DE1282806B

DE1282806B - Electromechanical belt filter

Info

Publication number: DE1282806B
Application number: DE1965S0099814
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Ilse Lucas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-09-30
Filing date: 1965-09-30
Publication date: 1968-11-14

Description

Elektromechanisches Bandfilter Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Bandfilter mit Dämpfungspolen, das wenigstens zwei mechanische Biegeresonatoren rechteckigen Querschnitts enthält, deren Querschnittsabmessungen derart gewählt sind, daß zwei zueinander senkrechte, im Durchlaßbereich des Bandfilters gelegene Biegeeigenschwingungen auftreten, bei dem der jeweilige Biegeresonator zwischen wenigstens zwei, überwiegend auf Zug bzw. Druck beanspruchte Koppelelementen angeordnet ist, und bei dem die aufeinander senkrecht stehenden Koppelelemente unter einem von 90' merklich verschiedenen Winkel in bezug auf die in der Ouerschnittsebene liegenden Hauptträgheitsachsen am einzelnen Biegeresonator unmittelbar befestigt sind, nach Patent 1265 889, bei dem weiterhin die Ouerschnittsabmessungen der Resonatoren derart gewählt sind, daß die zueinander senkrechten Biegeeigenschwingungen unterschiedliche Ordnungszahlen haben.Electromechanical band filter The invention relates to an electromechanical band filter with damping poles, which contains at least two mechanical bending resonators of rectangular cross-section, the cross-sectional dimensions of which are selected such that two mutually perpendicular natural bending vibrations occur in the passage area of the band filter, in which the respective bending resonator between at least two, predominantly Coupling elements subject to tension or compression is arranged, and in which the mutually perpendicular coupling elements are directly attached to the individual bending resonator at an angle noticeably different from 90 ' with respect to the main axes of inertia lying in the cross-sectional plane, according to patent 1265 889, in which the Cross-sectional dimensions of the resonators are chosen such that the mutually perpendicular natural bending vibrations have different ordinal numbers.

Im Hauptpatent sind elektromechanische Filter beschrieben, bei denen als Resonatoren Biegeschwingungen ausführende Resonatoren verwendet sind und bei denen die auf Zug und Druck beanspruchten Koppelelemente aufeinander senkrecht stehen und unter einem von 90° verschiedenen Winkel in bezug auf die in der Querschnittsebene liegenden Hauptträgheitsachsen an den einzelnen Biegeresonatoren rechteckförmigen Querschnitts befestigt sind. Im Hauptpatent ist ferner ausgeführt, daß sich bei entsprechender Wahl der Querschnittsabmessungen der Resonatoren doppelt ausgenutzte Resonatoren insofern ergeben, als nämlich zwei aufeinander senkrecht stehende, frequenzbenachbarte Biegeschwingungen auftreten, so daß die Anzahl der zur Realisierung eines vorgegebenen Dämpfungsverhaltens erforderlichen Resonatoren stets wesentlich geringer ist als die Anzahl der im entsprechenden elektrischen Ersatzschaltbild vorzusehenden Resonanzkreise. Im Hauptpatent ist auch gezeigt, daß insbesondere durch die Verwendung der ersten und zweiten bzw. der ersten und dritten Biegeeigenschwingung sich Dämpfungspole im Sperrbereich des Filters erzielen lassen. Diese Dämpfungspole lassen sich jedoch in ihrer Frequenzlage nicht frei wählen, sondern es ist diese im wesentlichen durch die Breite des Durchlaßbereiches vorgegeben. Ferner sind im Hauptpatent Möglichkeiten zur Erzielung von in der Frequenzlage weitgehend frei wählbaren Dämpfungspolen angegeben. Die Entstehung dieser Dämpfungspole beruht darauf, daß bei einem mehrteiligen mechanischen Filter, bei dem abwechselnd Resonatoren, die nur eine Biegeschwingung ausführen, in Kette geschaltet sind mit Resonatoren, die zwei aufeinander senkrecht stehende Biegeschwingungen ausführen, jeweils zwei nur eine Biegeschwingung ausführende Resonatoren durch ein zusätzliches, auf Zug und Druck beanspruchtes Koppelelement unter überbrückung von wenigstens einem zwei aufeinander senkrecht stehende Biegeschwingungen ausführenden Resonator miteinander gekoppelt sind.In the main patent electromechanical filters are described in which as resonators bending vibrations executing resonators are used and at where the coupling elements subjected to tension and compression are perpendicular to one another and at an angle other than 90 ° with respect to that in the cross-sectional plane lying main axes of inertia on the individual bending resonators rectangular Cross-section are attached. In the main patent it is also stated that at corresponding choice of the cross-sectional dimensions of the resonators used twice Resonators result in that, namely, two mutually perpendicular, frequency neighbors Flexural vibrations occur, so that the number of realizing a given Damping behavior required resonators is always significantly less than the number of resonance circuits to be provided in the corresponding electrical equivalent circuit diagram. In the main patent it is also shown that, in particular through the use of the first and the second or the first and third natural bending vibration are damping poles can be achieved in the blocking range of the filter. However, these damping poles can do not choose freely in their frequency position, but it is this essentially through the width of the pass band specified. There are also possibilities in the main patent to achieve largely freely selectable attenuation poles in terms of the frequency position. The emergence of these damping poles is based on the fact that in a multi-part mechanical Filter in which alternating resonators that only carry out one bending oscillation are connected in a chain with resonators, which are two mutually perpendicular Carry out bending vibrations, two resonators each carrying out only one bending vibration by means of an additional coupling element subjected to tension and pressure under bridging of at least one executing two mutually perpendicular bending vibrations Resonator are coupled to one another.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, elektromechanische Filter gemäß dem Hauptpatent zu realisieren, bei denen außer den vorstehend erwähnten Dämpfungspolen noch weitere, in ihrer Frequenzlage weitgehend frei wählbare Dämpfungspole erzielbar sind.The invention is based on the object of electromechanical filters to be realized according to the main patent, in which, in addition to the aforementioned damping poles even more attenuation poles which are largely freely selectable in terms of their frequency position can be achieved are.

Ausgehend von den im Hauptpatent angegebenen elektromechanischen Filtern, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Querschnittsabmessungen der Resonatoren derart gewählt sind, daß die zueinander senkrechten Biegeeigenschwingungen unterschiedliche Ordnungszahlen haben, daß wenigstens zwei Resonatoren durch ein zusätzliches Koppelelement miteinander gekoppelt sind und daß das zusätzliche Koppelelement an solchen Stellen der Resonatoren befestigt ist, an denen die aus den beiden Biegeeigenschwingungen resultierende Schwingungsrichtung um 90° gedreht ist gegenüber der am Ort der Schwingungsanregung aus den beiden Biegeeigenschwingungen resultierenden Schwingungsrichtung.Based on the electromechanical filters specified in the main patent, this object is achieved according to the invention in that the cross-sectional dimensions of the resonators are chosen so that the mutually perpendicular natural bending vibrations have different ordinal numbers that at least two resonators through one additional coupling element are coupled together and that the additional coupling element is attached to those points of the resonators at which the two natural bending vibrations The resulting direction of oscillation is rotated by 90 ° compared to that at the point of oscillation excitation Direction of vibration resulting from the two natural bending vibrations.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Querschnittsabmessungen der Resonatoren derart gewählt sind, daß die erste und zweite Biegeeigenschwingung im Durchlaßbereich des Filters liegen, wenn die Koppelelemente jeweils an dem einen stirnseitigen Ende der Resonatoren befestigt sind, und wenn das zusätzliche Koppelelement jeweils an dem anderen stirnseitigen Ende der Resonatoren befestigt ist.It proves to be advantageous if the cross-sectional dimensions of the resonators are chosen such that the first and second natural bending oscillation lie in the pass band of the filter when the coupling elements are each at the one front end of the resonators are attached, and if the additional Coupling element is attached to the other end face of the resonators.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Querschnittsabmessungen der Resonatoren derart gewählt sind, daß die erste und dritte Biegeeigenschwingung im Durchlaßbereich des Filters liegen, wenn die Koppelelemente in der Mitte der Resonatoren und das zusätzliche Koppelelement jeweils an einem stirnseitigen Ende der Resonatoren befestigt ist.It is also advantageous if the cross-sectional dimensions of the Resonators are chosen such that the first and third natural bending vibration in the The pass band of the filter is when the coupling elements are in the middle of the resonators and the additional coupling element each at a front end of the resonators is attached.

