WO2009118059A1 - Vorrichtung und verfahren zur anregung und/oder dämpfung und/oder erfassung struktureller schwingungen einer plattenförmigen einrichtung mittels einer piezoelektrischen streifeneinrichtung - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
Definitions
- the present invention relates to a device and a method for excitation and / or damping and / or detection of vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device.
- the older German patent application DE 10 2007 012 925 describes a method and a device for damping structural vibrations of a carrier device by means of a piezoelectric actuator device.
- the piezoelectric actuator device has a longitudinally and / or transversely to the structural vibrations attenuating piezoelectrically excitable strip having a first end portion and a second end portion which is connected at least at one of the first end portion and a second end portion with a surface of the support means, so that the longitudinal and / or transverse vibrations are transferable to the carrier device.
- the dimensions of the strip are thus substantially lower than those of the carrier device, so that the vibration transmission is essentially punctiform.
- FIG. 13 shows a device for damping structural vibrations of a carrier device by means of a piezoelectric actuator device according to the earlier German patent application DE 10 2007 012 925.
- reference numeral 1 denotes a support means.
- a piezoelectric actuator device in the form of a longitudinal and / or transverse vibrations of the piezoelectrically excitable strip 2, which damps the structural vibrations is attached on the surface OF of the carrier device 1, a piezoelectric actuator device in the form of a longitudinal and / or transverse vibrations of the piezoelectrically excitable strip 2, which damps the structural vibrations, is attached.
- the strip 2 has a first end region E1 and a second end region E2.
- the first end region E1 is adhesively bonded to the surface OF of the carrier device in the region 3a
- the second end region E2 is adhesively bonded to the surface OF of the carrier device 1 in the region 3b.
- the connection of the strip 2 with the surface OF is not limited to the illustrated strip-
- the strip 2 extends upwardly curved over the surface OF, so that it spans a cavity 6 bridge-shaped.
- an additional mass device 5 is attached in the middle of the side facing away from the surface OF side of the strip 2.
- the purpose of the mass device 5 is to generate a reaction force for damping the structural vibrations.
- the strip 2 is multi-layered. In the middle is a piezoelectric ceramic layer 20, which is electrically controllable via adjacent electrode layers 21.
- An epoxide resin layer 21 and a polyimide layer 22 are located on or below the electrode layers.
- the electrode layers 21 are electrically connected via a connection device (not shown) to the oscillations in the strip 2 in the longitudinal and / or transverse direction of the strip 2 couple.
- the strip 2 has a substantially smaller extension than the carrier device 1, e.g.
- the size of the strip 2 is in the range 1-2 cm length x 0.5 cm width and that of the support device 1 in the range 10-20 cm length x 5-10 cm width.
- inventive device according to claim 1 or the inventive method according to claim 14 have the advantage that they create a new family of speaker devices, sound attenuation devices or vibration sensor devices or vibration isolation devices, which can be used, if necessary, on transparent surfaces. Very broad application areas are possible, in particular applications in motor vehicles, electronics and mechanical constructions. The features listed in the dependent claims relate to advantageous developments and improvements of the subject matter of the invention.
- the piezolelektician strip elements on a group of one or more piezolelektician strip elements having a first end and a second end, which are connected to the carrier device, and having a central region which is connected to the plate-shaped device, and have a curvature of the central region, so that a cavity is formed to the support means.
- other geometries are applicable, in particular a series or parallel connection of the strip elements or a design as a continuous strip with a plurality of adjoining strip elements.
- a guide plate connected to the carrier device is provided above the strip element, which has an opening above the middle area of the strip element and which is designed such that it prevents a stroke of an edge area of the strip element with respect to the carrier device. This makes it possible to achieve large strokes with long strip elements.
- the guide plate has an electrode function for the strip element. Likewise, heat loss during piezoactivity can be derived via the guide plate.
- the device is designed to excite structural vibrations of the plate-shaped device and has a loudspeaker function.
- the plate-shaped device is a cover of a mobile electronic device, in particular a portable computer.
- 1a-c is a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a first embodiment of the present invention, namely Fig. Ia in plan view, Fig. Ib as a sectional view along the line AA 'in Fig. Ia and Fig. Ic as
- Fig. 2 is a Bode diagram for explaining the frequency response of the device according to Fig. La-c;
- Fig. 3 is an application example of the device according to Fig. La-c;
- FIG. 4 shows a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural oscillations of a plate-like device by means of a piezoelectric strip device according to a second embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG.
- FIG. 5 shows a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural oscillations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a third embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG.
- FIG. 6 is a schematic representation of a device for exciting and / or damping and / or detecting structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a fourth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG.
- FIG. 7 is a schematic representation of a device for exciting and / or damping and / or detecting structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a fifth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG.
- FIG. 8 is a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural oscillations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a th embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG. Ic;
- FIG. 9 is a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural oscillations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a seventh embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG.
- FIG. 10 shows a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural oscillations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to an eighth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG.
- FIG. 11 is a schematic illustration of a device for exciting and / or damping and / or detecting structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a ninth embodiment of the present invention
- FIG. 12 shows a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural oscillations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a tenth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG. and
- FIG. 1a-c show a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a first embodiment of the present invention, namely Fig. Ia in plan view, Fig. Ib as Section view along the Line AA 'in Fig. Ia and Fig. Ic as cut-out enlargement along the section Al in Fig. Ia.
- La-c reference numeral 1 denotes a support means in the form of a metal or plastic frame.
- a plate-shaped device 10 in the form of a glass plate is attached via a piezoelectric strip device 2 by a gap 11 spaced from the carrier device 1.
- the piezoelectric strip device 2 has a plurality of piezoelectric strips 2, which are connected both to the carrier device 1 and to the plate-shaped device 10.
- the dimensions of the strips 2 are substantially smaller than those of the carrier device 1 and the plate-shaped device 10, so that the coupling of the strips 2 is essentially to be regarded as punctiform.
- each piezoelectric strip 2 is connected to the surface OF of the carrier device 1 at a first end region E1 and at a second end region E2 in the regions 3a and 3b, for example by gluing.
- the upper side of the piezoelectric strips 2 is connected in its upper middle region M in the region 3c to the underside of the plate-shaped device 10, for example by gluing.
- the strips 2 extend upward curved over the surface OF, so that they span over a cavity 6 bridge-shaped.
- the strips 2 are multi-layered. In the middle is a piezoelectric ceramic layer 20, which is electrically controllable via adjacent electrode layers 21. On or below the electrode layers 21 are an epoxy resin layer 22 (or thermoplastic layer) and a polyimide layer 23. The electrode layers 21 are electrically connected to a control device C via a connection device (not shown).
- control device C By virtue of the control device C, three different functionalities can, in principle, be provided in combination.
- the first functionality is a suggestion of structural
- Vibrations of the plate-shaped device 10 by means of the piezoelectric strips 2 (speaker operation).
- the second functionality is a damping of structural vibrations of the plate shaped device 10 by means of the piezoelectric strip device 2 (vibration decoupling operation).
- the third functionality is a detection of structural oscillations of the plate-shaped device 10 by means of the piezoelectric strip device 2 (sensor operation).
- the basic principle for generation / damping / detection of structural vibrations in the plate-shaped device 10 is a change in length of the piezoelectric strips 2, which causes a movement in the direction of the arrow S 1 perpendicular to the surface OF of the carrier device 1, and thus a corresponding deflection The attachment points of the plate-shaped device 10.
