DE03816302T1 - PIEZOELEKTRISCHE FLÜSSIGKEITSTRûGHEITSSCHWINGUNGSBESEITIGUNGS-VORRICHTUNG - Google Patents

PIEZOELEKTRISCHE FLÜSSIGKEITSTRûGHEITSSCHWINGUNGSBESEITIGUNGS-VORRICHTUNG Download PDF

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Abstract

Schwingungsisolator mit:
einem Gehäuse;
einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten Kolben, der mit einem ersten Körper zu verbinden ist;
einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die durch das Gehäuse und den Kolben begrenzt sind;
einer Abstimmöffnung, die die erste Kammer und die zweite Kammer in Fluidverbindung miteinander setzt;
einer in der Abstimmungsöffnung angeordneten Abstimmmasse; und
mindestens einem an den Kolben angeschlossenen Betätiger zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf den Kolben.

Claims (44)

  1. Schwingungsisolator mit: einem Gehäuse; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten Kolben, der mit einem ersten Körper zu verbinden ist; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die durch das Gehäuse und den Kolben begrenzt sind; einer Abstimmöffnung, die die erste Kammer und die zweite Kammer in Fluidverbindung miteinander setzt; einer in der Abstimmungsöffnung angeordneten Abstimmmasse; und mindestens einem an den Kolben angeschlossenen Betätiger zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf den Kolben.
  2. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, wobei die Abstimmmasse ein Fluid ist.
  3. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, wobei die Abstimmmasse ein festes Material ist.
  4. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, des Weiteren mit mindestens einem mit der Abstimmöffnung ausgerichteten Strömungsablenker zum Leiten der Strömung eines Abstimmfluids.
  5. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, des Weiteren mit einer Gasspeicherkammer in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer zum Sammeln und Speichern von Gas aus der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer, und der Abstimmöffnung.
  6. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, wobei die Länge der Abstimmöffnung einstellbar ist.
  7. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, wobei die Abstimmöffnung sich ausserhalb des Gehäuses befindet.
  8. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, wobei die Abstimmöffnung in die Wand des Gehäuses integriert ist.
  9. Schwingungsisolator nach Anspruch 1, wobei der Betätiger ein piezo-elektrischer Betätiger ist.
  10. Schwingungsisolator mit: einem Gehäuse; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten ersten Kolben, der mit einem schwingendem Körper zu verbinden ist; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten zweiten Kolben; mindestens einem piezo-keramischen Betätiger, der mit dem zweiten Kolben verbunden ist zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf den zweiten Kolben; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, welche jeweils durch das Gehäuse, den ersten Kolben und den zweiten Kolben begrenzt sind; einer Abstimmöffnung in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer; und einem Abstimmfluid in der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und der Abstimmöffnung.
  11. Schwingungsisolator nach Anspruch 10, des Weiteren mit einer Gasspeicherkammer in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer oder der zweiten Fluidkammer zum Sammeln und Speichern von Gas aus der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und der Abstimmöffnung.
  12. Schwingungsisolator nach Anspruch 11, wobei die Gasspeicherkammer sich unterhalb der ersten Fluidkammer oder der zweiten Fluidkammer befindet, und in Fluidverbindung steht mit der ersten Fluidkammer oder der zweiten Fluidkammer über einen Durchlass mit einem Einwegventil, das eine Fluidströmung durch den Durchlass nur zulässt wenn der Druck in der Fluidkammer mit welcher er in Fluidverbindung steht grösser ist als der Druck in der Gasspeicherkammer.
  13. Schwingungsisolator nach Anspruch 10, wobei die Abstimmöffnung sich ausserhalb des Gehäuses befindet.
  14. Schwingungsisolator nach Anspruch 10, wobei die Abstimmöffnung in die Wand des Gehäuses integriert ist.
  15. Schwingungsisolator nach Anspruch 10, des Weiteren mit: einer zweiten Abstimmöffnung in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer; einem mit der zweiten Abstimmöffnung assoziierten Mittel zum Vorsehen eines zusätzlichen Freiheitsgrades; wobei Schwingungen mit zwei verschiedenen Frequenzen isoliert werden.
  16. Schwingungsisolator nach Anspruch 15, wobei die Schwingungen harmonisch sind.
  17. Schwingungsisolator nach Anspruch 15, wobei das Mittel zum Vorsehen eines zusätzlichen Freiheitsgrades ein Feder-Masse-Teil ist.
