专利名称：具有振动阻尼的平面部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面部件，特别是金属薄板元件，设有用于其主动振动阻尼的至少一个压电激励器。
背景技术：
例如从US 4,626, 730,EP 0 720 144或者WO 97/16048已知使用压电激励器将消除振动结构声(structure-borne sound)输入到机械结构中。压电激励器使用在最大振幅位置处安置的振动传感器在反馈控制电路中操作，以便为振动最小化的反馈控制目标提供实际值。关于最大地衰减部件的各种振荡模态，已知系统目前不能处理将压电声耦合到所述部件中的优化。本发明的目的在于解决这个问题。
发明内容
为此，本发明提供一种平面部件，特别是金属薄板元件，设有用于其主动振动阻尼的至少一个压电激励器，并且其特征在于，所述压电激励器安装在形成于所述部件中的凸缘(bead)的内侧或外侧。这样，设置特别高固有刚度的部位以输入压电激励器的结构声，这能够最大可能地使部件的激振点相互解耦，这将在后面进行更详细地解释。由此，一方面，能够精确计算和控制补偿信号，以及另一方面，能够优化传播，进而能够获得消除信号的最佳效果。结果， 与已知装置相比，在相同的电能量级上，能够在所述部件中产生明显更大量的结构声能。而且，由于所述部件进行主动阻尼，在不削弱机械强度的条件下，能够减小所述凸缘深度，由此，在凸缘或卷边结合(“沟槽构造(canaluring) ”)过程中，能够节省原材料和 /或减少工序。如果所述压电激励器在凸缘的最大曲率位置处施加到所述凸缘上，由此能够实现对声输入的位置的最大固有刚度，这是特别有利的。如果压电激励器在其延伸部分的方向上观察时在具有最大凸曲率位置处施加到所述凸缘，很大程度上排除压电激励器在其压电收缩(piezostriction)时可能的脱离，这是特别有利的。根据本发明的另一优选实施例，所述部件对每个基本振荡模态设有至少一个凸缘，以衰减其基本振荡模态，这引起在这个模态中的机械强化(mechanical stiffening)。 这样，所述凸缘不仅用于强化目的，还用于输入所述消除信号，进而在确切的显著振荡模态中执行振动阻尼。如果根据本发明的另一特征，金属薄板元件设有彼此垂直延伸的至少两个凸缘， 每个凸缘都承载一个压电激励器，这是特别有利的。这样，能够在中间方向上利用在两个垂直方向上输入的声的相应矢量混合量(vectorial mixture)附加地衰减振动模态。在本发明的特别优选的实施例中，所述部件设有中心环形延伸的凸缘和由其径向向外延伸的至少四个凸缘，优选是八个凸缘，其中，所述凸缘中的至少两个凸缘各承载一个压电激励器。环形凸缘机械地抵消膨胀(bulging)的振荡模态(“膨胀模态(buldging mode)”)，并且所述径向凸缘抵消弯曲和扭转模态；然而，利用在所述径向凸缘处输入到压电激励器的声的矢量混合量，能够实现在所有三个模态中消除声波，这减少了所需要的压电激励器的数量。如果所述压电激励器是附着到所述凸缘的弯曲形状上的柔性压电薄膜，这是特别有利的。这样，能够实现由压电激励器输入到部件中的力的最大效率。优选地，所述压电激励器具有至少一个明显的压电收缩方向，并且这个方向取向成平行于所述凸缘的延伸部分。所述压电激励器的收缩力因而准确地作用在凸缘延伸部分的方向上，能够实现最大的声输出量。根据本发明的另一优选特征，所述压电激励器能够以简单的方式粘贴到所述部件上，其中，优选将压电激励器布置在所述凸缘的凸区域上，以便减小所述压电激励器在运行过程中脱离的风险。
下面利用附图中所示的示例性实施例更详细地解释本发明，其中图1显示本发明的部件的平面图；图2显示沿图1的剖切线II-II剖切的部件的截面图；图3显示图1的部件的其中一个凸缘的部分透视图；图4显示图1的部件的其中一个凸缘的沿剖切线在凸缘延伸部分的方向上剖切的部分截面图，图5和图6显示适用于部件的凸缘的各种变型方案；以及图7显示实施为传动轴通道的本发明的另一部件的透视图。