Es ist ferner daran gedacht, daß das zusätzliche Koppelelement und das Koppelelement in einem einzigen Element vereinigt sind und daß dieses Element gegenüber der am Resonator angreifenden, die Schwingungsanregung bewirkenden Element in Richtung der Längsachse des Resonators versetzt ist.It is also contemplated that the additional coupling element and the coupling element are combined in a single element and that this element compared to the element which acts on the resonator and causes the vibration excitation is offset in the direction of the longitudinal axis of the resonator.

Weiterhin ist es günstig, wenn bei einem aus wenigstens vier oder einer größeren geradzahligen Anzahl mechanischer Resonatoren bestehenden Filter ein weiteres zusätzliches Koppelelement vorgesehen ist, das am Ort der Schwingungsanregung an den Resonatoren befestigt ist und das wenigstens sechs ersatzschaltbildmäßige Resonanzkreise überbrückt.Furthermore, it is advantageous if one of at least four or a larger even number of mechanical resonators existing filters another additional coupling element is provided, which is at the point of vibration excitation is attached to the resonators and the at least six equivalent circuit diagram Resonance circles bridged.

Zur Erzielung einer mechanisch stabilen Einheit ist es günstig, wenn einzelne Resonatoren über auf Biegung und auf Torsion beanspruchte Halteelemente miteinander verbunden sind, die in Schwingungsknoten der -ersten oder zweiten Eigenschwingung an den Resonatoren befestigt sind.To achieve a mechanically stable unit, it is advantageous if individual resonators via holding elements that are subjected to bending and torsion stress are connected to each other in nodes of the -first or second natural oscillation are attached to the resonators.

An Hand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend noch näher erläutert.The invention is explained below with reference to exemplary embodiments explained in more detail.

Die F i g. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines mechanischen Filters, bei dem zwei doppelt ausgenutzte, d. h. jeweils zwei aufeinander senkrecht stehende Biegeschwingungen ausführende mechanische Biegeresonatoren R und R' in Kette geschaltet sind. Die aus Platten rechteckförmigen Querschnitts eines vorzugsweise elektrostriktiv inaktiven Materials, insbesondere Stahl, bestehenden Resonatoren R und R' sind beispielsweise derart schräg untereinander angeordnet, daß die einander zugekehrten Oberflächen einen Winkel von 90° bilden. Die Kopplung der Resonatoren erfolgt -über das Koppelelement K, das derart an dien stimseitigen Kanten der Resonatoren R und R' befestigt ist, -daß es .gegenüber deren in .der Querschnittsebene .liegenden Raupttxägheitsachsen -einen Winkel von etwa 45° bildet, d. .h., das Koppelelement K schließt mit den einander zugekehrten Resonatoroberflächen -ebenfalls einen Winkel von etwa 45° ein. Die Einkoppelelemente-K, .und K2 stehen senkrecht am Koppelelement K, so .daß auch die Koppelelemente K1 und K2 mit den Hauptträgheitsachsen des .Querschnittes einen Winkel -von etwa 45° -einschließen. Durch eine in Richtung .des Doppelpfeiles 30, d. 1. in Richtung .der Längsachse des Koppelelementes Kt wirkende, periodisch sich ändernde Kraft wird das Koppelelement K1 auf Zug und Druck beansprucht und -somit :zu Längsschwingungen-erregt. Wenn die Frequenz der sich, periodisch ändernden Kraft, die beispielsweise -von einem weiteren :mechanischen Resonator oder einem elektromechanischen Wandler, .der elektrische -in mechanische Schwingungen umwandelt, erzeugt werden,kann, mit den :zwei Eigenfrequenzen.des Resonators R zumindest näherungsweise übereinstimmt, -dann -wird dieser entsprechend -der bereits :im Hauptpatent beschriebenen Weise in Richtung des :Doppelpfeils I -zu Biegeschwingungen angeregt. Auf Grund der unterschiedlichen Eigenfrequenzen der Eigenschwingungen in den Richtungen 1 und 2 der beiden Hauptträgheitsachsen des Resonatorquerschnittes überträgt der Resonator eine Komponente der resultierenden Schwingung in Richtung des Doppelpfeils II auf das Koppelelement K und regt dieses zu Schwingungen in seiner Längsrichtung (Doppelpfeil 31) an, wodurch wiederum der Resonator R' zu Schwingungen in Richtung des Doppelpfeils III angeregt wird. Wegen der ungleichen Eigenfrequenzen des Resonators R' überträgt sich hierbei wiederum eine Komponente in Schwingungsrichtung IV auf das Koppelelement K2, welches Schwingungen in seiner Längsrichtung ausführt. Diese Schwingungen können dann einem weiteren mechanischen Resonatox oder einem elektromechanischen Wandler zur Rückumwandlung der mechanischen in elektrische Schwingungen zugeführt werden.The F i g. 1 schematically shows an exemplary embodiment of a mechanical filter in which two mechanical bending resonators R and R 'that are used twice, ie each perform two mutually perpendicular bending vibrations, are connected in a chain. The resonators R and R 'consisting of plates of rectangular cross-section of a preferably electrostrictively inactive material, in particular steel, are arranged, for example, at an angle to one another in such a way that the surfaces facing one another form an angle of 90 °. The coupling of the resonators takes place via the coupling element K, which is attached to the front edges of the resonators R and R 'in such a way that it forms an angle of about 45 ° with respect to their main axes of inertia in the cross-sectional plane. .th., The coupling element K also includes an angle of about 45 ° with the mutually facing resonator surfaces. The coupling elements K and K2 are perpendicular to the coupling element K, so that the coupling elements K1 and K2 also enclose an angle of about 45 ° with the main axes of inertia of the cross section. By one in the direction of .des double arrow 30, d. 1. Periodically changing force acting in the direction of the longitudinal axis of the coupling element Kt, the coupling element K1 is subjected to tensile and compressive stress and - thus: to longitudinal vibrations - is excited. If the frequency of the periodically changing force, generated for example by a further mechanical resonator or an electromechanical converter that converts electrical into mechanical vibrations, can at least approximately coincide with the two natural frequencies of the resonator R. -then -then -this is stimulated to flexural vibrations in accordance with the manner already described in the main patent in the direction of the double arrow I. Due to the different natural frequencies of the natural vibrations in directions 1 and 2 of the two main axes of inertia of the resonator cross-section, the resonator transmits a component of the resulting vibration in the direction of the double arrow II to the coupling element K and stimulates it to vibrate in its longitudinal direction (double arrow 31), whereby in turn, the resonator R 'is excited to oscillate in the direction of the double arrow III. Because of the unequal natural frequencies of the resonator R ', a component is again transferred in the direction of oscillation IV to the coupling element K2, which oscillates in its longitudinal direction. These vibrations can then be fed to a further mechanical Resonatox or an electromechanical converter to convert the mechanical into electrical vibrations.

