DE102006043111A1

DE102006043111A1 - Wave-creating device for spiral waves has stator, rotor, several power transfer devices and control elements

Info

Publication number: DE102006043111A1
Application number: DE200610043111
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Fischer
Original assignee: Spiralius & Co KG GmbH
Current assignee: FISCHER, KARL-HEINZ, DIPL.-ING., 16547 BIRKENW, DE
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: DE102006043111B4

Abstract

The wave-creating device has a stator (1), rotor (3), several power transfer devices and several control elements, and power transfer devices over the circumference of the stator to exert running forces on the rotor in the radial direction of the stator, controlled by the control elements. There is an elastic element (5) connected to the rotor, which is elastically deformed when the rotor is in motion.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen und zum Ankoppeln von Spiralwellen an ein zu transportierendes oder zu beeinflussendes Medium.The The present invention relates to an apparatus for generating Spiral waves and for coupling spiral waves to a transportable or medium to be influenced.

In vielen Bereichen der Technik und der Medizin bietet das Erzeugen von reproduzierbaren naturähnlichen Bewegungen sowie der programmierbare Transport von Materie sowohl in Mikro- als auch im Makrobereich die Möglichkeit, eine Vielzahl von Problemen zu lösen. In der Natur werden spiralförmige Verteilungsmuster immer wieder bei strukturbildenden Prozessen, Bewegungsabläufen und Transportvorgängen beobachtet. Spiralen können daher als eine bevorzugte geometrische Form in der Natur angesehen werden. Das fängt im Mikrobereich an, wie etwa bei der DNA, die nicht nur spiralförmig gewunden ist, sondern auch wie eine Violinenseite schwingt, und geht über spiralförmige Muster in Bakterienkulturen oder auf Kristalloberflächen bis in den Makrobereich über, etwa bei den Spiralmustern von Kiefernzapfen oder Muscheln und setzt sich bis zu größten Strukturen, beispielsweise bei spiralförmigen Galaxien fort. Wirbelvorgänge und spiralförmige Muster bilden die Grundlage nicht nur für die Strömungslehre, die Meteorologie und von Teilen der Astrophysik, sondern spielen auch in der klassischen Elektrodynamik und sogar in der Lehre von Atomen, Teilchen und Atomkernen eine Rolle. Heute gehören die spontane Strukturbildung in makroskopischen Systemen und die Theorie der Selbstorganisation zu den interessantesten modernen Forschungsgebieten.In Many fields of technology and medicine offer generating of reproducible nature-like ones Movements as well as the programmable transport of matter both in the micro as well as in the macro range the possibility of a multiplicity of Solve problems. In nature, spiraling distribution patterns again and again in structuring processes, motion sequences and transport processes observed. Spirals can therefore regarded as a preferred geometric form in nature become. That starts in the micro domain, as in the case of DNA, which is not just spirally wound is, but also how a violin side swings, and goes over spiral patterns in bacterial cultures or on crystal surfaces to the macro range over, for example in the spiral patterns of pine cones or shells and sets up to the largest structures, for example, in spiral galaxies continued. eddy operations and spiral patterns form the basis not only for the fluid mechanics, meteorology and parts of astrophysics, but play also in classical electrodynamics and even in the teaching of Atoms, particles and atomic nuclei play a role. Today belong the spontaneous structure formation in macroscopic systems and the theory Self-organization among the most interesting modern fields of research.

Unter der Voraussetzung, dass in allen Zellen des Körpers die gleichen Gene enthalten sind, sich aber beispielsweise die Zellen der Leber und die Zellen der Arme dennoch unterschiedlich entwickeln und man weiterhin davon ausgeht, dass Spiralwellen aus dem biologisch chemischen System heraus einen wesentlichen Beitrag bei der raum-zeitlichen Musterbildung leisten, besteht die Möglichkeit, dass von außen auf die Zellen des Körpers einwirkende Spiralwellen zu einem Einfluss auf die Zellen führen können. Eine solche Einflussnahme von außen könnte beispielsweise die Möglichkeit bieten, Fehlentwicklung, Krankheiten und chronische Leiden von außerhalb des Körpers durch Spiralwellen positiv zu beeinflussen. Auch beim so genannten Tissue Engineering, also der Gewebezüchtung, ist eine Einflussnahme von außen mittels Spiralwellen denkbar. Mit Hilfe von außen auf den Organismus oder auf Gewebezüchtung in vitro einwirkenden Spiralwellen sind im Prinzip Informationen zu modellieren. Sowohl eine Amplitudenmodulation als auch eine Frequenzmodulation insbesondere im Bereich von Resonanzen ist mit Hilfe von Spiralwellen möglich.Under the assumption that the same genes are present in all cells of the body but are, for example, the cells of the liver and the cells The arms nevertheless develop differently and you continue to do so emanating that spiral waves from the biological chemical system made a significant contribution to spatiotemporal patterning afford the opportunity that from the outside on the cells of the body acting spiral waves can lead to an influence on the cells. A such influence from outside could for example the possibility offer, maldevelopment, diseases and chronic suffering from outside of the body positively influenced by spiral waves. Also with the so-called Tissue engineering, ie tissue engineering, is an influence from the outside conceivable by means of spiral waves. With the help of outside on the organism or on tissue engineering In vitro acting spiral waves are in principle information to model. Both an amplitude modulation and a frequency modulation especially in the area of resonances is with the help of spiral waves possible.

Auch bei der Herstellung anorganischer Materialien kann der Einfluss von Spiralwellen einen Beitrag leisten. Beispielhaft sei hier etwa die Züchtung von Kristallen, die Stahlherstellung oder die Polymerisation genannt. Gestaltungsmöglichkeiten bieten sich dabei durch den multivariabel veränderbaren Informationsfluss einer Spiralwelle sowie deren geordneter raumzeitlicher Bewegung.Also In the production of inorganic materials, the influence make a contribution from spiral waves. As an example, be here the breeding of crystals, called steelmaking or polymerization. design options offer themselves through the multivariable changeable information flow a spiral wave and their ordered spatio-temporal movement.

Vorrichtungen zum Erzeugen von Spiralwellen sind beispielsweise aus DE 41 33 081 C2 , DE 41 04 784 A1 , DE 195 20 014 A1 bekannt. Vorrichtungen, mit denen sich rotierende Bewegungen eines Stabes realisieren lassen sind aus DE 237 620 A1 und aus US 2,960,317 bekannt. In den drei zuerst genannten Druckschriften sind Oszillatoren zum Erzeugen von Spiralwellen beschrieben, die einen Rotor und einen den Rotor umgebenden Stator umfassen. Mittels elektrischer, magnetischer oder elastomechanischer Felder wird vom Stator aus auf den im Stator frei beweglichen Rotor eingewirkt. Die auf Grund dieser Einwirkung entstehende Bewegung des Rotors wird dann auf ein Resonatorelement übertragen. Als Resonatorelemente sind in diesen Dokumenten Schläuche und Rohre genannt. Die den Rotor bewegenden Felder sind so gesteuert, dass das Resonatorelement eine Torsionsbewegung und eine Rotationsbewegung um eine Längsachse des Stators ausführt. Die Konstruktion des Stators, des Rotors sowie die Art der Einwirkung auf den Rotor sind jedoch nicht im Detail beschrieben.Devices for generating spiral waves are for example out DE 41 33 081 C2 . DE 41 04 784 A1 . DE 195 20 014 A1 known. Devices with which rotating movements of a rod can be realized are out DE 237 620 A1 and from US 2,960,317 known. In the first three references, oscillators are described for generating spiral shafts comprising a rotor and a stator surrounding the rotor. By means of electrical, magnetic or elastomechanical fields is acted from the stator to the rotor freely movable in the stator. The resulting due to this action movement of the rotor is then transmitted to a resonator element. As resonator elements hoses and tubes are mentioned in these documents. The fields moving the rotor are controlled so that the resonator element makes a torsional movement and a rotational movement about a longitudinal axis of the stator. However, the construction of the stator, the rotor and the nature of the action on the rotor are not described in detail.

