Fluidumresonator Die Erfindung betrifft einen Fluidumresonator, welcher gekennzeichnet ist durch einen Raum, der wenigstens ein fluidumdichtes Volumen einschliesst, durch eine Menge eines kompressiblen Fluidums, wel che in diesem Raum eingeschlossen ist, durch eine schwingfähige Masse, welche mit der Fluidummenge gekoppelt ist, und durch einen Generator für elastische Schwingungen, welcher Generator zur Abgabe von Schwingungen einer Frequenz befähigt ist, die einer Resonanzfrequenz des akustischen Systems entspricht, das die schwingfähige Masse und die Fluidummenge umfasst.
Es ist bereits ein Werkzeug bekannt, das von einem mit Unwuchtrollen versehenen Schwingungsgenerator, wie er in der USA-Patentschrift 2 960 314 beschrieben ist, getrieben wird. Während diese Erfindung zufrieden stellend arbeitet, wurde ermittelt, dass der Wirkungs grad und die Grösse der abgegebenen Leistung dieser Vorrichtung gesteigert werden können, wenn eine Ein richtung zur Impedanzanpassung verwendet wird, wie sie im folgenden beschrieben wird.
Es ist bereits eine grosse Zahl von technischen An wendungsfällen für starke, schnelle mechanische Schwingungen entdeckt worden. Genauer gesagt, wur den eine Reihe von Arbeitsgerätschaften entwickelt, die mit Schwingungsenergie hohen Energieinhalts arbei ten. In einem anschaulichen Beispiel wird ein elasti scher Stab verwendet, in dem eine stehende Längsreso- nanzwelle derart erzeugt und unterhalten wird, dass an einem Ende des Stabes ein Schwingungsbauch der Be wegung entsteht, und dieses Ende mit einer Werkzeug spitze oder einem anderen Werkzeug verbunden wird, das auf das Werkstück arbeitet. Andere, von einer ste henden Längswelle abweichende Schwingungsformen wie Biege- oder Drehschwingungen sind jedoch auch möglich.
Weitere Beispiele werden in der Beschreibung aufgeführt. Die Körper oder Vorrichtungen, die in schnelle Resonanzschwingungen zu versetzen sind, wei sen oft eine hohe Schwingungsimpedanz auf. Vielfach wird ein Resonator mit beträchtlicher Impedanz ver- wendet, wie etwa ein Stahlstab mit der erforderlichen Schwingungsinduktivität und -kapazität, um die ge wünschte Frequenz zu erreichen. Solche Vorrichtungen schwingen mit grosser Kraft und kleiner Bewegungs weite. Bei anderen Anwendungsfällen werden jedoch grössere Schwingungsamplituden benötigt.
Dann wird ein Antrieb mit niedriger Impedanz bevorzugt, da der artige Antriebe im allgemeinen zwar verhältnismässig geringe Kräfte abgeben, jedoch bei erheblicher Ge schwindigkeit.
Die Erfindung eignet sich für Schwingungssysteme mit niedriger Impedanz bei jeder gewünschten Frequenz. Der Fluidumresonator ist besonders für das Zusammen arbeiten mit Belastungen von niedriger Impedanz geeignet, bei denen bei Schwingungen beträchtliche Schwingungsweiten auftreten. Typische Vertreter sind Giessformreiniger, vibrierende Bürsten, Kratzer, Messer und dergleichen, sowie Vorrichtungen, deren Belastung aus weichem oder losem Material besteht.
Eine bevorzugte Form des Resonatorsystems wird gebildet durch ein Fluidum (kapazitive Reaktanz) und eine eine induktive Reaktanz darstellende feste Masse. In einem solchen System kann das Fluidum eine Flüs sigkeit oder ein komprimiertes Gas sein, und die feste Masse kann die Form eines Kolbens oder einer zylin drischen Masse haben. Die Erfindung weist erhebliche Vorteile auf. Das Fluidum ist ermüdungssicher und kann beliebig lange mit grosser Amplitude betrieben werden, ohne dass Ermüdungsstörungen auftreten.
Der Resonanzkreis kann so betrieben werden, dass er zunächst einmal bei einer bestimmten Frequenz auf das Gehäuse des Schwingungsgenerators und das Werkzeug abgestimmt ist. Auf die Weise wird die Impedanz des gesamten Systems zu Null gemacht, und die einzige Impedanz, auf die der Schwingungsgenera tor einwirkt, ist die Impedanz des Werkstückes selbst. Tim eine gewünschte Frequenz einstellen zu können, wird das Volumen des Fluidums (und wenn es sich um ein Gas handelt auch dessen Druck) abhängig von der induktiven Reaktanz der Masse gewählt, so dass die gewünschte Frequenz auftritt.
Der Resonator lässt sich besonders wirkungsvoll im Zusammenwirken mit Schwingungsgeneratoren mit Orbitalvibratoren, wie sie in der USA-Patentschrift 2 960 314 beschrieben sind, anwenden. Orbitalvibrato- ren sind Rotationsvibratoren,
bei denen eine Masse unter mechanischer Berührung und Führung durch eine Lauffläche auf einer geschlossenen Bahn in Umlauf versetzt wird.
Ein solches System arbeitet automatisch etwas un terhalb des exakten Resonanzpunktes, so dass die ge samte Anordnung, bestehend aus der schwingfähigen Vorrichtung und dem umlaufenden Rotor, etwas unter halb der exakten Resonanzfrequenz der Anordnung in Tritt fällt und sich dort selbst hält. Der umlaufende Unwuchtrotor wird bei dieser Frequenz festgehalten, und es ist eine erhebliche Engergiezufuhr nötig, bevor eine unerwünschte Drehzahlsteigerung des Rotors über den exakten Resonanzwert auftritt. Die dem Rotor zu führbare Leistung wird deshalb unterhalb des Kippwer- tes begrenzt.
Dadurch wird verhindert, dass der Rotor durchgeht und er sich selbst oder das Generatorge- häuse zerstört, wenn er mit zu hoher Frequenz um läuft.
Es stellt sich ausserdem ein bestimmter Phasenwin kel zwischen der Rotorbewegung und der Bewegung der schwingenden Vorrichtung ein, so dass bei einer gegebenen Leistungszufuhr zum Rotor die grösstmög- liche Leistung an die schwingfähige Vorrichtung abge geben wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass es wegen ihrer Anpassungsfähigkeit an Schwingungssy steme mit grossen Massen möglich ist, verhältnismässig hohe Resonanzfrequenzen auch in den Fällen zu errei chen, in denen das Werkstück oder die Belastung selbst das System sonst mit unerwünscht grosser Masse belasten würde.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu er blicken, dass das schwingfähige System mit seiner grössten Amplitude in einer einzigen Richtung schwingt, unabhängig davon, dass die umlaufende Masse des Schwingungsgenerators, die das System an regt, eine Kraft in vielen Richtungen abgibt.
Durch die Kombination des Resonators mit einem Schwingungsgenerator mit hoher Impedanz kann eine Bewegung grosser Amplitude erzeugt werden, ohne dass dabei die Probleme auftreten, die bei festen Schwingungsresonatoren durch das überschreiten der maximalen Zugbeanspruchung in den elastischen Stä ben oder dergleichen auftreten, so dass ein ungewöhn lich energiereiches und kompaktes System, das beson ders für ortsveränderliche Anlagen wertvoll ist, erhalten wird.
Ein weiterer Vorteil des mit einem Fluidum gefüll ten Resonators liegt speziell bei einer Anordnung mit Gasfüllung darin, dass das Verhalten nicht linear ver läuft, so dass die Resonanzfrequenz des Systems etwas ansteigt, wenn die Amplitude der erzeugten Schwin gung anwächts. Dies ist besonders günstig, wenn ein Schwingungsgenerator mit rotierender Unwucht ver wendet wird, denn bei praktischen Anwendungsfällen steigt der Gütefaktor Q bei zunehmender Leistungsab gabe, und diese Beziehung wird durch das System ge- mäss der Erfindung genutzt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung der in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiele.
Es zeigen: Fig. 1 die teils geschnittene Seitenansicht eines zu schnellen Schwingungen angetriebenen Werkzeugs mit einer Bürste, wobei das Werkzeug den neuartigen Resonator mit Fluidumkapazität und induktiver Masse enthält; Fig. 2 die Teilansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, in der die Bürste durch ein Messer ersetzt wurde; Fig. 3 die Seitenansicht einer abgewandelten Aus führungsform, zum Teil im Schnitt, die bei einer Schwingsäge Verwendung findet;
Fig.4 einen Ausschnitt aus Fig.3 aus anderer Sicht; Fig. 5 die Seitenansicht eines zu Schwingungen an geregten Meissels mit einem Schwingungsresonator; Fig.6 die Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 5; Fig. 7 einen Schnitt nach 7-7 in Fig. 6; Fig.8 einen senkrechten Längsschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 6 im Ausschnitt;
Fig.9 einen Achsschnitt einer weiteren Ausfüh rungsform eines Resonators entlang der Schnittlinien 9-9 in Fig. 10; Fig.10 die Obenansicht der Vorrichtung nach Fig. 9; Fig. <B>1.1</B> eine elektrische Ersatzschaltung des Gerä tes nach den Fig. 9 und 10;
Fig. 12 die teils aufgebrochene perspektivische An sicht einer weiteren Ausführungsform eines Fluidumre- sonators; Fig.13 einen Schnitt durch einen anderen Flui- dumresonator; Fig. 14 die Obenansicht des in der Fig. 13 gezeib ten Resonators;
Fig. 15 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Fluidumresonators, und Fig. 16 dessen Ansicht von unten; Fig.17 eine teils aufgebrochene perspektivische Ansicht einer Giessform-Reinigungsmaschine mit einem Fluidumresonator; Fig.18 eine Teilseitenansicht des Schwingungsge- neratorteils der Vorrichtung nach Fig. 17; und Fig.19 die Vorrichtung nach Fig. 18 vom Ende her gesehen.
