche schwenkbar an jeder Strebe befestigt sind, in der gleichen Ebene geschwenkt, in welcher die Streben eine Kreisbewegung ausführen. Daher erzeugt aufgrund der Tatsache, daß die Antriebsstangen starr an der flexiblen Schicht 22 befestigt sind, die Kreisbewegung der Streben, wenn die Kurbelwelle gedreht wird, eine laufende Welle in der flexiblen Schicht, siehe Fig. 2. Wird die Kurbel in einer Richtung gedreht, so werden Transversalwellen, welche in einer Richtung laufen, in der flexiblen Schicht 22 erzeugt, und ein Umkehren der Drehrichtung der Kurbelanordnung kehrt die Bewegungsrichtung der laufenden Transversalwelle um.
Es sei darauf hingewiesen, daß die antriebslose Kurbelwellenanordnung 48 optional ist, doch, wenn diese vorhanden ist, nicht an dem anderen Ende des Satzes von Streben angeordnet zu werden braucht. Diese kann an einem beliebigen Ort auf der Länge der Streben angeordnet werden, solange sich diese in Abstand von der ersten Kurbelwellenanordnung 42 befindet. Wenn die antriebslose Kurbel vorhanden ist, werden die Streben in Parallelausrichtung gedrängt, so daß sämtliche Abschnitte der Strebe eine Kreisbewegung ausführen. Die motorgetriebene erste Kurbelanordnung kann dort angeordnet werden, wo dies entlang der Strebe am günstigsten ist, und kann direkt an einer der Streben, welche als Halterung dient, befestigt werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die antriebslose Kurbel lediglich eine Möglichkeit zum Drängen einer Parallelanordnung von Streben ist, und daß viele andere Einrichtungen mit ähnlicher Wirkung und Funktion verwendet werden können. Beispielsweise drehen sich in dem Fall, daß die Streben synchron mit einer Kurbelwelle angetrieben werden, zwei beliebige Streben an sämtlichen Punkten umeinander, so daß eine versetzte Gelenkvorrichtung an einem beliebigen Ort zwischen zwei beliebigen Streben angebracht werden kann, um eine parallele Ausrichtung zu bewirken.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann eine modulare Wellenbettanordnung mit einem Bettrahmen, welcher einen ausgeschnittenen mittleren Abschnitt aufweist, verwendet werden, und ein modularer Wellenbetteinsatz kann in den ausgeschnittenen Abschnitt gelegt werden. Der modulare Wellenbetteinsatz umfaßt zwei Streben, welche geringfügig kürzer als die Wellenbettfläche sind, wobei der kleine Motor an einer Strebe befestigt ist und sich die Kurbel in Eingriff mit der zweiten Strebe befindet. Der Motor und die Kurbel sind bei der Mitte bezüglich der Länge der Streben in der Mitte der flexiblen Kunststoffschicht an deren Unterseite angeordnet. Die zwei Streben sind mit einer Kurbel verbunden, wobei die Streben eine Phasendifferenz von 180º aufweisen. Die Verstärkungsplatten 100, welche in Fig. 6 dargestellt sind, können durch Verstärkungsrippen ersetzt werden, welche einstückig mit der Schicht ausgebildet sind. Beispielsweise können, wenn Kunststoff zum Herstellen der planaren flexiblen Auflageflächen 22 verwendet wird, Verstärkungsrippen bzw. Stege als integrierter Abschnitt der Schicht hergestellt werden. In ähnlicher Weise können die Verbindungselemente, welche starr mit der Auflagefläche 22 verbunden und schwenkbar an den Streben befestigt werden, gemeinsam mit der Schicht geformt werden, um eine verbundene Einheit auszubilden. Dies vermindert die Anzahl der zusammenzusetzenden Bauelemente, wodurch das Zusammensetzen vereinfacht wird.
Aufgrund der Tatsache, daß der modulare Wellenbetteinsatz eine abgeschlossene Einheit ist, ist dieser einfach zu transportieren. Ein eigentlicher Halterahmen ist nicht erforderlich, da die Einheit auf einem Schaumstoffstück, wie etwa in einer Matratze, gelagert werden und weiterhin arbeiten kann.
Für Fachkundige ist zu ersehen, daß die Grundbauelemente der vorliegenden Vorrichtung zum Erzeugen einer Transversalwellenbewegung aus einer Drehbewegung eine Drehkurbel umfassen, welche sich an einem Ende in Schwenkeingriff mit einem Verbindungselement befindet, wobei das zweite Ende davon starr mit einem flexiblen Element verbunden ist, in welchem durch die Kurbeldrehung eine Transversalwelle erzeugt wird, wobei die Wellenlänge proportional zu der Länge des Verbindungselements ist. Eine Vielzahl derartiger Kurbelpositionen kann durch eine Einrichtung, etwa eine Strebe, synchron verbunden werden, wobei jede Strebe an Drehpunkten in einem Abstand von einer Wellenlänge befestigt ist und eine Phasendifferenz zu den anderen Streben aufweist und alle durch eine Synchronisationskurbelwelle miteinander verbunden sind, welche die Phasendifferenzen zwischen den Streben fixiert. Diese Streben können flexibel sein oder eine komplexe Gestalt aufweisen, um eine Richtungsänderung der Welle zu ermöglichen. Alternativ kann die Synchronisationseinrichtung eine elektrische Steuerung getrennter Antriebsmotoren, welche jeweils mit einer Kurbelposition verbunden sind, oder eine Kette bzw. ein Riemen, welche bzw. welcher die Kurbelpositionen verbindet, oder eine beliebige Kombination davon sein.
Wie oben erwähnt, ist, wenn eine antriebslose Kurbelanordnung oder eine funktional äquivalente mechanische Verbindung verwendet wird, um die Streben zu führen, die Schwingbewegung eine reine Kreisbewegung. Beispielsweise ist in dem Fall, daß die Streben nicht durch eine antriebslose Kurbel geführt werden, die Bewegung der Streben allgemeiner als schwingend zu beschreiben, wobei dies umfassen kann, daß verschiedene Abschnitte jeder Strebe eine kreisförmige, hin und her gehende und/oder elliptische Bewegung ausführen. Beispielsweise treibt in dem Fall, daß ein Ende der Streben geeignet geführt wird, um eine hin und her gehende Bewegung auszuführen (geführt durch einen Vorsprung in einem Schlitz an einem Ende der Strebe), die angetriebene Kurbelanordnung den Abschnitt der Streben in der Nähe des Punkts der Befestigung an der Kurbel auf einer Kreisbahn an. Bei diesem Beispiel führen die geführten Enden der Streben eine hin und her gehende Bewegung aus, und die ungeführten Enden der Streben führen eine elliptische Bewegung in der Ebene aus, welche im wesentlichen lotrecht zu der Drehachse verläuft, wodurch Transversalwellen in der flexiblen Schicht erzeugt werden.