In DD 237 620 A1 und US 2,960,317 sind Vorrichtungen zum Erzeugen von Schwingungen beschrieben, die einen Statorring und einen im Statorring frei beweglich gelagerten Rotor aufweisen. Die Statorringe in den beiden Druckschriften weisen 3 oder 6 Spulen auf, deren Längsachse radial zum Mittelpunkt des Statorringes zeigt. Mit Hilfe eines Dreiphasenstromes wird der Rotor innerhalb des Statorringes so bewegt, dass eine kreisförmige Bewegung eines mit dem Rotor fest verbundenen Stabes im Bereich der Spitze des Stabes erfolgt ( US 2,960,317 ) bzw. dass der Rotor sich innerhalb des Stators radial bewegt und so zu einem Materialtransport eines im Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor befindlichen Materiales sorgt ( DD 237 620 A1 ).In DD 237 620 A1 and US 2,960,317 Devices for generating vibrations are described, which have a stator ring and a rotor freely movably mounted in the stator ring. The stator rings in the two documents have 3 or 6 coils whose longitudinal axis points radially to the center of the stator ring. By means of a three-phase current, the rotor is moved within the stator ring so that a circular movement of a rod fixedly connected to the rotor takes place in the area of the tip of the rod ( US 2,960,317 ) or that the rotor moves radially within the stator and thus ensures material transport of a material located in the intermediate space between the stator and the rotor ( DD 237 620 A1 ).

Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vorteilhafte Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen zur Verfügung zu stellen.Opposite this Prior art, it is an object of the present invention, a advantageous device for generating spiral waves available put.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.These The object is achieved by a device according to claim 1. The dependent Claims included advantageous embodiments of the invention.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen weist wenigstens einen Spiralwellengenerator auf. Der Spiralwellengenerator umfasst einen Stator, welcher eine Axialrichtung, eine Radialrichtung und eine Umfangsrichtung aufweist. Daneben umfasst er einen Rotor, der relativ zum Stator derart angeordnet ist, dass der Eine den Anderen zumindest in einer sich senkrecht zur Axialrichtung des Stators erstreckenden Bewegungsebene radial umgibt, und der relativ zum Stator zumindest in der Bewegungsebene beweglich angeordnet ist. Über den Umfang des Stators ist eine Anzahl von Kraftvermittlern verteilt, welche derart ausgestaltet sind, dass sie in Radialrichtung des Stators verlaufende Kräfte auf den Rotor ausüben können. Der Spiralwellengenerator umfasst weiterhin Steuerelemente, welche den Kraftvermittlern zugeordnet sind. Diese sind derart zum Steuern der Kraftvermittler ausgestaltet, dass eine Kraft in Radialrichtung des Stators auf den Rotor einwirkt, die in Umfangsrichtung um den Stator umläuft. Wenn die Kraftvermittler strombetrieben sind, können als Steuerelemente bspw. Dioden und/oder Transistoren zum Einsatz kommen. Außerdem umfasst der Spiralwellengenerator ein elastisches Element, bspw. ein sich in Axialrichtung erstreckender elastischer Stab, welches mit dem Rotor derart verbunden ist, dass es bei einer Bewegung des Rotors eine elastische Verformung erfährt.An inventive device for generating spiral waves has at least one Spi wave generator on. The spiral shaft generator includes a stator having an axial direction, a radial direction, and a circumferential direction. In addition, it comprises a rotor which is arranged relative to the stator such that the one radially surrounds the other at least in a plane perpendicular to the axial direction of the stator moving plane, and which is arranged relative to the stator at least in the plane of movement. Distributed over the circumference of the stator are a number of force transmitters, which are designed in such a way that they can exert forces in the radial direction of the stator on the rotor. The spiral-wave generator further comprises controls which are associated with the force mediators. These are configured for controlling the force mediator, that a force in the radial direction of the stator acts on the rotor, which rotates in the circumferential direction around the stator. When the force mediators are current-driven, diodes and / or transistors can be used as control elements, for example. In addition, the spiral shaft generator comprises an elastic member, for example, an axially extending elastic rod, which is connected to the rotor so that it undergoes an elastic deformation during movement of the rotor.

Durch die umlaufende Kraft kann ein Umlauf des Rotors um den Stator herbeigeführt werden Gleichzeitig kann eine Rotation des Rotors um seinen Mittelpunkt herbeigeführt werden. Bei der Bewegung des Rotors erfährt dass elastische Element eine elastische Verformung, die zu einer Rückstellkraft führt. Die Auslenkung des elastischen Elementes in Radialrichtung des Stators während eines Umlaufs des Rotors führt dabei zu einer radialen Schwingung des elastischen Elementes. Die Rotation des Rotors um seinen Mittelpunkt führt hingegen zum Aufbau einer immer größer werdenden Rückstellkraft. Ab einem bestimmten Rotationsgrad ist die Rückstellkraft so groß, dass sie die Rotation des Rotors um seinen Mittelpunkt verursachende Kraft übersteigt. Dann wird die Rotation durch die Rückstellkraft zumindest teilweise wieder rückgängig gemacht. Als Gesamtbewegung des Rotors ergibt sich daher die Überlagerung einer Bewegung des Rotormittelpunktes entlang einer Kreisbahn um den Statormittelpunkt mit einer Rotationsschwingung um den Mittelpunkt des Rotors. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können durch geeignetes Steuern der Kraftvermittler die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors um den Stator und die Drehrichtung des Rotors unabhängig voneinander eingestellt werden. Besonders vorteilhaft kann die Bewegung realisiert werden, wenn die Kraftvermittler in gleichmäßigen Abständen bei über den Umfang des Stators verteilt sind. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Kraftvermittler derart am Stator angeordnet sind, dass die von ihnen vermittelten Kräfte in der Bewegungsebene des Rotors liegen. Eine Komponente senkrecht zur Bewegungsebene wäre für das Bewegen des Rotors verloren.By the revolving force can cause the rotor to rotate around the stator at the same time a rotation of the rotor around its center can be brought about. During the movement of the rotor experiences that elastic element has an elastic deformation leading to a Restoring force leads. The Deflection of the elastic element in the radial direction of the stator while a revolution of the rotor leads doing so to a radial vibration of the elastic element. The Rotation of the rotor around its center, however, leads to the construction of a ever-growing Restoring force. From a certain degree of rotation, the restoring force is so great that they cause the rotation of the rotor around its center Strength exceeds. Then the rotation by the restoring force is at least partially Undone. As a total movement of the rotor, therefore, results in the superposition a movement of the rotor center point along a circular path the stator center with a rotational vibration about the center of the rotor. With the device according to the invention can by suitably controlling the force mediators the circulation speed of the rotor around the stator and the direction of rotation of the rotor independently be set. Particularly advantageous, the movement can be realized when the force mediators are evenly spaced over the circumference of the stator are distributed. Furthermore It is advantageous if the force transmitter arranged on the stator are that the forces mediated by them in the plane of motion of the Rotor are lying. A component perpendicular to the plane of motion would be for moving lost the rotor.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Steuerelemente derart zum Steuern der Kraftvermittler ausgestaltet, dass n benachbarte Kraftvermittler, wobei n = 3 oder ein Vielfaches davon ist, Kräfte auf den Rotor ausüben und die Kräfte in der Summe eine resultierende Kraft bilden, die in Radialrichtung gerichtet ist und um den Stator umläuft. Die Zahl der Kraftvermittler kann hierbei insbesondere ein Vielfaches von drei sein. Bspw. können sechs Kraftvermittler gleichmäßig über den Umfang des Stators verteilt seinIn a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention are the controls designed to control the force agent, that n adjacent force mediator, where n = 3 or a multiple of it is, forces exercise on the rotor and the forces in the sum form a resultant force, in the radial direction is directed and rotates around the stator. The number of force mediators in this case can be in particular a multiple of three. For example. can six Force agent evenly over the Be distributed circumference of the stator

Wenn als elastisches Element ein sich parallel zur Axialrichtung des Stators erstreckender elastischer Stab, insbesondere in Form eines Torsionsstabes als einem Torsionselement, Verwendung findet, kann dieser in Axialrichtung über den Rotor hinausragen und an einem vom Rotor entfernten Ende fixiert sein. An seinem dem fixieren Ende gegenüber liegenden Ende kann der Stab zudem ein Koppelelement aufweisen, welches die Spiralwelle besonders effektiv auf ein Medium übertragen kann. Denkbar sind beispielsweise scheibenförmige, kugelförmige, kegelförmige, etc. Koppelelemente. Die Form kann hierbei an das Medium und/oder den Verwendungszweck der Spiralwellen angepasst sein.If as an elastic element a parallel to the axial direction of the Stators extending elastic rod, in particular in the form of a Torsionsstabes as a torsion element, use, can this in the axial direction over protrude the rotor and fixed at an end remote from the rotor. At its end opposite the fixed end of the Rod also have a coupling element, which is the spiral shaft particularly effective on a medium can transfer. Are conceivable for example disk-shaped, spherical, conical, etc. Coupling elements. The shape can in this case to the medium and / or the Use of the spiral waves adapted.