Wie der F ä g. 1 ,ferner zu :entnehmen ist, sind die Resonatoren .R und R' über .ein zusätzliches KvppelelementK,miteinander gekoppelt, das an den hinteren stiraseitIgen Enden mit den Resonatoren beispielsweise durch Punktschweißupg verbunden ist und das ,gegenüber den Hauptträgheitsachsen .des Resonatorquerschnittes den gleichen Winkel wie das Koppelelement K einschließt. Dieses zusätzliche KvppelelementEowird auf Grund der -Biegebewegungen der Resonatoren R und R' ebenfalls Zug und Druckbeanspruchungen unterworfen, d. h., .es führt Längsschwingungen aus.How the F ä g. 1, can also be found in: are the resonators .R and R 'via .an additional Kkppelelement K, coupled to one another, which is attached to the rear The ends on the side are connected to the resonators, for example by spot welding is and that, opposite the main axes of inertia .des resonator cross-section the the same angle as the coupling element K encloses. This additional KvppelelementEo becomes due to the bending movements of the resonators R and R 'also tensile and compressive loads subject, d. That is, it carries out longitudinal vibrations.

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 wird zur Erzeugung von Dämpfungspolen die Erkenntnis ausgenutzt, daß sich durch die Eigenschaft des flachen Rechteckresonators die Schwingungsebene entlang der Resonatorlängsachse drehen läßt. Zum besseren Verständnis ist diese Eigenschaft an Hand der F i g. 2 schematisch dargestellt. Für die in F i g. 1 und 2 gezeichneten Resonatoren ist dabei angenommen, daß die ezste -und die zweite Eigenfrequenz zumindest näherungsweise bei der gleichen Frequenz auftreten. Hierzu äst ,es erforderlich, daß der Querschnitt des Resonators ein Seitenverhältnis von etwa 1: ,0,36 hat. Die angreifende Kraft P wird nach F i -g. 2.a in ihre beiden Komponenten F1 und .P2 .in Richtung der Hauptträgheitsachsen H und H' zerlegt. Die Kurven 20 und .21 zeigen die .durch .die Kraftkomponenten P1 und .P2 hervorgerufenen Auslenkungen im Resonator bei .der ersten .und bei der zweiten .Eigenfrequenz. Geht man .aus der Resonanzfrequenz heraus, .so bleiben.die Ebenen .der durch die Kraftkomponenten-P, und .P2 hervorgerufenen Schwingungen -erhalten, die Schwwgungsformen ändern sich .bei ,geringen Freduenzabvueichungen nur unwesentlich, und die Amplitude der Schwingung richtet sich -nach dem Eingangswiderstar@d W am Resonatorende :W .= Pljc@w (P ist die Kraft und .w ,die Auslenkung an der Stelle, an der das Koppelelement angreift) für welchen die Lösung der Differentialgleichung stabförmiger Biegeresonatoren,die FormeLergibt In der vorstehenden .Formel ist .m . die Masse.des Resonators, «)o ist .die Resonanzfrequenz .und a) ist eine beliebige laufende,Frequenz. Wie aus ,der vorstehenden =Gleichung hervorgeht, ist die .Ordnungszahl der Eigenschwingung nicht enthalten. Das ist gleichbedeutend damit, daß beim Einwirken einer -äußeren Kraft auf das-Ende eines Resonators mit zusammenfallenden Eigenfrequenzen in der Umgebung der Resonanzfrequenz die Schwingungskomponenten w1 und iv, gleich stark angeregt werden und die resultierende Auslenkung daher in Richtung der Kraft P weist. Bildet man dagegen am hinteren Resonatorende die resultierende Auslenkung w,'"" aus den dort vorhandenen Auslenkungen w3' und w.,' in den beiden Hauptschwingungsebenen (d. h. in den Richtungen der beiden Hauptträgheitsachsen des Querschnitts), so liegt w;." in der Richtung um 90° gegen w", gedreht, d. h., die Ebene der durch die angreifende äußere Kraft P hervorgerufenen Auslenkung dreht sich von einem Resonatorende zum anderen Resonatorende um 90=. Diese Drehung der Schwingungsrichtung hat zur Folge, daß beim Beispiel der F i g. 1 die in Richtung des Doppelpfeiles I verlaufende Schwingung am vorderen Resonatorende in die um 90= gedrehte, in Richtung des Doppelpfeiles 1o verlaufende Schwingung am hinteren Resonatorende übergeht. Analog gehen die Schwingungen 1I bis IV in die jeweils um 90° gedrehten Schwingungen IIa bis IV, über.In the embodiment of FIG. 1, the knowledge is used to generate damping poles that the plane of oscillation can be rotated along the longitudinal axis of the resonator due to the property of the flat rectangular resonator. For a better understanding, this property is shown in FIG. 2 shown schematically. For the in F i g. 1 and 2, it is assumed that the first and the second natural frequency occur at least approximately at the same frequency. To do this, it is necessary that the cross section of the resonator has an aspect ratio of about 1: 0.36. The acting force P is according to F i -g. 2.a broken down into its two components F1 and .P2. In the direction of the main axes of inertia H and H '. Curves 20 and 21 show the deflections in the resonator caused by the force components P1 and P2 at the first and second natural frequencies. If one goes out of the resonance frequency, the levels of the vibrations caused by the force components P and P2 are retained, the waveforms change only insignificantly in the case of low tolerance deviations, and the amplitude of the vibration aligns itself - after the input resistance @ d W at the end of the resonator: W. = Pljc @ w (P is the force and .w, the deflection at the point where the coupling element acts) for which the solution of the differential equation of rod-shaped bending resonators gives the formula In the above .formula, .m is. the mass of the resonator, «) o is the resonance frequency, and a) is any running frequency. As can be seen from the above equation, the ordinal number of the natural oscillation is not included. This is synonymous with the fact that when an external force acts on the end of a resonator with coincident natural frequencies in the vicinity of the resonance frequency, the vibration components w1 and iv are equally excited and the resulting deflection therefore points in the direction of the force P. If, on the other hand, the resulting deflection w, '"" is formed at the rear end of the resonator from the deflections w3' and w., 'Present there in the two main oscillation planes (ie in the directions of the two main axes of inertia of the cross-section), then w ;. "lies in the Direction rotated by 90 ° against w ″, that is, the plane of the deflection caused by the acting external force P rotates by 90 = from one end of the resonator to the other end of the resonator. This rotation of the direction of oscillation has the consequence that in the example of FIG. 1 the oscillation at the front end of the resonator running in the direction of the double arrow I merges into the oscillation at the rear end of the resonator, rotated by 90 = in the direction of the double arrow 1o. Similarly, the oscillations 1I to IV go into the oscillations IIa to IV rotated by 90 °.

Diese Drehung der Schwingungsebene im Resonator kann zur Erzeugung von in der Frequenzlage weitgehend frei wählbaren Dämpfungspolen durch das an den hinteren Resonatorenden befestigte zusätzliche Koppelelement K, in F i g. 1 herangezogen werden.This rotation of the oscillation plane in the resonator can be used to generate of attenuation poles, largely freely selectable in terms of frequency, by the Additional coupling element K attached to the rear resonator ends in FIG. 1 used will.