Laufende Wellen mit veränderlicher Amplitude über die Breite der flexiblen Schicht können durch Halten einer Kante der Schicht, welche parallel zu der Länge der Streben verläuft, erzeugt werden, so daß die Amplitude über die Breite der Schicht zunimmt, einem Fächer sehr ähnlich. In diesem Fall können die Streben zu einer entlang der Bewegungsrichtung der Welle verlaufenden Kurve gebogen werden, wie in Fig. 29 dargestellt.
Fig. 5 stellt eine Periode einer durch die Wellenerzeugungsvorrichtung erzeugten Welle dar und zeigt die relativen Positionen der Antriebsstangen 80, 82, 84, 86, 88 und 90. Die mittlere Antriebsstange 86 und die Endantriebsstangen 80 verlaufen in den Fig. 5 und 6 lotrecht, während die verbleibenden Verbindungselemente in verschiedenen Winkeln zur Vertikalen verlaufen, was gleichfalls aus den Fig. 5 und 6 zu ersehen ist. Die Verbindungselemente an jeder getrennten Strebe sind in Abstand mit einer der erwünschten Wellenlänge gleichen Entfernung angeordnet. Beispielsweise sind in den Fig. 5 und 6 die zwei Verbindungselemente 80 an der Strebe 40 in einem Abstand von einer Wellenlänge angeordnet. Die Antriebsstangen bzw. Verbindungselemente von den sechs verschiedenen Streben sind in gleichen Phasenabständen versetzt, um eine laufende Welle in der flexiblen Platte 22 zu erzeugen, so daß ein Durchgang einer vollständigen Welle während jeder vollständigen Drehung der Kurbelwellenanordnung 42 erfolgt. Die unterbrochenen Kreise 110 um die Mittelpunkte 112 stellen die Kreisbewegung dar, welche durch die Drehpunkte 98 bei Betrieb des Wellengenerators definiert werden.
Die Fig. 7 bis 12 stellen die jeweiligen Positionen der verschiedenen Verbindungselemente in den Fig. 5 und 6 innerhalb einer Wellenperiode dar. Auf der rechten Seite jeder Zeichnung befindet sich ein Kreuz (+) 120, um einen festen Drehungsmittelpunkt darzustellen, zu welchem die sich bewegenden Verbindungselemente in Beziehung gesetzt werden können. Die Kreuze 120 befinden sich bei dem gleichen Endabschnitt des Betts, an welchem die motorgetriebene Kurbelanordnung 42 angeordnet ist.
Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Wellenerzeugungsvorrichtung kann eine andere Anzahl von Streben verwendet werden. Beispielsweise befinden sich, wenn vier Streben verwendet werden, um die Wellenbewegung zu erzeugen, die Stützelemente in einem Winkel von 90º. Daher ist zu ersehen, daß die Winkelversetzung durch Teilen von 360º durch die Anzahl erwünschter Streben, um die erforderliche Winkelversetzung zwischen benachbarten Streben zu erhalten, berechnet wird. Ferner sei bemerkt, daß eine ungleichmäßige Teilung der Winkelversetzungen, obgleich diese durchführbar ist, ähnlich ungleichmäßige Abstände der Verbindungselemente längs des flexiblen Elements erfordert, um eine synchrone Bewegung zu erhalten. Eine gleichmäßige Teilung der Winkelversetzungen führt zu gleichmäßigen Abständen der Verbindungselemente.
Die Länge der Verbindungselemente 82, 84, 86, 88 und 90 bestimmt die Größe der Winkelauslenkung des Verbindungselements. Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausdrücke Antriebsstange und Verbindungselement die gleichen Bauelemente bezeichnen. Die Länge der Antriebsstange bzw. des Verbindungselements wird geeignet festgelegt, so daß der resultierende Winkel bei jedem Kurbelwinkel annähernd der Tangentialneigung der angetriebenen Welle entspricht. Die Beziehung zwischen Wellenlänge und Antriebsstangenlänge für eine konstante Amplitude ist in Fig. 13a und 13b dargestellt, wobei Antriebsstangen bzw. Verbindungselemente 160 eine flexible Schicht 22 mit Streben 162 und 164 verbinden. In Fig. 13(a) nimmt die Wellenlänge in direktem Verhältnis zur Verkleinerung der Länge der Antriebsstangen 160 und der Entfernung zwischen den Verbindungselementen ab. In Fig. 13(b) werden die Antriebsstangen 160 und ebenso die Entfernung zwischen den Verbindungselementen länger, um eine Welle zunehmender Wellenlänge in der flexiblen Schicht 22 zu erzeugen. Dies veranschaulicht die Beziehung zwischen Wellenlänge und Verbindungselementlänge bei konstant bleibender Amplitude. Ferner zeigt dies, wie eine Vorrichtung mit einer veränderlichen Wellenlänge entlang der Länge davon durch eine einzige Vorrichtung erzeugt werden kann. Ferner folgt, daß sich die Wellengeschwindigkeit verlangsamt, wenn die Wellenlänge kürzer wird, und sodann wiederum beschleunigt, wenn die Wellenlänge wieder zunimmt, da sich die Welle mit jeder Drehung der Kurbel um eine Wellenlänge fortbewegt, unabhängig von der Wellenlänge.
Daher können laufende Transversalwellen mit vorausgewählter Wellenlänge bei Verwenden der vorliegenden Vorrichtung durch Einstellen der Länge der Verbindungselemente, der Abstände zwischen diesen an den Streben und räumliches Versetzen der Verbindungselemente an den verschiedenen Streben erzeugt werden.
Die Amplitude der Transversalwelle wird durch die Kurbellänge bestimmt, welche als die Entfernung von der Mitte der Kurbeldrehung zu dem Punkt der Befestigung einer Strebe an der Kurbel definiert ist und gleich der halben Gesamtwellenamplitude ist, gemessen vom Kamm zum Tal der Welle. Daher vergrößert in dem Fall einer Kreisbewegung mit der Kurbelanordnung von Fig. 4 eine Vergrößerung der Entfernung von der Mitte der Welle 56 zu der Mitte des Zapfens 74 die Amplitude der Welle. Dies entspricht einer Vergrößerung der Radialentfernung des Befestigungspunkts der Strebe 30 längs der Platten 60 (62).
