用于产生质块的振荡运动的方法和设备技术

本发明专利技术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。本发明专利技术还涉及一种在使用根据本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生质块的振荡运动的方法和设备本专利技术涉及用于产生质块，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。DE10027264C5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，本专利技术的基本任务在于，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。根据本专利技术，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专利技术的方法的条件下加工构件的方法。根据本专利技术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fs能够位于fs＝0.8…1.2fr的范围内。此外，fr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。根据本专利技术的方法的优点在于，通过将质块定位和夹紧到紧固体之间，则在紧固体振荡时能够携带质块，其中其各自通过由每一个紧固体作用的挤压力在每一个其他的紧固体的方向上推动。也就是说，对于第一紧固体(其例如能够设置在振荡激励器处，厚于第二紧固体)的振荡有正幅度时，质块在第二紧固体的方向上被推动，并且在振荡条件下线性运动发生回转，并且作为结果有负幅度时，重新从第二紧固体出发在第一紧固体的方向上被推动。因此，在所述紧固体中的一个和/或质块上没有出现拉伸力，而仅仅是将挤压力作用在质块上。本领域中的技术人员能够充分认识到的是，大多数固体材料的允许的挤压应力远高于允许的拉伸应力。关于允许的拉伸应力或者挤压应力，应力被理解为能够由相应的固体材料所组成的主体所承受，而不会发生弹性地形变。对于具有相对高频率和较高幅度的质块的振荡，作用在该质块上的最大的力，即惯性力，其与所述质块的大小(或者重量)以及其加速度有关。现在允许的应力越大，则能够在质块上作用的允许的力就越大。此外，当质块恒定时，由此能够将质块的加速度设定得更大。这意味着，对于振荡而言，所述质块能够以相比于常规的质块在振荡情况下更高的频率和/或更大的幅度进行振荡。因此根据本专利技术允许较重的质块以常规的频率或幅度加速，或者反过来允许常规的质块以较高的频率和较大的幅度加速。这使得能够实现新的加工技术和/或在使用以振荡为基础的技术时有被缩短的加工时间。在一个根据本专利技术的方法的实施方式中提出的是，谐振系统通过紧固体设计为，使得紧固体仅仅由激励振荡来进行激励。也就是说，被引入的激励振荡的频率对应于由紧固体所形成的谐振系统的谐振频率。在该设计方案中，固定在紧固体之间的质块不是谐振系统的组件，并且作为结果本身不通过激励振荡来直接激励。这例如能够由此实现的是，质块的固有频率不同于激励频率。该质块能够以有利的方式形成为工具。也就是说，在所述紧固体之间的、形成为工具的质块以振荡运动从所述紧固体移开，其中工具的振荡运动能够在加工过程中被充分利用。因此，该质块也不是执行该方法的设备(其产生振荡)的组件。在一个可供选择的设计方案中提出的是，谐振系统通过紧固体和质块形成为，使得该紧固体和质块由激励振荡进行激励。也就是说，在该设计方案中，被引入的激励振荡的频率对应于由紧固体以及质块构成的谐振系统的谐振频率。因此，质块能够与紧固体完全一样通过激励频率进行激励。根据本专利技术提出了另一种用于产生质块的振荡运动的设备，所述设备能够包括所述质块(其特别能够为工具)并且包括谐振系统，所述质块可借助该谐振系统加速。所述设备包括振荡发生器，借助该振荡发生器可产生激励振荡，该激励振荡的频率与谐振系统的谐振频率基本上一致。根据本专利技术，至少两个紧固体是谐振系统的组件，其中质块与紧固体以如下方式机械连接，即使得其固定在所述紧固体之间，其中质块由两个紧固体通过施加挤压力来夹紧。也就是说，在应用纵向振荡时，质块在振荡传播方向上固定在所述紧固体之间。根据本专利技术的设备特别用于执行根据本专利技术的方法。因此如上文所给出的，可设想的是，谐振系统仅仅通过紧固体形成，或者该谐振系统通过紧固体与质块一起形成。优选地，将超声波转换器用作振荡发生器，从而使得激励振荡是超声波振荡。可设想的是，质块由两个紧固体通过施加挤压力来夹紧。该设计方案特别用于本专利技术的实施方式，其中谐振系统通过紧固体和质块形成。紧固体和质块借助挤压力同步振荡作为谐振的系统，从而使得不必担心所述紧固体中的一个从质块脱落。因此，也不必在所述紧固体之间设置机械的、传导拉伸力的装置。同样，能够将以力配合的方式固定质块和以形状配合的方式容纳质块来进行组合。因此，挤压力最好是在紧固体中近似无振荡的位置，例如振荡节点处被引入紧固体，在该位置处记录了振荡曲线的过零点。在所述过零点处的夹紧最好是通过两个紧固体实现。在一个根据本专利技术的设备的设计方案中可设想的是，在紧固体之间存在机械连接，拉伸力可借助该机械连接在紧固体之间传递。该机械连接能够穿过在紧固体之间的质块或者绕过(überbrücken)该质块。在振荡的传播方向上存在在紧固体之间的质块和机械连接的平行设置。机械连接最好是螺丝连接，也就是说，一个机械连接，其同样能够在质块上施加挤压力。通过该挤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.11 DE 102011008576.91.一种用于产生质块的振荡运动的方法，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至少两个紧固体机械连接，并且所述质块(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，所述激励振荡的频率实质上与所述谐振系统的谐振频率一致，从而使得谐振系统发生振荡，其中，所述振荡为驻波，并且所述挤压力(F)引入所述紧固体(10、20)的位置对应于零点或振荡节点(0)。2.如权利要求1所述的用于产生质块的振荡运动的方法，其中所述谐振系统通过所述紧固体(10、20)形成为，使得所述紧固体(10、20)仅仅由所述激励振荡来进行激励。3.如权利要求1所述的用于产生质块的振荡运动的方法，其中所述谐振系统通过所述紧固体(10、20)和质块(50)形成为，使得所述紧固体(10、20)和所述质块(50)由所述激励振荡来进行激励。4.如权利要求1所述的用于产生质块的振荡运动的方法，其中所述质块(50)为工具(90)。5.一种用于产生质块的振荡运动的设备，包括质块(50)；谐振系统，所述质块(50)能够借助所述谐振系统加速；以及振荡发生器(60)，借助所述振荡发生器(60)能够产生驻波形式的激励振荡，所述激励振荡的频率实质上与所述谐振系统的谐振频率一致，其特征在于，所述谐振...

【专利技术属性】
技术研发人员：豪格·海西尔，哈拉德·海西尔，托马斯·海西尔，
申请(专利权)人：戴维德有限公司，
类型：
国别省市：