- the deformation of the plate-shaped device 10 leads to solid-body translational vibrations and also to a lesser extent to undesirable bending vibrations.
- the ratio thickness / (width x length) of the plate-shaped device 10 must be selected accordingly. Create these vibrations
- Fig. 2 is a Bode diagram for explaining the frequency response of the device of Fig. La-c.
- Curve B in FIG. 2 shows the transmission characteristic A of a device according to FIG. 1a-c in loudspeaker operation.
- the curves A show transmission characteristics of known columnar piezo actuator loudspeakers in which self-modes of flexural vibration play a major role and produce a nonuniform frequency characteristic undesirable in loudspeakers.
- the curve B of the device according to the invention according to FIG. 1a-c has an almost ideal flat frequency characteristic, which makes it possible to uniformly transmit each frequency component of the signal within the bandwidth of the loudspeaker. In other words, the bending vibrations with a suitable rigidity of the plate-shaped device 10 are not noticeable.
- the actuator component of the loudspeaker in the form of the strips 2 is invisible and does not limit the transparency if the plate-shaped device 10 consists of a transparent material.
- the actuator The speaker of the speaker is light and contains no magnetic conductor materials and no winding as Tauchspulenaktor.
- the actuator component of the loudspeaker requires only a small installation space and can be completely installed in the surrounding frame or support. The installation height is typically in the range 2 to 3 mm. Due to its structure, this type of speaker is very robust, although the actuator device has elements with a composite structure, but no elements that slide on each other.
- the positions of the piezoelectric strips 2 should be determined in consideration of natural vibration modes of the plate-shaped device 10.
- Fig. 3 is an application example of the device according to Fig. La-c.
- a laptop L is shown with a lid D.
- Reference numeral Ia denotes an LCD display of the lid D, which corresponds to the carrier device.
- Reference numeral 10a denotes the back cover plate of the lid D, which corresponds to the plate-shaped device 10 of Fig. La-c.
- Reference numeral 2 denotes one of a plurality of piezoelectric strips 2 which are mounted between the LCD display 1 and the back cover plate 10a, for example, in an arrangement as shown in Fig. Ia. With this arrangement, it is possible to make the back cover 10a of the lid D of the laptop L to a woofer. With this feature, it is possible to increase the low-frequency components of the sound radiated from a laptop or similar computer, which is not usually possible by the known built-in speakers of mobile electrical devices.
- the damping mode, detected vibrations of the plate-shaped device 10 can be damped by corresponding activation of the piezoelectric strips 2.
- This operation is expediently accompanied by the sensor operation, which detects such vibrations by deformation of the piezoelectric strips 2.
- individual strips 2 can act timed both as a sensor element and as an actuator.
- one group of piezoelectric strips 2 works exclusively as sensor elements and another group exclusively as actuator elements.
- Acoustic damping applications are, for example, aerospace applications, as well as automotive applications, such as wind noise attenuation on windscreens of vehicles or aircraft noise insulation on the walls of aircraft.
- FIG. 4 is a schematic representation of a device for exciting and / or damping and / or detecting structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a second embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG. Ic.
- an increase in the offset or stroke S1 at the coupling points 3cl, 3c2, 3c3 of the plate-shaped device 10 can be achieved by an antiphase superposition of three piezoelectric strips 2a, 2b, 2c.
- a rigid intermediate plate Zl or Z2 are respectively arranged between the strips 2a, 2b and 2b, 2c.
- the strips 2a, 2b, 2c are continuous strips consisting of a plurality of strip segments 2 according to FIG. 1c.
- the ends El, E2 of the segments of the strip 2a are connected to the carrier device 1, the middle regions M of the segments 2 of the strip device 2a to the first intermediate plate Zl.
- the ends El, E2 of the segments 2 of the second strip device 2b are connected to the first intermediate plate Zl connected, and the central regions M of the segments 2 of the second strip device 2b with the second intermediate plate Z2.
- the ends E1, E2 of the elements 2 of the third strip device 2c are connected to the second intermediate plate Z2, the middle regions M of the segments 2 of the third strip device 2c to the plate-shaped device 10, namely at the coupling points 3cl, 3c2, 3c3.
- Respective ends E1, E2 of the strip elements 2 of the strip 2b lie above corresponding middle regions M of the strip elements 2 of the strip 2a.
- Respective ends E1, E2 of the strip elements 2 of the strip 2c lie above corresponding middle regions M of the strip elements 2 of the strip 2b.
- the structure of the strips 2a, 2b, 2c and the segments 2 corresponds to the structure described in connection with FIG. 1c.
- FIG. 5 is a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a third embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG. Ic.
- the stiffness of the middle region M of the strips is increased by connecting a plurality of strips 2d, 2e, 2f in parallel by being connected to one another in the end regions E1 and E2, respectively the points 3a, 3b are connected to the carrier device 1. Also, the force of the actuator is increased.
- 6 is a schematic representation of a device for exciting and / or damping and / or detecting structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a fourth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG. Ic.
- first and second piezoelectric strips 2a ', 2b' are provided which have substantially the same structure as the piezoelectric strip 2 of the first embodiment. The only difference is that the piezoelectric ceramic layer 20 and the electrode layers 21 adjacent thereto do not reach the end regions E1, E2 or E1 ', E2', but end at a distance therefrom.
- the first end portion El of the first strip 2a 'and the first end portion El' of the second strip 2b 'in the region 3a and 3b, respectively, are connected to the surface OF of the carrier device 1 (eg glued ).
- the second end region E2, E2 ' is connected to the plate-shaped device 10 (not shown here).
- FIG. 7 is a schematic representation of a device for excitation and / or attenuation and / or detection of structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a fifth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG. Ic.
- two curved piezoelectric strips 2g, 2h are connected at their first end E1 to the substrate at the points 3a and 3b respectively, whereas at their respective second end E2 they are connected to one another and also to the plate-shaped device 10 (not shown here) are connected. This leads to a decrease of the tension in the strips 2g, 2h due to an increased radius of curvature.
- FIG. 8 is a schematic representation of a device for exciting and / or damping structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a sixth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG.
- the strip 2 according to FIG. 1c is divided into two strips 2i, 2j.
- These strips 2i, 2j have an S-shaped form, wherein one of the ends El 'at the points 3a, 3b is connected to the carrier device 1, and the other end E2' at the points 3d and 3e is connected to the plate-shaped device 10. Also, such a construction lowers the bending stress of the piezoelectric strips 2i, 2j. Both piezoelectric strips 2i, 2j are to be controlled by the control device C in such a way that horizontal force components cancel out.
- FIG. 9 is a schematic representation of a device for excitation and / or damping and / or detection of structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a seventh embodiment of the present invention as a sectional view analogous to Fig. Ia.
- a carrier device 1 ' In the embodiment according to Fig. 9, three continuous strips with a plurality of successive segments 2 (cf., Fig. 4) are bonded in parallel on a surface OF on a carrier device 1 '.
- the piezoelectric strips 2k, 21 have varying widths. Thus, different forces can be exerted on the plate-shaped device 10 (not shown) at different locations.
- the piezoelectric strip 2m functions only as a sensor in this embodiment and may have constant or variable width.
- Fig. 9 Not shown in the illustration of Fig. 9 is the coupling of the plate-shaped device 10, which is to be realized according to FIG. Ic. Since the force of the piezoelectric strips 2k, 21, 2m acting in the normal direction to the surface OF is proportional to their width, it is possible in this embodiment to vary the force in the longitudinal direction of the strips 2k, 21, 2m, so that certain types of vibration of the strips plate-shaped device 10 can be induced.