Die F i Via. 3 a, 3 b, 3 c zeigen die Ersatzschaltbilder des doppelt ausgenutzten, d. h. zwei Biegeeigenschwingungen ausführenden Resonators. 1I"1 und hl', sind die beiden Eingangswiderstände eines gemäß F i g. 1. bzw. 2 ausgebildeten doppelt ausgenutzten Resonators für die Kräfte P1 und PT die nach F i g. 2 am vorderen Resonatorende in Richtung der Hauptträgheitsachsen angreifen.The F i Via. 3 a, 3 b, 3 c show the equivalent circuit diagrams of the double exploited, d. H. two resonator performing natural bending vibrations. 1I "1 and hl ', the two input resistances are one according to FIG. 1st or 2 trained doubly used resonator for the forces P1 and PT according to FIG. 2 at the front Attack the end of the resonator in the direction of the main axes of inertia.

Die F i g. 4 zeigt das sich aus F i g. 3 c ergebende elektrische Ersatzschaltbild für das Filterteil nach F i g. 1. Die Resonanzkreise I', II', III'. IV' entsprechen Schwingungen, bei denen die Enden der Resonatoren in F i g. 1 jeweils in Richtung der Doppelpfeile I, Ih IH, IV ausgelenkt werden. Diese Zuordnung erkennt man folgendermaßen: Stimmt man im Filterteil der F i g. 2 die erste Eigenfrequenz in der Richtung H (Doppelpfeil 1) und die zweite Eigenfrequenz in der Richtung H' (Doppelpfeil 2) auf genau die gleiche Frequenz ab, so sind die entsprechenden Resonanzkreise I und 1I der F i g. 4 voneinander entkoppelt, da für W1 = W, der Längszweig des Ersatzschaltbildes nach F i g. 3 c gelegene Widerstand den Wert Unendlich annimmt. Da andererseits nach dem oben zu F i g. 2 gesagten bei zusammenfallenden Eigenfrequenzen die resultierende Auslenkung w", in Richtung der Kraft P weist, ist die Schwingung in Richtung des Doppelpfeils I in F.i g. 1 dem Resonanzkreis I' in F i g. 4 zugeordnet. Entsprechend ist die Schwingung in Richtung des Doppelpfeils 1I dem Resonanzkreis 1I' zugeordnet usw. Die gestrichelten Linien im Ersatzschaltbild der F i g. 4 sollen andeuten, daß sich an die Resonanzkreise I' und IV' noch weitere Resonanzkreise anschließen können, die beispielsweise die vorerwähnten elektromechanischen Wandler nachbilden, mit denen die Koppelelemente K3 und K, (F i g. 1) in Verbindung stehen.The F i g. 4 shows that from FIG. 3 c resulting electrical equivalent circuit diagram for the filter part according to FIG. 1. The resonance circles I ', II', III '. IV 'correspond Vibrations in which the ends of the resonators in FIG. 1 each in direction the double arrows I, Ih IH, IV are deflected. This assignment can be recognized as follows: If one votes in the filter part of FIG. 2 the first natural frequency in the direction H (Double arrow 1) and the second natural frequency in the direction H '(double arrow 2) to exactly the same frequency, the corresponding resonance circuits I and 1I of FIG. 4 decoupled from each other, since for W1 = W, the series branch of the equivalent circuit diagram according to FIG. 3 c located resistance assumes the value infinite. There on the other hand after the above to F i g. 2 the resulting one when the natural frequencies coincide Deflection w ", pointing in the direction of the force P, is the oscillation in the direction of the Double arrow I in F.i g. 1 to the resonance circuit I 'in FIG. 4 assigned. Corresponding the oscillation in the direction of the double arrow 1I is assigned to the resonance circuit 1I ' etc. The dashed lines in the equivalent circuit diagram in FIG. 4 should indicate that further resonance circles are connected to the resonance circuits I 'and IV' can, for example, emulate the aforementioned electromechanical converters, with which the coupling elements K3 and K, (Fig. 1) are connected.

Da nun das an den hinteren Resonatorenden befestigte zusätzliche Koppelelement K, in Fig.1 durch seinen Widerstand gegen Dehnungen die Schwingungen des Resonators R in Richtung des Doppelpfeils 1, mit den Schwingungen des Resonators R' in Richtung des Doppelpfeils IV, koppelt, tritt im Ersatzschaltbild nach F i g. 4 ein entsprechendes, die Kreise II' und III' überbrückendes Koppelglied in Form einer Induktivität K,' auf. Die mathematische Analyse der Phasenlage dieser Kopplung ergibt das Vorhandensein einer durch den Übertrager U mit dem übersetzungsverhältnis u = 1: - 1 dargestellten Phasenumkehr. Wie oben ausgeführt wurde, sind im Ersatzschaltbild der F i g. 4 die Koppelinduktivitäten K l2 und K34 durch die gegenseitige Verstimmung der Eigenfrequenzen eines Resonators gegeben. Die Koppelinduktivität K' bildet das Koppelelement K nach.There is now the additional coupling element attached to the rear end of the resonator K, in Fig. 1 by its resistance to expansion, the vibrations of the resonator R in the direction of the double arrow 1, with the oscillations of the resonator R 'in the direction of the double arrow IV, couples, occurs in the equivalent circuit diagram according to FIG. 4 a corresponding, the circles II 'and III' bridging coupling element in the form of an inductance K, ' on. The mathematical analysis of the phase position of this coupling reveals its existence one represented by the transformer U with the transmission ratio u = 1: - 1 Phase reversal. As stated above, in the equivalent circuit of FIG. 4 the Coupling inductances K l2 and K34 due to the mutual detuning of the natural frequencies given by a resonator. The coupling inductance K 'simulates the coupling element K.

Eine Schaltung nach F i g. 4 mit einstellbarem Ko', d. h. durch Wahl des Querschnittes des zusätzlichen Koppelelementes K., ist geeignet, zwei Dämpfungspole bei reellen Frequenzen in symmetrischer Lage zum Durchlaßbereich bei freier Lage eines der beiden Dämpfungspole zu erzeugen. Sind die in F i g. 4 als Spulen eingezeichneten Koppelelemente K l2 und K.34 von komplizierterer Art, so daß sie gemäß der im Hauptpatent geschilderten Weise bereits Sperrfrequenzen enthalten, so treten die durch die überbrückung K,' erzeugten Dämpfungspole zu den bereits vorhandenen Dämpfungspolen hinzu, so daß das Filter insgesamt eine höhere Wertigkeit erhält.A circuit according to FIG. 4 with adjustable Ko ', d. H. by choice of the cross section of the additional coupling element K., is suitable for two damping poles at real frequencies in a symmetrical position to the pass band with free position to generate one of the two damping poles. Are the in F i g. 4 drawn as coils Coupling elements K l2 and K.34 of a more complicated type, so that they according to the main patent already contain blocking frequencies, they occur through the bridging K, 'generated attenuation poles added to the already existing attenuation poles, see above that the filter receives a higher value overall.