具体实施例方式图1显示实施为平面金属薄板面板的平面部件1。为了强化目的，部件1设有中央环形凸缘2和从中央环形凸缘2径向向外延伸的凸缘3-6。凸缘3-6对应于部件1的基本振荡模态进行布置，使得凸缘3-6中的每一个凸缘针对一个基本振荡模态强化部件1，即环形延伸的凸缘2，用于针对膨胀模态强化部件1，纵向地和横向地延伸的凸缘3、5，用于针对弯曲模态强化部件1，以及对角线凸缘4、6，用于针对扭转模态强化部件1。在所示实例中，凸缘3-5中的每一个凸缘装配有各自的压电激励器7-9，用于将结构声(振动)输入到部件1中。用于结构声(振动)的传感器10，优选薄膜形状的压电转换器，在距离压电激励器7-9 —距离的位置处放置在部件1上。振动传感器10的位置选择成，使得振动传感器10的位置在部件1的每一个振荡模态都可能受到激励。利用电子控制装置(未图示)，通常为相应地编程的信号处理器，压电激励器7-9 装载有电信号，使得它们因它们的压电收缩效应而产生结构声，并且将所述结构声作为消除声输入到部件1中，补偿(compensate)部件1的固有振动。为此，控制装置从振动传感器10接收测量信号，并且追求使这个测量信号最小的反馈控制目标。
权利要求
1.一种平面部件，尤其是金属薄板元件，设有用于其主动振动阻尼的至少一个压电激励器，其特征在于，所述压电激励器(7-9)施加到形成于所述部件中的凸缘(3-5)的内侧或外侧(15)。
2.根据权利要求1所述的部件，其特征在于，所述压电激励器(7-9)在所述凸缘(3-5)的最大曲率的位置(1 处施加到所述凸缘 (3-5)。
3.根据权利要求1或2所述的部件，其特征在于，在所述凸缘(3-5)的延伸部分(11)的方向上观察时，所述压电激励器(7-9)在所述凸缘(3-5)的最大凸曲率的位置(12)处施加到所述凸缘(3-5)。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的部件，其特征在于，所述部件对每个基本振荡模态设有至少一个凸缘(3- ，以衰减其基本振荡模态，这导致所述部件在这个模态上的机械强化。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的部件，其特征在于，所述部件设有彼此垂直地延伸的至少两个凸缘(3-5)，每个凸缘各承载一个压电激励器(7、钔。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的部件，其特征在于， 所述部件设有中央环形延伸的凸缘( 和从所述中央环形延伸的凸缘( 径向向外延伸的至少四个，优选八个，凸缘(3-6)，其中，至少两个所述凸缘(3-6)各承载一个压电激励器(7-9)。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的部件，其特征在于，所述压电激励器(7-9)是适应于所述凸缘的弯曲的柔性压电薄膜。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的部件，其特征在于，所述压电激励器(7-9)具有至少一个明显的压电收缩方向(16)，并且定向成平行于所述凸缘(3-5)的延伸部分(11)。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的部件，其特征在于，所述凸缘的外表面(1 在所述凸缘端部经由凸/凹序列(12-14)延伸到所述部件平面中，并且所述压电激励器(7-9)定位在所述凸/凹序列的凸区域(12)中。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的部件，其特征在于，所述压电激励器(7-9)被粘贴到所述部件(1)上。
全文摘要
本发明涉及一种平面部件(1)，尤其是金属薄板元件，所述平面部件(1)设有用于主动振动阻尼的至少一个压电激励器(7-9)，所述压电激励器安装到形成于所述部件中的凸缘(3-5)的内侧或外侧(15)上。
文档编号F16F15/00GK102317643SQ201080008049
公开日2012年1月11日 申请日期2010年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者C·范克豪泽, M·福拉贝尔 申请人:玛格纳斯太尔汽车技术股份公司