- FIG. 10 is a schematic representation of a device for excitation and / or attenuation and / or detection of structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to an eighth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to FIG. Ic.
- a long piezoelectric strip 2n is connected to the carrier device 1 at its ends E1, E2 in the regions 3a and 3b, e.g. B. glued.
- This piezoelectric strip 2n is a longer piezoelectric strip in comparison to the piezoelectric strip 2 according to FIG. 1c.
- a guide plate FP having an opening O having a predetermined diameter d around the central portion M of the strip 2n. Only in this region of the opening O with a diameter d can the strip 2n execute a movement directed perpendicular to the surface OF of the carrier device 1 in the direction of the arrow S1.
- this guide plate FP In the edge regions of the strip 2n, ie in the contact area of the guide plate FP, this is not possible because this guide plate FP the strip 2n on the surface OF of the substrate 1 holds down. Due to the greater length of the strip 2n, this design allows a higher stroke of the strip 2n compared to the strip 2, since the change in length of the strip 2n is proportional to its length. Due to the presence of the guide plate FP, the stroke can be deliberately moved into the middle region M, and buckling of the strip 2n outside the middle region M within the opening O is prevented. In addition, the guide plate FP can serve as a heat sink for heat generated by the piezoelectrically induced movements.
- the guide plate FP is, as indicated by dashed lines, for example, connected to the carrier device 1 by a mechanical connection device V.
- a connection device V is z. B. by screws or adhesives bar. In any case, it must be ensured by the connection device V that the guide plate FP can not be moved perpendicular to the surface OF of the carrier device 1.
- Another possible function of the guide plate FP is an electrode function for the piezoelectric strip 2n. In this case, the corresponding insulation of the strip 2n must be interrupted at appropriate locations.
- Fig. 11 is a schematic illustration of a device for exciting and / or damping and / or detecting structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a ninth embodiment of the present invention.
- FIG. 11 shows a surface waveform OW of the carrier device 10 which can be generated, for example, by a device according to FIG. 10, if the piezoelectric strips 2 can be arranged in concentric circles on the carrier device 1, the longitudinal extent of the piezoelectric strips 2 extending radially ,
- Fig. 12 is a schematic illustration of a device for exciting and / or detecting structural vibrations of a plate-shaped device by means of a piezoelectric strip device according to a tenth embodiment of the present invention as a sectional view analogous to Fig. Ic.
- the plate-shaped device 10 is a printed circuit board on which an electronic element 100 to be protected by vibrations is mounted.
- the control device C according to FIG. 12 performs a vibration decoupling operation.
- the illustrated strip 2 further strips 2, not shown serve as an actuator.
- One or more further strips 2, not shown, serve as sensor.
- an additional damping device DE is provided between the carrier device 1 and the plate-shaped device 10, for example in the form of a corresponding elastomer element. This damping device DE is in direct contact both with the carrier device 1 and with the plate-shaped device 10.
- the present invention is not limited thereto, but in principle in any geometries representable.
- the structure of the piezoelectric strips can deviate from the structure shown, for example, have a plurality of piezoelectric ceramic layers with corresponding electrode layers.
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Abstract
Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung beschrieben. Die Vorrichtung umfasst eine Trägereinrichtung (1), von der die plattenförmige Einrichtung (10; 10a) durch einen Zwischenraum (11) beabstandet ist; wobei die piezoelektrische Streifeneinrichtung (2; 2a, 2b; 2a', 2b',2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Mehrzahl von piezolelektischen Streifenelementen (2; 2a, 2b; 2a', 2b',2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) aufweist, die jeweils mit der Trägereinrichtung (1) und mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden sind; wobei die Streifen (2; 2a, 2b; 2a', 2b',2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) zu Längenänderungen anregbar sind, wodurch die Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) bewirkbar sind; und wobei die piezolelektischen Streifen (2; 2a, 2b; 2a', 2b',2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) derart gestaltet und mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden sind, dass die Schwingungsübertragung im wesentlichen punktförmig erfolgt.
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Beschreibung
Titel
Vorrichtung und Verfahren zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifenein- richtung
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung von Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung.
Obwohl auf beliebige Systeme anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrundeliegende Problematik anhand von Systemen mit einer Glasplatte bzw. Kunststoffplatte bzw. Leiterplatte als plattenförmige Einrichtung erläutert.
Die ältere deutsche Patentanmeldung DE 10 2007 012 925 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung struktureller Schwingungen einer Trägereinrichtung mittels einer piezoelektrischen Aktoremrichtung. Die piezoelektrische Aktoreinrichtung weist einen zu die strukturellen Schwingungen dämpfenden Längs- und/oder Querschwingungen piezolelektisch anregbaren Streifen mit einem ersten Endbereich und einem zweiten Endbereich auf, der mindestens an einem vom ersten Endbereich und vom einem zweiten Endbereich mit einer Oberfläche der Trägereinrichtung verbunden ist, so dass die Längs- und/oder Querschwingungen auf die Trägereinrichtung übertragbar sind. Die Abmessungen des Streifens sind wesentlich gerin- ger also diejenigen der Trägereinrichtung, so dass die Schwingungsübertragung im wesentlichen punktförmig erfolgt.
Fig. 13 zeigt eine Vorrichtung zur Dämpfung struktureller Schwingungen einer Trägereinrichtung mittels einer piezoelektrischen Aktoremrichtung gemäß der älteren deutschen Patentan- meidung DE 10 2007 012 925.
In Fig. 13 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Trägereinrichtung. Auf der Oberfläche OF der Trägereinrichtung 1 ist eine piezoelektrische Aktoreinrichtung in Form eines zu die strukturellen Schwingungen dämpfenden Längs- und/oder Quer-Schwingungen piezoelektrisch anregbaren Streifens 2 angebracht. Der Streifen 2 weist einen ersten Endbereich El und einen zweiten Endbereich E2 auf. Der erste End- bereich El ist im Bereich 3a durch Kleben mit der Oberfläche OF der Trägereinrichtung verbunden, und der zweite Endbereich E2 ist im Bereich 3b durch Kleben mit der Oberfläche OF der Trägereinrichtung 1 verbunden. Die Verbindung des Streifens 2 mit der Oberfläche OF ist jedoch nicht auf das dargestellte streifenförmige Kleben beschränkt.
Der Streifen 2 verläuft nach oben gewölbt über die Oberfläche OF, sodass er einen Hohlraum 6 brückenförmig überspannt. In der Mitte der von der Oberfläche OF abgewandten Seite des Streifens 2 ist eine zusätzliche Masseneinrichtung 5 angebracht. Der Zweck der Masseneinrichtung 5 ist die Erzeugung einer Reaktionskraft zur Dämpfung der strukturellen Schwingungen. Der Streifen 2 ist mehrlagig aufgebaut. In der Mitte befindet sich eine piezoelektrische Keramik- schicht 20, welche über daran angrenzende Elektrodenschichten 21 elektrisch ansteuerbar ist. Auf bzw. unter den Elektrodenschichten befinden sich eine Epoxydharzschicht 21 und eine Polyimid- schicht 22. Die Elektrodenschichten 21 sind über eine (nicht gezeigte) Anschlusseinrichtung elektrisch angeschlossen, um die in Längs- und/oder Querrichtung des Streifens 2 verlaufenden Schwingungen in den Streifen 2 einzukoppeln.