Als Kraftvermittler der Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen eignen sich insbesondere Magnetfelder generierende Spulen (Magnetspulen). In diesem Fall ist der Rotor zumindest teilweise ferromagnetisch ausgebildet. Alternativ können jedoch auch andere Kraftvermittler zur Anwendung kommen, die elektrische oder elektromagnetische Felder generieren. Ebenso sind mechanisch an den Rotor anzukoppelnde Kraftvermittler möglich.When Force transmitter of the device for generating spiral waves are suitable in particular magnetic fields generating coils (magnetic coils). In In this case, the rotor is at least partially ferromagnetic. Alternatively you can However, other force agents are used, the electrical or generate electromagnetic fields. Likewise, they are mechanical To be coupled to the rotor force mediator possible.

Um die Bewegung des Rotors möglichst gleichmäßig zu gestalten, ist es vorteilhaft, wenn der Rotor in der Bewegungsebene rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Beispielsweise kann er ringförmig, zylinderförmig, kugelförmig oder kegelförmig ausgestaltet sein. Um seine Masse möglichst gering zu halten, kann er zudem hohl sein, also beispielsweise hohlzylinderförmig, hohlkugelförmig oder hohlkegelförmig.Around to make the movement of the rotor as uniform as possible It is advantageous if the rotor is rotationally symmetrical in the plane of motion is. For example, it may be annular, cylindrical, spherical or conical be designed. To keep its mass as low as possible, can he also hollow, so for example, hollow cylindrical, hollow spherical or hollow cone.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen umfasst diese eine Anzahl von Spiralwellengeneratoren, die an Knotenpunkten einer (zumindest gedanklichen) Gitterstruktur angeordnet sind. Die Gitterstruktur kann dabei eine eindimensionale Gitterstruktur, also eine Kette, eine zweidimensionale Gitterstruktur, also ein Netz oder eine dreidimensionale Gitterstruktur sein. Durch das Zusammenwirken der Spiralwellengeneratoren an den Knotenpunkten kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Spiralwellenmustern generiert werden. Insbesondere können die Bewegungsebenen der Rotoren in einzelnen Spiralwellengeneratoren parallel zueinander laufen. Die Torsionselemente der Spiralwellengeneratoren können zudem durch elastische Wände oder Membranen miteinander verbunden sein. Die Wände bzw. Membranen können um die Resonatoren gelegt, geklebt oder in den Resonatoren vorhandene Schlitze eingebracht werden.In an advantageous development of the device according to the invention for producing spiral waves, the latter comprises a number of spiral-wave generators, which are arranged at nodal points of a (at least conceptual) lattice structure. In this case, the lattice structure can be a one-dimensional lattice structure, that is to say a chain, a two-dimensional lattice structure, that is to say a network or a three-dimensional lattice structure. Through the interaction of the spiral wave generators at the nodes a variety of different spiral wave patterns can be generated. In particular, the planes of motion of the rotors in individual spiral shaft generators can run parallel to one another. The torsion elements of the spiral shaft generators can also be connected to each other by elastic walls or membranes. The walls or membranes can be placed around the resonators, glued or inserted in the resonators slots.

Eine Vorrichtung mit den Spiralwellengeneratoren an den Knotenpunkten einer Gitterstruktur und mit zwischen den Spiralwellengeneratoren angeordneten elastischen Membranen kann beispielsweise als Filter Verwendung finden, wenn als Membranen Filtermembranen zum Einsatz kommen. Zusätzlich oder alternativ können die Membranen wenigstens teilweise mit katalytisch wirkenden Materialien versehen sein, die katalytisch auf das Medium der Spiralwellen einwirken. Dies ermöglicht es, zusätzlich zur vorhandenen Schwingungsenergie Flüssigkeit, Gase, Licht, Wärme oder andere Strahlungsarten zu absorbieren und die absorbierte Energie im Transportmedium sukzessiv oder in einem Schritt spontan wieder abzugeben. So kann beispielsweise durch Lichteinwirkung mit entsprechender Wellenlänge die schwingende Membran mit den Katalysatoren dazu angeregt werden, bei Luft als Medium, auf das die Spiralwellen einwirken, Singulett-Sauerstoff zu erzeugen.A Device with the spiral wave generators at the nodes a lattice structure and with between the spiral wave generators arranged elastic membranes can, for example, as a filter Use find, when used as membranes filter membranes come. additionally or alternatively the membranes at least partially provided with catalytically active materials be, which act catalytically on the medium of the spiral waves. this makes possible it, in addition to the existing vibration energy liquid, gases, light, heat or to absorb other types of radiation and the absorbed energy in the transport medium successively or in one step spontaneously again leave. Thus, for example, by exposure to light with appropriate wavelength the vibrating membrane with the catalysts are stimulated to in air as a medium on which the spiral waves act to produce singlet oxygen.

Weitere Merkmale, Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.Further Features, properties of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the enclosed figures.

1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen mit strombetriebenen Kraftvermittlern in einem Längsschnitt. 1 schematically shows an inventive device for generating spiral waves with current-driven force mediators in a longitudinal section.

2 zeigt einen Schnitt durch die in 1 dargestellte Vorrichtung entlang der Linie A-A. 2 shows a section through the in 1 illustrated device along the line AA.

3 zeigt den Verlauf von elektrischen Potentialen beim Betrieb der Kraftvermittler. 3 shows the course of electrical potentials during operation of the force transmitter.

4 zeigt den Verlauf der im Bereich der Kraftvermittler wirksamen Kräfte zu verschiednen Zeitpunkten. 4 shows the course of the forces acting in the field of force agents at different times.

5 zeigt ein Detail einer alternativen Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen. 5 shows a detail of an alternative embodiment of the device for generating spiral waves.

6 zeigt schematisch die Biegeschwingung eines Resonanzelementes der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer von n Ebenen. 6 schematically shows the bending vibration of a resonance element of the device according to the invention in one of n planes.

7 zeigt schematisch die Torsionsschwingung eines Resonanzelementes der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 7 schematically shows the torsional vibration of a resonance element of the device according to the invention.

8 zeigt eine Variante der in 1 dargestellten Vorrichtung. 8th shows a variant of in 1 illustrated device.

9 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen mit 3 Spiralwellengeneratoren. 9 shows in a highly schematic representation of an apparatus for generating spiral waves with 3 spiral wave generators.

10 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen mit 6 Spiralwellengeneratoren. 10 shows in a highly schematic representation of an apparatus for generating spiral waves with 6 spiral wave generators.

11 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen mit einer Vielzahl von Spiralwellengeneratoren. 11 shows in a highly schematic representation of an apparatus for generating spiral waves with a plurality of spiral wave generators.

12 zeigt ein Rührwerk, das mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen, wie sie in 1 dargestellt ist, betrieben wird. 12 shows an agitator equipped with a device for generating spiral waves, as shown in FIG 1 is shown operated.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen ist in 1 schematisch im Längsschnitt dargestellt. Die Vorrichtung umfasst einen ringförmigen Stator 1 und einen ebenfalls ringförmigen Rotor 3, welcher in der Öffnung des Stators 1 so gelagert ist, dass er sich innerhalb der Ringebene des Stators 1 frei bewegen kann. Die Ringebene kann daher als Bewegungsebene angesehen werden. Durch das Zentrum des Rotors 3 erstreckt sich ein Resonanzstab 5, welcher ein an einer Halterung 7 fixiertes Ende 9 und ein freies Ende 11 aufweist. Der Resonanzstab 5 ist mit dem Rotor 3 starr verbunden, so dass der Resonanzstab 5 der Bewegung des Rotors 3 innerhalb des Stators 1 folgt. Ein Schnitt durch den Stator 1, den Rotor 3 und den Resonanzstab 5 entlang der Linie AA ist in 2 gezeigt.An inventive device for generating spiral waves is in 1 shown schematically in longitudinal section. The device comprises an annular stator 1 and a likewise annular rotor 3 which is in the opening of the stator 1 is stored so that it is within the ring plane of the stator 1 can move freely. The ring plane can therefore be considered as a plane of movement. Through the center of the rotor 3 extends a resonance bar 5 which one on a holder 7 fixed end 9 and a free end 11 having. The resonance bar 5 is with the rotor 3 rigidly connected so that the resonance bar 5 the movement of the rotor 3 inside the stator 1 follows. A section through the stator 1 , the rotor 3 and the resonance bar 5 along the line AA is in 2 shown.

