DE2138787C3 - Prismatischer Resonator für mechanische Filter - Google Patents

Description

Mechanische Filter bestehen meist aus einer Reihe" prismatischer, mit ihren Längsachsen parallel nebeneinander angeordneten Resonatoren. Die Form des 4" Querschnitts dieser Resonatoren und die Art ihrer Ansteuerung bestimmen dabei im wesentlichen die Art der von den Resonatoren ausgeführten Schwingungen, bei Filtern der beschriebenen Art Biege- oder Torsionsschwingungen.

Mit Rücksicht auf überschaubare Verhältnisse beim Berechnen. Bemessen und Fertigen der Filter, ist .man bemüht den Resonatoren eine solche Form zu geben, daß sie eindeutig für eine bestimmte Schw'iigungsart bevorzugt geeignet sind und andere Schwingungsarten unterdrücken.

Resonatoren für Biegeschwingungen haben vorteilhaft einen rechteckigen, jedoch nicht quadratischen Querschnitt, sind jedoch, abhängig vom Seitenverhältnis des Rechteckes, in besonderem Maß dazu fähig. neben den Biegeschwingungen in der gewollten Richtung auch ungewollte Biegeschwingungen in der zur gewollten senkrechten Richtung auszuführen.

Die für Resonatoren besonders geeigneten Materialien werden üblicherweise in einem Kalt-, Vorzugsweise einem Ziehverfahren geformt. Dabei ist das Herstellen kreisförmiger Querschnitte beliebiger Durchmesser leicht möglich, dagegen das Herstellen rechteckiger Querschnitte mit beliebigen Seitenverhältnissen sehr aufwendig. Noch aufwendiger ist das Herstellen rechteckiger Querschnitte durch Materialabtrag aus kreisförmigen Querschnitten.

Für die Fertigungsvereinfachung, jedoch mit Zugeständnissen in bezug auf das Ergebnis wurde m der deutschen Offeniegungsschnft 1541975 vorgeschlagen die Biegeresonatoren aus zylindrischen Stäben mit einer (seitlichen) Abplattung zu versehen. Die so geformten Resonatoren haben zwar eine bevorzugte Biegerichtung, jedoch können dadurch. Bieeeschwingungen in der dazu senkrechten Richtung und Torsionsschwingungen nicht genügend gedämpft

werden. .,

Zum Stand der Technik zu erwähnen sind noch , die deutsche Auslegeschrift 1 265 883 und die deutsche Offenlegungsschrifi 2 054 970.

Die deutsche Auslegeschrift 1 265 883 betrifft zwei kreuzweise anüeordnete Längsschwinger, also keine Bieeeschwinger. In eh^r Ausführungsform sind diese LUiv'sschwinaer belastet und dadurch an ihren Lnden "breiter als in der Mitte. Dabei entsteht eine Form, die mit der erfindungsgemäßen eine geringe Ähnlichkeit hat. Aufgabe, Wirkung und Schwingunsisform sind jedoch, grundsätzlich verschieden vom Gegenstand der Anmeldung.

Der Vorschlag, wie er durch die deutsche Offenleminusschrift 2 054 970 bekannt wurde, Resonatoren bewußt gleichzeitig in zwei verschiedenen Arten schwingen zu lassen und den Resonatoren hierfür geeimicte^Querschnilte zu geben, dürfte mehr von theoretischem Interesse als bei der Fertigung größerer Stückzahlen zu \ erwirklichen sein. Der vorgeschlacene Resonator geht aus von dem durch die obengenannte deutsche" Offenlegungsschrift 1 541 975 bekannten kreiszylindrijchen Resonator mit einseitiger Abnlatumu mit zwei möglichen Biegeschwingungsfon'nen. der durch eine zusätzliche Nut längs der Abplattung einen etwa U-förmigen, Torsionsschwingungen erleichternden Querschnitt erhält. Ausgenutzt von den nun drei möglichen Schwingungsarten soll eine der Biegeschwingungen und die Torsionsschwingung werden, während die Frequenz der Biegeschwingungen der zweiten Art außerhalb des Übertragungsbereiches gelegt werden soll. Die für diesen Resonator gegebene Aufgabe ist der eingangs für die Erfindung "genannten, nämlich einen Resonator zu schaffen,"der eindeutig für eine bestimmte Schwingungsart bevorzugt geeignet ist und alle anderen Schwingungsarien unterdrückt, genau entgegengesetzt

Es bestand daher noch immer die Aufgabe, einen Biegeschwinger mit bevorzugter Biegerichtung und einem alle "anderen Schwingungsarten weitgehend ausschließenden und leicht herstellbaren Querschnitt anzugeben.