Auch Dämpfungspole bei imaginären Frequenzen, die bekanntlich nicht das Dämpfungsverhalten im Sperrbereich beeinflussen, sondern durch die das Laufzeitverhalten im Durchlaßbereich vorgegebenen Forderung angepaßt werden kann, lassen sich dadurch erzeugen, daß man eines der beiden Koppelelemente K l2 und K.3;3 in F i g. 4 hinsichtlich seiner Phase umkehrt. Eine solche Phasenumkehr wird dadurch erreicht, daß man die beiden innerhalb der Filterbandbreite gelegenen Eigenfrequenzen des entsprechenden Resonators in ihrer Frequenzlage miteinander vertauscht. Durch diese Vertauschung kehrt sich das Vorzeichen des im Querzweig des Ersatzschaltbildes nach F i g. 3 c stehenden Widerstandes um, und man erhält an Stelle einer Induktivität eine Kapazität.Also attenuation poles at imaginary frequencies, which are known not to affect the damping behavior in the blocking range, but rather through the runtime behavior can be adapted to the requirement specified in the pass band, can thereby produce that one of the two coupling elements K l2 and K.3; 3 in F i g. 4 regarding reverses its phase. Such a phase reversal is achieved by the two natural frequencies of the corresponding one within the filter bandwidth Resonators interchanged in their frequency position. Through this exchange the sign of the in the shunt branch of the equivalent circuit according to FIG. 3 c standing resistance, and instead of an inductance, a capacitance is obtained.

Die F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem vier plattenförmige, jeweils paarweise übereinander angeordnete mechanische Resonatoren R1, R", R.3 und R4 über die an den vorderen stirnseitigen gesonatorenden befestigten Koppelelemente K miteinander gekoppelt sind. (Zur besseren Übersicht sind die Koppelelemente K wesentlich länger als im tatsächlichen Anwendungsfall gezeichnet.) Die Resonatoren R= und R j sind am hinteren stirnseitigen Ende über ein zusätzliches Koppelelement Kol und die -Resonatoren R1 und R4 über ein ebenfalls an den hinteren stirnseitigen Resonatorenden befestigtes, zusätzliches Koppelelement K1= miteinander gekoppelt. Die Schwingungsanregung erfolgt über das mit E bezeichnete Koppelelement und die Schwingungsabnahme über das mit A bezeichnete Koppelelement. Hinsichtlich der Schwingungsanregung und -abnähme sowie auch hinsichtlich der Lage der Koppelelemente K, E und A relativ zueinander und in Bezug auf die Hauptträgheitsachsen der jeweiligen Resonatorquerschnitte gelten die an Hand der F i g. 1 gegebenen Erläuterungen analog.The F i g. 5 shows a further embodiment in which four plate-shaped mechanical resonators arranged one above the other in pairs R1, R ", R.3 and R4 via the attached to the front end of the resonator Coupling elements K are coupled to one another. (For a better overview, the coupling elements are K much longer than drawn in the actual application.) The resonators R = and R j are at the rear face end via an additional coupling element Kol and the resonators R1 and R4 via a likewise on the rear end face Additional coupling element K1 = coupled to one another, attached to the ends of the resonator. The vibration excitation takes place via the coupling element labeled E and the Vibration decrease via the coupling element labeled A. With regard to the excitation of vibrations and decrease as well as relative to the position of the coupling elements K, E and A to each other and in relation to the main axes of inertia of the respective resonator cross-sections those on the basis of Fig. apply. 1 analogous to the explanations given.

4 Wie der F i g. 5 ferner zu entnehmen ist, sind die Resonatoren R1 und R4 außer dem zusätzlichen Koppelelement K"_ über ein weiteres zusätzliches Koppelelement Kis miteinander gekoppelt, das am Ort der Schwingungsanregung, d. h. am gleichen stirnseitigen Ende wie das Ein- bzw. Auskoppelelement E bzw. A an den Resonatoren R1 und R4 befestigt ist. Das Seitenverhältnis des Querschnittes der Resonatoren R1 bis R4 ist derart gewählt, daß die erste und zweite Biegeeigenschwingung in zueinander senkrechten Schwingungsrichtungen auftreten und im Durchlaßbereich des Filters liegen.4 As the F i g. 5 can also be seen, the resonators are R1 and R4 apart from the additional coupling element K "_ via a further additional coupling element Kis coupled to one another, which occurs at the point of oscillation excitation, d. H. on the same frontal End like the coupling and decoupling element E or A. attached to the resonators R1 and R4. The aspect ratio of the cross section the resonators R1 to R4 is chosen such that the first and second natural bending oscillation occur in mutually perpendicular directions of vibration and in the transmission range of the filter.

Durch eine am Einkoppelelement E in dessen Längsrichtung durch Zug bzw. Druck erfolgende Schwingungsanregung wird der Resonator R1 in der bereits erläuterten Weise zu zwei aufeinander senkrechten Biegeschwingungen in Richtung der Doppelpfeile I und II angeregt, und durch die in Richtung der Koppelelemente K verlaufenden Schwingungskomponenten werden nacheinander die Resonatoren R2 bis R4 zu den in Richtung der Doppelpfeile III bis VIII verlaufenden Biegeeigenschwingungen angeregt. Die zusätzlichen Koppelelemente Kol und Kot bewirken Dämpfungspole, da sie an solchen Stellen an den Resonatoren befestigt sind, an denen die Schwingungsebene um 90° gedreht ist gegenüber der Schwingungsebene am Ort der Schwingungsanregung. Bei solchen Filtern, die aus vier oder einer größeren geradzahligen Anzahl von doppelt ausgenutzten Resonatoren bestehen, läßt sich ein weiteres Paar symmetrisch zum Filterdurchlaßbereich liegender Dämpfungspole erzielen, wenn ein weiteres zusätzliches Koppelelement vorgesehen ist, das am Ort der Schwingungsanregung an den Resonatoren befestigt ist und das wenigstens sechs ersatzschaltbildmäßige Resonanzkreise überbrückt. Hierzu ist das weitere zusätzliche Koppelelement K18 vorgesehen, das die in Richtung des Doppelpfeiles 1 am Resonator R1 und die in Richtung des Doppelpfeiles VIII am Resonator R4 verlaufenden Biegeschwingungen miteinander koppelt, wobei die in Richtung der Doppelpfeile Il bis VII verlaufenden Schwingungen übersprungen werden. Da das Koppelelement K18 mit den Hauptträgheitsachsender ResonatorenRl undR4 diegleichen Winkel wie die Koppelelemente E und A bzw. K einschließt, wird es ebenfalls auf Zug bzw. Druck beansprucht, d. h., es führt Längsschwingungen aus.By one on the coupling element E in its longitudinal direction by pulling The resonator R1 in the already explained vibration excitation or pressure is generated Way to two mutually perpendicular bending vibrations in the direction of the double arrows I and II excited, and by the vibration components running in the direction of the coupling elements K. the resonators R2 to R4 become one after the other in the direction of the double arrows III to VIII running natural bending vibrations excited. The additional coupling elements Col and excrement cause damping poles because they are at such points on the resonators are attached, on which the plane of oscillation is rotated by 90 ° with respect to the plane of oscillation at the point of vibration excitation. With such filters, made up of four or one larger even number of doubly used resonators can be used achieve another pair of attenuation poles symmetrically to the filter passband, if a further additional coupling element is provided, which is at the location of the vibration excitation is attached to the resonators and the at least six equivalent circuit diagram Resonance circles bridged. For this purpose, the further additional coupling element K18 provided, the one in the direction of the double arrow 1 on the resonator R1 and that in the direction of the double arrow VIII on the resonator R4 extending bending vibrations with each other couples, the oscillations running in the direction of the double arrows II to VII be skipped. Since the coupling element K18 with the main axes of inertia of the resonators R1 and R4 forms the same angles as the coupling elements E and A or K, respectively it is also subject to tension or compression, d. that is, it carries out longitudinal vibrations.