In 2 sind außerdem 6 Magnetspulen M1 bis M6 zu erkennen, welche Kraftvermittler zum Ausüben einer Kraft auf den im vorliegenden Ausführungsbeispiel ferromagnetisch ausgebildeten Rotor 3 darstellen. Alle Spulen M1 bis M6 sind im gleichen Drehsinn gewickelt, sodass sie bei Anlegen derselben Spannung eine radial gerichtete Kraft mit demselben Betrag ausüben. Es sei an dieser Stelle jedoch darauf hingewiesen, dass die Kraftvermittler nicht notwendigerweise als Magnetspulen ausgebildet sein müssen. So ist es beispielsweise auch denkbar, die Kraftvermittler als aufladbare Elektroden auszubilden. In diesem Fall ist der Rotor 3 ebenfalls als Elektrode ausgebildet. Eine Kraft auf den Rotor 3 kann dann durch geeignetes Aufladen der Kraftvermittlerelektroden und des Rotors 3 erreicht werden. Weiterhin ist es möglich, als Kraftvermittler mechanische Aktuatoren einzusetzen, die mechanisch mit dem Rotor gekoppelt sind, um Zug- oder Druckkräfte auf ihn ausüben. Weiterhin sei erwähnt, dass außer rein mag netischen Kräften oder rein elektrostatischen Kräften auch elektromagnetische Kräfte von den Kraftvermittlern auf den Rotor einwirken können.In 2 are as well 6 To detect magnetic coils M1 to M6, which force agent for exerting a force on the ferromagnetically shaped rotor in the present embodiment 3 represent. All coils M1 to M6 are wound in the same direction of rotation, so that they exert a radially directed force with the same amount when applying the same voltage. It should be noted at this point, however, that the force agent does not necessarily have to be designed as magnetic coils. For example, it is also conceivable to form the force mediators as rechargeable electrodes. In this case, the rotor 3 also formed as an electrode. A force on the rotor 3 can then by suitable charging of the force-transmitting electrodes and the rotor 3 be achieved. Furthermore, it is possible to use as mechanical force actuators mechanical actuators that are mechanically coupled to the rotor to tensile or compressive forces to exercise on him. Furthermore, it should be mentioned that except purely mag netic forces or purely electrostatic forces and electromagnetic forces from the force agents can act on the rotor.

Die Magnetspulen M1–M6 des Stators 1 sind jeweils zwischen zwei Pole R, S, T eines Drehstromanschlusses geschaltet. Die Potentiale der Pole R, S und T sind auf den Phasenwinkel des Potentials am Pol T bezogen in 3 dargestellt. Die Phasenwinkel der Potentiale an den Polen S und R sind um 2π/3 bzw. 4π/3 gegenüber dem Phasenwinkel des Potentials am Pol T verschoben.The magnetic coils M1-M6 of the stator 1 are each connected between two poles R, S, T of a three-phase connection. The potentials of the poles R, S and T are related to the phase angle of the potential at the pole T in FIG 3 shown. The phase angles of the potentials at the poles S and R are shifted by 2π / 3 or 4π / 3 with respect to the phase angle of the potential at the pole T.

Jeder Magnetspule M1–M6 ist eine Diode D1–D6 zugeordnet, die zwischen die jeweilige Magnetspule M1–M6 und einen der beiden mit ihr verbundenen Pole R, S, T geschaltet ist. Die Dioden D1–D6 sorgen dafür, dass durch jede Magnetspule M1–M6 nur in einer Richtung Strom fließen kann. Zudem sind benachbarten Magnetspulen M1–M6 zugeordnete Dioden D1–D6 entgegengesetzt gerichtet, so dass der Strom durch benachbarte Magnetspulen M1–M6 nicht in der gleichen Richtung fließen kann. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Magnetfeld benachbarter Magnetspulen M1–M6 in radialer Richtung des Stators 1 eine einander entgegengesetzte Polarität aufweist.Each solenoid M1-M6 is associated with a diode D1-D6 connected between the respective solenoid M1-M6 and one of the two poles R, S, T connected to it. The diodes D1-D6 ensure that only one direction can flow through each solenoid M1-M6. In addition, diodes D1-D6 associated with adjacent magnetic coils M1-M6 are oppositely directed, so that the current through adjacent magnetic coils M1-M6 can not flow in the same direction. In this way it is achieved that the magnetic field of adjacent magnetic coils M1-M6 in the radial direction of the stator 1 has an opposite polarity.

Der Anschluss der einzelnen Magnetspulen M1–M6 an die Pole R, S und T des Drehstromanschlusses und die Orientierung der Dioden D1–D6 sind so gewählt, dass immer nur drei benachbarte Magnetspulen M1, M2, M6 von Strom durchflossen werden. Durch die Magnetspulen M3, M4, M5, die den von Strom durchflossenen Magnetspulen M1, M2, M6 gegenüber liegen, fließt auf Grund der Dioden D3, D4, D5 und der Potentialverhältnisse zwischen den Polen R, S und T kein Strom (siehe auch 3). Der in 2 dargestellte Zustand herrscht, wenn die Phase des Potentials T den Wert Null aufweist. Die Dioden D1–D6 erlauben bei diesem Phasenwinkel des Potentials am Pol T auf Grund der Potentialverhältnisse zwischen den Polen R, S und T nur einen Stromfluss vom Pol R zum Pol T, vom Pol R zum Pol S und vom Pol T zum Pol S. Hierbei ist die Potentialdifferenz zwischen dem Pol R und dem Pol S doppelt so hoch wie die zwischen den Polen R und T bzw. zwischen den Polen T und S, so dass durch die Magnetspule M1 der Strom mit der höchsten Stromstärke fließt.The connection of the individual magnetic coils M1-M6 to the poles R, S and T of the three-phase connection and the orientation of the diodes D1-D6 are selected so that only three adjacent magnetic coils M1, M2, M6 are traversed by current. Due to the magnetic coils M3, M4, M5, which are opposite to the current flowing through solenoid coils M1, M2, M6, flows due to the diodes D3, D4, D5 and the potential conditions between the poles R, S and T no current (see also 3 ). The in 2 shown state prevails when the phase of the potential T has the value zero. Due to the potential relationships between the poles R, S and T, the diodes D1-D6 allow only a current flow from the pole R to the pole T, from the pole R to the pole S and from the pole T to the pole S at this phase angle of the potential at the pole T. Here, the potential difference between the pole R and the pole S is twice as high as that between the poles R and T and between the poles T and S, so that flows through the solenoid M1, the current with the highest current.

Da die drei von Strom durchflossenen Magnetspulen M1, M2, M3 dem ferromagnetischen Rotor 3 im Wechsel den Nord- oder Südpol zuwenden, werden die Magnetfeldlinien der beiden äußeren Magnetspulen M2, M6 über die mittlere Magnetfeldspule M1 geschlossen, wobei die Magnetfeldlinien durch den ferromagnetischen Rotor 3 verlaufen und gebündelt werden. Dies führt beim Phasenwinkel Null des Potentials am Pol T zu Kräften F, F/2 auf den Rotor 3, die diesen im Bereich der Magnetspulen M1, M2, M6 zum Stator 1 ziehen. Diejenigen Kräfte, die den Rotor 3 im Bereich der Magnetspulen M2 und M6 zum Stator 1 ziehen, sind dabei halb so groß, wie die Kraft, die den Rotor 3 im Bereich der Magnetspule M1 zum Stator 1 zieht. Insgesamt führt dies zu einer resultierenden Kraft auf den Rotor 3, die ihn im Bereich der mittleren Magnetspule M1 an den Stator 1 andrückt. Die bei den unterschiedlichen Phasenwinkeln des Potentials am Pol T von den Magnetspulen M1–M6 auf den Rotor 3 ausgeübten Kräfte sind in 4 dargestellt.Since the three current flowing through solenoid coils M1, M2, M3 the ferromagnetic rotor 3 turn alternately the north or south pole, the magnetic field lines of the two outer magnetic coils M2, M6 are closed via the middle magnetic field coil M1, wherein the magnetic field lines through the ferromagnetic rotor 3 run and bundled. This results in the phase angle zero of the potential at the pole T to forces F, F / 2 on the rotor 3 , These in the range of the magnetic coils M1, M2, M6 to the stator 1 pull. Those forces that the rotor 3 in the area of the magnet coils M2 and M6 to the stator 1 are half the size of the force that drives the rotor 3 in the region of the magnetic coil M1 to the stator 1 draws. Overall, this results in a resultant force on the rotor 3 placing it in the area of the middle solenoid M1 to the stator 1 presses. The at the different phase angles of the potential at the pole T of the magnetic coils M1-M6 on the rotor 3 exerted forces are in 4 shown.