Der erfindungsgemäße, prismatische, Biegeschwingungen nur in einer Schwingungsebene ausführende und andere Schwingungsformen unterdrückende Resonator für mechanische Filter mit der Grundform eines Kreiszylinders ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder zwei diametral zueinander angeordnete, in einer Ebene durch die Längsachse des Zylinders liegende und bis nahe der Längsachse reichende Längsschlitze hat.

Im Gegensatz zu dem zum Stand der Tecknik genannten Resonator nach der deutschen Offenlegungsschrift 2 054 970 mit U-förmigem, Torsionsschwingungen förderndem Querschnitt hat der erfindungsgemäße Resonator einen H- oder Doppel-T-förmigeii, Torsionsschwingungen dämpfenden Querschnitt.

Wesentlich jedoch ist die dämpfende Wirkung des

erzielten Querschnittes auf Biegeschwingungen des Resonators in der Richtung der Schlitze. Ein kreisförmiger Resonator hat keine bevorzugte Biegerichtung, und Schwingungen in einer gewolken Richtung können nur durch die Art der Ankopplung erzwungen werden. Der erfindungsgemäße Resonator kann als Schwinger aus zwei Halbzylindern mit einem diese etwa im Bereich der Längsachse verbindenden Steg angesehen werden. Die Bevorzugung nur der Biegescruvingungen senkrecht zur ebenen Fläche eines Zylinderabschnittes ist bekannt; die durch die zum Stand der Technik genannte deutsche OfTenlegungsschrift 1 541 975 vorgeschlagene Form zielt in diese Richtung. Die gewünschte Wirkung tritt jedoch in nützlicher Größe erst dann auf, wenn die Höhe des Zylinderabschnittes gleich oder kleiner ist als die Hälfte des Zylinderdurchmessers. Dies würde das Abtragen von mindestens 50°, ο des Matc.ials mit hohem Arbeitsaufwand und großem Materialverlust bedeuten. Bei der erfindungsgemäßen Form eines Resonators ist die gewünschte Wirkung mit sehr viel geringerem Aufwand erreichbar.

Die Zeichnungen erleichtern das Verständnis der beschriebenen Erfindung. Hierzu zeigt die

F i g. I den Resonator im Querschnitt und die

Fig. 2 und 3 bevorzugte Ausführungsformen für das Anbrinüen der Halteelemenve des Resonators.

In F i s. f ist mit 1 der Querschnitt des Resonators bezeichnet, in dessen vor dem Bearbeiten kreisfürmigen Querschnitt erfindungsgemäß zwei vorzugsweise •rechteckige Län»sschlitze 2 bis nahe zu Längssymmetrieachse des Resonators eingearbeitet sind. Dabei bleibt ein Stes; 3 zwischen zwei Halbzylindern stehen.

Zum Befestigen des Resonators 1 auf einer Grundplatte 5 können Halteelemente 4 dienen, die am Steg 3 an den vorgesehenen Schwingungsknoten des Resonators angreifen.

Die Halteelemente 4 können am Steg 3 in an sich bekannter Weise entweder stumpf oder in vorbereitete Bohrungen eingesetzt befestigt werden.

Zwei bevorzuge Ausgestaltungen für das Befestigen des Resonators 1 an den Halteelementen 4 zeiger, die F i g. 2 und 3. Dabei sind im Steg 3 entweder wie in Fig. 2 ein Langloch 6 oder wie in Fig. 3 zwei Lan»löcher7 und 8 angebracht, deren Enden die Laue der Halteelemente 4 bestimmen. Diese Auslühruneen erlauben sowohl ein leichtes Anschweißen der~Halteelemente4 an den Resonator I als auch ein noch einfacheres Befestigen des Resonators an federnden Halteelementen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !, Prismatischer. Biegeschwingungen nur in einer Schwingungsebene ausführender und andere Sehwingungsformen unterdrückender Resonator für mechanische Filter mit der Grundform eines Kreiszyiinders. dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder zwei diametral zueinander angeordnete, in einer Ebene durch die Längsachse des Zylinders liegende und bis nahe der Länge reichende Längssehülze (2) hat.
2. 2. Resonator nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß an dem zwischen den Langsschlitzen (2) verbleibenden Steg (3) angreifende und im Bereich der vorgesehenen Schwingungsknoten angeordnete, den Resonator mit einer Grundplatte verbindende Halieelemente (4) vorgesehen sind.
3. 3. Resonator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg zumindest eine zur Aufnahme der Halteelemenie dienende öffnung senkrecht zur Längsachse des Resonators hat.
4. 4. Resonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung ein parallel zur Längsachse des Resonators verlaufendes Langloch (6) ist. dessen zwei Enden die Lage der HaI-teelemente (4) bestimmen.
5. 5. Resonator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel zur Längsachse des Resonators verlaufende, als Langlöcher (7. 8) ausgebildete öffnungen vorgesehen sind, von deren Enden je eines die Lage der Halteelemente (4) bestimmt.

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