In der Fig. 1 ist ein Werkzeug mit einer Bürste ge zeigt. Die Vorrichtung besitzt einen zylindrischen Kör per 1, an dessen unterem Ende ein Werkzeughalter 2 und an dessen oberem Ende ein Aussenzylinder 3 sitzt. Der Zylinder 3 enthält einen Schwingungsgenerator mit Unwucht, wie er in der USA-Patentschrift 2 960 314 beschrieben ist. Der Körper 1 enthält den Fluidumre- sonator und ist an seiner Ausgangsseite über den Bür stenhalter 2 mit der Bürste 4 verbunden. Im Betrieb wird die Bürste 4 in der durch den Pfeil 5 dargestellten Richtung zu hin- und hergehenden Schwingungen an geregt.
Der Schwingungsgenerator, der in der Fig.1 nicht gezeigt ist, kann durch jede beliebige Art Antrieb wie etwa einen Elektromotor oder einen hydraulischen Motor angetrieben werden. Da der Schwingungsgenera tor nicht Teil der Erfindung ist, wird er nur insoweit hier berücksichtigt, als es. zum Verständnis der Erfin- dung erforderlich ist. Es wird darüberhinaus auf die USA-Patentschriften 2 960 314 und 3 033 158 verwie sen.
Am Ausgang des Schwingungsgenerators kann eine im wesentlichen sinusförmige Kraft abgenommen werden, die sich auf das Gehäuse 1 überträgt. Diese sinusförmige Bewegung wird auch auf den Halter 2 und die Teile des Fluidumresonators übertragen.
Der Fluidumresonator im Gehäuse 1 ist hier ein MetallbarResonator und besteht aus einem Paar Balgkapseln, von denen eine im einzelnen bei 6 darge stellt ist, wogegen die zweite mit gestrichelten Linien bei 7 angedeutet ist. Die Bälge 6 und 7 sind einander gleich und weisen eine Vielzahl von torusförmigen Ringwülsten auf. Der Balg 6 ist auf seiner Unterseite durch eine Scheibe 8 abgeschlossen, in deren Zentrum eine Öffnung 9 angebracht ist. Die Oberseite des Balgs 6 verschliesst eine Platte 11, die ihrerseits mit einer Masse von zylindrischer Form 12 verbunden ist.
Die Abdeckkappe 13 ist mit einer kreisförmigen Eintiefung versehen, so dass sie die Scheibe 8 aufnehmen kann, und weist ausserdem eine axiale Bohrung auf, durch die eine Buchse 14 verläuft. In der Buchse 14 sitzt ein Ventil 15 mit einer Rückschlagkugel 16, die normaler weise durch den Druck der in den Balg 6 eingepressten Flüssigkeit und eine federnde Platte 17 niedergehalten wird.
Vor dem Gebrauch wird der Balg 6 mit einem Fluidum 18 gefüllt, das entweder ein Gas oder eine Flüssigkeit sein kann, je nachdem, welchen Erforder nissen die Vorrichtung genügen soll. Das Fluidum 18 dringt in die Balgenkapsel 6 über das Ventil 15 ein, welches danach durch die Rückschlagkugel 16 ver schlossen ist.
Die Abdeckkappe 13 weist einen Ringflansch 19 auf, durch den sie bezüglich des Gehäuses 1 in einer bestimmten Lage gehalten wird, nachdem der Halter 2 auf die Kappe 13 und das Gehäuse mittels geeigneter Befestigungselemente wie Schraubenbolzen 21 und 22 befestigt ist.
Die Masse 12 sitzt frei und gleitbar innerhalb des Gehäuses 2 und ist über die Scheibe 11 mit dem obe ren Ende des Balgs 6 verbunden, bewegt sich also mit diesem. Der Balg 7 ist genauso aufgebaut wie der Balg 6 und weist ebenfalls eine Ventileinrichtung auf, über welche er mit unter Druck stehendem Fluidum gefüllt werden kann. Das obere Ende des Balgs 7 ist mit dem oberen Ende des Gehäuses 1 und dem unteren Ende des Zylinders 3 verbunden. Das untere Ende des Balgs 7 sitzt fest an dem Massenelement 12.
Auf die Weise bewegt sich die träge Masse 12 nach unten, wenn sich der Balg 7 ausdehnt und der Balg 6 zusammengedrückt wird. Die Bewegung der Masse 12 ist jedoch eine Relativbewegung, da sich im Gebrauch die Masse 12 entgegengesetzt zu dem sie umgebenden zylindrischen Gehäuse 1 bewegt, welches entlang seiner Hauptachse geradlinig hin- und herbewegt wird, was durch den Pfeil 5 angedeutet ist und mit einer einfachen Sinusbe- wegung erfolgt. Der Halter 2 ist direkt mit dem Werk zeug, in diesem Fall der Bürste 4, verbunden.
Das obere Ende der Bürste 4 weist einen zylindri schen Schaftteil 23 auf, der in einer Buchse 24 steckt und in dieser geführt wird, welche sich auf- und abbe- wegt. Die Buchse 24 wird in einer teilbaren Fang- kluppe 25 gehalten, die ihrerseits an einem Rahmen 26 sitzt. Die Fangkluppe 25 wird mit Befestigungselemen ten 27 um die Buchse 24 geschlossen.
Der Rahmen 26 verläuft zunächst in radialer Richtung nach aussen und dann nach oben, wobei sein nach oben verlaufender Abschnitt als Handgriff ausgebildet ist, so dass daran das Gerät beim Gebrauch gehalten werden kann.
Durch entsprechende Wahl des Fluidumdruckes in nerhalb der Bälge 6 und 7 kann die Steifigkeit der An ordnung im Gehäuse 1 eingestellt werden, was seiner- - seits Rückwirkung auf den Gütefaktor Q des schwing fähigen Systems hat. Diese Anordnung, die bereits zu vor genannt wurde, stellt entweder eine Vorrichtung dar, mit der die Arbeitsfrequenz des Systems einstell bar ist oder mit der eine Synchronisation der Arbeits frequenz des Systems mit der Resonanzfrequenz des belasteten Elementes (z. B. der Bürste 4) erfolgen kann, wenn das belastende Element mit einer beträcht lichen Impedanz auf das System zurückwirkt.
Es ist zu bedenken, dass die Impedanz der Belastung ein Teil des Resonanzsystems ist, die, auch wenn es sich um eine beträchtliche Masse handelt, im wesentlichen durch geeignete Einstellung der kapazitiven Kompo nente des Fluidumresonators ausgestimmt werden kann.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der kapazi- tive Fluidumresonator mit der Belastung und dem Schwingungsgenerator mechanisch parallelgeschaltet. Das System kann aber auch so aufgebaut sein, dass der kapazitive Fluidumresonator als Zusatzelement an die Anordnung angehängt wird, wobei dann das Werk zeug direkt an dem Oszillator sitzt und der kapazitive Resonator entweder am Oszillator oder am Werkzeug angebracht ist,
was durch praktische Gesichtspunkte wie den Aufbau des Werkzeuges oder durch die einfa chere Anbringungsmöglichkeit bedingt ist. Es versteht sich, dass der Oszillator nicht unbedingt ein Schwin gungsgenerator mit Unwucht sein muss, wie er in den oben angeführten Patentschriften dargestellt ist, son dern jede Energiequelle sein kann, die Schwingungs energie in Längsrichtung bei der gewünschten Fre quenz und Amplitude erzeugt.
In Fig.2 ist eine Abwandlung der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung gezeigt, in der das Werkzeug eine Messerklinge 28 ist, die statt der Bürste 4 in Fig. 1 eingesetzt ist. Die Klinge 28 ist starr mit einem Schaft 29 mittels Nieten 31 bis 34 oder anderer geeig neter Befestigungsmittel verbunden. Der Schaft 29 ist wiederum fest in den Halter 35 eingesetzt, der das ent sprechende Gegenstück des Halters 2 in der Fig. 9. ist. Der Rahmenbügel 26 ist mit einem Handgriff 36 ver sehen, die übrigen Teile entsprechen denen in der Fig. 1.
In den zwei obengenannten Beispielen, die anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben wurden, soll eine Ampli tude der Schwingung erzeugt werden, die eine beträcht liche Grösse aufweist. Eine Bürste oder ein Messer arbeitet dann am günstigsten, wenn die Hin- und Her bewegung nicht zu klein ist.
Eine abgewandelte Ausführungsform zeigt die Fig. 3, in der ein kapazitiver Fluidumresonator verän derter Ausführung im Zusammenwirken mit einer schwingungsgetriebenen Säge gezeigt wird. Diese Aus führungsform wird als Kolbenresonatorkapsel bezeich net. Sie besteht aus einem zylindrischen Mantel 37, auf dem beiderends Kappen 38 und 39 sitzen. In den Mantel 37 ist frei und gleitbar ein Kolben 41 einge setzt. Die Kammer 42 ist mit einem Fluidum unter Druck über das insgesamt mit 43 bezeichnete Ventil gefüllt.