Wenn das Potential am Pol T dann den Phasenwinkel π/3 aufweist, lassen die Dioden einen Stromfluss vom Pol R zum Pol S, vom Pol T zum Pol S sowie vom Pol T zum Pol R zu, wobei die Potentialdifferenz zwischen den Polen T und S doppelt so groß ist, wie die Potentialdifferenz zwischen den Polen R und S bzw. zwischen den Polen T und R. Zu diesem Zeitpunkt werden daher die Magnetspulen M1, M2 und M3 von Strom durchflossen, wobei der Strom mit der höchsten s Stromstärke durch die Magnetspule M2 fließt. Dies führt zu Kräften F, F/2 auf den Rotor 3, die diesen im Bereich der Magnetspulen M1, M2, M3 zum Stator 1 ziehen. Diejenigen Kräfte, die den Rotor 3 im Bereich der Magnetspulen M1 und M3 zum Stator 1 ziehen, sind dabei halb so groß, wie die Kraft, die den Rotor 3 im Bereich der Magnetspule M2 zum Stator 1 zieht. Insgesamt führt dies zu einer resultierenden Kraft auf den Rotor 3, die ihn im Bereich der mittleren Magnetspule M2 an den Stator 1 andrückt.If the potential at the pole T then has the phase angle π / 3, the diodes allow a current flow from the pole R to the pole S, from the pole T to the pole S and from the pole T to the pole R, wherein the potential difference between the poles T and S. is twice as large as the potential difference between the poles R and S and between the poles T and R. At this time, therefore, the magnetic coils M1, M2 and M3 are traversed by current, wherein the current with the highest s current through the magnetic coil M2 flows. This results in forces F, F / 2 on the rotor 3 , These in the range of the magnetic coils M1, M2, M3 to the stator 1 pull. Those forces that the rotor 3 in the range of the magnetic coils M1 and M3 to the stator 1 are half the size of the force that drives the rotor 3 in the area of the solenoid M2 to the stator 1 draws. Overall, this results in a resultant force on the rotor 3 put it in the area of the middle solenoid M2 to the stator 1 presses.

Wenn dann das Potential T einen Phasenwinkel von 2π/3 erreicht, wirkt eine resultierenden Kraft auf den Rotor 3, die ihn im Bereich der Magnetspule M3 an den Stator 1 andrückt u.s.w.Then, when the potential T reaches a phase angle of 2π / 3, a resultant force acts on the rotor 3 him in the area of the solenoid M3 to the stator 1 presses etc

Die Summe aller auf den Rotor 3 wirkenden Kräfte drückt den Rotor 3 also zu den Zeitpunkten, an denen der Phasenwinkel von T die Werte 0, π/3, 2π/3, n, 5π/3 und 5π/3 aufweist, nacheinander im Bereich der Magnetspule M1–M6 an den Stator 1 an (vgl. 4), was zu einem Umlauf des Rotors 3 um den Stator 1 führt.The sum of all on the rotor 3 acting forces presses the rotor 3 that is to say at the points in time at which the phase angle of T has the values 0, π / 3, 2π / 3, n, 5π / 3 and 5π / 3, successively in the region of the magnetic coil M1-M6 to the stator 1 on (cf. 4 ), resulting in a rotation of the rotor 3 around the stator 1 leads.

Während eines Umlaufs des Rotors 3 um den Stator 1 dreht sich der Rotor 3 einerseits um den Mittelpunkt MP des Stators 1 und andererseits um seinen eigenen Mittelpunkt. Der eigentliche momentane Drehpunkt, um den sich der Rotor 3 dreht, ist dabei durch seinen momentanen Anlagepunkt am Stator 1 definiert. In 2, also bei einem Phasenwinkel des Potentials am Pol T von Null, stellt der Anlagepunkt des Rotors 3 an der Magnetspule M1 den momentanen Drehpunkt des Rotors 3 dar. Zu den Zeitpunkten, an denen der Phasenwinkel von T die Werte 0, π/3, 2π/3, π, 5π/3 und 5π/3 aufweist, sind die von den links und rechts von der zentralen stromdurchflossenen Magnetspule auf den Rotor 3 ausgeübten Kräfte gleich groß, so dass zu diesen Zeitpunkten kein Drehmoment auf den Rotor 3 ausgeübt wird. Die Phasenwinkel zwischen 0 und π/3 sind durch das Anwachsen der im Bereich der Magnetspule M2 auf den Rotor 3 einwirkenden Kraft und das Absinken der im Bereich der Magnetspule M6 auf den Rotor 3 einwirkenden Kraft gekennzeichnet. Durch die Veränderung der auf den Rotor 3 einwirkenden Kräfte wird ein Drehmoment auf den Rotor 3 ausgeübt, welches zu einer Drehung des Rotors 3 um seinen momentanen Anlagepunkt am Stator 1 führt, was den Umlauf der Rotors 3 um den Stator herbeiführt.During one revolution of the rotor 3 around the stator 1 the rotor turns 3 on the one hand around the center MP of the stator 1 and on the other hand, his own center. The actual instantaneous fulcrum around which the rotor 3 turns, is thereby by his current investment point on the stator 1 Are defined. In 2 , So at a phase angle of the potential at the pole T of zero, represents the contact point of the rotor 3 at the solenoid M1, the current pivot point of the rotor 3 At the times at which the phase angle of T has the values 0, π / 3, 2π / 3, π, 5π / 3 and 5π / 3 are those of the left and right of the central current-carrying solenoid coil on the rotor 3 exerted forces equal, so that at these times no torque on the rotor 3 is exercised. The phase angles between 0 and π / 3 are due to the increase in the area of the magnetic coil M2 on the rotor 3 acting force and the drop in the area of the solenoid M6 on the rotor 3 characterized acting force. By changing the on the rotor 3 acting forces becomes a torque on the rotor 3 exerted, resulting in a rotation of the rotor 3 around his current investment point on the Stator 1 leads, causing the circulation of the rotor 3 around the stator.

Wenn, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, ein Torsionsstab 5 mit dem Rotor 1 verbunden ist, führt die Rotationsbewegung des Rotors 3 um seinen Mittelpunkt zu einer Torsion des Torsionsstabs 5. Die Torsion führt zu einer Rückstellkraft, die mit steigender Torsion des Torsionsstabes 5 zunimmt und der Verlagerung des momentanen Anlagepunktes des Rotors 3 immer mehr Widerstand entgegensetzt. Diese Rückstellkraft übt außerdem ein Drehmoment auf den Rotor 3 aus, das dem durch die Magnetspulen M1–M6 ausgeübten Drehmoment entgegengesetzt. Ab einem bestimmten Torsionsgrad des Torsionsstabes 5 erfolgt keine weitere oder eine verlangsamte Verlagerung des momentanen Anlagepunktes, so dass sich der Umlauf des Rotors 3 um den Stator 1 verlangsamt oder gar zum erliegen kommt. Gleichzeitig wächst das durch die Torsion bewirkte Drehmoment über das durch die Magnetspulen M1–M6 bewirkte Drehmoment, sodass sich der Rotor 3 um seinen Mittelpunkt zurückdreht, bis eine Entspannung im Torsionsstab 5 stattgefunden hat. Nach der Entspannung übersteigt das von den Magnetspulen M1–M6 bewirkte Drehmoment das von der Torsion bewirkte Drehmoment wieder, und der Umlauf des Rotors 3 um den Stator 1 wird fortgesetzt. Auf diese Weise wird im Resonanzstab 5 eine Torsionsschwingung bewirkt. Gleichzeitig führt der Umlauf des Rotors 3 um den Mittelpunkt M des Stators 1 zu einer Biegeschwingung des einseitig an der Halterung 7 fixierten Resonanzstabes 5.If, as in the present embodiment, a torsion bar 5 with the rotor 1 connected, performs the rotational movement of the rotor 3 around its midpoint to a torsion of the torsion bar 5 , The torsion leads to a restoring force, which increases with torsion of the torsion bar 5 increases and the shift of the instantaneous contact point of the rotor 3 more and more resistance. This restoring force also exerts a torque on the rotor 3 which opposes the torque applied by the solenoid coils M1-M6. From a certain degree of torsion of the torsion bar 5 There is no further or a slower shift of the current investment point, so that the circulation of the rotor 3 around the stator 1 slows down or even succumbs. At the same time, the torque caused by the torsion increases over the torque caused by the magnetic coils M1-M6, so that the rotor 3 turns back around its midpoint, until a relaxation in the torsion bar 5 took place. After relaxation, the torque produced by the magnetic coils M1-M6 again exceeds the torque produced by the torsion and the revolution of the rotor 3 around the stator 1 to be continued. This way, in the resonance bar 5 causes a torsional vibration. At the same time, the circulation of the rotor 3 around the center M of the stator 1 to a bending vibration of the one-sided on the holder 7 fixed resonant rod 5 ,