Falls wie im vorliegenden Beispiel nur Längsschwingungen in den piezoelektrisch anregbaren Streifens 2 eingekoppelt werden, führt dies aufgrund der geometrischen Anordnung zu einem Schwin- gungsmodus Sl, bei dem die Masseneinrichtung 5 senkrecht zur Oberfläche OF entlang des in Fig. 13 gezeigten Doppelpfeils nach unten und oben ausgelenkt wird.
Obwohl in der Fig. nicht dargestellt, hat der Streifen 2 eine wesentlich geringere Ausdehnung als die Trägereinrichtung 1, z.B. liegt die Größe des Streifens 2 im Bereich 1-2 cm Länge x 0,5 cm Breite und diejenige der Trägereinrichtung 1 im Bereich 10-20 cm Länge x 5-10 cm Breite.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 14 weisen den Vorteil auf, dass sie eine neue Familie von Lautsprechervorrichtungen, Schalldämpfungsvorrichtungen bzw. Schwingungssensorvorrichtungen bzw. Schwingungsisolierungs- Vorrichtungen schaffen, welche u.a. bedarfsweise an transparenten Oberflächen benutzt werden kann. In Frage kommen sehr breite Anwendungsbereiche, insbesondere Anwendungen in Kraftfahrzeugen, Elektronik und mechanischen Konstruktionen.
Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des betreffenden Gegenstandes der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weisen die piezolelektischen Streifenelemente eine Gruppe von einem oder mehreren piezolelektischen Streifenelementen auf, die ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen, welche mit der Trägereinrichtung verbunden sind, und die einen Mittelbereich aufweisen, der mit der plattenförmigen Einrichtung verbunden ist, und die eine Wölbung des Mittelbereichs aufweisen, so dass ein Hohlraum zur Trägereinrichtung gebildet ist. Es sind jedoch auch andere Geometrien anwendbar, insbesondere eine Serien- oder Parallelschaltung der Streifenelemente bzw. eine Ausführung als kontinuierlicher Streifen mit einer Mehrzahl aneinanderhängender Streifenelemente.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist oberhalb des Streifenelements eine mit der Trä- gereinrichtung verbundene Führungsplatte vorgesehen, die eine Öffnung oberhalb des Mittelbereich des Streifenelements aufweist und die derart gestaltet ist, dass sie einen Hub eines Randbereichs des Streifenelements bezüglich der Trägereinrichtung verhindert. So lassen sich große Hübe mit langen Streifenelementen erzielen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die Führungsplatte eine Elektrodenfunktion für das Streifenelement auf. Ebenso lässt sich über die Führungsplatte Verlustwärme während der Piezoaktivität ableiten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Vorrichtung zur Anregung strukturel- ler Schwingungen der plattenförmigen Einrichtung ausgelegt und weist eine Lautsprecherfunktion auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die plattenförmige Einrichtung eine Abdeckung eines mobilen elektronischen Geräts, insbesondere eines portablen Computers.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. la-c eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer ersten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. Ia in Draufsicht, Fig. Ib als Schnittansicht entlang der Linie A-A' in Fig. Ia und Fig. Ic als
Aussschnittsvergrösserung entlang des Ausschnitts Al in Fig. Ia;
Fig. 2 ein Bodediagramm zur Erläuterung des Frequenzverhaltens der Vorrichtung gemäß Fig. la-c;
Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel für die Vorrichtung gemäß Fig. la-c;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Ein- richtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämp- fung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic;
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämp- fung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic;
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämp- fung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic;
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämp- fung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer sechs-
ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämp- fung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ia;
Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic;
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic; und
Fig. 13 eine Vorrichtung zur Dämpfung struktureller Schwingungen einer Trägereinrichtung mittels einer piezoelektrischen Aktoreinrichtung gemäß der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 012 925.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In den Fig.en bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente.
Fig. la-c zeigen eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar Fig. Ia in Draufsicht, Fig. Ib als Schnittansicht entlang der
Linie A-A' in Fig. Ia und Fig. Ic als Aussschnittsvergrösserung entlang des Ausschnitts Al in Fig. Ia.
In Fig. la-c bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Trägereinrichtung in Form eines Metall- oder Kunst- stoffrahmens. Eine plattenförmige Einrichtung 10 in Form einer Glasplatte ist über eine piezoelektrische Streifeneinrichtung 2 durch einen Zwischenraum 11 beabstandet von der Trägereinrichtung 1 angebracht. Die piezoelektrische Streifeneinrichtung 2 weist eine Mehrzahl von piezoelektrischen Streifen 2 auf, die sowohl mit der Trägereinrichtung 1 als auch mit der plattenförmigen Einrichtung 10 verbunden sind.
Die Abmessungen der Streifen 2 sind wesentlich geringer als diejenigen der Trägereinrichtung 1 und der plattenförmigen Einrichtung 10, so dass die Ankopplung der Streifen 2 im Wesentlichen als punktförmig anzusehen ist.
Bei der in Fig. la-c dargestellten Anordnung sind zwölf Streifen 2 vorgesehen, die entlang der und parallel zur Peripherie 101 der plattenförmigen Einrichtung 10 angeordnet sind. Die in Fig. Ia dargestellten Punkte bezeichnen die Ankopplungspunkte des oberen Mittelbereichs M der Streifen 2 an der plattenförmigen Einrichtung 10. Die durch die Punkte gezeichneten Linien bezeichnen die Längsanordnung der Streifen 2 bezüglich der Trägereinrichtung 1.
Wie Fig. Ic entnehmbar, ist jeder piezoelektrische Streifen 2 an einem ersten Endbereich El und an einem zweiten Endbereich E2 in den Bereichen 3a bzw. 3b mit der Oberfläche OF der Trägereinrichtung 1 verbunden, beispielsweise durch Kleben. Die Oberseite der piezoelektrischen Streifen 2 ist in ihrem oberen Mittelbereich M im Bereich 3c mit der Unterseite der plattenförmigen Einrichtung 10 verbunden, beispielsweise durch Kleben. Die Streifen 2 verlaufen nach oben gewölbt über die Oberfläche OF, so dass sie einen Hohlraum 6 brückenförmig überspannen.
Die Streifen 2 sind mehrlagig aufgebaut. In der Mitte befindet sich eine piezoelektrische Keramikschicht 20, welche über daran angrenzende Elektrodenschichten 21 elektrisch ansteuerbar ist. Auf bzw. unter den Elektrodenschichten 21 befinden sich eine Epoxydharzschicht 22 (bzw. Thermoplastschicht) und eine Polyimidschicht 23. Die Elektrodenschichten 21 sind über eine (nicht gezeigte) An- schlusseinrichtung elektrisch an eine Steuereinrichtung C angeschlossen.
Durch die Steuereinrichtung C können prinzipiell drei unterschiedliche Funktionalitäten gegebenen- falls kombinierbar vorgesehen werden. Die erste Funktionalität ist eine Anregung struktureller
Schwingungen der plattenförmigen Einrichtung 10 mittels der piezoelektrischen Streifen 2 (Lautsprecherbetrieb). Die zweite Funktionalität ist eine Dämpfung struktureller Schwingungen der platten-
förmigen Einrichtung 10 mittels der piezoelektrischen Streifeneinrichtung 2 (Schwingungsentkopp- lungsbetrieb). Die dritte Funktionalität ist eine Erfassung struktureller Schwingungen der plattenför- migen Einrichtung 10 mittels der piezoelektrischen Streifeneinrichtung 2 (Sensorbetrieb).