Fig. 14 stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Wellenbetts mit einer Kurbelwellenanordnung 180 (mit einer ähnlichen Struktur wie die Kurbelwellenanordnung 42 in Fig. 3) dar, welche zwei Gruppen 174 und 176 von Streben verbindet und Energie zwischen diesen überträgt. Die Gruppe 174 von Streben umfaßt drei Streben 180, 182 und 184, welche jeweils mit Streben 180', 182' und 184' in der Gruppe 176 verbunden sind. Antriebslose Kurbeln können an den anderen Enden jedes Satzes von Streben angeordnet werden. Eine flexible Schicht 22 ist durch Antriebsstangen 190 mit den jeweiligen Streben verbunden. Die Achse 192 der Kurbelwelle 180 ist in der Ebene der flexiblen Schicht 22 angeordnet, so daß ein Biegen an dem Drehpunkt zwischen den Streben die Schicht nicht verlängert. Die Streben und Antriebsstangen sind ferner auf den zwei Seiten der flexiblen Schicht angeordnet, so daß das Gelenk und die Streben und die flexible Schicht einander nicht stören. Alternativ kann die Vorrichtung auf den Kopf gestellt sein, wie in der Nebenskizze dargestellt, um eine kompaktere Packung zu ermöglichen. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine Energieübertragung durch eine einzige Antriebseinrichtung an einer beliebigen Kurbel Energie über (mehrere) Gelenkverbindungen und eine flexible Schicht, welche nicht nur eine Welle über deren Länge leitet, sondern sich auch um Gelenkpunkte biegt. Dies kann bei einem Wellenbett wichtig sein, da die Gelenke es ermöglichen können, das Bett als Rückenstütze nach oben zu klappen, wie dies bei Krankenhausbetten erforderlich ist, wie in der Skizze dargestellt, oder bei einem Liegestuhl etc. Fig. 14 stellt die zweite Strebe, welche an einer gemeinsamen Kurbel in einer sechsstrebigen Vorrichtung geschwenkt wird, dar. Bei der dreistrebigen Vorrichtung sind die Kurbelzapfen um 120º voneinander entfernt, anstatt um 60º, wie dargestellt.
Der Ablauf von Fig. 15(a) bis 15(f) stellt ein zweistrebiges System bei 200 dar, welches eine einzige Kurbelwelle 202 und drei Antriebsstangen 204 umfaßt, welche jede der Streben 206 und 208 mit der flexiblen Schicht 22 verbinden. Es ist zu ersehen, daß die einfachste mögliche erfindungsgemäße Wellenerzeugungsvorrichtung lediglich zwei Antriebsstangen an jeder Strebe aufweisen würde. Der Ablauf, welcher von Fig. 15(a) bis 15(f) dargestellt ist, stellt den Kurbelwinkel zwischen aufeinanderfolgenden Figuren um 60 Grad vorgerückt dar, wobei die Welle während des gesamten Ablaufs um eine vollständige Wellenlänge zurück zum Ausgangspunkt vorrückt. Die flexible Schicht 22 ist bei 210 befestigt, wodurch diese an einer horizontalen Bewegung gehindert wird, so daß sich diese lediglich vertikal bewegen kann. Die Streben drehen sich in einem Kreisbogen, wobei diese sowohl eine vertikale Auslenkung auf die flexible Schicht übertragen als auch eine Neigung, welche dem korrekten Tangentialwinkel der pseudosinusförmigen Wellenfläche gleich ist, vermitteln. Aufgrund der Tatsache, daß jede Antriebsstange zwei Zwangsgrößen (sowohl Vertikalauslenkung als auch Neigung) auf die flexible Schicht 22 überträgt, kann eine Welle mit einem Minimum beweglicher Teile, optimaler mechanischer Effizienz und minimaler mechanischer Komplexität erzeugt werden.
Die Fig. 16, 17, 18(a) und 18(b) stellen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kurbelwellenanordnung für einen vierstrebigen Satz mit einer Phasendifferenz von 90º zwischen jeder der Streben in dem Satz dar. Speziell in den Fig. 16 und 17 ist ein Abschnitt einer Kurbelwelle 400 mit vier Schlitzabschnitten, welche aus der Welle ausgeschnitten sind, dargestellt. Jeder ausgeschnittene Schlitzabschnitt umfaßt einen gekrümmten Schlitzabschnitt 402 und zwei gerade Schulterabschnitte 404 auf jeder Seite des gekrümmten Abschnitts 402. Eine Zylinderlageranordnung 408 mit einem inneren zylindrischen Abschnitt 410 und einem äußeren zylindrischen Abschnitt 412 sitzt in jedem Schlitzabschnitt, wobei ein Abschnitt der gekrümmten Oberfläche des inneren Abschnitts 410 der Lageranordnung, welcher an dem gekrümmten Abschnitt 402 aufliegt, derart gefertigt ist, daß dieser eine passende Krümmung aufweist. Die Lageranordnung 408 wird durch die sichelförmigen Halteelemente 412, welche zwischen der Welle und der inneren gekrümmten Oberfläche des Abschnitts 410 eingefügt sind, in dieser Position an der Welle 400 gehalten. Die in Fig. 16 dargestellte Welle wird in einem vierstrebigen Satz verwendet, so daß die Lager gegen benachbarte Lager um eine Phasendifferenz von 90º drehversetzt sind, um eine Summe von 360º zu ergeben.
In den Fig. 18a und 18b weist das Ende der Strebe 424 einen ausgeschnittenen Abschnitt 422 auf, und eine Lageranordnung 408 wird in dem ausgeschnittenen Abschnitt dadurch gehalten, daß diese zwischen zwei Haltescheiben 426 durch Befestigungselemente 428, welche durch Löcher in den Scheiben 426 und die Strebe verlaufen, eingespannt sind. Wenn die Lageranordnung 408 an der Welle 400 befestigt ist (Fig. 16) und mit der Strebe 424 verbunden ist, so drehen sich, wenn der Motor die Welle 400 antreibt (Fig. 16), die Welle und der innere zylindrische Abschnitt 410 auf Kugellagern 414 gegen den äußeren Abschnitt 412, wodurch jede Strebe auf einer Kreisbahn um die Mitte des Lagers, welches an der Strebe befestigt ist, angetrieben wird, wobei jede Strebe eine Phasendifferenz von 90º zu der vorangehenden Strebe aufweist.