Die Biegeschwingung und die Torsionsschwingung sind stark schematisiert in den 6 und 7 dargestellt. Während 6 einen Längsschnitt durch den Resonanzstab 5 und eine stationäre Biegeschwingung in einer von n Ebenen zeigt, zeigt 7 einen Querschnitt durch den Stab 5 und – stark schematisiert – eine laufende Torsionswelle. Die in 6 dargestellte stationäre Biegeschwingung ist eine Schwingung mit 2 Schwingungsknoten (am fixierten Ende 9 und im oberen Drittel, des Stabes 5), was der ersten Oberschwingung des Resonanzstabes 5 entspricht. Es ist jedoch ebenfalls möglich, den Resonanzstab 10 mit höheren Oberschwingungen schwingen zu lassen. Ebenso ist es möglich, den Resonanzstab 5 in der Grundschwingung schwingen zu lassen, wobei dann lediglich der Knoten am fixierten Ende 9 des Stabes vorhanden ist. Stationäre Biegeschwingungen sind insbesondere im Hinblick auf die Abstimmung des Schwingungssystems von Vorteil. Aber nicht nur das Erzeugen von stationären Biegeschwingungen im Resonanzstab 5 ist möglich. Nichtstationäre Biegeschwingungen sind im Zusammenhang mit laufenden Torsionswellen ins besondere im Hinblick auf das Erzeugen von Spiralwellen für Transportvorgänge interessant.The bending vibration and the torsional vibration are highly schematic in the 6 and 7 shown. While 6 a longitudinal section through the resonance bar 5 and shows a stationary bending vibration in one of n planes 7 a cross section through the rod 5 and - highly schematized - a running torsion wave. In the 6 shown stationary bending vibration is a vibration with 2 Vibration node (at the fixed end 9 and in the upper third, of the staff 5 ), which is the first harmonic of the resonance bar 5 equivalent. However, it is also possible to use the resonance bar 10 to vibrate with higher harmonics. It is also possible to use the resonance bar 5 to vibrate in the fundamental, in which case only the node at the fixed end 9 of the rod is present. Stationary bending vibrations are particularly advantageous with regard to the tuning of the vibration system. But not only the generation of stationary bending vibrations in the resonance bar 5 is possible. Nonstationary bending oscillations are of interest in connection with current torsional waves, in particular with regard to generating spiral shafts for transport operations.

Die in den 6 und 7 dargestellte Schwingung stellt eine Schwingung mit einem fixierten Ende 9 und einem freien Ende 11 des Resonanzstabes 5 dar. Durch Befestigen einer entsprechend großen Masse an dem freien Ende 11 des Resonanzstabes 5 kann aber auch eine Schwingung herbeigeführt werden, die derjenigen eines Resonanzstabes mit zwei fixierten Enden entspricht. Bei Befestigen von geringeren Massen kann zudem jedes Zwischenstadium zwischen einer Schwingung mit einem fixierten und einem freiem Ende sowie einer Schwingung mit zwei fixieren Enden eingestellt werden.The in the 6 and 7 shown vibration represents a vibration with a fixed end 9 and a free end 11 of the resonance bar 5 By attaching a correspondingly large mass at the free end 11 of the resonance bar 5 but also a vibration can be brought about, which corresponds to that of a resonant rod with two fixed ends. In addition, when mounting smaller masses, any intermediate stage between a fixed and a free end vibration and a two fixed end vibration can be adjusted.

Zwar wurden im vorliegenden Ausführungsbeispiel Dioden D1–D6 als eine Steuereinrichtung zum Steuern des Stromflusses durch die Magnetspulen M1 bis M6 verwendet, es könne jedoch auch andere elektronische Komponenten Verwendung finden, wie etwa Transistoren. Dabei wird die Eigenschaft von Transistoren, einen Strompfad mittels einer geeigneten Steuerspannung (Basisspannung bei bipolaren Transistoren, Gatespannung bei Feldeffekttransistoren) freizugeben oder zu sperren, ausgenutzt. Mittels einer Steuereinheit können die Transistoren dann mit geeigneten Steuerspannungen versorgt werden. Diese Ausführungsvariante ist zwar gegenüber der Ausführungsvariante mit Dioden konstruktiv aufwendiger, sie bietet dafür jedoch erweiterte Steuermöglichkeiten, da der Stromfluss zu einzelnen Magnetspulen M1–M6 gezielt frei gegeben werden kann und sich zudem über die Größe Steuerspannung die Stromstärke des über den Strompfad des Transistors fließenden Stromes einstellen lässt. Mit einer geeigneten Anordnung von Transistoren für die Magnetspulen M1–M6, ist es möglich, bei Verwendung geeigneter Steuersignale zum Öffnen und Schließen der Transistoren die Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen mit einfachem Wechselstrom oder gar mit Gleichstrom zu betreiben. Ein Beispiel für eine Anordnung von vier Transistoren T1 bis T4, die den Betreib der Vorrichtung mit Gleichstrom ermöglicht, ist in 5 dargestellt.Although in the present embodiment diodes D1-D6 have been used as a control means for controlling the current flow through the magnetic coils M1 to M6, other electronic components such as transistors may be used. In this case, the property of transistors, a current path by means of a suitable control voltage (base voltage in bipolar transistors, gate voltage in field effect transistors) to enable or disable exploited. By means of a control unit, the transistors can then be supplied with suitable control voltages. Although this embodiment variant is structurally more expensive than the embodiment variant with diodes, it offers expanded control options since the current flow to individual magnet coils M1-M6 can be deliberately released and, moreover, via the control voltage magnitude, the current intensity of the current flowing across the current path of the transistor can be set. With a suitable arrangement of transistors for the magnetic coils M1-M6, it is possible, with the use of suitable control signals for opening and closing the transistors, to operate the device for generating spiral waves with a single alternating current or even with direct current. An example of an arrangement of four transistors T1 to T4, which enables the operation of the device with direct current, is shown in FIG 5 shown.

Eine Weiterbildung der in 1 dargestellten Vorrichtung ist in 8 dargestellt. Die Weiterbildung entspricht der in 1 dargestellten Vorrichtung bis auf eine elastische Scheibe 17, die mit dem freien Ende 11 des Torsionsstabes 5 fest verbunden ist. Durch die Masse der elastischen Scheibe 17 lassen sich die Schwingungseigenschaften des Torsionsstabes 5 wie weiter oben beschrieben beeinflussen. Statt einer Scheibe können auch Elemente mit anderen Formen, insbesondere symmetrischen Formen, am freien Ende des Torsionsstabes 5 befestigt werden. Sowohl der Resonanzstab 5 als auch die elastische Scheibe 17 oder den sonstige geometrische Gebilde können als Antriebselemente für Transportsysteme dienen. Mit dem Resonanzstab 5, der Scheibe 17 oder den sonstigen geometrischen Gebilden ist auch ein extrakorporaler Eintrag von Spiralwellen in den Organismus möglich. Durch die Spiralwellen lassen sich die Gefäßsysteme hierarchisch beeinflussen.A further education of in 1 shown device is in 8th shown. The training corresponds to the in 1 shown device except for an elastic disc 17 that with the free end 11 of the torsion bar 5 firmly connected is. By the mass of the elastic disc 17 let the vibration properties of the torsion bar 5 as described above influence. Instead of a disk and elements with other shapes, in particular symmetrical shapes, at the free end of the torsion bar 5 be attached. Both the resonance bar 5 as well as the elastic disc 17 or the other geometric structure can serve as drive elements for transport systems. With the resonance bar 5 , the disc 17 or the other geometric structures also an extracorporeal entry of spiral waves in the organism is possible. The spiral waves allow the vascular systems to be hierarchically influenced.