Für das Ausführungsbeispiel gemäß der F i g. 5 ergibt sich ein elektrisches Ersatzschaltbild, wie es in der F i g. 6 dargestellt ist. Die Resonanzkreise I' bis VIII' bilden dabei die je zwei aufeinander senkrecht stehenden mechanischen Schwingungen der Resonatoren R1 bis R4 nach. Die zwischen den einzelnen Resonatoren liegenden Koppelinduktivitäten K bilden die Koppelelemente K nach, und die Koppelinduktivitäten K12, K34, K56, K78 bilden die durch die Frequenzverstimmung des einzelnen Resonators- er= zielten Kopplungen nach. Diese Kopplungen zusammen mit den Kopplungen K bestimmen in an sich bekannter Weise im wesentlichen die Bandbreite des Filters. Eingang und Ausgang sind mit E' und A' bezeichnet. Zusätzlich sind die Resonanzkreise III' und VI' durch die die Resonanzkreise IV und V' und deren Kopplungen überspringende Koppelinduktivität X" die das Koppelelement Kol nachbildet, miteinander verbunden. Die Resonanzkreise II' und VII' sind zusätzlich durch die Koppelinduktivität .K"2 verbunden, die die Resonanzkreise III' bis VI' und deren Ankopplungen überbrückt und die das zusätzliche Koppelelement Kot nachbildet. Die Resonanzkreise I' und VIII' sind über die Koppelinduktivität K;8 verbunden, die die Resonanzkreise II' bis VII' und deren Ankopplungen überbrückt und die das weitere zusätzliche Koppelelement K18 nachbildet. Die Stärke der zusätzlichen Koppelelemente, die abgesehen von ihrer Länge im wesentlichen durch den Querschnitt regulierbar ist, bestimmt im wesentlichen den Abstand der Dämpfungspole vom Durchlaßbereich des Filters. Es ergibt sich somit ein achtkreisiges Filter, das mit nur vier mechanischen Resonatoren aufgebaut ist und das wegen der dreifachen zusätzlichen Verkopplung einzelner Resonatoren sechs Dämpfungspole im Sperrbereich des Filters liefert, von denen drei in dem gegenüber dem Durchlaßbereich frequenzmäßig tiefer liegenden Sperrbereich und drei in dem frequenzmäßig höher liegenden Sperrbereich auftreten. Der Abstand der Dämpfungspole vom Durchlaßbereich des Filters ist je nach der Stärke der zusätzlichen Kopplungen weitestgehend frei wählbar, die unter- und oberhalb des Durchlaßbereiches auftretenden Dämpfungspole sind jeweils entsprechend der Überbrückung symmetrisch zur Mittenfrequenz des Durchlaßbereiches.For the embodiment according to FIG. 5 results in an electrical one Equivalent circuit as shown in FIG. 6 is shown. The resonance circles I ' to VIII 'form the two mutually perpendicular mechanical ones Oscillations of the resonators R1 to R4 after. The one between the individual resonators lying coupling inductances K simulate the coupling elements K, and the coupling inductances K12, K34, K56, K78 form the frequency detuning of the individual resonator he = achieved couplings. Determine these couplings together with the couplings K. in a manner known per se, essentially the bandwidth of the filter. Entrance and Output are labeled E 'and A'. In addition, the resonance circles III 'and VI 'by the coupling inductance jumping over the resonance circuits IV and V' and their couplings X ", which simulates the coupling element Kol, are connected to one another. The resonance circuits II 'and VII' are also connected by the coupling inductance .K "2, which the Resonance circles III 'to VI' and their couplings bridged and the additional Coupling element simulates excrement. The resonance circuits I 'and VIII' are via the coupling inductance K; 8 connected, which bridges the resonance circuits II 'to VII' and their couplings and which simulates the further additional coupling element K18. The strength of the additional Coupling elements, which apart from their length essentially through the cross-section is adjustable, essentially determines the distance between the attenuation poles and the pass band of the filter. The result is an eight-circuit filter with only four mechanical Resonators is built and that because of the triple additional coupling individual resonators provides six attenuation poles in the stop band of the filter those three in the blocking range which is lower in frequency than the passband and three occur in the stop band which is higher in frequency. The distance the attenuation pole from the pass band of the filter is depending on the strength of the additional Couplings largely freely selectable, those below and above the pass band occurring damping poles are each symmetrical according to the bridging to the center frequency of the pass band.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 7 ist ein mechanisches Filter gezeigt, bei dem die Koppelelemente K sowie das Ein- bzw. Auskoppelelement E und A im Bereich der Resonatormitten an den einzelnen Resonatoren befestigt sind. Die zusätzlichen Koppelelemente Kol und K,2 sind an den stirnseitigen Enden der Resonatoren R., und R3 bzw. R1 und R4 befestigt. Das weitere zusätzliche Koppelelement K" ist in der Mitte, d. h. am Ort der Schwingungsanregung an den Resonatoren R1 und R4 befestigt. Für dieses Beispi;.l eignet sich die Anwendung ungeradzahliger Biegeeigenschwingungen in den einzelnen Resonatoren, also beispielsweise die Anwendung der ersten und dritten Eigenschwingung. In diesem Fall hat der Resonatorquerschnitt ein Seitenverhältnis von etwa 1: 0,18. Durch eine analog zur F i g. 2 verlaufende 17berlagerung läßt sich nämlich zeigen, daß bei einem flachen Rechteckresonator, bei dem in Richtung der Hauptträgheitsachsen des Resonatorquerschnittes die erste und dritte Biegeeigenschwingung auftreten, die Ebene der durch die in der Resonatormitte angreifende äußere Kraft hervorgerufenen Auslenkung sich von der Resonatormitte zum Resonatorende entlang der Resonatorlängsachse um 90° dreht. Aus diesem Grund lassen sich die im Zusammenhang mit der F i g. 5 geschilderten Erläuterungen analog auch auf das Ausführungsbeispiel der F i g. 7 anwenden, und es läßt sich das Ausführungsbeispiel der F i g. 7 somit auf das in der F i g. 6 dargestellte elektrische Ersatzschaltbild zurückführen.In the embodiment of FIG. 7 a mechanical filter is shown, in which the coupling elements K and the coupling and decoupling elements E and A in the area the resonator centers are attached to the individual resonators. The additional Coupling elements Kol and K, 2 are at the front ends of the resonators R., and R3 or R1 and R4 attached. The further additional coupling element K "is in the Middle, d. H. attached to the location of the vibration excitation on the resonators R1 and R4. The application of odd natural bending vibrations is suitable for this example in the individual resonators, so for example the application of the first and third Natural oscillation. In this case the resonator cross section has an aspect ratio from about 1: 0.18. By an analogous to FIG. 2 running overlay leaves namely show that with a flat rectangular resonator in the direction the main axes of inertia of the resonator cross-section are the first and third natural bending oscillation occur, the level of the external force acting in the center of the resonator caused deflection extends from the center of the resonator to the end of the resonator the longitudinal axis of the resonator rotates by 90 °. Because of this, the related with the fig. 5 also apply analogously to the exemplary embodiment the F i g. 7 apply, and the embodiment of FIG. 7 thus on the one shown in FIG. 6 shown electrical equivalent circuit.