Obgleich die Wellenerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen von Wellen in Betten, Stühlen und ähnlichem unter Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben und dargestellt wurde, ist für Fachkundige zu ersehen, daß zahlreiche Abwandlungen der Erfindung vorgenommen werden können, welche nach wie vor in den Umfang der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Erfindung fallen. Beispielsweise können, da die Verbindungselemente lediglich um einen kleinen Winkel geschwenkt werden, diese durch flexible Federn anstelle starrer Verbindungselemente, welche schwenkbar mit den Streben verbunden sind, ersetzt werden. Dies vereinfacht die Gestaltung weiter und vermindert die Zahl der Bauelemente. In Fig. 19 sind die Streben 32' durch flexible Federelemente 140 an Rippen 100 befestigt, wodurch die Streben mit einer flexiblen Schicht 22 verbunden werden. Schlitze 142 sind aus der Strebe ausgeschnitten, und ein Bügelabschnitt 144 eines Federelements 140 ist in die Vertiefung eingesetzt, um eine Reibungspaßbefestigung auszubilden, wodurch das Federelement mit der Strebe verbunden wird. Bei Betrieb, wenn die Streben angetrieben werden, biegen sich die Federn 140, und die Streben drehen sich im wesentlichen um den durch einen Kreis gekennzeichneten Bereich 146.
Ferner kann die starre Einrichtung durch eine flexible Energieübertragungsvorrichtung, wie etwa eine Kette bzw. einen Zahnriemen, welche bzw. welcher die Verbindungselemente bei den Kurbelorten verbindet und synchron antreibt, ersetzt werden.
Die länglichen Streben und die flexible Schicht können geeignet gestaltet werden, um einer anatomischen Struktur zu folgen, um beispielsweise eine ergonomisch vorteilhafte Vorrichtung herzustellen, bei welcher das planare flexible Element eine anatomische Stützfläche liefert. Die Streben können flexibel sein, um einer veränderlichen gekrümmten Bahn hinsichtlich jeder Achse, welche lotrecht zur Trajektorie der Wellenbewegung verläuft, zu folgen.
In Fig. 20 ist ein erfindungsgemäß konstruierter Wellenstuhl 20 generell bei 130 dargestellt, wobei dieser einen Rückenlehnenabschnitt 132 und einen Sitzabschnitt 134 aufweist. Die Streben 136, 148, 150, 152, 154 und 156 sind generell L- förmig, um den Rückenlehnenabschnitt 132 und den Sitzabschnitt 134 mit den Streben zu versehen, welche durch eine Antriebsvorrichtung 158 ähnlich der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung 42 angetrieben werden. Aufgrund der Tatsache, daß jeder Punkt jeder Strebe nach wie vor eine Kreisbewegung ausführt (unabhängig von dessen Gestalt), wird eine laufende Welle über die Rückenlehne hinab und entlang dem Sitzabschnitt. 134 des Stuhls 130 erzeugt. Der Stuhl kann ferner ähnlich wie das Bett 170 in Fig. 14 konstruiert werden, wobei die zwei Gruppen von Streben schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei eine Gruppe von Streben einer Rückenlehne und die andere dem Sitzabschnitt des Stuhls entspricht. Die Kurbel und der Motor können bei dem Schwenkverbindungspunkt der zwei Gruppen von Streben und antriebslosen Kurbeln bei den freien Enden jedes Satzes von Streben angeordnet werden. Es ist zu ersehen, daß der Motor an jeder der Kurbeln befestigt werden kann, wobei die nicht angetriebenen Kurbeln als antriebslose Kurbeln bezeichnet werden.
Für Fachkundige ist zu ersehen, daß lediglich zwei Streben erforderlich sind, um eine synchronisierte Wellenbewegung zu erzeugen, jedoch drei Streben notwendig sind, um eine Drehbewegung zwischen der motorgetriebenen Kurbelwelle und der antriebslosen Kurbelwelle zu übertragen. Eine zweistrebige Vorrichtung weist einen Instabilitätspunkt auf, wenn sich beide Streben in Ausrichtung befinden. In dieser Position bewirkt eine weitere Drehung der Antriebskurbel nicht notwendigerweise eine Drehung der antriebslosen Kurbelwelle. Wenn sich das zweistrebige System an dem Instabilitätspunkt in Ausrichtung befindet, so kann die Vorrichtung blockieren oder die antriebslose Kurbel gegensinnig gedreht werden. Bei einem System mit mindestens drei Streben befinden sich niemals sämtliche Streben in Ausrichtung, und diese werden zwangsweise parallel gehalten, daher gibt es keinen Instabilitätspunkt.
Die Fig. 21(a) und 21(b) stellen die Wellenerzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung bei Verwendung zum Konstruieren eines Eigenantriebsruders 222 für ein Antriebssystem für ein Bot 224 dar. Das Eigenantriebsruder umfaßt zwei Streben 226 und 228 mit einem Antriebsmotor und eine Kurbelwellenanordnung 230, welche die zwei Streben antreibt und eine sinusförmige Wellenbewegung auf der flexiblen Schicht 232 erzeugt, welche durch mindestens zwei Antriebsstangen 234 mit der Strebe 226 verbunden ist und durch mindestens zwei Antriebsstangen 236 mit der Strebe 228 verbunden ist. Eine Motorbefestigungsstrebe 238 ist mit dem Boot 224 verbunden, um den Motor und die Kurbelanordnung zu halten. Der größte Teil der flexiblen Schicht 232 ist in das Wasser getaucht und wirkt ferner als Ruder, wobei das Ruder 222 bei 238 schwenkbar mit dem Boot 224 verbunden ist und durch eine Ruderpinne 240 manuell bedient wird. Die Motor-/Kurbelwellenvorrichtung 230 ist oberhalb der Wasserlinie angeordnet, so daß lediglich die dünne flexible Schicht 232 eingetaucht wird, um den Reibungswiderstand zu vermindern. Die Anwendungen umfassen alle, bei welchen Schrauben in Wasser, Luft oder anderen Medien verwendet werden.
Ein System mit einer einzigen Kurbel wird im Hinblick darauf nicht ausreichend geführt, daß die Gestalt der Welle nicht notwendigerweise sinusförmig ist, da die Streben nicht in eine parallele Ausrichtung gedrängt werden. Durch Drücken nach unten auf ein Ende der flexiblen Schicht hebt sich das andere Ende, und die Welle wird verzerrt. Dies kann in dem Fall eines Antriebssystems, welches auf der vorliegenden Wellenerzeugungsvorrichtung basiert, ein Vorteil sein. Bei einem Antriebssystem nimmt die Welle eine Gestalt geringsten Widerstands gegenüber dem Wasser an, so daß ein größerer Teil der Wellenenergie direkt in den Antrieb fließt. Dies erzeugt eine Wellenbewegung, deren Gestalt und Amplitude entlang der Bewegungsrichtung davon veränderlich sein können.