  18. Schwingungsisolator nach Anspruch 15, wobei das Mittel zum Vorsehen des zusätzlichen Freiheitsgrades ein Kolben ist, für den die Wirkung durch eine Feder beschränkt ist.
  19. Schwingungsisolator nach Anspruch 10, wobei der Betätiger ein piezo-elektrischer Betätiger ist.
  20. Schwingungsisolator mit: einem Basisteil zur Verbindung mit einem ersten Körper; einem Gehäuse; einer nachgiebig in dem Gehäuse getragenen Abstimmmasse; mindestens einem zwischen dem Basisteil und dem Gehäuse angeordneten piezo-keramischen Betätiger zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf das Gehäuse.
  21. Zwei-Frequenz-Schwingungsisolator mit: einem Gehäuse; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten ersten Kolben, der mit einem ersten Körper zu verbinden ist; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten zweiten Kolben; mindestens einem Betätiger, der mit dem zweiten Kolben verbunden ist zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf den zweiten Kolben; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die jede durch das Gehäuse, den ersten Kolben und den zweiten Kolben begrenzt sind; einer ersten Abstimmöffnung in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer; einer zweiten Abstimmöffnung in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer; einem mit der zweiten Abstimmöffnung assoziierten Mittel zum Vorsehen eines zusätzlichen Freiheitsgrades; und einem Abstimmfluid in der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer, der ersten Abstimmöffnung und der zweiten Abstimmöffnung, wobei die erste Abstimmöffnung die Isolation einer harmonischen Schwingung mit einer ersten ausgewählten Frequenz, und die zweite Öffnung die Isolation einer Schwingung mit einer zweiten ausgewählten Frequenz gewährleistet.
  22. Schwingungsisolator nach Anspruch 21, wobei das Mittel zum Vorsehen des zusätzlichen Freiheitsgrades ein Feder-Masse-Teil ist.
  23. Schwingungsisolator nach Anspruch 21, wobei das Mittel zum Vorsehen des zusätzlichen Freiheitsgrades ein Kolben ist, für den die Wirkung durch eine Feder beschränkt ist.
  24. Schwingungsisolator nach Anspruch 21, mit: zwei zusätzlichen Abstimmöffnungen; einem mit jeder zusätzlichen Abstimmöffnung assoziierten Mittel zum Vorsehen eines zusätzlichen Freiheitsgrades; wobei jede zusätzliche Abstimmöffnung die Isolation einer Schwingung mit einer entsprechenden zusätzlichen ausgewählten Frequenz gewährleistet.
  25. Schwingungsisolator mit: einem Gehäuse; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten ersten Kolben, der mit einem ersten Körper zu verbinden ist; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten zweiten, vielstufigen Kolben, wobei der zweite, vielstufige Kolben gestaltet ist, um eine erste Vielzahl von Stufen zu bilden, die in Fluidverbindung mit einer ersten Fluidkammer sind, und eine zweite Vielzahl von Stufen aufzuweisen, die in Fluidverbindung mit einer zweiten Fluidkammer sind; mindestens einem mit dem zweiten, vielstufigen Kolben verbundenen Betätiger zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf den zweiten vielstufigen Kolben; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die jeweils durch das Gehäuse, den ersten Kolben und den zweiten, vielstufigen Kolben begrenzt sind; mindestens einer Abstimmöffnung in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer; und einem Abstimmfluid in der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und der Abstimmöffnung.
  26. Schwingungsisolator nach Anspruch 25, wobei der Betätiger ein piezo-elektrischer Betätiger ist.
  27. Schwingungsisolator nach Anspruch 25, wobei die einzelnen Stufen der ersten Vielzahl von Stufen und die einzelnen Stufen der zweiten Vielzahl von Stufen in einer abwechselnden Anordnung vorgesehen sind.
  28. Schwingungsisolator mit: einem Gehäuse; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten ersten vielstufigen Kolben, wobei der erste, vielstufige Kolben gestaltet ist, um eine erste Vielzahl von Stufen in Fluidverbindung mit einer ersten Fluidkammer, und eine zweite Vielzahl von Stufen in Fluidverbindung mit einer zweiten Fluidkammer aufzuweisen; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten zweiten Kolben, der an einen ersten Körper anzuschliessen ist; mindestens einem Betätiger, der mit dem ersten, vielstufigen Kolben verbundenen ist zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf den ersten, vielstufigen Kolben; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die jeweils durch das Gehäuse, den ersten vielstufigen Kolben und den zweiten Kolben begrenzt sind; mindestens einer Abstimmöffnung in Fluidverbindung sowohl mit der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer; und einem Abstimmfluid in der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und der Abstimmöffnung.