Welche der Funktionalitäten bei einer speziellen Vorrichtung verwirklicht sind, hängt von der konkreten Anwendung ab.
Das Grundprinzip zur Erzeugung/Dämpfung/Erfassung von strukturellen Schwingungen in der plat- tenförmigen Einrichtung 10 liegt in einer Längenänderung der piezoelektrischen Streifen 2, welche eine Bewegung in Richtung des Pfeils S 1 senkrecht zur Oberfläche OF der Trägereinrichtung 1 bewirkt, und somit eine entsprechende Auslenkung der Ankopplungspunkte der plattenförmigen Einrichtung 10. Die Deformation der plattenförmigen Einrichtung 10 führt zu Festkörper-Translationsschwingungen und ebenfalls in geringerem Ausmaß zu unerwünschten Biegeschwingungen. Zur Erzeugung der gewollten Festkörper-Translationsschwingungen ist das Verhältnis Dicke/(Breite x Län- ge) der plattenförmigen Einrichtung 10 entsprechend zu wählen. Diese Schwingungen erzeugen
Druckwellen im umgebenden Medium, beispielsweise in Luft. Wenn die plattenförmige Einrichtung 10 wie beim vorliegenden Beispiel eine Glasoberfläche ist, kann dadurch ein durchsichtiger Fensterlautsprecher realisiert werden.
Fig. 2 ist ein Bodediagramm zur Erläuterung des Frequenzverhaltens der Vorrichtung gemäß Fig. la-c.
Kurve B in Fig. 2 zeigt die Übertragungscharakteristik A einer Vorrichtung gemäß Fig. la-c im Lautsprecherbetrieb. Im Gegensatz dazu zeigen die Kurven A Übertragungscharakteristika von bekannten Lautsprechern mit säulenförmigen Piezoaktoren, in denen Eigenmodi der Biegeschwingungen eine Hauptrolle spielen und eine ungleichmäßige Frequenzcharakteristik bewirken, die bei Lautsprechern unerwünscht ist.
Die Kurve B der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. la-c weist jedoch eine fast ideale flache Frequenzcharakteristik auf, welche es ermöglicht gleichmäßig jede Frequenzkomponente des Signals innerhalb der Bandbreite des Lautsprechers zu übertragen. Mit anderen Worten machen sich die Biegeschwingungen bei geeigneter Steifigkeit der plattenförmigen Einrichtung 10 nicht bemerkbar.
Aufgrund einer großen Abstrahlungsoberfläche der plattenförmigen Einrichtung 10 hat der übertrage- ne Schall eine höhere Qualität im Vergleich zu einem punktförmigen Lautsprecher. Die Aktorkomponente des Lautsprechers in Form der Streifen 2 ist unsichtbar und beschränkt nicht die Transparenz, falls die plattenförmige Einrichtung 10 aus einem transparenten Material besteht. Die Aktorkompo-
nente des Lautbesprechers ist leicht und enthält keinerlei magnetische Leitermaterialien und auch keine Wicklung als Tauchspulenaktor. Die Aktorkomponente des Lautsprechers benötigt nur einen kleinen Installationsraum und kann vollständig in den umgebenden Rahmen bzw. Träger installiert werden. Die Installationshöhe liegt typischerweise im Bereich 2 bis 3 mm. Aufgrund seiner Struktur ist dieser Typ von Lautsprecher sehr robust, wobei die Aktoremrichtung zwar Elemente mit einer zusammengesetzten Struktur aufweist, jedoch keine Elemente, welche aufeinander gleiten.
Die Positionen der piezoelektrischen Streifen 2 sollten unter Berücksichtigung von Eigenschwin- gungsmoden der plattenförmigen Einrichtung 10 festgelegt werden.
Fig. 3 ist ein Anwendungsbeispiel für die Vorrichtung gemäß Fig. la-c.
In Fig. 3a ist ein Laptop L mit einem Deckel D dargestellt. Bezugszeichen Ia bezeichnet ein LCD- Display des Deckels D, welches der Trägereinrichtung entspricht. Bezugszeichen 10a bezeichnet die rückseitige Abdeckplatte des Deckels D, welche der plattenförmigen Einrichtung 10 von Fig. la-c entspricht. Bezugszeichen 2 bezeichnet einen einer Mehrzahl von piezoelektrischen Streifen 2, welche zwischen dem LCD-Display 1 und der rückseitigen Abdeckplatte 10a angebracht sind, beispielsweise in einer Anordnung, wie in Fig. Ia gezeigt. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die rückseitige Abdeckung 10a des Deckels D des Laptops L zu einem Tieftonlautsprecher zu gestalten. Durch dieses Merkmal ist es möglich, die Niederfrequenzkomponenten des von einem Laptop oder ähnlichen Computers abgestrahlten Schalls zu erhöhen, was üblicherweise durch die bekannten eingebauten Lautsprecher mobiler elektrischer Vorrichtungen nicht möglich ist.
Bei der zweiten Funktionalität, dem Dämpfungsbetrieb, können erfasste Schwingungen der platten- förmigen Einrichtung 10 durch entsprechende Ansteuerung der piezoelektrischen Streifen 2 gedämpft werden. Dieser Betrieb geht zweckmäßigerweise einher mit dem Sensorbetrieb, welcher derartige Schwingungen durch Verformung der piezoelektrischen Streifen 2 erfasst. Dabei können einzelne Streifen 2 zeitgesteuert sowohl als Sensorelement als auch als Aktuatorelement wirken. Es ist jedoch auch möglich, dass eine Gruppe der piezoelektrischen Streifen 2 ausschließlich als Sensorelemente arbeitet und eine weitere Gruppe ausschließlich als Aktuatorelemente. Schalldämpfungsanwendungen sind beispielsweise Luft-/Raumfahrtanwendungen, sowie Kraftfahrzeuganwendungen, beispielsweise Windschalldämpfung an Frontscheiben von Fahrzeugen oder Flugschallisolation an den Wänden von Flugzeugen.
Auch ist es möglich, eine Vorrichtung zu konzipieren, die ausschließlich im Sensorbetrieb arbeitet, beispielsweise zur Schwingungsüberwachung in Gebäuden oder Fahrzeugen.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist durch eine gegenphasige Superposition dreier piezoelektrischer Streifen 2a, 2b, 2c eine Erhöhung des Versatzes bzw. Hubs Sl an den Ankopplungspunkten 3cl, 3c2, 3c3 der plattenförmigen Einrichtung 10 erzielbar. Zu diesem Zweck sind zwischen den Streifen 2a, 2b bzw. 2b, 2c jeweils eine starre Zwischenplatte Zl bzw. Z2 angeordnet. Die Streifen 2a, 2b, 2c sind kontinuierliche Streifen, welche aus einer Vielzahl von Streifensegmenten 2 gemäß Fig. Ic bestehen. Die Enden El, E2 der Segmente des Streifens 2a sind mit der Trägereinrichtung 1 verbunden, die Mittelbereiche M der Segmente 2 der Streifeneinrichtung 2a mit der ersten Zwischenplatte Zl. Die Enden El, E2 der Segmente 2 der zweiten Streifeneinrichtung 2b sind mit der ersten Zwischenplatte Zl verbunden, und die Mittelbereiche M der Segmente 2 der zweiten Streifeneinrichtung 2b mit der zweiten Zwischenplatte Z2. Die Enden El, E2 der Elemente 2 der dritten Streifeneinrichtung 2c sind mit der zweiten Zwischenplatte Z2 verbunden, die Mittelbereiche M der Segmente 2 der dritten Streifeneinrichtung 2c mit der plattenförmigen Einrichtung 10, und zwar an den Ankopplungspunkten 3cl, 3c2, 3c3.