Fig. 22 stellt eine Wellenerzeugungsvorrichtung 300 dar, welche an eine starre Oberfläche 302 angrenzt, so daß sich, wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, die Hohlräume 304, 306, welche zwischen der flexiblen Membran 308 und der flachen Oberfläche ausgebildet sind, mit der Welle bewegen. Bei diesem Aufbau wirkt das System wie eine Schlauchpumpe. Bei Verbindung mit der Struktur der Fig. 13(a) und 13(b) kann das Volumen der Hohlräume 304 und 306 entlang der Wellenbahn geändert werden, wodurch das Fluid wie in einem Luftkompressor bzw. einer Saugpumpe komprimiert bzw. dekomprimiert wird. Ein Schlauchpumpvorgang durch einen flexiblen Schlauch kann beispielsweise durch Ersetzen der flexiblen Schicht 308 durch einen flexiblen Schlauch erreicht werden. Daher ist zu ersehen, daß die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen von Transversalwellen in einem beliebigen flexiblen Element schafft und nicht auf planare Schichten beschränkt ist.
Laufende Transversalwellen sind als Wellen definiert, bei welchen sich die Wellenstörungen auf und ab bewegen, während sich die Wellen in einer rechtwinklig zu der Richtung der Störung verlaufenden Richtung bewegen. Die Transversalwellenerzeugungsvorrichtung umfaßt ein flexibles Element, welches eine Wellenfläche und mindestens einen rechtwinklig von der Wellenfläche zu einem Drehpunkt der Befestigung an einer lokalen Kurbel verlaufenden Vorsprung (Verbindungselemente) definiert. Um laufende Transversalwellen zu erzeugen, werden mehrere rechtwinklig von dem flexiblen Element zu Drehbefestigungspunkten verlaufende Vorsprünge durch lokale Kurbeln synchron angetrieben. Die Schwingbewegung des Endabschnitts jedes Verbindungselements, welches schwenkbar an der Strebe befestigt ist, erfolgt in einer Ebene, welche durch zwei orthogonale Achsen definiert wird, wobei eine Achse parallel zu der Bewegungsrichtung der Transversalwellenbewegung verläuft und die andere parallel zu der Richtung der Wellenstörung verläuft, welche per Definition lotrecht zu der Richtung der Wellenbewegung verläuft.
Der Vorsprung, welcher von der Wellenfläche ausgeht, wird derart ausgewählt, daß die Bewegungsbahn des Endpunkts dieses Vorsprungs fast kreisförmig ist. Fig. 22 stellt dies am deutlichsten dar. In Fig. 11 bilden Elemente 100, 92 und 88 gemeinsam den zu dem distalen Drehpunkt an der Strebe 38 verlaufenden Vorsprung der Wellenfläche 22. Die Verbindungselemente, welche bei dem Bett und dem Stuhl verwendet werden, sind ein spezielles Konstruktionsmittel eines starren Vorsprungs, welcher von der planaren Oberfläche der Wellenfläche ausgeht. Für sehr kleine Amplituden, (±a) im Verhältnis zu der Wellenlänge (w), das bedeutet, daß a < < w, ist die Bahn fast genau kreisförmig. Für Amplituden a < w/10, was typisch für Betten und Stuhlanwendungen ist, welche in der vorliegenden Schrift offenbart werden, ist die Bahn nicht kreisförmig, daher erzeugt eine Kurbel, welche auf einer Kreisbahn angetrieben wird, eine pseudosinusförmige Welle, anders ausgedrückt, eine nicht genau sinusförmige Welle, welche dennoch funktional äquivalent zu einer sinusförmigen Welle ist. Für größere relative Wellenamplituden muß die Kurbel auf einem nicht kreisförmigen Bogen mit einer nichtlinearen Geschwindigkeit angetrieben werden, andernfalls werden Verformungen der Wellenfläche zu groß, um ein geeignetes Wellenprofil zu erhalten. Die nichtlineare Geschwindigkeit wird notwendig, da sich für größere Amplituden das Ende des Vorsprungs zu bestimmten Zeiten auf dessen Phasentrajektorie deutlich schneller als zu anderen Zeiten bewegt. Die Tatsache, daß ein Vorsprung einer Wellenfläche durch einen Punkt verläuft, an welchem die Bahn pseudokreisförmig ist und mit einer pseudokonstanten Drehzahl innerhalb begrenzter Bereiche der relativen Wellenamplitude erfolgt, ist der Schlüssel zu der Funktionsweise und den Begrenzungen dieser Vorrichtung.
Die Antriebsstangen (zwei oder mehr) sind optional. Diese sind Einrichtungen zum Synchronisieren zweier oder mehrerer Kurbeln, welche gleichphasig zueinander sind und vermutlich die einfachste Weise des Antreibens mehrerer dieser Kurbeln durch eine einzige Quelle darstellen. Eine einzige Kurbel liefert, wenn diese eine planare Antriebsstange antreibt, wirksam ein sehr günstiges Verfahren zum Übertragen der Kurbeldrehung zu jedem Befestigungspunkt und insbesondere zu den hervorstehenden Befestigungspunkten, wo die Bahn der Wellenvorsprünge pseudokreisförmig ist. Der Nachteil dieses Verfahrens zum Synchronisieren von Kurbeln ist, daß es starr ist. Die Welle muß einer vorgeschriebenen Bahn folgen, außer, wenn Abschnitte der Welle entkoppelt werden. Ein Getriebe/Motor kann im Prinzip an jedem Kurbelort angebracht und elektronisch synchronisiert werden, um die Welle zu erzeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann es eine flexible Wellenbahn geben. Die Kurbeln müssen ferner mit Riemen bzw. Ketten gekoppelt sein und dadurch durch eine gemeinsame Quelle angetrieben werden.
Ferner ist zu ersehen, daß nicht sämtliche Antriebsstangen durch eine gemeinsame Kurbelwelle angetrieben zu werden brauchen. Entkoppelte Antriebsstangen sind für höhere relative Wellenamplituden bevorzugt, so daß die einzelnen Stangen auf genaueren Bahnen und mit phasengeregelten Winkelgeschwindigkeiten angetrieben werden können. Für einen Wellenantrieb mit hoher Leistung und großer Amplitude wäre dieser Aufbau zu bevorzugen.