Die Kammer 44 ist ebenfalls mit einem Druck fluidum gefüllt und mittels vier Dichtungsringen 45 bis 48 aus Polytetrafluoräthylen oder Nylon, durch die ein Schaft 49 hindurchtritt, gedichtet. Die Kappe 39 wird mit der Scheibe 51 und dem Deckel 52 gehalten. Bol zen 53 und 54 verschrauben den Deckel 52 mit der Kappe 39 und dem Zylindermantel 37.
Das obere Ende des Zylindermantels 37 ist fest mit der Ausgangsseite 55 des Schwingungsgenerators (nicht voll dargestellt) verbunden. Das obere Ende des Schaf tes 49 ist in den Kolben 41 eingeschraubt, so dass er sich zusammen mit diesem hin- und herbewegen kann.
Mittels Schraubenfedern 56 und 57 wird der Kol ben 41 in eine zentrale Ruhelage innerhalb des Zylin dermantels 37 gedrückt, und diese Federn wirken zu sätzlich als kapazitive Reaktanz des Systems.
Der Schaft 49 trägt den Befestigungskopf 58, an dem wiederum das Sägeblatt 59 sitzt. An dem Befesti gungskopf 58 ist weiterhin eine Führungsstange 61 über einen Querbolzen 62 befestigt und erstreckt sich nach oben bis in eine Gleitbuchse 63 aus Nylon. Die Gleitbuchse 63 sitzt in einer öffnung eines Rahmenbü gels 64, in dessen unteres Ende ausserdem eine Gleit- buchse 65 eingesetzt ist, durch die der Schaft 49 hin durchtritt. Das sich nach oben erstreckende Teil des Rahmenbügels 64 ist mit einem Handgriff 66 versehen, an dem der gesamte Apparat gehalten wird.
In Fig.4 ist gezeigt, wie das Sägeblatt 59 in den Haltekopf 58 eingesetzt ist und dieser am Schaft 49 sitzt. Zur Befestigung des Sägeblattes 59 und des Hal tekopfes 58 sind Nieten verwendet worden, von denen eine mit dem Bezugszeichen 67 bezeichnet ist.
Bei dem Gerät nach den Fig.3 und 4 wird die Ausgangsleistung vom Ende 55 des Schwingungsgene- rators (nicht dargestellt) auf den Zylindermantel 37 weitergeleitet, so dass sich dieser in Richtung des Pfei les 68 in schnellen Schwingungen auf- und abbewegt. Die Bewegung ist geradlinig, und die Geschwindigkeit der Bewegung ändert sich sinusförmig. Diese zyklische Bewegung wird über die Fluiden in den Kammern 42 und 44 auf den Kolben 41 übertragen.
Der kapazitive Resonator befindet sich also in Serie zwischen dem Schwingungsgenerator 55 und dem Werkzeug am Schaft 49. Diese Anordnung ist also an ders als diejenige mit der Parallelschaltung nach den Fig. 1 und 2.
Wie beim ersten Beispiel wird der Gütefaktor Q des Systems und dadurch die Resonanzfrequenz durch die Steifigkeit der Federn 56 und 57 und die Fluidum füllung in den Kammern 42 und 44 bestimmt.
Der Kolben 41 stellt eine konzentrierte Induktivität dar und bedeutet eine beträchtliche Masse. Das Flui dum in den Kammern 42 und 44 erzeugt in dem System die erforderliche kapazitive Reaktanz. Der Kol ben 41 schwenkt innerhalb des Zylindermantels 37 in Richtung von dessen Hauptachse mit der Resonanzfre quenz des aus dem Generator, dem Resonator und dem Werkzeug gebildeten Schwingungssystems.
Vorzugsweise ist der Oszillator 55 ein Schwin gungsgenerator mit umlaufenden schweren Rollen. Nachdem der Erfindungsgegenstand anhand einzel ner Beispiele beschrieben wurde, ist es jetzt möglich, zu erkennen, wie die Kombination eines Oszillators mit umlaufender Masse mit dem kapazitiven Fluidumreso- nator ein ganz neues Ergebnis liefert, nämlich die Möglichkeit, verhältnismässig hohe Resonanzfrequen zen zu erzeugen, sowie eine besonders stabile und gleichförmige Frequenz zu erhalten.
Da die kapazitiven Elemente des Systems so ausgebildet werden können, dass sie ziemlich grosse Querschnitte aufweisen, wodurch sie eine erhebliche Steifigkeit bekommen, sind sie in der Lage, im Resonanzfalle eine sehr grosse Masse dynamisch abzugleichen. Das bedeutet aber, dass die gesamte Kombination einschliesslich der Arbeitsbelastung, mit der das System belastet ist, einen hohen Gütefaktor Q aufweist. Dieser Gütefaktor Q spiel bezüglich des Schwingungsgenerators mit umlau fender Masse eine grosse Bedeutung, denn es hängt von diesem Gütefaktor Q ab, wie stabil der Schwin gungsgenerator läuft und wie gross der Kippwert ist, bei dessen Erreichen der Schwingungsgenerator durch geht.
Die mit Gas oder einer Flüssigkeit gefüllte Kapazi tät ist, da sie in der Lage ist, grosse Massen abzuglei chen, dazu geeignet, in einem Schwingungssystem mit hoher Resonanzfrequenz verwendet zu werden, sogar dann, wenn das System durch die Belastung mit uner wünscht hohen Massen beaufschlagt wird.
Trotz der Belastung durch die Masse des Werkstückes hält die Fluidumkapazität die Frequenz auf einem hohen Wert, und ein derartig hoher Frequenzwert ist gerade im Zu sammenhang mit einem Schwingungsgenerator mit um laufender Masse vorteilhaft, da es erforderlich ist, eine hohe Frequenz zu erzeugen, um eine wesentliche Aus gangsenergie aus einem Schwingungsgenerator mit um laufender Masse zu entnehmen. Das will sagen, dass jedes System, dessen Frequenz stark absinkt, wenn es mit einer Belastung beaufschlagt wird, für die Verwen dung mit einem Schwingungsgenerator mit umlaufen der Masse schlecht geeignet ist.
Das hängt nun davon ab, dass ein derartiger Schwingungsgenerator mit hoher Arbeitsfrequenz betrieben werden muss, weil seine Ausgangsleistung durch die Zentrifugalkraft bedingt ist. Die Zentrifugalkraft aber ist abhängig vom Quadrat der Frequenz, womit festgestellt ist, dass das System sehr stark frequenzabhängig ist.
Aus der folgenden, eingehenden Beschreibung wei terer Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes geht hervor, dass die Fluidumresonatoren, und beson ders gasgefüllte Resonatoren nicht völlig linear arbeiten und zu einer Frequenzsteigerung bei Vergrösserung der zugeführten Schwingungsenergie neigen. Dies ist wei terhin bezüglich der Schwingungsgeneratoren mit um laufender Masse von Vorteil, denn das bedeutet, dass mit steigender Belastung auch der Gütefaktor Q zu nimmt.
Diese Eigenart, die bei der neuartigen Kombi nation zusätzlich auftritt, ist für Schwingungssysteme dieser allgemeinen Art einzig.
Abgesehen von den Unterschieden, die vorhanden sind bezüglich des Einbaus der Fluidumresonatoren in die Schwingkreise der Geräte nach den Fig. 1 und 3, bestehen bestimmte gemeinsame Eigenschaften. Bei beiden Ausführungsformen liegt zwischen den beiden Fluidumkapazitäten eine Masseninduktivität (in Form des Kolbens oder Ausgleichgewichtes), und das zylin drische Gehäuse stellt eine weitere Masseninduktivität dar. Es sind also zwei Induktivitäten und zwei Kapazi täten vorhanden, die den LC-Kreis bilden.
In Wirklich keit wirken die zwei eingeschlossenen Fluidumvolu- mina, von denen sich je eines beiderseits des Massen elementes (Gleitkolben 12 in der Fig. 1 bzw. Kolben 41 in der Fig. 3) befinden, wie eine einzige Kapazität zusammen. Ausserdem wirkt auch das Gehäuse 1 in Fig. 1 bzw. der Zylindermantel 37 in Fig. 3 wie eine Induktivität, die mit einer um 180 verschobenen Phase gegenüber dem Massenelement (12 oder 41) schwingt.
Bei beiden Ausführungsformen ist das Ge- häuse des Schwingungsgenerators mit dem zylindri schen Gehäuse und dieses wiederum mit dem Werk zeug verbunden, so dass auch dies zur induktiven Reaktanz beiträgt. Es ist daher allgemein wünschens wert, das Gehäuse des Reaktanz-Zylinders und das Ge häuse des Schwingungsgenerators so leicht wie möglich zu machen, um damit die Impedanz klein und folglich die Bewegung am Ausgang des Schwingungsgenerators gross zu machen, so dass die Bürste 4 bzw. das Säge blatt 59 wirkungsvoll arbeiten.
Da die Rseonatoran- ordnung vornehmlich in einer Richtung einen Aus gleich bildet für die Masse des Gehäuses und die Hal terung des Schwingungsgenerators, tritt die Schwin gungsbewegung hauptsächlich in einer Richtung auf, was in den meisten Fällen auch gewünscht wird, insbe sondere aber bei den oben beschriebenen Anordnun gen.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 isi das Werkzeug an dem Gehäuse 1 befestigt, wie bereits dargelegt wurde, so dass dadurch die Masse, d. h. die gesamte induktive Reaktanz des Schwingkreises ver- grössert wird.
Es ist ohne Bedeutung, ob die primäre induktive Masse zwischen den beiden Enden der sekundären Massenreaktanz angeordnet ist, wie dies bei der Aus führungsform nach der Fig. 1 der Fall ist, oder ob die primäre Induktivität eine lose Masse ist, die als Kolben in einem Zylinder geführt ist, wie dies bei dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 3 geschehen ist, da in beiden Fällen eine konzentrierte Masse zwischen zwei Kapazitäten angeordnet ist.