  29. Schwingungsisolator zur Isolation von Schwingungen eines drehenden Mechanismus gegenüber einer Struktur, mit: einem Gehäuse, das mit der Struktur zu verbinden ist; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten ersten Kolben; einer mit dem ersten Kolben verbundenen Tragplatte, wobei die Tragplatte mit dem drehenden Mechanismus zu verbinden ist; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten zweiten Kolben; mindestens einem piezo-keramischen Betätiger, der mit dem zweiten Kolben verbunden ist zum wahlweisen Übertragen von Kräften auf den zweiten Kolben; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die jeweils durch das Gehäuse, den ersten Kolben und den zweiten Kolben begrenzt sind; einer Abstimmöffnung in Fluidverbindung mit der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer ist; und einem Abstimmfluid in der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und der Abstimmöffnung; wobei die Übertragung von Strukturschwingungen von dem drehenden Mechanismus auf die Struktur ausgeschlossen ist.
  30. Schwingungsisolator nach Anspruch 29, wobei die ausgeschlossene Schwingung in dem Bereich der Eigenfrequenz der Struktur ist.
  31. Schwingungsisolator nach Anspruch 29, des Weiteren mit: einer Gasspeicherkammer in Fluidverbindung mit der ersten Kammer zum Sammeln und Speichern von Gas aus der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und der Abstimmöffnung.
  32. Schwingungsisolator nach Anspruch 29, wobei die Abstimmöffnung sich ausserhalb des Gehäuses befindet.
  33. Schwingungsisolator nach Anspruch 32, des Weiteren mit: einem die Abstimmöffnung umgebenden Schutzschirm zum Schützen der Abstimmöffnung gegen Beschädigung und Trümmer.
  34. Schwingungsisolator nach Anspruch 29, des Weiteren mit: einem dem Gehäuse wirksam zugeordneten Beschleunigungsmesser zum Abfühlen der harmonischen Schwingung des drehenden Mechanismus bei Veränderungen der Geschwindigkeit des drehenden Mechanismus.
  35. Verfahren zum Steuern der akustischen Strahlung eines Schiffes, gemäss folgender Verfahrensschritte: Vorsehen eines abstimmbaren Schwingungsisolators mit einem Gehäuse, einem schwingenden Kolben und einem Abstimmkolben; Verbinden des Gehäuses mit einem Rumpf des Schiffes; Verbinden des schwingenden Kolbens mit einem schwingenden Körper auf dem Schiff; und selektive Abstimmung der Frequenz des Abstimmkolbens zum Ausschliessen der Übertragung von Strukturschwingungen von dem schwingenden Körper auf den Rumpf des Schiffes.
  36. Verfahren nach Anspruch 35, wobei der Verfahrensschritt der selektiven Abstimmung der Frequenz des Abstimmkolbens erreicht wird durch selektives Betätigen des Abstimmkolbens mit mindestens einem Betätiger.
  37. Schwingungsisolator nach Anspruch 36, wobei der Betätiger ein piezo-elektrischer Betätiger ist.
  38. Schwingungsisolator mit: einem Gehäuse; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten Kolben, der mit einem ersten Körper zu verbinden ist; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die durch das Gehäuse und den Kolben begrenzt sind; einer Abstimmöffnung, die die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer in Fluidverbindung miteinander setzt; einem Abstimmfluid in der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer und der Abstimmöffnung; und mindestens einem Festkörperbetätiger, der wirksam mit dem Abstimmfluid assoziiert ist, um Schwingungen des schwingenden Körpers entgegenzuwirken.
  39. Schwingungsisolator nach Anspruch 38, wobei der Festkörperbetätiger ein elektrostriktives Material ist.
  40. Schwingungsisolator nach Anspruch 38, wobei der Festkörperbetätiger ein magnetostriktives Material ist.
  41. Schwingungsisolator mit: einem Gehäuse; einem nachgiebig in dem Gehäuse angeordneten Kolben, der mit einem ersten Körper zu verbinden ist; einer ersten Fluidkammer und einer zweiten Fluidkammer, die durch das Gehäuse und den Kolben begrenzt sind; einer Abstimmöffnung, die die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer in Fluidverbindung miteinander setzt; einem Abstimmfluid in der ersten Fluidkammer, der zweiten Fluidkammer, und der Abstimmöffnung; und mindestens einem Betätiger, der wirksam mit dem Abstimmfluid assoziiert ist, um Schwingungen des schwingenden Körpers entgegenzuwirken.
  42. Schwingungsisolator nach Anspruch 41, wobei der Betätiger ein elektro-magnetischer Betätiger ist.
  43. Schwingungsisolator nach Anspruch 41, wobei der Betätiger ein pneumatischer Betätiger ist.
  44. Schwingungsisolator nach Anspruch 41, wobei der Betätiger ein hydraulischer Betätiger ist.
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