Jeweilige Enden El, E2 der Streifenelemente 2 des Streifens 2b liegen über entsprechenden Mittelbereichen M der Streifenelemente 2 des Streifens 2a. Jeweilige Enden El, E2 der Streifenelemente 2 des Streifens 2c liegen über entsprechenden Mittelbereichen M der Streifenelemente 2 des Streifens 2b. Dadurch wird die Gegenphasigkeit erreicht, welche zur Huberhöhung führt.
Im Übrigen entspricht der Aufbau der Streifen 2a, 2b, 2c bzw. der Segmente 2 dem im Zusammenhang mit Fig. Ic geschilderten Aufbau.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist die Steifheit des Mittelbereichs M der Streifen er- höht, indem eine Mehrzahl von Streifen 2d, 2e, 2f parallel geschaltet ist, indem sie in den Endbereichen El bzw. E2 miteinander verbunden sind, wo sie auch an den Punkten 3a, 3b mit der Trägereinrichtung 1 verbunden sind. Auch ist so die Kraft des Aktuators erhöht.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic.
Bei der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind ein erster und zweiter piezoelektrischer Streifen 2a', 2b' vorgesehen, welche im Wesentlichen denselben Aufbau wie der piezoelektrische Streifen 2 der ersten Ausführungsform aufweisen. Einziger Unterschied ist, dass die piezoelektrische Keramik- schicht 20 und die daran angrenzenden Elektrodenschichten 21 nicht bis zu den Endbereichen El, E2 bzw. El', E2' reichen, sondern davon beabstandet enden.
Wie in Fig. 7 dargestellt, sind der erste Endbereich El des ersten Streifens 2a' und der erste Endbereich El' des zweiten Streifens 2b' im Bereich 3a bzw. 3b mit der Oberfläche OF der Trägerein- richtung 1 verbunden (z. B. verklebt). Der zweite Endbereich E2, E2' ist mit der plattenförmigen Einrichtung 10 (hier nicht gezeigt) verbunden. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass wesentlich steifere, unbiegbare Piezokeramiken in der Struktur eingebaut werden können.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind zwei gekrümmte piezoelektrische Streifen 2g, 2h an ih- rem ersten Ende El mit dem Substrat an den Punkten 3a bzw. 3b verbunden, wohingegen sie an ihrem jeweiligen zweiten Ende E2 miteinander und auch mit der plattenförmigen Einrichtung 10 (hier nicht gezeigt) verbunden sind. Dies führt zu einer Abnahme der Spannung in den Streifen 2g, 2h aufgrund eines erhöhten Krümmungsradius.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist der Streifen 2 gemäß Fig. Ic in zwei Streifen 2i, 2j aufgeteilt. Diese Streifen 2i, 2j weisen eine S-förmige Form auf, wobei deren eines Ende El' an den Punkten 3a, 3b mit der Trägereinrichtung 1 verbunden ist, und deren anderes Ende E2' an den Punkten 3d bzw.
3e mit der plattenförmigen Einrichtung 10 verbunden ist. Auch eine derartige Konstruktion erniedrigt die Biegebelastung der piezoelektrischen Streifen 2i, 2j. Beide piezoelektrischen Streifen 2i, 2j sind derart von der Steuereinrichtung C anzusteuern, dass sich horizontale Kraftkomponenten auslöschen.
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ia.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 sind drei kontinuierliche Streifen mit einer Mehrzahl von hintereinander liegenden Segmenten 2 (vgl. Fig. 4) auf eine Oberfläche OF auf einer Trägereinrichtung 1 ' parallel geklebt. Die piezoelektrischen Streifen 2k, 21 weisen variierende Breiten auf. Somit können an unterschiedlichen Orten unterschiedliche Kräfte auf die (nicht gezeigte) plattenförmige Einrichtung 10 ausgeübt werden. Der piezoelektrische Streifen 2m funktioniert bei dieser Ausführungsform lediglich als Sensor und kann konstante oder variable Breite aufweisen.
Nicht gezeigt in der Darstellung von Fig. 9 ist die Ankopplung der plattenförmigen Einrichtung 10, welche entsprechend Fig. Ic zu realisieren ist. Nachdem die in Normalenrichtung zur Oberfläche OF wirkende Kraft der piezoelektrischen Streifen 2k, 21, 2m proportional zu deren Breite ist, ist es bei dieser Ausführungsform möglich, die Kraft in Längsrichtung der Streifen 2k, 21, 2m zu variieren, so dass damit bestimmte Schwingungstypen der plattenförmigen Einrichtung 10 induziert werden können.
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 ist ein langer piezoelektrischer Streifen 2n an seinen Enden El, E2 in den Bereichen 3a bzw. 3b mit der Trägereinrichtung 1 verbunden, z. B. verklebt. Bei diesem piezoelektrischen Streifen 2n handelt es sich um einen längeren piezoelektrischen Streifen im Vergleich zum piezoelektrischen Streifen 2 gemäß Fig. Ic. Oberhalb des piezoelektrischen Streifens 2n ist eine Führungsplatte FP mit einer Öffnung O vorgesehen, welche einen vorbestimmten Durchmesser d um den Mittelbereich M des Streifens 2n herum aufweist. Nur in diesem Bereich der Öffnung O mit Durchmesser d kann der Streifen 2n eine senkrecht zur Oberfläche OF der Trägereinrichtung 1 gerichtete Bewegung in Richtung des Pfeils Sl ausführen. Im den Randbereichen des Streifens 2n, also im Auflagebereich der Führungsplatte FP ist dies nicht möglich, da diese Führungsplatte FP den Streifen
2n auf der Oberfläche OF des Substrats 1 niederhält. Aufgrund der größeren Länge des Streifens 2n ist durch diese Konstruktion ein höherer Hub des Streifens 2n im Vergleich zum Streifen 2 ermöglicht, da die Längenänderung des Streifens 2n proportional zu seiner Länge ist. Durch die Anwesenheit der Führungsplatte FP kann der Hub gezielt in den Mittelbereich M verlegt werden, und ein Buckeln des Streifens 2n außerhalb des Mittelbereichs M innerhalb der Öffnung O ist verhindert. Zusätzlich kann die Führungsplatte FP als Wärmesenke für Wärme dienen, welche durch die piezoelektrisch induzierten Bewegungen entsteht. Die Führungsplatte FP ist, wie durch gestrichelte Linien angedeutet, beispielsweise mit der Trägereinrichtung 1 durch eine mechanische Verbindungseinrichtung V verbunden. Eine derartige Verbindungseinrichtung V ist z. B. durch Schrauben oder Verklebungen realisier- bar. Jedenfalls muss durch die Verbindungseinrichtung V gewährleistet sein, dass sich die Führungsplatte FP nicht senkrecht zur Oberfläche OF der Trägereinrichtung 1 bewegen lässt. Eine weitere mögliche Funktion der Führungsplatte FP ist eine Elektrodenfunktion für den piezoelektrischen Streifen 2n. In diesem Fall müssen die entsprechenden Isolierungen des Streifens 2n an geeigneten Stellen unterbrochen werden.