Beide Male wird der Reso- nator vornehmlich dazu benötigt, bei der Schwingungs frequenz die Trägheit des Gehäuses des Schwingungs- generators und die des Werkzeugs abzugleichen. Dadurch wird die induktive Impedanz des Gesamtsy stems annähernd Null, und die einzige Impedanz, auf die das krafterzeugende Element im Schwingungsgene rator arbeitet, ist der Widerstand, der von der Bela stung herrührt. Dies bedingt nun aber, dass das ge samte System frequenzabhängig wird.
Um nun die ge eignete Frequenz zu erhalten, kann das Volumen und/ oder der Druck des eingeschlossenen Fluidums abhän gig von den bereits genannten: induktiven Massen ge wählt werden, so dass die gewünschte Arbeits-(Reso- nanz-)Frequenz erhalten wird.
In den Fig. 5 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbei spiel eines schwingenden Werkzeugs gezeigt, das einen Fluidumresonator enthält. Dieses Werkzeug weist einen Meissel auf, der mit der Schwingungsfrequenz hin- und herbewegt wird. Die Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Gerätes, an dessen Tragrahmen 71 ein Paar Handgriffe 72 und 73 angebracht sind.
Der zylindrische Gehäusekörper 74 umschliesst die Resonatorkapsel und ist an seinem oberen Ende fest mit dem Gehäuse 75 des Schwingungsgenerators ver bunden. Auf der Oberseite des Generatorgehäuses 75 ist ein Querträger 76 mittels Bolzen 77 und 78 befe stigt, wie dies am besten aus der Fig. 6 hervorgeht. Mit dem Querträger 76 ist der Tragrahmen 71 wiederum mittels Bolzen 79 und 81 verbunden.
Der Querträger 76 besteht aus elastisch schwingfä higem Werkstoff wie etwa Stahl oder anderen geeigne ten Materialien. In dem Querträger 76 wird eine elasti sche Resonanzbiegeschwingung erzeugt, was dadurch erfolgt, dass Schwingungsenergie vom Generator auf den Querträger übergeht. Das Gehäuse 75 des Schwin- gungsgenerators ist mit dem Mittelpunkt des Trägers 76 verbunden, der ein Schwingungsbauch der stehen den Biegeschwingung ist, und die Befestigungsbolzen 79 und 81 liegen in Schwingungsknoten.
Das untere Ende des Zylindergehäuses 74 wird von einer Kappe 82, die mittels Bolzen 83, 84, 90 und 100 (s. Fig. 7) befestigt ist, abgeschlossen. Von der Kappe 82 erstreckt sich nach unten eine Stange 85 durch eine Nylon-Gleitbuchse 86, die in einer teilbaren Klaue 87 gehalten wird. Mit Befestigungselementen 88 und 89 wird die Klaue 87 zusammengehalten, und sie sitzt am unteren Ende des Rahmenbügels 71.
Das untere Ende der Stange 85 geht in ein Meissel- blatt 91 über. Die Ausführung der Klaue und der Buchse gehen aus der Fig. 7 deutlicher hervor.
In der Fig. 8 ist nunmehr der innere Aufbau der Resonatorkapsel des Gerätes nach Fig. 5 und 6 gezeigt. Der zylindrische Gehäusekörper 74 ist beiderends durch Deckplatten 92 und 93 geschlossen. Der Deckel 92 am einen Ende weist einen Flanschrand auf, durch den er bezüglich des Zylindermantels 74 in bestimmter Lage gehalten wird. In seiner inneren Oberfläche ist ausserdem eine Eintiefung vorgesehen, in der die un tere Windung einer Schraubenfeder 94 liegt.
Der Ab- schlussdeckel 93 ist auf ähnliche Weise mit einem Flanschrand und einer inneren Eintiefung auf seiner Unterseite versehen, in die die obere Windung einer Schraubenfeder 95 eingreift. Ein Kolben 96 wird glei tend in dem Zylindermantel 74 geführt und berührt das untere Ende der Feder 95 und das obere Ende der Feder 94, wodurch der Kolben 96 etwa in der Mitte des Zylindermantels 74 gehalten wird.
Ein insgesamt mit 97 bezeichnetes Einlassventil ist in den Deckel 93 eingesetzt. Das Einlassventil 97 entspricht genau der Ventilanordnung, die bereits in Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben wurde. Ein Fluidum, des sowohl ein Gas als auch eine Flüssigkeit sein kann, wird durch das Ventil 97 in die Kammern 98 und 99 eingebracht. Diese Anordnung mit zwei Fluidummengen (in den Kammern 98 und 99) stellt zwei Fluidumkapazitäten dar, die sich zu beiden Seiten einer Masseninduktivität 96 befinden.
Das Element, das die Schwingungsbewegung im Schwingungsgenerator erzeugt und innerhalb des Gene, ratorgehäuses 75 liegt, wird durch eine exzentrisch lau fende Rolle 101 gebildet, die auf der durch die zylin drische Innenfläche des Generatorgehäuses 75 gebilde ten Umlaufbahn umläuft. Der Antrieb der Rolle kann z. B. ein Elektromotor oder ein hydraulischer Motor sein oder eine luftbetriebene Turbine. Die von der Rolle 101 auf das Generatorgehäuse 75 übergehende Zentrifugalkraft versetzt den Querträger 76 in Reso nanzschwingungen, wobei der Schwingungsbauch der Geschwindigkeit in der Ebene liegt, in die auch die Mittellinie des Werkzeugs fällt.
Diese Mittellinie ist mit der Ziffer 102 bezeichnet. Die Resonanzschwingung hat jedoch auch eine abwärts gerichtete Komponente, die auf das obere Ende des Zylindermantels 74 ein wirkt. Da das Meisselblatt 91 starr mit dem Zylinder mantel 74 verbunden ist, und zwar über die Stange 85 und die Kappe 82, so bewegt sich auch das Meissel- blatt in Richtung des Pfeiles 103 auf und ab mit der durch das Gerät vorgegebenen Frequenz. Während sich nun das Gehäuse 74 auf- und abbewegt, gleitet der Kolben 96 in Phasenopposition dazu, wodurch das Fluidum in den Kammern 98 und 99 und die Federn 94 und 95 abwechselnd komprimiert oder entspannt werden.
Diese Anordnung stellt einen Nebenschluss- Resonanzkreis dar so wie die Anordnung gemäss Fig. 1.
Die fluidumgefüllte Resonatorkapsel nach Fig. 8 ist besonders bei Werkzeugen, wie sie in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind, von Vorteil, in denen der Schwingungsge nerator mit nur einer umlaufenden Masse arbeitet. Seine Vorteile sind hier grösser als bei einem Genera tor mit einem Paar umlaufenden Massenelementen, die in entgegengesetzter Richtung umlaufen und so nur eine in einer Richtung wirkende Schwingung erzeugen.
Diese besondere Eigenschaft hängt davon ab, dass der fluidumgefüllte Resonator einachsig orientiert ist, so dass hauptsächlich die Komponente der Ausgangskraft des Schwingungsgenerators, die in Richtung der Reso- natorachse liegt, zur Wirkung kommt. Weitere Vor teile, die bereits im Zusammenhang mit dem vorherge henden Teil der Beschreibung aufgeführt wurden, wer den durch diese Anordnung ebenfalls genutzt.
Beson ders weil die Abgabeleistung des mechanischen Schwingungsgenerators von der Zentrifugalkraft ab hängig ist, ist es wünschenswert, den Generator mit umlaufender Masse mit möglichst hoher Frequenz zu betreiben, um eine hohe Ausgangsleistung zu erhalten. Da die Zentrifugalkraft vom Quadrat der Frequenz ab hängig ist, reagiert das Gerät sehr empfindlich auf Fre- quenzänderungen, und die Eigenschaften der Resona- torkapsel in ihrer Wirkungsrichtung lassen hohe Fre quenzen zu und verhindern, dass die Frequenz bei An- schluss einer Last stark abfällt.
Die bisherigen Erörterungen über den Resonator waren auf dessen Einbau als Gesamtteil in ein schnell schwingendes Werkzeug gerichtet. Es versteht sich aber, dass der Resonator auch als eigenständiges Ele ment betrachtet werden kann., das dann als zusätzliches Hilfsgerät vielerorts bei mechanisch schnell schwingen den Systemen durch den Fachmann nutzbringend ver wendet werden kann. Es folgt jetzt eine Beschreibung von mehreren Fluidumresonatoren, die für sich als Einheit aufgebaut sind und in verschiedene, mit schnel len Schwingungen arbeitende Systeme eingefügt werden können.
Die Fig.9 und 10 zeigen eine Ausführungsform eines Kapselresonators, der für einen Einbau mit Nebenschlussverhalten geeignet ist und als Gesamtheit zwischen einen Schwingungsgenerator und ein angetrie benes Element eingefügt werden kann. Dieser Kapsel resonator weist einen äusseren, rahmenförmigen Trag aufbau auf, und er ist in seinem Inneren geschichtet. Das Innere enthält die kapazitiven und induktiven Ele mente. Der Resonator besteht aus Endgliedern 107 und 108, Scheiben 109 und 111 und den dazwischen angeordneten Einzelteilen.