Es lassen sich jedoch auch andere Medien als die im Organismus vorhandenen hierarchisch beeinflussen. Das Medium, in das die Spiralwellen eingekoppelt werden, organisiert sich dann nach einer dynamischen Struktur, die aus miteinander verkoppelten Kreisbewegung besteht, bei denen in geordneter Weise beide Drehrichtungen auftreten. Es organisiert sich eine durchgängige Dynamik in verschiedenen Hierarchieebenen, wobei in jeder Ebene ein System gekoppelter Kreisbewegung auftritt und wobei zwischen den Hierarchieebenen wechselseitige dynamische Kopplungen bestehen. Die wechselseitigen Kopplungen beruhen weitestgehend auf der Übertragung von Drehimpulsen. Mit Hilfe der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Spiralwellen können steuerbare dynamische Strukturen erzeugt werden. Im Organismus kann ein sehr differenziertes Frequenzgemisch der Spiralwellen eine Schlüsselfunktion übernehmen, weil dies ermöglicht, feinste Kapillarnetze (die sich als eingefrorene Fraktalstrukturen ansehen lassen) dynamisch zu aktivieren, sodass eine Durchflutung kleinster Verästelungen möglich ist. Dadurch lassen sich unterschiedlichste medizinische Therapien ableiten.It However, other media can be used than those in the organism hierarchically influence. The medium into which the spiral waves are coupled then organizes itself according to a dynamic structure that consists of interconnected circular motion, in which ordered manner both directions of rotation occur. It organizes an integrated one Dynamics in different hierarchical levels, whereby in each level one System coupled circular motion occurs and being between the Hierarchy levels reciprocal dynamic couplings exist. The mutual couplings are based largely on the transmission of angular momentum. With the help of the device according to the invention generated spiral waves can controllable dynamic structures are generated. In the organism can a very differentiated frequency mixture of the spiral waves play a key role, because this allows, finest Capillary networks (which look like frozen fractal structures allow) to activate dynamically, so that a minimum of flooding ramifications possible is. This allows a wide variety of medical therapies derived.

Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den 9 bis 11 dargestellt. Diese Vorrichtungen umfassen eine Mehrzahl von Spiralwellengeneratoren entsprechend 1.Further embodiments of the device according to the invention are in the 9 to 11 shown. These devices comprise a plurality of spiral wave generators, respectively 1 ,

In den 9 und 10 sind die Spiralwellengeneratoren 19 an den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks (9) bzw. eines regelmäßigen Sechsecks (10) angeordnet. Von den Spiralwellengeneratoren sind jeweils die Resonanzstäbe 5 in einem Schnitt quer zu ihrer Längsachse zu erkennen. Zwischen den Resonanzstäben 5 sind elastische Wände aufgespannt, beispielsweise dünnwandige Stahlwände oder Kunststoffwände. Insbesondere können Membranen 19 zwischen den Spiralwellengeneratoren 5 aufgespannt sein. Die Membranen erstrecken sich entlang der Begrenzungskanten des von den Spiralwellengeneratoren definierten Vielecks. Es ist auch möglich, mehrere der in den 9 und 10 gezeigten Vielecke flächendeckend nebeneinander anzuordnen. Eine derartige Ausführungsvariante der Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen ist in 11 dargestellt.In the 9 and 10 are the spiral wave generators 19 at the vertices of an isosceles triangle ( 9 ) or a regular hexagon ( 10 ) arranged. Of the spiral wave generators are each the resonant rods 5 to recognize in a section transverse to its longitudinal axis. Between the resonance bars 5 Elastic walls are stretched, for example, thin-walled steel walls or plastic walls. In particular, membranes can 19 between the spiral shaft generators 5 be stretched. The membranes extend along the boundary edges of the polygon defined by the spiral wave generators. It is also possible to have several of them in the 9 and 10 to arrange the polygons shown side by side. Such an embodiment of the device for generating spiral waves is in 11 shown.

11 zeigt ausschnittsweise ein zweidimensionales hexagonales Gitter, an dessen Knotenpunkten sich Spiralwellengeneratoren befinden. Zwischen den Resonanzstäben 5 der jeweiligen Spiralwellengeneratoren sind elastische Membranen 19 angespannt. Zudem kann innerhalb eines Sechsecks ein weiteres, kleineres Sechseck 20 vorhanden sein, das sich im Zentrum des großen Sechsecks befindet und einer verkleinerten Version der großen Sechsecke entspricht. Auf diese Weise können mittels der Spiralwellengeneratoren und eines geeigneten Steuerprogramms hierarchische Strukturen aufgebaut werden. 11 shows in sections a two-dimensional hexagonal lattice, at whose nodes are spiral wave generators. Between the resonance bars 5 the respective spiral wave generators are elastic membranes 19 tense. In addition, within a hexagon, another, smaller hexagon 20 which is located in the center of the large hexagon and corresponds to a smaller version of the large hexagons. In this way, hierarchical structures can be established by means of the spiral wave generators and a suitable control program.

Es ist auch möglich, mehrere solcher Ebenen, wie sie in 11 dargestellt sind, übereinander anzuordnen und so eine räumliche Struktur herzustellen. Damit lassen sich eine Vielzahl unterschiedlicher Schwingungsstrukturen und demzufolge auch eine Vielzahl möglicher Transport- und Bewegungsfunktionen realisieren. Die Seiten der Vielecke können multivariabel zu Formschwingungen durch die Spiralwellengeneratoren angeregt werden, wodurch ein geordneter Transport mit Hilfe der erzeugten Spiralwellen herbeigeführt wird.It is also possible to have several such levels as they are in 11 are shown superimposed to produce a spatial structure. This can be a variety of different vibration structures and consequently realize a variety of possible transport and movement functions. The sides of the polygons can be multivariably excited to form vibrations by the spiral wave generators, whereby an orderly transport using the generated spiral waves is brought about.

Wenn als Membranen 19 Filtermembranen zum Einsatz kommen, kann mit den in den 9 bis 11 dargestellten Vorrichtungen ein programmierbarer Filter- oder Mischprozess herbeigeführt werden. Durch die Geometrie der in den Knotenpunkten angeordneten Resonanzstäbe 5 kann zudem eine Fokussierung der sich im zu transportierenden, zu mischenden oder zu filternden Medium ausbreitenden Spiralwellen realisiert werden.When as membranes 19 Filter membranes can be used with the in the 9 to 11 shown devices a programmable filter or mixing process are brought about. By the geometry of the arranged in the nodes resonance rods 5 In addition, it is possible to realize a focusing of the spiral waves propagating in the medium to be transported, mixed or to be filtered.

Aufgrund der durch die Spiralwellengeneratoren erzeugten Schwingungen werden beispielsweise die Mikroporen der Filtermembrane nicht wie bei statischen Filtern zugesetzt. Filtersysteme mit Spiralwellengeneratoren können im Mikro- wie auch im Makrobereich zur Anwendung kommen. Zudem können auf den Membranen 19 oder in ihrem Wirkungsbereich Katalysatoren zum Einsatz kommen. Dies ermöglicht es, zusätzlich zur vorhandenen Schwingungsenergie Flüssigkeitsmoleküle, Gasmoleküle, Licht, Wärme oder andere Strahlung zu absorbieren. Die durch die Absorption frei werdende Energie kann dann entweder in einem einmaligen Vorgang oder nach und nach an das zu transportierende, zu mischende oder zu filternde Medium abgegeben werden. So kann beispielsweise eine Membran 19 mit geeigneten Katalysatoren durch Lichteinwirkung mit einer geeigneten Wellenlänge dazu angeregt werden, Singulettsauerstoff zu erzeugen, wenn das Medium Luft ist.Due to the vibrations generated by the spiral wave generators, for example, the micropores of the filter membrane are not added as in static filters. Filter systems with spiral wave generators can be used in the micro as well as in the macro range. In addition, on the membranes 19 or in their sphere of action catalysts are used. This makes it possible to absorb liquid molecules, gas molecules, light, heat or other radiation in addition to the existing vibrational energy. The energy released by the absorption can then be released either in a single operation or gradually to the transported, to be mixed or to be filtered medium. For example, a membrane 19 excited with suitable catalysts by exposure to light at a suitable wavelength to who to produce singlet oxygen when the medium is air.

