[发明专利]用于产生质块的振荡运动的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于产生质块的，特别是工具的振荡运动的方法和设备，其中所述质块在振荡传播方向上在至少两个紧固体之间与所述紧固体机械连接，并且该质块(50)由两个紧固体(10、20)通过施加挤压力(F)来夹紧，并且至少所述紧固体形成为谐振系统的组件，并且将激励振荡导入谐振系统中，该激励振荡的频率实质上与谐振系统的谐振频率一致，从而使得谐振系统发生振荡。本发明还涉及一种在使用根据本发明的用于产生质块振荡运动的方法的条件下加工固体的或液体的材料的方法。

本发明涉及用于产生质块，特别是工具的振荡运动的方法以及设备。

为了产生固体质块的机械振荡，已知该质块的激励是通过激励振荡，例如超声波。

DE 100 27 264 C5公开了一种超声波转换器，其中能够在形成为紧固体的质块之间安装振荡器，其能够以超声波激励。通过振荡器的谐振行为导致了在质块之间的振荡。

此外，相比于已知的可设想的是，将质块固定在谐振体旁或者在谐振体上，并且该谐振体受到激励振荡，从而导致谐振体的固有振荡，并由此使得固定在其上的质块同样进行振荡。此外，在谐振的主体上的附加质块借助于螺钉或者夹具来固定，其中所述夹具使用螺钉紧固。其他的固定可能性是质块的锡焊或者焊接、粘结或者通过收缩和/或挤压以形状配合的方式来容纳。

使此类结构达到谐振的主体的谐振频率，则根据谐振频率和振荡幅度以及根据各个质块的重量产生相应的加速力。以螺钉、夹钳或者以形状配合的方式容纳的材料的固定装置必须吸收惯性力。因此，根据质块的各个运动方向产生出在固定装置(Befestigungsmittel)中的拉伸应力，其特别在较长的振荡持续时间以及在高频率条件下能够产生材料疲劳的效果。此类材料疲劳能够导致发生塑性形变和/或固定装置的断裂。

也就是说，特别根据在固定装置中占主要地位的拉伸应力设定要加速的质块的大小或重量或者其频率和幅度的限制。

因此，本发明的基本任务在于，提出以较低成本的和较容易的方式产生具有高频率的和/或高幅度的、相对较重的质块的振荡运动的方法以及设备。

根据本发明，该任务通过用于产生质块的振荡运动的方法以及通过用于产生质块的振荡运动的设备来解决。作为补充，在使用用于产生振荡运动的根据本发明的方法的条件下加工构件的方法。

根据本发明提出了一种用于产生质块的，特别是工具的振荡运动的方法，其中质块在振荡传播方向上在至少两个紧固体之间与所述紧固体机械连接并且所述质块由两个紧固体通过施加挤压力来夹紧，并且至少所述紧固体形成为谐振系统的组件，并且将激励振荡导入谐振系统，所述激励振荡的频率实质上与谐振系统的谐振频率一致，从而使得谐振系统发生振荡。此外，该振荡优选为具有被定义的传播方向的驻波。质块在振荡传播方向上被设置和夹紧在所述紧固体之间。激励频率最好应当与谐振频率完全一致。然而对于实际情况而言，激励频率与谐振频率的偏差是可允许的，其中激励频率f_s能够位于f_s＝0.8…1.2f_r的范围内。此外，f_r定义谐振频率。

因此，只要在系统中不存在衰减，谐振频率被认为基本上与各自的固有频率相同。由此，设置持续的激励，则轻微的衰减，例如由在振荡中的质块与另一个物品之间的机械接触所导致的衰减是可忽略的。然而，实际上存在主要对质块的振荡发送作用的衰减，衰减因数借助各自的固有频率算出，并且以这种方式确定谐振频率。

由于质块与紧固体的机械连接，则在紧固体发生谐振行动时，所述质块以相同的频率和幅度振荡。由此，两个具有至少差不多相同的谐振频率的、共振协调的紧固体至少部分地形成所述谐振系统。