Die äussere Traganordnung weist eine Bodenplatte 116 und eine Deckplatte 119 auf, die im wesentlichen quadratisch sind und an deren vier Ecken Laschen nach aussen abstehen, die von Bolzen 112 bis 115 durchsetzt sind, welche dazu dienen, den Rahmen zu sammenzuhalten. Die Anordnung der Ecklaschen ist aus der Fig. 10 ersichtlich. Auf die mit Gewinde verse- henen Enden der Bolzen 112 bis 115 sind Muttern aufgeschraubt, die von entgegengesetzten Seiten auf die Laschen drücken und die Platten somit zusammenhal ten.
Ein Mutternpaar, mit dem eine Lasche an der Bodenplatte 116 eingespannt ist, ist bei 117 und 118 deutlich erkennbar; dieses Muttempaar ist auf das un tere Gewindeende des Bolzens 112 aufgeschraubt. Des gleichen ist ein Mutternpaar 121, 122 auf das obere Ende des Bolzens 112 aufgeschraubt und umspannt die Ecklasche der Deckplatte 119.
Die anderen drei Bol zen 113 bis 115 sind auf dieselbe Weise mit Mutter paaren ausgestattet, die dann die Ecklaschen der End- platten 116 und 119 fest einspannen, so dass diese voneinander in einem bestimmten Abstand gehalten werden.
Der geschichtete Aufbau der Anordnung liegt im übrigen koaxial zwischen den Endplatten 116 und 119 und besteht aus einer Vielzahl im wesentlichen ebener Elemente, deren unteres das Endteil 108 ist. Direkt über diesem Endteil 108 liegt ein Abstandsring 123. Direkt darauf liegt eine Trennplatte 124, die mit ihrem Rand auf dem Abstandsring 123 aufliegt. Diese Trenn platte 124 besteht aus einem nachgiebigen, undurchläs sigen Werkstoff wie etwa Gummi. Die Scheibe 111 ist mit dieser Trennplatte 124 ausser an ihren zurück springenden Kanten in Berührung.
An der Unterseite der Scheibe 111 ist an deren Rand ein Ring 125 ange- schweisst. Eine kreisförmige Platte 126 aus Metall ist oberhalb der Trennplatte 124 angeordnet und hat einen verstärkten Rand, so dass die Mittelabschnitte beiderseits vertieft liegen.
Eine zweite, der Trennscheibe 124 gleiche Trenn scheibe ist mit ihrem Rand zwischen die Platte 126 und einen Abstandsring 128 eingespannt. Der Ab standsring 128 kann aus Metall bestehen und liegt mit seiner oberen Seite gegen einen Führungsring 129 an. Die primäre Masseninduktivität der Anordnung wird durch ein kreisscheibenförmiges Gewicht 131 gebildet, das gleitbar in den Führungsring 129 eingesetzt ist. Der Führungsring 129 kann aus Nylon oder einem ähnlichen Material mit niedrigem Reibungskoeffizien ten bestehen. Er dient dazu, das kreisscheibenförmige Gewicht 131 zentral zu dieser Anordnung zu halten, denn das Gewicht 131 gleitet mit seiner Mantelfläche in der Innenfläche des Führungsringes 129.
Die zurückspringenden Bereiche der kreisförmigen Platte 126 bilden zusammen mit den Flächen der Trennscheiben 124 und 127 ein Paar Hohlräume 132 und 133, das mit Luft oder einem anderen kompressi- blen Fluidum angefüllt ist. Das in den Hohlräumen 132 und 133 eingeschlossene Fluidum bildet einen Teil der kapazitiven Reaktanz des schwingfähigen Elemen tes.
Der konstruktive Aufbau des Teils der Vorrich tung, der oberhalb des Gewichtes 131 liegt, ist, wie sich aus der Fig. 9 ergibt, symmetrisch zu dem bereits beschriebenen unteren Teil. Wie die Fig. 9 zeigt, ist der Abstandsring 133 der gleiche wie der Abstandsring 128, die Trennscheiben 134 und 135 entsprechen den Trennscheiben 127 und 124, und die Kreisplatte 136 ist genauso gestaltet wie die Platte 126. Der Ring 137 liegt zwischen der Trennscheibe 135 und dem Endele- ment 107 und entspricht in seinem Aufbau dem Ring 123. Die Scheibe 109 liegt mit ihrer Unterseite ausser an den abgeschrägten Kanten auf der Trennscheibe 135 auf.
Oben ist auf ihren Rand ein Ring 138 aufge- schweisst.
Die zurückgesetzten Mittelbereiche der Kreisplatte 136 bilden zusammen mit den Oberflächen der Trenn scheiben 134 und 135 ein Paar Hohlräume<B>139</B> und 141, die mit einem kompressiblen Fluidum wie etwa Luft angefüllt sind. Das eingeschlossene Fluidum bildet den zweiten Teil der kapazitiven Reaktanz des Schwingkreises. In die Deckplatte 119 und die Scheibe 109 sind mehrere Bolzen 142 bis 144 eingeschraubt, so dass dadurch die Platten miteinander verbunden sind. Durch die Muttern 145 bis 147 auf den Bolzen 142 bis 1.44 ist der Abstand zwischen der Scheibe 109 und der Deckplatte 119 festgelegt.
Die Gegenseite des Gerätes ist auf dieselbe Weise mit Bolzen 148, 149, 150 und 152 versehen, die sich zwischen der Scheibe 111 und der Bodenplatte 116 be finden und mittels Muttern 153 bis 156 den Abstand zwischen diesen beiden Elementen bestimmen.
Die ganze geschichtete Anordnung zwischen den Endgliedern 116 und 119 ist durch eine Vielzahl von Bolzen auf dem Umfang zusammengehalten, die sämt liche Elemente durchsetzen und von denen einer in der Fig. 10 mit 157 bezeichnet ist. Die geschichtete Anord nung kann als Gesamtheit betrachtet werden und ist mit 158 bezeichnet. Die tragende Verbindung zwischen der geschichteten Einheit 158 und dem äusseren Rah men besteht zwischen den Scheiben 109 und 111 und den Trennscheiben 135 und 124. Die Einheit 158 wird im Betrieb in einem Schwingungsknoten der Bewegung des Systems angebracht und bewegt sich deshalb nicht bezüglich der äusseren Tragkonstruktion.
Die Steifig- keit der Kopplung zwischen der Einheit 158 und der äusseren Tragkonstruktion wird durch den Abstand zwischen der Platte 119 und der Scheibe 109 bzw. der Platte 116 und der Scheibe 111 bestimmt.
Die Deckplatte 119 und die Bodenplatte 116 bewe gen sich, da sie durch die Verbindungsbolzen 112 bis 115 zusammengehalten werden, gemeinsam. Diese Verbindung der beiden Aussenplatten 116, 119 liegt in einem Schwingungsbauch des Systems. Diese äussere Tragkonstruktion muss also zwischen die Schwingungs energiequelle und die Belastung eingesetzt werden. Es wird also z. B. ein Schwingungsgenerator mit umlau fender Masse ausgangsseitig starr mit der Platte 119 verbunden, und ein Werkzeug, das zu Schwingungen angetrieben werden soll, wird fest an die Platte 116 angeschraubt.
Eine zyklische Schwingungsbewegung, die der Konstruktion in Richtung des Pfeiles 159 zuge führt wird, versucht, das Gewicht 131 entgegen den Elementen 116 und 112 zu bewegen, da die Luft oder ein anderes Fluidum, das in den Hohlräumen 132 und 133, 139 und 141 eingeschlossen ist, im Rhythmus der Schwingungen komprimiert und gedehnt wird. Die An ordnung stellt also eine mit Membranen ausgestattete Luftfeder dar, in der das Fluidum in den Hohlräumen 132 und 133 in demselben Augenblick komprimiert wird, in dem das Fluidum in. den Hohlräumen 139 und 141 sich ausdehnt. Eine Abwärtsbewegung der Scheibe 109 z. B., die sich mit der Endplatte 119 gemeinsam be wegt, verschiebt die Membran 135 nach unten.
Dadurch wird das Fluidum im Hohlraum 141 zusam mengedrückt und das Fluidum im Hohlraum 132 ent spannt. Die Bewegung des Gewichtes 131 erfolgt in der Gegenrichtung der Bewegung der Scheibe 109 und 111, da die Gesamtanordnung 158 in Ruhe zu bleiben trachtet. Folglich wird also gleichzeitig das Fluidum im Hohlraum 133 entspannt und das Fluidum im Hohl raum 139 komprimiert.
Das Gewicht 131 stellt die ausgleichende induktive Reaktanz des Systems dar, und das in den Hohlräumen 141, 139, 133 und 132 eingeschlossene Fluidum ist die kapazitive Reaktanz des Systems. Das System kann auf die gewünschte Resonanzfrequenz abgestimmt werden, indem der statische Druck innerhalb der Hohlräume 141, 139, 133 und 132 eingestellt wird. Dies kann, wie bereits vorher ausgeführt, durch entsprechendes Auf füllen der Hohlräume und durch geeignete Einstellung der Abstände zwischen den Scheiben 109 und 119 bzw. 1.11 und 116 erfolgen.
Die gesamte Baugrösse der in den Fig. 9 und 10 gezeigten Anordnung ist durch die Leistung des schwingfähigen Systems, in das diese Anordnung einge baut werden soll, bestimmt und kann erheblich wer den, wenn die zu übertragende Schwingungsenergie sehr gross ist.
In den Fig. 12 bis 14 ist eine weitere Ausführungs form eines Fluidumresonators mit Membranplatten ge zeigt, der als Einheit zum Einsetzen in ein Schwin gungssystem vorgesehen ist. Die Vorrichtung besteht aus einer zylindrischen, äusseren Umhüllung 161, die die Resonatoranordnung umschliesst. Die Vorrichtung ist symmetrisch aufgebaut, so dass beide Seiten als Eingang und die gegenüberliegende Seite dann als Aus gang verwendet werden können. Der Einfachheit der Beschreibung wegen wird jedoch hier der Stumpf 162 als Eingang und der Stumpf 163 aus Ausgang bezeich net.