Die beschriebenen Vorrichtungen zum Erzeugen von Spiralwellen mit Spiralwellengeneratoren an Knotenpunkten von Gittern bzw. an den Eckpunkten von Vielecken mit Filter- und Mischwirkung sind in allen Bereichen des Lebens einsetzbar. Gleiches gilt für den programmierbaren Transport von Medien mit derartigen Systemen. Als Anwendungsbeispiele sind zu nennen: Lüftungs- und Klimaanlagen, die beispielsweise in Decken oder Fußböden eingebettet sein können, Wasseraufbereitung, Bootsantriebe, Luft- und Wasseraktivierung, Kühltürme, Schornsteinabzüge, Feuerungssysteme, Staubabscheidungssysteme, Staubsauger, Dialysefilter, Blutfilter, Kultivierung von Zellen, Bioreaktoren und Pumpsysteme im Allgemeinen, insbesondere künstliche Herzen.The described devices for generating spiral waves with spiral wave generators Nodes of grids or at the vertices of polygons with Filtering and mixing effect can be used in all areas of life. The same applies to the programmable transport of media with such systems. Examples of applications include: Ventilation and air conditioning systems, the embedded in ceilings or floors, for example, water treatment, Boat propulsion, air and water activation, cooling towers, chimney flues, firing systems, Dust removal systems, vacuum cleaners, dialysis filters, blood filters, cultivation of cells, bioreactors and pumping systems in general, in particular artificial Heart.

Die in den 9 bis 11 gezeigten Membranen bzw. elastischen Wände 19 können um die Resonatorstäbe 5 herum gelegt, an diese angeklebt oder in Schlitze der Resonatorstäbe 5 eingebracht sein.The in the 9 to 11 shown membranes or elastic walls 19 can around the resonator rods 5 placed around, glued to them or in slots of Resonatorstäbe 5 be introduced.

Vorrichtungen, wie sie in den 9 bis 11 dargestellt sind, können auch vorteilhaft beim sogenannten Tissue Engineering, also beim Züchten von Gewebe, eingesetzt werden. Aus Spiralwellengeneratoren und Membranen kann ein Gerüst aus bioverträglichen Materialien aufgebaut werden. Die Resonatoren der Spiralwellengeneratoren werden an signifikanten Stellen des Gerüstes angeordnet, an denen auch die Membranen gespannt sind. Auf den Membranen können dann beispielsweise körpereigene Zellen oder Bindegewebszellen angeordnet sein und zum Wachsen durch einen Belastungszyklus gemäß unseren allgemeinen Lebensgewohnheiten angeregt werden. Der Belastungszyklus kann in ein Steuerprogramm für das Erzeugen der Spiralwellen integriert sein.Devices like those in the 9 to 11 can also be used advantageously in so-called tissue engineering, ie in the cultivation of tissue. From spiral wave generators and membranes a framework of biocompatible materials can be constructed. The resonators of the spiral wave generators are arranged at significant points of the framework on which the membranes are stretched. On the membranes, for example, endogenous cells or connective tissue cells can be arranged and stimulated to grow through a stress cycle according to our general habits. The loading cycle may be integrated into a helical-wave generating control program.

Eine weitere mögliche Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erzeugen von Spiralwellen ist in 12 schematisch dargestellt. Die Figur zeigt ein Rührwerk, welches einen Spiralwellengenerator, wie in 1 dargestellt ist, aufweist. Vom Spiralwellengenerator sind in 12 der Stator 1 und das freie Ende 11 des Resonatorstabes 5 dargestellt. Die wandernde Biegewelle und die Torsionswelle im Resonanzstab 5 erzeugen in einer zu rührenden Flüssigkeit zwei Spiralwellen, nämlich eine äußere Spiralwelle 50 und eine innere Spiralwelle 52. Die Steuerung des Spiralwellengenerators erfolgt so, dass die äußere Spiralwelle 50 nach unten gerichtet ist, während die innere Spiralwelle 52 nach oben gerichtet ist. Die innere Spiralwelle 52 verursacht ähnlich einem Tornado eine im Mittel achsparallele Strömung entgegen der Gravitation nach oben, die zum Transport einer Flüssigkeit führt. Der Transport erfolgt in der Mitte des Gefäßes in einer gewendelten Strömung, wobei die Wendel sich um die zentrale Achse des inneren Wirbels W erstreckt. Die in 11 gezeigte Vorrichtung kann als programmierbares Rührwerk, als Vorrichtung zum Separieren von Flüssigkeiten oder zum Mischen von Flüssigkeiten zum Einsatz kommen.Another possible application of the inventive device for generating spiral waves is in 12 shown schematically. The figure shows a stirrer, which has a spiral wave generator, as in 1 is shown. From the spiral wave generator are in 12 the stator 1 and the free end 11 of the resonator rod 5 shown. The migrating bending wave and the torsion wave in the resonance bar 5 produce in a liquid to be stirred two spiral waves, namely an outer spiral shaft 50 and an inner spiral shaft 52 , The control of the spiral shaft generator is such that the outer spiral shaft 50 directed downward while the inner spiral shaft 52 is directed upward. The inner spiral shaft 52 Similar to a tornado, it causes an axis-parallel flow upwards against gravity, which leads to the transport of a liquid. The transport takes place in the middle of the vessel in a coiled flow, wherein the helix extends around the central axis of the inner vortex W. In the 11 The device shown can be used as a programmable stirrer, as a device for separating liquids or for mixing liquids.

Claims

Device for generating spiral waves with at least one spiral-wave generator, wherein the spiral-wave generator comprises: a stator ( 1 ), which has an axial direction, a radial direction and a circumferential direction, - a rotor ( 3 ), which is relative to the stator ( 1 ) is arranged such that one of the other at least in a perpendicular to the axial direction of the stator ( 1 ) radially extending, and the relative to the stator ( 1 ) is arranged to be movable at least in the plane of movement, - a number of over the circumference of the stator ( 1 ) distributed force agents (M1-M6), which are designed such that they in the radial direction of the stator ( 1 ) running forces on the rotor ( 3 ), - control elements (D1-D6, T1-T4) which are assigned to the force agents (M1-M6) and are designed to control the force agents (M1-M6) such that a force in the radial direction of the stator ( 1 ) on the rotor ( 3 ) acting in the circumferential direction around the stator ( 1 ) and an elastic element ( 5 ), which with the rotor ( 3 ) is connected in such a way that, during a movement of the rotor ( 3 ) undergoes elastic deformation.

Apparatus according to claim 1, in which the force communicators (M1-M6) are powered by electricity.

Apparatus according to claim 2, in which the controls Diodes (D1-D6) are.

Apparatus according to claim 2, in which the controls Transistors (T1-T4) are.

Device according to one of Claims 1 to 4, in which the force agents (M1-M6) are spaced at regular intervals over the circumference of the stator ( 1 ) are distributed.

Device according to one of the preceding claims, in which the control elements (D1-D6) are designed such that n adjacent force agents (M1-M6) apply forces to the rotor ( 3 ), where n = 3 or an integer multiple thereof, and the forces of the three force mediators (M1-M6) in sum form a resultant force which is directed in the radial direction and circumferentially about the stator ( 1 ) rotates.

Device according to one of the preceding claims, in which the elastic element comprises an elastic rod (15) extending parallel to the axial direction. 5 ).

Device according to claim 7, in which the rod ( 5 ) in the axial direction over the rotor ( 3 ) protrudes and at one of the rotor ( 3 ) distal end is fixed.

Device according to claim 8, in which at the fixed end ( 9 ) opposite end ( 11 ) of the rod a coupling element ( 17 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, in which the rotor ( 3 ) is at least partially magnetic and the force mediator magnetic fields generating coils (M1-M6).

Device according to one of the preceding claims, in which the rotor ( 3 ) is rotationally symmetrical in the plane of motion.

Device according to one of the preceding claims, in the number of force mediators (M1-M6) three or a multiple of which is.

Device according to one of the preceding claims, in a number of spiral wave generators is present and the Spiral wave generators arranged at nodes of a grid structure are.

Apparatus according to claim 13, in which the planes of movement of the rotors ( 3 ) run parallel to each other in the individual spiral shaft generators.

Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that the spiral wave generators by elastic membranes ( 19 ) are interconnected.

Device according to claim 15, characterized in that the membranes ( 19 ) are at least partially configured as filter membranes.

Device according to claim 15 or 16, characterized in that the membranes ( 19 ) are at least partially provided with catalytically active materials.