Die in den F i g. 1, 5 und 7 gezeigten Filter mit Dämpfungspolen, zu deren Erzeugung in der erläuterten Weise die Drehung der Schwingungsebene um 90° zwischen den beiden Resonatorenden bzw. zwischen der Resonatormitte und den Resonatorenden ausgenutzt wird, sind spezielle Ausführungsbeispiele. In Erweiterung des Erfindungsgedankens läßt sich allgemein folgendes sagen: Koppelt man zwei doppelt ausgenutzte Resonatoren,in denen Eigenschwingungen ungleicher Ordnungszahl in einem Resonator im Filterdurchlaßbereich auftreten, durch ein einziges Koppelelement miteinander, so enthält dieses eine Koppelelement bereits zwei verschiedene Kopplungskomponenten, von denen eine die beiden inneren Kreise (Kreis II' und III' in F i g. 4) miteinander koppelt (K'), und von denen die andere die beiden äußeren Kreise (Kreis I' und IV') miteinander koppelt (Ko ). Eine ausschließliche Verkopplung der Kreise 1I' und III' ergibt sich nur dann, wenn das Koppelelement in einer Ebene gelegen ist mit den von außen antreibenden Kräften der weiteren Resonatoren oder Antriebselemente. Andererseits ergibt sich eine ausschließliche Verkopplung der Kreise I' und IV' miteinander nur dann, wenn das Koppelelement an einer Stelle des Resonators befestigt ist, an der die Schwingungsrichtung um 90" gegen die Richtung der antreibenden Kräfte gedreht liegt. Demzufolge ist es ohne weiteres möglich, die beiden verschiedenen Kopplungsarten in einem einzigen Koppelelement zu vereinigen, das gegen den Ort der antreibenden Kräfte in Richtung der Längsachse der Resonatoren versetzt ist. Je nach den an ein Filter gestellten Anforderungen, d. h. also beispielsweise je nach der Bandbreite und je nach dem Abstand der Dämpfungspole vom Durchlaßbereich bzw. dem Abstand der Dämpfungspole untereinander, hat man somit die Wahl, entweder zwei getrennte Koppelelemente an beiden Resonatorenden bzw. in der Resonatormitte und am Resonatorende vorzusehen oder die im wesentlichen die Bandbreite bestimmende Kopplung (K) aufeinanderfolgender Resonanzkreise und die im wesentlichen den Abstand der Dämpfungspole vom Durchlaßbereich des Filters bestimmende, zusätzliche, einzelne Resonanzkreise überbrückende Kopplung (i#, Kol, K"_) in einem einzigen Koppelelement zu vereinigen.The in the F i g. 1, 5 and 7 shown filters with attenuation poles, to generate them in the manner explained, the rotation of the plane of oscillation 90 ° between the two ends of the resonator or between the center of the resonator and the Resonator ends are used, are special embodiments. In extension The following can generally be said of the idea of the invention: Two are coupled twice exploited resonators in which natural vibrations of unequal atomic numbers in one Resonator occur in the filter pass band, through a single coupling element with each other, this one coupling element already contains two different coupling components, one of which the two inner circles (circle II 'and III' in Fig. 4) with each other couples (K '), and the other of which the two outer circles (circle I' and IV ') coupled with each other (Ko). An exclusive coupling of the Circles 1I 'and III' results only when the coupling element is located in one plane is with the external driving forces of the further resonators or drive elements. On the other hand, there is an exclusive coupling of the circles I 'and IV' with each other only when the coupling element is attached to one point on the resonator at which the direction of oscillation is 90 "against the direction of the driving forces rotated. As a result, it is easily possible to use the two different To unite coupling types in a single coupling element that is against the site of the driving forces is offset in the direction of the longitudinal axis of the resonators. Depending on the requirements placed on a filter, i. H. so, for example, ever depending on the bandwidth and depending on the distance between the attenuation poles and the pass band or the distance between the attenuation poles, you have the choice, either two separate coupling elements at both ends of the resonator or in the middle of the resonator and to be provided at the end of the resonator or that which essentially determines the bandwidth Coupling (K) of successive resonance circuits and essentially the distance the attenuation poles of the pass band of the filter determining, additional, individual Coupling bridging resonance circles (i #, Kol, K "_) in a single coupling element to unite.

Wie bereits erwähnt, wirken die Koppelelemente als reine Längskoppler, d. h., sie können nur Zug-und Druckkräfte in Richtung ihrer Längsachse übertragen. Dies hat zur Folge, daß die Querschnittsabmessungen der Koppelelemente verhältnismäßig klein gehalten werden müssen, so daß die Koppelelemente für sich allein gegebenenfalls nicht in der Lage sind, die einzelnen, in einem mehrteiligen mechanischen Filter enthaltenen Resonatoren zu einer mechanisch starren Einheit zu verbinden. In den F i g. 8 bis 11 sind einige typische Möglichkeiten gezeigt, die den mechanisch stabilen Aufbau erfindungsgemäßer Filter gewährleisten und die gegebenenfalls auch der Verankerung des Filters in einem Gehäuse dienen können. Hierzu ist es zweckr m ä ßig, die einzelnen aufeinanderfolgenden Resonatoren über auf Biegung und auf Torsion beanspruchte Halteelemente miteinander zu verbinden, die in Schwingungsknoten der ersten oder zweiten Eigenschwingung an den Resonatoren befestigt sind, da solche Halteelemente trotz ihrer Steifigkeit praktisch keine Kopplung ergeben.As already mentioned, the coupling elements act as pure longitudinal couplers, d. That is, they can only transmit tensile and compressive forces in the direction of their longitudinal axis. This has the consequence that the cross-sectional dimensions of the coupling elements are relatively Must be kept small, so that the coupling elements may be on their own are unable to separate the individual, in a multi-part mechanical filter to connect contained resonators to form a mechanically rigid unit. In the F i g. 8 to 11 show some typical possibilities that the mechanically stable Ensure the structure of filters according to the invention and, if necessary, also the anchoring of the filter in a housing can serve. To this end, it is useful to identify the individual successive resonators on bending and torsion stressed holding elements to connect with each other, the nodes in the first or second natural oscillation are attached to the resonators, as such holding elements despite their rigidity result in practically no coupling.

Die F i g. 8 und 9 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die in einem mechanischen Filter aufeinanderfolgenden Resonatoren R und R' durch Halteelemente 50 miteinander verbunden sind. Die Halteelemente 50 sind dabei in Ruhepunkten der ersten Eigenschwingung an den Resonatoren befestigt und sind in einem Winkel von etwa 90° abgebogen, wodurch die Steifigkeit des Halteelementes nur in Form der Biegesteifigkeit in Erscheinung tritt und sich gleichzeitig ein für die Praxis günstiger Filteraufbau ergibt. Im Beispiel der F i g. 8 sind die Halteelemente 50 an den kleineren Längsoberflächen der plattenförmigen Resonatoren R und R' befestigt und werden beim Auftreten zweier Biegeeigenschwing,ungen irn Resonator R bzw. R' im wesentlichen auf Biegung und Torsion beansprucht. Im Ausführungsbeispiel der F i g. 9 sind die Halteelemente 50 an den größeren Längsoberflächen der Resonatoren Rund R' befestigt und werden beim Auftreten zweier Biegeeigenschwingungen in jedem der Resonatoren R und R' im wesentlichen ebenfalls auf Biegung und auf Torsion beansprucht. Diese Formen der Halterung eignen sich insbesondere dann, wenn die erste Biegeeigenschwingung zusammen mit einer Biegeeigenschwingung höherer Ordnung in den Resonatoren auftritt.The F i g. 8 and 9 show embodiments in which the in one mechanical filter successive resonators R and R 'by holding elements 50 are connected to each other. The holding elements 50 are at rest points first natural oscillation attached to the resonators and are at an angle of bent about 90 °, whereby the rigidity of the holding element is only in the form of the flexural rigidity appears and at the same time a filter structure that is favorable in practice results. In the example of FIG. 8 are the holding elements 50 on the smaller longitudinal surfaces of the plate-shaped resonators R and R 'attached and are when two occur Bending natural oscillation in the resonator R or R 'is essentially due to bending and Torsion stressed. In the embodiment of FIG. 9 are the holding elements 50 attached to the larger longitudinal surfaces of the resonators around R 'and are when two natural bending vibrations occur in each of the resonators R and R 'im essentially also subjected to bending and torsion. These forms of Brackets are particularly suitable when the first natural bending oscillation is combined occurs with a higher-order bending natural oscillation in the resonators.