Wird nun in Längsrichtung auf den Stumpf 162 von einem Schwingungsgenerator eine Schwingung übertragen, so wird diese Schwingung auf den Stumpf 163 weitergeleitet, von wo aus sie dann auf die Bela stung übergeht. Die Stümpfe 162 und 163 sind mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt, sie können jedoch auch einen anderen Querschnitt aufweisen, wenn dies günstig ist.
Ein Ringelement 164 weist an seinem Umfang mehrere radial abstehende Angüsse 165 bis 168 auf. mit denen es an der Umhüllung<B>161</B> befestigt ist, wie dies aus der Fig. 14 hervorgeht. Die Angüsse 165 bis 168 weisen Gewindelöcher auf, in die Bolzen einge schraubt werden, wie dies bei 169 zu sehen ist, um das Teil 164 mit der Umhüllung 161 zu verbinden. Der Führungsring 171 ist mit dem Ring 164 identisch und auf dieselbe Weise mit der Umhüllung 161 mittels vier Angüssen verbunden, von denen drei bei 172 bis 174 angedeutet sind; es wird die entsprechende Zahl von Bolzen 175 verwendet. Der Führungsring 171 führt gleitbar ein Gewicht 176.
Auch der Führungsring 164 stellt eine Gleitführung für ein Kreisscheibengewicht 194 dar. An einen Stumpf 163 ist ein Flanschteil 177 angeformt, der sich mit dem Stumpf zugleich bewegt. Ein federnder Ring 1.78, der die Bewegung des Stumpfes 163 mit seinem Flansch 177 begrenzt, befindet sich nahe dem Umfang auf der Unterseite des Flansches 177. Die einander ge genüberliegenden, ebenen Flächen des Gewichtes<B>176</B> sind an den Kanten abgeschrägt, und der in der Fig. 13 nach unten weisende Mittelabschnitt ist mit einer federnden, undurchlässigen Membran 179 fest verbun den.
Ein Endring 181, dessen Innendurchmesser grös- ser ist als der Aussendurchmesser des Gewichtskörpers 176, liegt auf der Membran 179 auf. Auf der gegen überliegenden Seite der Membran 179 liegt ein Ab standshalter 182 auf. Die untere Fläche des Abstands halters 182 drückt gegen eine federnde, undurchlässige Membran 183. Auf diese Weise bildet der Abstands halter 182 zusammen mit den Membranen 179 und 183 einen flüssigkeitsdichten Hohlraum 184, der mit Luft oder einem anderen kompressiblen Fluidum ge füllt ist.
Ein Gewicht 185 in Form einer Kreisscheibe ist auf beiden Seiten an den Kanten abgeschrägt. Die obere ebene Fläche des Gewichtes 185 ist mit der Un terfläche der Membran 183 verklebt.
Die übrigen Elemente auf der gegenüberliegenden Seite des Gewichts 185 sind gleich und symmetrisch angeordnet zu den bereits beschriebenen Einzelteilen. Das heisst, dass die Membran 187 der Membran 183, der Abstandskalter 188 dem Abstandskalter 182, die Membran 189 der Membran 179 und der Ring 191 dem Ring 181 entsprechen.
Der Stumpf 162 weist einen angeformten Flansch- teil 195 auf, dessen Bewegung durch einen elastischen Ring 196 begrenzt wird.
Die Elemente 179, 181, bis 183, 186, 187 bis 191 sind alle miteinander durch Bolzen am Umfang ver bunden, die diese Teile zu einer Einheit vereinigen. Einzelne dieser Bolzen sind mit 192 und 193 bezeich net und in der Fig. 14 zu sehen. Eine auf den Stumpf 162 auftreffende Schwingung in der Richtung des Pfeils 197 versetzt das Gewicht 194 in derselben Rich tung in Bewegung. Die innere Anordnung, die aus den Elementen besteht, die durch die Bolzen 192 und 193 zusammengehalten werden, liegt in einem Schwin gungsknoten und bewegt sich deshalb nicht sondern bleibt in Ruhe.
Zu gleicher Zeit wird das Gewicht 185, das in der Mitte der ruhenden Anordnung durch die federnden Membranen 183 und 187 gehalten wird, zu einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung, also in Richtung des Pfeiles 198 angeregt. Gleichzeitig bewegt sich das Gewicht 176 mit dem daran befindlichen Stumpf 163 in Richtung des Pfeiles 199, also in dersel ben Richtung wie die Eingangsschwingung, die durch den Pfeil 197 angedeutet wurde.
Bei Phasenumkehr der Eingangsschwingung bewegen sich die Gewichte 194 und 176 in umgekehrter Richtung, d. h. entgegen dem Pfeil 197, das Gewicht 185 dagegen kehrt eben falls seine Bewegungsrichtung um, so dass es entgegen der Pfeilrichtung 198 verschoben wird, wodurch die gesamte innere Anordnung in Ruhe bleibt und der Stumpf 163 am Ausgang sich entgegengesetzt zu dem Pfeil 199 verschiebt. Bei diesem Bewegungsspiel wird das Fluidum im Hohlraum 184 komprimiert, während das Fluidum, das durch die Membran 187, den Zwi schenring 188 und die Membran 189 im Hohlraum 188a eingeschlossen ist, expandiert wird.
Bei einem typischen Ausführungsbeispiel eines der artigen, mit Membranen arbeitenden Luftresonators, wie er in den Fig. 12 bis 14 dargestellt ist, liegt die Resonanzfrequenz bei etwa 100 Hz.
In der vorangegangenen Beschreibung der Ausfüh rungsbeispiele gemäss den Fig. 1, 3, 5, 9 und 12 wur den die Ausdrücke schnelle Schwingungen , konzen- trierte Massen und andere besondere Ausdrücke ver wendet, die dem in der Schwingungslehre bewanderten Fachmann geläufig sind. Dennoch sind einige Eigen schaften der Schwingungslehre, die im vorangegange nen aufgeführt oder im folgenden genannt werden, dem Fachmann nicht ohne weiteres bekannt. Es sollen des halb gewisse Ausdrücke, die von besonderer Bedeu tung sind, im folgenden Abschnitt näher erläutert wer den.
Mit dem Ausdruck schnelle mechanische Schwin gungen sind elastische Schwingungen oder zyklisch wiederkehrende elastische Deformationen gemeint, die sich durch ein Medium fortsetzen, das für diese Schwingungen eine bestimmte Ausbreitungsgeschwin digkeit aufweist. Wenn diese Schwingungen sich in Längsrichtung ausbreiten oder in einem Medium oder einem konstruktiven Aufbau mit gleichförmiger Vertei lung der Elastizitätskonstanten der Masse ausbreiten, so wird die elastische Schwingung übertragen.
Unab hängig von der Frequenz der zu übertragenden Schwingungen gelten die mathematischen Formeln der Ausbreitung der Schwingungen, und die sich damit be fassende Lehre ist die Schwingungslehre. Es gibt nun elastisch schwingfähige Systeme, bei denen die Massen als konzentrierte Werte auftreten, und eine weitere der artige konzentrierte Konstante kann in dem schwingfä higen System ein örtlich begrenzter, elastisch defor- mierbarer Teil sein, der dann eine örtlich begrenzte Auswirkung hat und dessen physikalischer Wert mit Elastizität, Elastizitätsmodul, Steifigkeit,
Steifigkeits- modul oder Federkonstante bezeichnet wird, wobei die Federkonstante den Reziprol,Twert des Steifigkeitsmo- duls darstellt.
Es hat sich nun gezeigt, dass in einem elastisch schwingfähigen Ssytem, das hier zur Betrach tung ansteht, die Wechselbeziehungen der Einzelele mente dieselben sind wie in einem elektrischen Wech- selstrom-Schwingkreis. Dabei lässt sich die Masse mathematisch mit einer Induktivität (eine Spule) ver gleichen;
die Federkonstante entspricht mathematisch einer Kapazität (Kondensator); und die Reibung oder sonstige Energieverluste sind mathematisch mit einem Ohm'schen Widerstand gleichzusetzen. Folglich ist es möglich, elastisch schwingfähige Systeme der Art, wie sie hier zur Betrachtung anstehen, mit ihren Massen, ihrer Steifigkeit, ihrem Energieverbrauch und der Fähigkeit, Energie zu übertragen, wie elektrische Wechselstrom-Schwingkreise zu betrachten, in denen die Funktionen mit den herkömmlichen,
in der Elek trotechnik gebräuchlichen Bezeichnungen und Formeln betrachtet, abgewandelt und quantitativ untersucht werden können. Ein Beispiel soll anhand der Fig. 11 erläutert werden.
In einem schwingfähigen System herrscht dann Resonanz, wenn die Reaktanz (die algebraische Summe aus der Massen- und der Federreaktanz) Null wird. Unter dieser Bedingung ist die Schwingungsam plitude lediglich durch den Reibungswiderstand be grenzt und erreicht damit ein Maximum. Die Trägheit der Masse der einzelnen Teile, die in Schwingungen versetzt werden müssen, verbraucht dann keine An triebsenergie.