In den Fig. 23 bis 26 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Erzeugen von Wellen mit veränderlicher Amplitude generell bei 600 dargestellt. Die Wellenerzeugungsvorrichtung mit variabler Amplitude umfaßt eine flexible Schicht 602, in welcher die Transversalwellen entwickelt werden. Zwei Synchronisationsstreben 604 und 606 weisen mehrere Verbindungselemente 608 auf, welche jeweils an einem Ende davon schwenkbar an der Strebe befestigt sind und an den anderen Enden davon starr an der flexiblen Schicht 602 befestigt sind. Die Verbindungselemente 608 sind entlang jeder Strebe in Abstand angeordnet, wobei die Abstände der Verbindungselemente die Wellenlänge der Transversalwellen bestimmen, welche in der Schicht 602 erzeugt werden. Ein Getriebemotor 610 ist starr an der Strebe 604 befestigt, und der Motor weist einen Drehausgangsantrieb 612 auf. Die Vorrichtung umfaßt eine Kurbelvorrichtung mit veränderlicher Amplitude, welche eine Platte 614 umfaßt, welche starr mit dem Ausgangsantrieb 612 des Getriebemotors 610 verbunden ist, so daß sich die Platte 614 mit dem Ausgangsantrieb dreht. Eine Lagerplatte 616 umfaßt eine Welle 620 und einen Griff 622 und einen zentralen Kanal 624, welcher entlang der Welle nach unten verläuft. Die Welle 620 läuft durch ein Lager 419, welches in einem Loch durch die Strebe 606 angeordnet ist, und die Platte 616 kann sich frei gegen die Strebe 606 drehen.
Die Platten 614 und 616 sind durch einen Zapfen 626, welcher durch Löcher in beiden Platten, welche gegen die Mitten der Platten versetzt sind, schwenkbar befestigt. Somit definiert der Zapfen 626 einen Drehpunkt zur Drehung der Platten 614 und 616 gegeneinander. Die Platte 614 umfaßt ein Loch in der Mitte der Platte, und ein Arretierzapfen 628, welcher in der Welle 620 angeordnet ist, ist in Eingriff durch die zentralen Löcher jeder Platte dargestellt, so daß die Schicht flach ist, wie in Fig. 24 dargestellt. Der Arretierzapfen 628 umfaßt einen Handgriff 630 zum Ziehen des Zapfens aus den Platten. Speziell in Fig. 26 umfaßt die Platte 614 mehrere Löcher 634, 636 und 638, welche groß genug sind, daß der Arretierzapfen 628 in jedes Loch eingeführt werden kann.
Wenn die Platten 614 und 616 durch den Eingriff des Arretierzapfens 628 in den zentralen Löchern jeder Platte konzentrisch zueinander ausgerichtet werden, wie in den Fig. 23 und 24 dargestellt, ist die flexible Schicht 602 flach. In den Fig. 26 und 27 wird die Amplitude der Transversalwelle, welche in der Schicht 602 erzeugt wird, durch Ziehen an dem Handgriff 630, um den Zapfen 628 aus den zentralen Löchern der Platten 614 und 618 zu ziehen, eingestellt. Wenn die Platten gelöst wurden und sich gegeneinander drehen können, wird der Griff 622 gedreht, so daß sich die Platte 616 gegen die Platte 614 um den Drehpunkt dreht, welcher durch den Zapfen 626 definiert wird. Die Platte 616 wird gedreht, bis sich deren zentrales Loch 624 (Fig. 23) in einer Linie mit einem der Löcher 634, 636 und 638 in der Platte 614 (Fig. 24) befindet, wonach der Zapfen 628 in das Loch eingeführt wird, wodurch die Platten miteinander verbunden werden. Wenn der Griff 622 gedreht wird, wird die Strebe 606 gegen die Strebe 604 geschwenkt, um eine Welle in der Schicht 602 zu erzeugen, wobei die Amplitude der Welle davon abhängt, welches Loch in der Platte 614 sich in Ausrichtung mit dem zentralen Loch der Platte 616 befindet. Je mehr der Griff 622 gedreht wird, desto größer ist die Amplitude. Die Fig. 25 und 26 stellen zunehmende Kurbelversetzungen mit proportionalen Vergrößerungen der Wellenamplitude dar. Wenn sich der Getriebemotor 610 in Eingriff befindet, dreht der Ausgangsantrieb 512 die Lagerplatte 614, welche auch die Platte 616 antreibt. Da die Platte 616 nicht konzentrisch zu der Platte 614 angeordnet ist, dreht sich die Platte 616 in einem Kreis um die Drehachse des Ausgangsantriebs 612, wodurch eine Kreisbewegung in dem Abschnitt der Strebe 606 um das Loch, durch welches die Welle 620 läuft, erzeugt wird. Sämtliche Punkte an der Strebe führen daher eine kreisförmige Bewegung aus. Da die Strebe 604 gleichfalls in der gleichen Weise wie die Strebe 606 mit der Schicht 602 verbunden ist, werden sämtliche Punkte der Strebe geeignet gedrängt, um gleichzeitig eine Kreisbewegung wie die Strebe 604 auszuführen, jedoch mit einer Phasendifferenz zu dieser, so daß Transversalwellen in der Schicht 602 erzeugt werden.
Das Ausführungsbeispiel der Wellenerzeugungsvorrichtung mit veränderlicher Amplitude, welches in den Fig. 23 bis 26 dargestellt ist, verwendet zunehmende Kurbelversetzungen, um eine zunehmende Amplitude der Transversalwellen zu erreichen. Die Versetzung wird durch exzentrisches Koppeln und Drehen zweier Scheiben gegeneinander erreicht. Es ist zu ersehen, daß viele andere Verfahren verwendet werden können, um das gleiche Ergebnis zu erreichen.
Fig. 27 stellt eine Anzeigetafelvorrichtung bei 500 dar, welche die in der vorliegenden Schrift offenbarte Wellenerzeugungsvorrichtung verwendet, wobei die Wellenfläche 502 als bewegliche Anzeigetafel, Spiegelungsfläche oder Projektionsschirm wirkt. Die Verwendung der Wellenerzeugungsvorrichtung ermöglicht die Erzeugung eines bewegten Bilds aus einem unbeweglichen Bild. Ein Beschichten der Wellenfläche mit einem holografischen Motiv erzeugt ein optisch interessantes und als Blickfang wirkendes Ergebnis.