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 11 ist eine Oberflächenwellenform OW der Trägereinrichtung 10 dargestellt, welche beispielsweise durch eine Vorrichtung gemäß Fig. 10 erzeugbar ist, falls die piezoelektrischen Streifen 2 in konzentrischen Kreisen auf der Trägereinrichtung 1 angeordnet werden können, wobei die Längserstreckung der piezoelektrischen Streifen 2 radial verläuft.
Fig. 12 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Schnittansicht analog Fig. Ic.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 ist im Unterschied zu der in Zusammenhang mit Fig. Ic erläuterten Ausführungsform die plattenförmige Einrichtung 10 eine Leiterplatte, auf der ein von Schwingungen zu schützendes elektronisches Element 100 angebracht ist. Insofern führt die Steuereinrichtung C gemäß Fig. 12 einen Schwingungsentkopplungsbetrieb durch. Der dargestellte Streifen 2 weitere nicht dargestellte Streifen 2 dienen dabei als Aktor. Ein oder mehrere weitere nicht dargestellte Streifen 2 dienen dabei als Sensor.
Um die Schwingungsentkopplung zu unterstützen, ist zwischen der Trägereinrichtung 1 und der plat- tenförmigen Einrichtung 10 eine zusätzliche Dämpfungseinrichtung DE vorgesehen, beispielsweise in Form eines entsprechenden Elastomerelements. Diese Dämpfungseinrichtung DE steht sowohl mit der Trägereinrichtung 1 als auch mit der plattenförmigen Einrichtung 10 in direktem Kontakt.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele erläutert worden ist, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auch in anderer Weise ausführbar.
Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen bestimmte Geometrien der Streifenanord- nung bzw. der Anordnung der Streifen bezüglich der plattenförmigen Einrichtung illustriert wurden, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern prinzipiell in beliebigen Geometrien darstellbar. Auch kann die Struktur der piezoelektrischen Streifen von der gezeigten Struktur abweichen, beispielsweise mehrere piezoelektrischen Keramikschichten mit entsprechenden Elektrodenschichten aufweisen.
Schließlich sind die erwähnten Anwendungen nur beispielhaft und selbstverständlich auch auf andere plattenförmige Einrichtungen anwendbar, wie zum Beispiel Gehäuseplatten, Verstärkungsplatten usw.
Claims
1. Vorrichtung zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung von Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) mit:
einer Trägereinrichtung (1), von der die plattenförmige Einrichtung (10; 10a) durch einen Zwischenraum (11) beabstandet ist;
wobei die piezoelektrische Streifeneinrichtung (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Mehrzahl von piezolelektischen Streifenelementen (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) aufweist, die jeweils mit der Trägereinrichtung (1) und mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden sind;
wobei die Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) zu Längenänderungen piezoelektrisch anregbar sind, wodurch die Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) bewirkbar sind; und
wobei die piezolelektischen Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) derart gestaltet und mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden sind, dass die Schwingungsübertragung im wesentlichen punktförmig erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die piezolelektischen Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Gruppe von einem oder mehreren piezo- Elektischen Streifenelementen (2; 2d, 2e, 2f; 2n) aufweisen, die ein erstes Ende (El) und ein zweites Ende (E2) aufweisen, welche mit der Trägereinrichtung (1) verbunden sind, und die einen Mittelbereich (M) aufweisen, der mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden ist, und die eine Wölbung des Mittelbereichs (M) aufweisen, so dass ein Hohlraum (6) zur Trägereinrichtung (1) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die piezolelektischen Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Gruppe von mehreren piezolelektischen Streifenelementen (2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2k, 21, 2m) aufweisen, die als kontinuierlich fortlaufender piezoelektrischer Streifen miteinander verbunden gebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei mindestens zwei Streifen (2a, 2b; 2a', 2b'; 2b, 2c) unter Zwischensetzung einer damit Zwischenplatte (Zl; Z2) übereinander vorgesehen sind, und wobei jeweilige Enden (El; E2) der Streifenelemente des oberen Streifens (2b; 2c) über entsprechenden Mittelbereichen (M) der Streifenelemente des unteren Streifens (2a; 2b) mit der Zwischenplatte (Zl; Z2) verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die piezolelektischen Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Gruppe von mehreren parallel verbundenen piezolelektischen Streifenelementen (2d, 2e, 2f) aufweisen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die piezolelektischen Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Gruppe von einem oder mehreren piezolelektischen Streifenelementen (2g, 2h) aufweisen, die eine Mehrzahl seriell verbundener Streifenelemente (2g, 2h) aufweist, wobei ein erstes Ende (El) eines ersten Streifenelements (2g) und ein erstes Ende (El) eines zweiten Streifenelements (2h) mit der Trägereinrichtung (1) verbunden sind, und wobei ein zweites Ende (E2) des ersten Streifenelements (2g) und ein zweites Ende (E2) des zweiten Streifenelements (2h) miteinander und mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die piezolelektischen Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Gruppe von zwei piezolelektischen Streifenelementen (2i; 2j) aufweisen, die ein erstes Ende (El'), welches mit der Trägereinrichtung (1) verbunden ist, und die ein zweites Ende (E2') aufweisen, welches mit der mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden ist, wobei die zweiten Enden der zwei piezolelektischen Streifenelemente (2i; 2j) beabstandet nebeneinander angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Streifen (2k, 21, 2m) eine variierende Breite aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei oberhalb des Streifenelements (2n) eine mit der Trägereinrichtung (1) verbundene Führungsplatte (FP) vorgesehen ist, die eine Öffnung (O) ober- halb des Mittelbereich (M) des Streifenelements (2n) aufweist und die derart gestaltet ist, dass sie einen Hub eines Randbereichs des Streifenelements (2n) bezüglich der Trägereinrichtung (1) verhindert.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Führungsplatte (FP) eine Elektrodenfunktion für das Streifenelement (2n) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung zur Anregung struktureller Schwingungen der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) ausgelegt ist und eine Lautsprecherfunktion aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die plattenförmige Einrichtung (10; 10a) eine Abde- ckung eines mobilen elektronischen Geräts, insbesondere eines portablen Computers, ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem Zwischenraum (11) eine Dämpfungseinrichtung (DE) zum Dämpfen von den Schwingungen der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) vorgesehen ist.
14. Verfahren zur Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung von Schwingungen einer plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) mittels einer piezoelektrischen Streifeneinrichtung (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n), die die plattenförmige Einrichtung (10; 10a) mit einer Trägereinrichtung (1) verbindet, welche durch einen Zwischenraum (11) von der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) beabstandet ist; wobei die piezoelektrische Streifen- einrichtung (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) eine Mehrzahl von piezolelektischen Streifenelementen (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) aufweist, die jeweils mit der Trägereinrichtung (1) und mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden sind;
wobei die piezolelektischen Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) derart gestaltet und mit der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) verbunden sind, dass die Schwingungsübertragung im wesentlichen punktförmig erfolgt;
wobei die Streifenelemente (2; 2a, 2b; 2a', 2b', 2c; 2d, 2e, 2f; 2'; 2g, 2h; 2i, 2j; 2k, 21, 2m; 2n) zu Längenänderungen piezoelektrisch angeregt werden, wodurch die Anregung und/oder Dämpfung und/oder Erfassung struktureller Schwingungen der plattenförmigen Einrichtung (10; 10a) bewirkt werden.