Mit Hilfe des Schwingkreises wird soviel Federkonstante in den Kreis eingeführt, dass die Masse der notwendigen Gehäuse und Systemteile das schwingfähige System nicht soweit vom exakten Reso nanzwert verstimmt, dass ein grosser Teil der An triebskraft für das In-Schwingung-Versetzen der Mas sen verbraucht wird. Zum Beispiel muss ein mechani scher Schwingungsgenerator, wie er im allgemeinen verwendet wird, einen Gehäusekörper oder eine Trag konstruktion aufweisen, in der die die mechanischen Schwingungen erzeugenden Teile untergebracht sind.
Diese tragenden Konstruktionsteile haben eine, wenn auch geringe Masse oder Trägheit. Gewöhnlich wirkt diese Massenträgheit energieverbrauchend, d. h. sie stellt eine Blockimpedanz dar, die einen Teil der peri odisch auftretenden Kräfte bereits zu ihrer Beschleuni gung und Verzögerung verbraucht.
Wird jedoch ein elastisch schwingfähiges System aufgebaut, so wird die Wirkung dieser Masse, oder anders ausgedrückt, die Massenreaktanzen, die sich daraus ergeben, bei Reso nanzfrequenz aufgehoben; und wenn ein mechanischer Resonanzschwingkreis verwendet wird, der ausrei chende Kapazitätswerte enthält, kann eine derartige Blockimpedanz für den Resonanzwert abgeglichen wer den, und die erzeugte Kraft der Schwingung steht voll an der Belastung zur Verfügung, die lediglich durch den Realteil der Impedanz verkörpert wird.
Wie bereits an früherer Stelle aufgezeigt, kann das beschriebene Gerät, da es ein Schwingungssystem mit Resonanzeigenschaften darstellt, erklärt werden, indem Analogieschlüsse zwischen einem mechanisch schwin genden System und einem elektrischen Netzwerk gezo gen werden, welch letzteres durch Wechselstrom erregt wird. Derartige Analogieschlüsse sind dem Fachmann wohlbekannt und werden z. B. in Dynamical Analo- gies , Jahrgang 1943, D. Van Nostrand Co., N.
Y. und in Kapitel 2 des Buches Sonics , Hueter und Bolt, Jahrgang 1955, Verlag John Wiley & Son, beschrieben. Da Ingenieure mit den Eigenschaften und Bezeichnun gen elektrischer Schaltkreise besser vertraut sind, kön nen die Beziehungen der einzelnen Elemente eines mechanischen Schwingkreises besser anhand eines sol chen Ersatzschaltbildes verdeutlicht und erklärt wer den. Ein vereinfachter elektrischer Schaltkreis, der das Ersatzschaltbild des in den Fig.12 bis 14 gezeigten Aufbaus darstellt, ist in der Fig. 11 gezeigt.
Zunächst ist zu bemerken, dass die auf die Masse wirkenden Kräfte im mechanischen System in Reihe liegen, während im elektrischen System diese Teile parallelgeschaltet sind. Würde die Kraftquelle im mechanischen System parallel zur Masse liegen, so müsste sie im elektrischen Ersatzschaltbild mit dieser in Reihe liegen. Der Generator 251 im Schaltbild nach Fig. 11 entspricht einem Schwingungsgenerator, die In duktivität 252 der schweren Masse 131, die Kapazität 253 der kapazitiven Reaktanz in den Hohlräumen<B>139</B> und 141. Die Kapazität 254 ist für die kapazitive Reaktanz des Fluidums in den Hohlräumen 132 und 133 gesetzt.
Die Induktivitäten 255 und 256 stehen für die Massen der Platten 116 und 119. Die Schaltung ist bei 258 geerdet. Die Belastung ist durch den Wider stand 257 versinnbildlicht. Es versteht sich, dass die Schaltung erheblich vereinfacht wurde und Nebenef fekte einschliesslich der Massenreaktanz der verbin denden Elemente, des Oszillatorgehäuses, der Werk zeugbefestigung usw. vernachlässigt sind.
Während die Masse im mechanischen Schwingungssystem eine kon zentrierte Masse ist, die auch nicht in ihrer Grösse ver ändert werden kann, sind die kapazitiven Reaktanzen im mechanischen Schwingungssystem durch die flui- dumgefüllten Hohlräume 184 und 190 gebildet und können durch Einstellung des statischen Druckes im Fluidum variiert werden. Folglich sind in dem Ersatz schaltbild die Kondensatoren 253 und 254 als verstell bare Kondensatoren wiedergegeben, mit deren Hilfe die Schwingkreispararneter einstellbar sind.
Mit Hilfe dieser verstellbaren Kondensatoren kann die Reso nanzfrequenz des Systems soweit variiert werden, dass sich das System selbst reguliert.
In den Fig.15 und 16 ist ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel eines Fluidumresonators nach der Erfin dung mit Membranen gezeigt, in dem der Schwin gungsgenerator innerhalb der Resonatorkapsel unterge bracht ist. Die gesamte Konstruktion ist zwischen einer oberen Deckplatte 202 und einer unteren Abschluss- platte 201, die miteinander durch vier Bolzen 203 bis 206 an den vier Ecken der Platten verschraubt sind, gehalten.
Die obere Deckplatte 202 kann als Gusstück mit Versteifungsrippen 207 bis 210 ausgeführt sein, damit sie besonders biegesteif ist. Die Anordnung enthält vier Membranen 212 bis 215, die kreisförmig sind und vor zugsweise aus einem relativ steifen, flexiblen Material wie durch Gewebeeinlagen verstärkten Gummi beste hen. Eine Abstandsscheibe 216 weist auf beiden Flä chen in ihrem Mittelbereich Eintiefungen auf und ist zwischen die beiden Membranen 212 und 213 einge <B>fügt.</B> Die Eintiefungen in der Abstandsscheibe 216 bil den mit den Membranen Hohlräume 217 und 218.
Ge nauso ist zwischen die beiden Membranen 214 und 215 eine Abstandsscheibe 219 eingeschoben, die die Hohlräume 221 und 222 hervorruft. Zwischen die Membran 213 und einen zylindrischen Gehäusering 224 ist ein Ring 223 eingefügt. Ein gleicher Ring 225 liegt zwischen der Membran 214 und dem zylindri schen Gehäuse 224. An den Mittelbereichen der einan der zugewandten Flächen der Membranen 214 und 213 liegen kreisscheibenförmige Gewichte 226 und 230 an. Diese Gewichte 226 und 230 bilden einen Teil der induktiven Massenreaktanz des Schwingkreises.
In einem Gehäuse 227 ist ein Schwingungsgenerator un tergebracht, der entweder eine umlaufende Masse auf weisen kann, ein Unwuchtgenerator ist oder ein sonsti ger Schwingungsgenerator ist, der in der Lage ist, Schwingungen der gewünschten Frequenz und Stärke abzugeben.
Die feststehende Konstruktion besteht aus den Ele menten 212 bis 216 und 219, 223 bis 225 und den Ringen 228, 229 sowie den diese Teile durchsetzenden Bolzen, von denen einige mit 231 und 232 bezeichnet sind. Aus der Fig. 16 ist zu sehen, dass am Umfang eine grössere Anzahl derartiger Bolzen angebracht ist, so dass die Bolzen 231 und 232 nur zwei von den ge samten Bolzen darstellen.
Die Hohlräume 217, 218, 221 und 222 sind mit Luft oder einem anderen kompressiblen Fluidum mit einem Überdruck von etwa 0,7 bis 2,1 kg/em2 ange füllt. Die Belastung wird von der Platte 233 aus ange trieben, die an konzentrischen Ringen 234 und 235 an- geschweisst ist, welche ihrerseits wieder an der Platte 202 angeschweisst sind. An der Platte 202 sind geeig nete Befestigungselemente wie etwa Schraubenbolzen 236 und 237 vorgesehen, damit die Belastung dort an gebracht werden kann.
Im Betrieb bewegt sich das Gehäuse 227 in Schwingungen in Richtung des Pfeiles 238, während die umgebende Konstruktion 239 im ganzen in Ruhe verharrt. Bei einer speziellen Konstruktion weist die umgebende Anordnung eine Resonanzfrequenz von etwa 60 bis 80 Hz auf, und die induktive Masse hat dabei eine Schwingungsweite von etwa 6 mm.
Bei anderen Anwendungsfällen, bei denen Schwin gungsenergie verwendet wird, braucht die Schwin gungsweite nur sehr gering zu sein. Ein derartiger An wendungsfall ist mit dem in den Fig. 17 bis 19 gezeig ten Apparat wiedergegeben, bei dem das angetriebene Teil oder die Belastung eine Haltevorrichtung und ein daran befindliches Werkstück sind, welches durch Schleifsand geschliffen und poliert wird. Das Werk stück ist in einen Behälter eingesetzt und von losem Schleifmaterial umgeben, so dass es, wenn es in Schwingungen versetzt wird, durch die anliegenden Schleifpartikel poliert wird. Beispielsweise kann das Werkstück ein Motorblock sein, der zu polieren ist.
Es bildet dann keinen Vorteil, wenn das Werkstück mit bezüglich der Schleifpartikel grosser Amplitude schwingt. Es ist deswegen vorteilhafter, eine starke Schwingung bei geringer Amplitude anzuwenden als eine langhubige Schwingung verhältnismässig geringer Stärke, wie sie etwa bei der Bürste nach Fig. 1 nötig ist.
In der Fig. 17 ist ein oben offener Behälter 261 ge zeigt, der mit pulverförmigem Schleifmittel 262 ange füllt ist. Das Werkstück, das in diesem Fall der Zylin derkopf 263 eines Motors ist, ist zwischen Halteplatten 264 und 265 eingespannt. Die Halteplatten 264 und 265 hängen an vier Tragstangen 266 bis 269. Im Be trieb werden die Tragstangen 266 bis 269 im Rhyth mus der Schwingungen hin- und herbewegt, und zwar in Richtung der Pfeile 271, 272.