Fig. 28 stellt die Wellenerzeugungsvorrichtung 510 in Kombination mit Lauffüßen 512 dar, so daß die Vorrichtung bei Betrieb im wesentlichen in der Richtung der laufenden Wellen, welche durch den Pfeil angezeigt wird, "läuft". Die Lauffüße 512 stellen Vorsprünge der Wellenfläche dar, welche zu Kontaktpunkten mit einer Oberfläche, etwa dem Boden, verlaufen: Die Endpunkte der Füße 512 bewegen sich entgegengesetzt zu der Richtung der Wellenbewegung an dem Kontaktpunkt und ändern die Richtung, wenn sich diese von der Oberfläche heben, wodurch eine laufende bzw. raupenartige Bewegungsart in der Richtung der Wellenbewegung bewirkt wird.
Fig. 29 stellt die vorliegende Wellenerzeugungsvorrichtung 520 mit flexiblen Streben 522 und 524 versehen und mit einer veränderlichen Wellentrajektorie dar.
Fig. 30 stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Wellenerzeugungsvorrichtung bei 540 dar, wobei die Wellenbewegung über Drehpunkte 542 übertragen wird, um eine gespiegelte Projektion der Welle durch eine Trennwand zu erzeugen.
Für Fachkundige ist zu ersehen, daß eine enorme Flexibilität im Hinblick darauf besteht, wie durch die Basisaspekte der vorliegenden Erfindung ein sehr weiter Bereich möglicher Ausführungsbeispiele und Anwendungen entwickelt werden kann, und daß die in der vorliegenden Schrift enthaltenen Ausführungsbeispiele lediglich einige wenige von zahlreichen Möglichkeiten darstellen.
Daher wurde die vorangehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung gegeben, um das Prinzip der Erfindung zu erläutern und nicht, um die Erfindung auf das spezielle erläuterte Ausführungsbeispiel zu begrenzen. Beabsichtigt ist eine Definition des Umfangs der Erfindung durch sämtliche Ausführungsbeispiele, welche durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente umfaßt sind.

Claims

1. Vorrichtung (20) zum Erzeugen einer Wellenbewegung, umfassend ein flexibles Element (22), mindestens ein Verbindungselement (80), welches ein erstes und ein zweites gegenüberliegendes Ende aufweist, und eine Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42), wobei das mindestens eine Verbindungselement (80) schwenkbar an dem zweiten Ende davon an der Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) befestigt ist, um die Schwingungsbewegung auf den zweiten Endabschnitt des mindestens einen Verbindungselements (80) zu übertragen, wobei die Vorrichtung (20) zum Erzeugen einer Wellenbewegung dadurch gekennzeichnet ist, daß:

das mindestens eine Verbindungselement (80) starr an dem ersten Ende davon an dem flexiblen Element (22) befestigt ist, wobei, wenn sich die Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) in Eingriff befindet, der zweite Endabschnitt eine Schwingungsbewegung ausführt, welche Transversalwellen in dem flexiblen Element (22) erzeugt.

2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Verbindungselement (80) eine Vielzahl von Verbindungselementen (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92) ist und wobei die Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) die Vielzahl von Verbindungselementen (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92) synchron mit einer wirksamen Phase zwischen jedem Verbindungselement antreibt, um transversale laufende Wellen in dem flexiblen Element (22) zu erzeugen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schwingungsbewegung des zweiten Endes jedes Verbindungselements (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92) in einer Ebene verläuft, welche durch orthogonale Achsen definiert ist, wobei eine Achse parallel zu einer Wellenlaufrichtung verläuft und die andere lotrecht zu der Wellenlaufrichtung und parallel zur Richtung einer Wellenauslenkung verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) eine Kreisbewegung erzeugt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei das flexible Element ein im wesentlichen planares flexibles Element (22) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung (54, 42) eine Kurbelanordnung (42) mit einer Drehachse umfaßt, wobei diese mindestens zwei längliche Streben (30, 32) umfaßt, welche jeweils eine Kurbelbefestigungsposition aufweisen, welche in Radialrichtung gegen die Drehachse versetzt ist, und an der Kurbelanordnung (42) bei der Kurbelbefestigungsposition befestigt sind, wobei die Kurbelbefestigungspositionen an den mindestens zwei Streben (30, 32) durch eine vorausgewählte Winkelverschiebung gegeneinander versetzt sind, wobei die Vielzahl von Verbindungselementen in Abstand entlang den mindestens zwei länglichen Streben (30, 32) angeordnet ist, wobei jedes Verbindungselement schwenkbar an dem zweiten Endabschnitt davon an dessen zugeordneter Strebe befestigt ist und wobei die Schwingungsantriebseinrichtung die mindestens zwei länglichen Streben (30, 32) mit einer wirksamen Phase zwischeneinander antreibt, so daß transversale laufende Wellen in dem planaren flexiblen Element (22) erzeugt werden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Kurbelanordnung (42) im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn drehbar ist und wobei, wenn die Kurbeleinrichtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, laufende Transversalwellen in dem planaren flexiblen Element (22) in einer Richtung erzeugt werden und, wenn die Kurbelanordnung (42) im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, laufende Transversalwellen in dem planaren flexiblen Element (22) in der entgegengesetzten Richtung erzeugt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Verbindungselemente (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92) jeweils eine wirksame Länge aufweisen, wobei die Wellenlänge proportional zu der wirksamen Länge ist und wobei die Verbindungselemente, welche schwenkbar an jeder Strebe befestigt sind, in einer Wellenlänge Abstand voneinander entfernt angeordnet sind und relativ zu den Verbindungen an sämtlichen verbleibenden Streben in einer vorausgewählten räumlichen Einlegeanordnung angeordnet sind, um transversale laufende Wellen mit vorausgewählter Wellenlänge zu erzeugen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, umfassend einen Bettrahmen (24, 44, 46), wobei die Schwingungsantriebseinrichtung (30, 54, 42) durch den Bettrahmen (24, 44, 46) gehalten wird und das planare flexible Element (22) genügend groß ist, um eine Wellenbettfläche zu bilden, auf welcher ein Verwender liegen kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das planare flexible Element (22) und Verbindungselemente (80, 82, 84, 86, 88, 90, 92) aus Kunststoff hergestellt sind und als einstückige integrierte Struktur durch Formpressen bzw. Strangpressen ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Kurbelanordnung (202) an den mindestens zwei Streben (206, 208) im wesentlichen in der Mitte in Längsrichtung der Streben angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, umfassend mindestens eine Leerlaufkurbelanordnung (48), welche die