In den Ausführungsbeispielen der F i g. 10 und 11 sind die Resonatoren über ein einzelnes Halteelement 51 miteinander verbunden. Das Halteelement 51 ist dabei beispielsweise in Ruhepunkten der zweiten Eigenschwingung befestigt. Im Beispiel der F i g. 10 ist das Halteelement 51 an den kleineren Längsoberflächen der Resonatoren R und R' befestigt, so daß es beim Auftreten zweier Biegeschwingungen in jedem der Resonatoren R und R' im wesentlichen auf Biegung und Torsion beansprucht wird. Im Beispiel der F i g. 11 ist das Halteelement 51 an den größeren Längsoberflächen der Resonatoren R und R' befestigt, so daß es im wesentlichen auf Biegung und Torsion beansprucht wird. Auch bei den in den F i g. 10 und 11 gezeichneten Beispielen sind die Halteelemente 51 unter einem Winkel von etwa 90° abgebogen, wodurch die Steifigkeit des Halteelementes nur in Form der Biegesteifigkeit in Erscheinung tritt und gleichzeitig ein günstiger Aufbau des gesamten Filters erreicht wird. Die Ausführungsform nach einer der F i g. 10 oder 11 ist dann zu empfehlen, wenn eine der in den Resonatoren R oder R' auftretenden Schwingungsformen in der Resonatormitte einen Ruhepunkt besitzt, was z. B. bei Ausnutzung der ersten und der zweiten Biegeeigenschwingung der Fall ist.In the exemplary embodiments of FIGS. 10 and 11 are the resonators connected to one another via a single holding element 51. The holding element 51 is for example, attached at rest points of the second natural oscillation. For example the F i g. 10 is the holding element 51 on the smaller longitudinal surfaces of the resonators R and R 'attached so that when two flexural vibrations occur in each of the Resonators R and R 'is essentially subjected to bending and torsion. in the Example of FIG. 11 is the holding element 51 on the larger longitudinal surfaces the resonators R and R 'attached so that it is essentially on bending and torsion is claimed. Even with the in the F i g. 10 and 11 are drawn examples the holding elements 51 are bent at an angle of approximately 90 °, which increases the rigidity of the holding element only appears in the form of flexural rigidity and at the same time a favorable structure of the entire filter is achieved. The embodiment according to one of the F i g. 10 or 11 is recommended if one of the resonators R or R 'has a point of rest in the middle of the resonator, what z. B. the case when utilizing the first and the second natural bending vibration is.

Die Halteelemente 50 und 51 können gleichzeitig auch der Verankerung in einem Gehäuse dienen und können dann beispielsweise an der Stelle des 90°-Knickes mit dem Gehäuse verbunden werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Halteelemente 50 und 51 nicht zu verwechseln sind mit den eigentlichen Koppelelementen, die in den F i g. 8 bis 11 zur besseren Übersicht nicht mehr dargestellt sind. Da die Halteelemente in Ruhepunkten von wenigstens einer Eigenschwingung angeordnet sind, beeinflussen sie das Verhalten des Gesamtfilters kaum bzw. kann die durch sie eventuell hervorgerufene geringfügige Verwerfung der Resonanzfrequenz an den einzelnen Resonatoren nachgeglichen werden.The holding elements 50 and 51 can at the same time also serve as anchoring in a housing and can then, for example, be connected to the housing at the point of the 90 ° bend. It should be noted that the holding elements 50 and 51 are not to be confused with the actual coupling elements shown in FIGS. 8 to 11 are no longer shown for a better overview. Since the holding elements are arranged at rest points of at least one natural oscillation, they hardly influence the behavior of the overall filter or the slight distortion of the resonance frequency at the individual resonators that may be caused by them can be compensated.

Claims

Claims: 1. Electromechanical band filter with damping poles, which contains at least two mechanical bending resonators of rectangular cross-section, whose cross-sectional dimensions are chosen so that two mutually perpendicular, Natural bending vibrations occur in the pass band of the band filter the respective bending resonator between at least two, predominantly on tension or Pressure-stressed coupling elements is arranged and in which the mutually perpendicular standing coupling elements at an angle noticeably different from 90 ° on the main axes of inertia lying in the cross-sectional plane on the individual bending resonator are directly attached, according to patent 1265 889, in which the cross-sectional dimensions of the resonators are chosen such that the mutually perpendicular Natural bending vibrations have different ordinal numbers, characterized in that at least two Resonators (R, R ') coupled to one another by an additional coupling element (K.) are and that the additional coupling element (K,) at such points of the resonators (R, R ') is attached to which the resulting from the two natural bending vibrations The direction of oscillation (W, ") is rotated by 90 ° compared to that at the point of oscillation excitation Direction of vibration resulting from the two natural bending vibrations (I, II) (WT "in Fig. 1, 2).

2. Electromechanical band filter according to claim 1, characterized characterized in that the cross-sectional dimensions of the resonators (R, R ') are selected in such a way are that the first and second natural bending vibration in the pass band of the filter lie that the coupling elements (K1, K, K2) each at one of the front ends the resonators (R, R ') are attached and that the additional coupling element (K.) is attached to the other end of each resonator (R, R7 (F i g.1).

3. Electromechanical band filter according to claim 1, characterized in that that the cross-sectional dimensions of the resonators (R2, R8) are chosen such that the first and third natural bending oscillation lie in the pass band of the filter, that the coupling elements (K) in the middle of the resonators (R2, R3) and the additional Coupling element (Ko1) each at one end of the resonators (R2, R3) is attached (Fig. 7).

4. Electromechanical band filter according to one of the preceding Claims, characterized in that the additional coupling element (K.) and the Coupling element (K) are combined in a single element and that this element compared to the element which acts on the resonator and causes the vibration excitation (K1, K2) is offset in the direction of the longitudinal axis of the resonators (R, R ') (F i g. 1).

5. Electromechanical band filter according to one of the preceding claims, characterized in that in one of at least four or a larger even number of mechanical resonators (R1, R2, Rs, R4) existing filter, a further additional coupling element (K18) is provided which is at the site the oscillation excitation (E, A) is attached to the resonators (R1, R4) and bridges at least six resonance circuits (II 'to VII') in the form of equivalent circuit diagrams (Figs. 5, 6, 7).

6. Electromechanical band filter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that individual resonators (R, R ') over on bending and on torsion claimed holding elements (50, 51) are connected to one another, which are in vibration nodes of the first or second natural oscillation are attached to the resonators (R, R ') (Fig. 9, 10, 11).