Die Schwingungen werden von einem Schwingungsgenerator mit umlau fender Masse, der insgesarnit mit 273 bezeichnet ist, er zeugt; der Generator wird anhand der Fig. 18 und 19 noch eingehender beschrieben.
Der Antrieb des Gene- rators erfolgt durch einen Motor 274, der ein Elektro motor mit Ausgangswelle 275 (s. Fig. 18) sein kann, mit der er mit der Antriebswelle 276 des Schwingungs- generators 273 über eine flexible Kupplung 277 ver bunden ist. Der Motor 274 besteht aus einer Grund platte 278, die senkrecht von einer vertikal stehenden Endplatte 279 absteht.
Der Fluidumresonatorteil des Gerätes entspricht dem Fluidumresonator, der in Zusammenhang mit den Fig.15 und 16 beschrieben wurde, insofern, als der Schwingungsgenerator auch hier mitten zwischen die Bauelemente des Fluidumresonators eingefügt ist. Die feststehenden Teile des Fluidumresonators werden von den Endplatten 279 und 281 gehalten. Die Bolzen 282 bis 287 verbinden die feststehenden Teile mit entspre chenden Teilen der Endplatten, wie dies weiter unten noch beschrieben wird.
Es sind also zwei gegeneinan der bewegliche Gruppen vorhanden, die sich zueinan der in entgegengesetzter Richtung bewegen und die sich auch bezüglich der feststehenden Endplatten 279 und 281 und den damit fest verbundenen Teilen bewe gen. Zu der ersten Gruppe gehört der Schwingungsge- nerator 273, der an Führungslaschen 291 bis 294 hängt, so dass er gegenüber den Verbindungsstangen 295 bis 298 eine geradlinige Bewegung ausführt (s. Fig.17 bis 19). Die Führungslaschen 291 bis 294 sind also auf den Verbindungsstangen 295 bis 298 gleitend aufgesetzt.
Auch die Verbindungsstangen 295 bis 298 können sich gegenüber den feststehenden Endplatten 279 und 281 bewegen und dienen dazu, die zweite Elementen- gruppe zu tragen. Auch an den feststehenden Teilen sind Führungsösen 301 bis 304 angebracht, so dass die Verbindungsstangen 295 bis 298, die diese Ösen gleit- bar durchsetzen, gegenüber der feststehenden Gruppe eine geradlinige Hin- und Herbewegung ausführen.
Durch Membranen 305 und 306 und den durch diese Membranen gebildeten Hohlraum, der mit einem kom- pressiblen Fluidum angefüllt ist, wird eine kapazitive Reaktanz eingeführt, wobei die Membranen durch einen Abstandhalter 307 voneinander im Abstand ge halten werden. Die Membran 305 liegt mit ihrer obe ren Fläche an einer Platte 308 an, -wie dies die Fig. 18 zeigt. Die Unterseite der Membran 306 steht in Ver bindung mit einer Platte 309.
Ein gleicher Hohlraum wird durch die Membranen 311 und 312 und einen dazwischenliegenden Abstandhalter 313 gebildet. Aucb diese Membranen 311 und 312 liegen an Platten 314 und 315 an. Die obere Fluidumkapazitätsanordnung wird durch Bolzen 316 bis 320 .in ihrer geschichteten Anordnung gehalten, die durch koaxiale Löcher in den Platten 308 und 309, den Membranen 305 und 306 und dem Ab standhalter 307 gesteckt und dann in ein Gewindeloch in den Rahmenteilen 288,
289 und 299 eingeschraubt sind.
Es lässt sich hier sehen, dass das Rahmenelement 299 mit der Endplatte 279 über eine Vielzahl von Bol zen 287 fest in Verbindung steht, wie dies der Fig. 19 am besten zu entnehmen ist. Die Verbindungsstangen 295 bis 298 erstrecken sich senkrecht durch die Gene rator-Resonator-Anordnung und weisen mit Gewinde versehene Enden auf, auf die Muttern 321 bis 324 auf geschraubt sind, so dass mittels der Stangen 295 bis 298 eire -obere Platte 325 und eine untere Platte 326 miteinander verbunden sind.
Die oberen Enden der Verbindungsstangen 295 bis 298 stecken in Löchern in den Ecken der oberen Platte 325 und sind mit dieser verschraubt, wogegen die unteren Enden der Stangen mit der Platte 326 auf der Unterseite der Anordnung verschraubt sind.
Der bewegliche Rahmen aus der oberen Platte 325, der unteren Platte 326 und den Verbindungsstangen 295 bis 298 wird in Führungslaschen 301 bis 304 der art geführt, dass er nur Hin- und Herbewegungen in senkrechter Richtung ausführen kann. Desgleichen ist die Generatorgruppe 288 mit Führungslaschen 291 bis 294, die auf den Verbindungsstangen 295 bis 298 glei ten, derart geführt, dass sie nur Hin- und Herbewegun- gen in senkrechter Richtung ausführen kann.
Die Ge- neratoranordnung kann sich also nur in Richtung des Pfeiles 327 vertikal bewegen. Die Rahmengruppe, an der sich die Teile befinden, die die Hohlräume bilden emschliesslich der unteren Platte 326 und der oberen Platte 325, kann sich unabhängig von der Hin- und Herbewegung der Oszillatorgruppe ebenfalls in senk rechter Richtung hin- und herbewegen. Die Endplatten 279 und 281 und die mit ihnen verbundenen Teile bleiben dagegen in Ruhe.
Die induktive Masse des Systems wird durch die Konstruktionselemente gebil det, an denen die herabhängenden Stangen 266 bis 269 befestigt sind.
Das Gehäuse, in dem sich der Schwingungsgenera tor 273 befindet, kann mit dem beweglichen Rahmen auf eine beliebige Weise verbunden sein. In dem Ge häuse ist ein Paar in entgegengesetzter Richtung um laufende Rolle 328 und 329 untergebracht, die auf den zylindrischen Umlaufbahnen 331 und 332 umlaufen. Dadurch werden auf -die Rahmengruppen 295 bis 298 und 325 bis 326 Wechselkräfte vom Generator 273 übertragen. Diese Wechselkräfte teilen sich auch den Stangen 266 bis 269 mit und lassen sie in Richtung der Pfeile 271 und 272 auf- und abschwingen.
Durch derartige Auf- und Abschwingungen werden die Flui- den in den Hohlräumen zwischen den Membranen 305 und 306 bzw. 311 und 312 wechselweise komprimiert und entspannt. Der dadurch gebildete Schwingkreis ist in der Lage, die induktive Reaktanz der Belastung, die durch die Befestigungsplatten 264 und 265 und den Zylinderkopf 263 gebildet wird, abzugleichen, so dass sich als Belastung für den Schwingungsgenerator ledig lich die reine Wirkbelastung, also der Reibwiderstand, ergibt.
Folglich wird das Werkstück 263, das in .die Schleifpartikel 262 -eingebettet ist, mit hoher Energie hin- und herbewegt, wobei in :der Tat zum Beschleuni- gen und Abbremsen der Massen .des Werkstückes keine Energie verlorengeht.
Aus der vorangegangenen Beschreibung der ver schiedenen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes wird es dem Fachmann deutlich, dass bei allen Anwendungsformen die erzeugte Schwingungsenergie nur dem Arbeitsprozess zugeführt wird. Der Arbeits- prozess, der von der jeweiligen Anwendung abhängt, benötigt die verschiedensten Kombination von Wider ständen und induktiven Reaktanzen, damit die ge wünschten Frequenzen und/oder Kräfte und/oder Schwingungsamplituden erreichbar sind. Die Schwing kreiselemente, die für diese einzelnen Parameter aus schlaggebend sind, sollen demgemäss vorzugsweise ein stellbar sein, damit der Resonator mit hohem Wir kungsgrad angewandt werden kann.
In allen Fällen jedoch wird durch die Anwendung eines eingeschlosse nen Fluidums das eine kapazitive Reaktanz darstellt, in Verbindung mit einer konzentrierten Masse, die als in duktive Reaktanz wirkt, die Erfindung in die Lage ver setzt, mit der gewünschten Frequenz zu schwingen und dabei die induktive Reaktanz der Belastung auf einen Kleinstwert zu verringern.
Bei einigen Ausführungsformen des Erfindungsge genstandes hat sich als zweckmässig erwiesen, die in duktive Masse zwischen die beiden Enden einer zwei ten Massenreaktanz einzusetzen, jedoch statt eine ein fache Masse zu nehmen, die ein in einem Zylinder gleitbar geführter Kolben sein kann, wird eine konzen trierte Masse zwischen zwei mit variablem Volumen fluidumgefüllte Hohlräume eingesetzt, die ihrerseits zwischen den beiden Enden der zweiten Massenreak- tanz liegen, welch letztere so aufgebaut ist, dass sie den Rahmen oder die Tragvorrichtung für diese Hohl räume mit variablem Volumen bildet.
Andere Ausfüh rungsformen des Erfindungsgegenstandes enthalten eine einfache induktive Masse, die, zu Hin- und Her bewegungen fähig, zwischen einem Paar Hohlräumen mit variablem Volumen eingesetzt ist. Unabhängig von den einzelnen körperlichen Ausführungsmerkmalen, des beschriebenen Resonators, sind die Wirkungen der aus veränderbaren Kapazitäten und festen Induktivitä- ten bestehenden Schwingkreise dieselben.