mindestens zwei Streben in Abstand von der Kurbelanordnung verbindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung (54) und die Kurbelanordnung (42) an den mindestens zwei Streben an einem Endabschnitt der länglichen Streben befestigt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, umfassend mindestens eine Anordnung einer Leerlaufkurbel (48), welche die mindestens zwei Streben in Abstand von der Kurbelanordnung (42) verbindet, welche an dem anderen Endabschnitt der länglichen Streben angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10, 11, 12, 13 oder 14, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung eine Kreisbewegung erzeugt und wobei sämtliche der Verbindungselemente im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen, um eine im wesentlichen sinusförmige laufende Welle konstanter Wellenlänge zu erzeugen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, umfassend einen Stuhlrahmen, wobei das planare flexible Element (22) durch den Stuhlrahmen gehalten wird und genügend groß ist, um eine Wellenstützfläche zu bilden, auf welcher ein Verwender sitzen und sich zurücklehnen kann.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die mindestens zwei Streben (136, 148, 150, 152, 154) geeignet gekrümmt sind, um einen Sitzabschnitt (134) und einen Rückenauflageabschnitt (132) zu liefern.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung und die Kurbelanordnung an einem Endabschnitt der Streben verbunden sind und eine Leerlaufkurbel (48) an dem anderen Endabschnitt der Streben angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die mindestens zwei Streben mindestens eine erste Gruppe von Strebenelementen (176) und eine zweite Gruppe von Strebenelementen (174) umfassen, wobei die gesamte erste Gruppe von Strebenelementen einen ersten Stützabschnitt definiert und die gesamte zweite Gruppe von Strebenelementen einen zweiten Stützabschnitt definiert, wobei der erste Stützabschnitt (176) gegen den zweiten Stützabschnitt (174) schwenkbar beweglich und arretierbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der erste Stützabschnitt ein Rückenauflageabschnitt (132) ist und der zweite Stützabschnitt ein Sitzabschnitt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung und die Kurbelanordnung (180) die erste und zweite Gruppe von Streben (176, 174) bei einer Schwenkverbindung zwischen den zwei Gruppen von Streben verbindet.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, umfassend eine erste Leerlaufkurbelanordnung (48), welche die erste Gruppe von Streben (176) an einem Endabschnitt davon verbindet, und eine zweite Leerlaufkurbelanordnung (48), welche die zweite Gruppe von Streben (174) verbindet, wobei diese an einem Endabschnitt der zweiten Gruppe von Streben angeordnet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 16, 17, 18, 19, 20, 21 oder 22, wobei das planare flexible Element (22) und Verbindungselemente (80, 82, 84, 86, 88, 90 und 92) aus Kunststoff hergestellt sind und durch Formpressen bzw. Strangpressen als einstückige integrierte Struktur ausgebildet sind.

24. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die mindestens zwei länglichen Streben zwei längliche Streben sind.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung (230) an einem Stützrahmenelement (238) in Verbindung mit einer Ruderpinne (240) angebracht ist, welche an einem Boot (224) befestigt werden kann, und wobei das flexible Element (232) von den Streben nach unten herabläuft, wobei, wenn die Vorrichtung mit einem Boot (224) im Wasser verbunden wird, ein Abschnitt der planaren flexiblen Membran (232) unter der Oberfläche des Wassers angeordnet ist und laufende Transversalwellen, welche in Längsrichtung des planaren flexiblen Element (232) erzeugt werden, einen Vortrieb liefern.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung und die Kurbelanordnung mit den zwei Streben im wesentlichen in der Mitte in Längsrichtung der Streben verbunden sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die Verbindungselemente flexible Federverbindungen (140) sind, welche jeweils starr an einem Ende davon an dem planaren flexiblen Element (22) und an dem anderen Ende davon an einer zugeordneten länglichen Strebe (32') befestigt sind und wobei sich jede Federverbindung bei einem wirksamen Schwenkpunkt (146) zwischen den Enden der Federverbindung biegt.

28. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, wobei das im wesentlichen planare flexible Element (502) eine Schaufläche mit einem visuellen Motiv, eine Spiegelfläche oder ein Projektionsschirm ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das flexible Element (308) ein länglicher flexibler Schlauch zum Pumpen von Material dadurch hindurch ist.

30. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6, 7 oder 8, wobei Vorsprünge (512), welche von wirksamen Positionen auf dem planaren flexiblen Element zu einer Stützfläche verlaufen, eine laufende Bewegung der Vorrichtung an der Stützfläche erzeugen.

31. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei jede längliche Strebe (522, 524) eine entlang der Länge davon verlaufende Krümmung aufweist, um einer im Hinblick auf jede Achse, welche lotrecht zu der Bahn der Wellenbewegung verläuft, gekrümmten Bahn zu folgen.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, wobei die länglichen Streben (522, 524) und das flexible Element (22) geeignete Umrisse aufweisen, um dem anatomischen Profil einer Person zu folgen, und wobei das planare flexible Element eine anatomische Stützfläche ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, wobei die Streben flexibel sind und einer veränderlichen, im Hinblick auf jede Achse, welche lotrecht zu der Bahn der Wellenbewegung verläuft, gekrümmten Bahn folgen.

34. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 oder 33, wobei die Schwingungsantriebseinrichtung eine Kurbelanordnung mit einer Drehachse umfaßt und wobei die Kurbelanordnung eine Einstelleinrichtung zum Vorsehen einer Kurbellängeneinstellung zwischen der mindestens ersten und zweiten länglichen Strebe zum Einstellen der Amplitude der transversalen laufenden Wellen umfaßt.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, wobei die Einstelleinrichtung eine erste Antriebsplatte (614) und eine zweite Antriebsplatte (616) umfaßt, welche jeweils eine Drehachse aufweisen, wobei die erste Antriebsplatte (614) starr an einem Antrieb (612) der Schwingungsantriebseinrichtung (610) mit einer Drehachse, welche in Linie mit der Drehachse der ersten Antriebsplatte (614) verläuft, befestigt ist, die zweite Antriebsplatte (616) schwenkbar an der ersten Antriebsplatte (614) bei einer Position, welche in Radialrichtung exzentrisch von der Drehachse beider Antriebsplatten entfernt befestigt ist und eine Arretiereinrichtung (628, 630) zum Arretieren der zweiten Antriebsplatte (616) bezüglich der ersten Antriebsplatte (614) in mindestens einer Position umfaßt.