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---|---|---|---|---|
JP5257418B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2013-08-07 | 株式会社デンソー | 防振対象部材の接続構造 |
DE102011005360A1 (de) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Hallstadt | Antriebseinrichtung mit aktiv gelagerter Antriebswelle |
KR101569231B1 (ko) * | 2011-06-30 | 2015-11-16 | 삼성전기주식회사 | 압전진동모듈 |
DE102011114471B4 (de) * | 2011-09-28 | 2013-05-08 | Eads Deutschland Gmbh | Membrananordnung zur Schallerzeugung |
KR101913341B1 (ko) * | 2012-05-08 | 2018-10-30 | 주식회사 엠플러스 | 압전진동모듈 |
TW201416140A (zh) * | 2012-10-31 | 2014-05-01 | Ind Tech Res Inst | 可撓式超音波致動裝置 |
DE102016204105B4 (de) * | 2016-03-11 | 2023-07-06 | Joyson Safety Systems Germany Gmbh | Lenkrad für ein Kraftfahrzeug |
US10036674B2 (en) * | 2016-03-21 | 2018-07-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Capacitance measuring device and capacitance measurement method for dielectric elastomer |
CN109561840B (zh) | 2016-08-12 | 2021-11-19 | 苹果公司 | 生命体征监测*** |
CN110612060B (zh) * | 2017-05-22 | 2022-09-02 | 苹果公司 | 用于生理测量的多元件压电传感器 |
WO2019141378A1 (en) * | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Audio display with electro-active polymer bender element |
CN110439964B (zh) * | 2019-08-16 | 2021-04-20 | 沈阳智振科技有限公司 | 一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4683396A (en) * | 1983-10-17 | 1987-07-28 | Hitachi, Ltd. | Composite ultrasonic transducers and methods for making same |
US4833659A (en) * | 1984-12-27 | 1989-05-23 | Westinghouse Electric Corp. | Sonar apparatus |
EP0964181A2 (de) * | 1998-06-13 | 1999-12-15 | DaimlerChrysler AG | Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung von Schwingungen, die von einem zumindest mittelbar motorisch angetriebenen Fahrzeug ausgehen |
DE19853667A1 (de) * | 1998-11-20 | 2000-05-25 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsbedämpfung mit Piezo-Aktoren |
US6069433A (en) * | 1994-01-27 | 2000-05-30 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US682104A (en) * | 1901-05-13 | 1901-09-03 | George Middleton | Base-frame for absorbing vibration or tremor. |
US3107905A (en) * | 1960-10-19 | 1963-10-22 | Charles D Lucas | Belleville spring elastic suspension |
US3676722A (en) * | 1969-10-06 | 1972-07-11 | Motorola Inc | Structure for bimorph or monomorph benders |
US3816774A (en) * | 1972-01-28 | 1974-06-11 | Victor Company Of Japan | Curved piezoelectric elements |
NL7502453A (nl) * | 1975-03-03 | 1976-09-07 | Philips Nv | Inrichting voor het omzetten van elektrische in akoestische trillingen en omgekeerd, voorzien van een membraan, bevattende tenminste een laag piezo-elektrisch polymeer materiaal. |
US4056742A (en) * | 1976-04-30 | 1977-11-01 | Tibbetts Industries, Inc. | Transducer having piezoelectric film arranged with alternating curvatures |
FR2409654B1 (fr) * | 1977-11-17 | 1985-10-04 | Thomson Csf | Dispositif transducteur piezoelectrique et son procede de fabrication |
DD140946A1 (de) * | 1978-12-21 | 1980-04-02 | Manfred Rauch | Anordnung zur feinpositionierung |
DE3330471A1 (de) * | 1983-08-24 | 1985-03-14 | Metzeler Kautschuk GmbH, 8000 München | Mitschwingender, volumenaendernder resonator in form eines silators |
CN85102335B (zh) * | 1985-04-01 | 1988-07-20 | 株式会社日立医疗器械 | 复合式超声换能器及其制造方法 |
CH667763A5 (de) * | 1985-07-23 | 1988-10-31 | Schenk & Co | Folientastatur. |
DE3908577A1 (de) * | 1989-03-16 | 1990-09-20 | Laukien Guenther | Verfahren und vorrichtung zur verminderung der schallemission getauchter unterseeboote |
CH687167A5 (de) * | 1992-12-18 | 1996-09-30 | Matec Holding Ag | Laermmindernde Kapselung. |
US5471721A (en) * | 1993-02-23 | 1995-12-05 | Research Corporation Technologies, Inc. | Method for making monolithic prestressed ceramic devices |
JPH0750548A (ja) * | 1993-05-31 | 1995-02-21 | Canon Inc | 弾性表面波素子 |
US5616981A (en) * | 1993-08-20 | 1997-04-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Terminal for a piezoelectric device |
US6791098B2 (en) * | 1994-01-27 | 2004-09-14 | Cymer, Inc. | Multi-input, multi-output motion control for lithography system |
US5598050A (en) * | 1995-02-17 | 1997-01-28 | Materials Systems Inc. | Acoustic actuator and flextensional cover plate there for |
US5526324A (en) * | 1995-08-16 | 1996-06-11 | Poiesis Research, Inc. | Acoustic absorption and damping material with piezoelectric energy dissipation |
US6700304B1 (en) * | 1999-04-20 | 2004-03-02 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Active/passive distributed absorber for vibration and sound radiation control |
DE19826175B4 (de) * | 1998-06-13 | 2004-03-25 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung möglicher Körperschalleitungen und ggf. Geräuschabstrahlungen von Gegenständen |
JP2000183683A (ja) * | 1998-12-17 | 2000-06-30 | Murata Mfg Co Ltd | 厚み縦圧電共振子及び圧電共振部品 |
JP3508592B2 (ja) * | 1998-12-21 | 2004-03-22 | 日産自動車株式会社 | 吸音ダクト構造体 |
US6438242B1 (en) * | 1999-09-07 | 2002-08-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Acoustic transducer panel |
WO2001052400A1 (en) * | 2000-01-07 | 2001-07-19 | Arthur D. Little Enterprises, Inc. | Mechanical-to-acoustical transformer and multi-media flat film speaker |
US6411015B1 (en) * | 2000-05-09 | 2002-06-25 | Measurement Specialties, Inc. | Multiple piezoelectric transducer array |
GB0123294D0 (en) * | 2001-09-27 | 2001-11-21 | 1 Ltd | Piezoelectric structures |
JP2005045691A (ja) * | 2003-07-24 | 2005-02-17 | Taiyo Yuden Co Ltd | 圧電振動装置 |
WO2005041464A2 (en) * | 2003-10-24 | 2005-05-06 | Face Bradbury R | Self-powered, electronic keyed, multifunction switching system |
KR20070044478A (ko) * | 2004-08-02 | 2007-04-27 | 버지니아 테크 인터렉추얼 프라퍼티스, 인크. | 진동 및 소음 방출 조절을 위한 능동/수동 분포 흡수체 |
DE102005028970A1 (de) * | 2005-06-22 | 2006-12-28 | Siemens Ag | Piezoakter mit gesteigertem Hubvermögen |
DE102005045844B3 (de) * | 2005-09-26 | 2007-02-01 | Airbus Deutschland Gmbh | Schalldämmelement und Verfahren zur Herstellung eines Schalldämmelements |
US7732999B2 (en) * | 2006-11-03 | 2010-06-08 | Danfoss A/S | Direct acting capacitive transducer |
DE102007012925A1 (de) | 2007-03-19 | 2008-09-25 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung struktureller Schwingungen einer Trägereinrichtung mittels einer piezoelektrischen Aktuatoreinrichtung |
JP5227263B2 (ja) * | 2008-06-03 | 2013-07-03 | パナソニック株式会社 | 能動騒音低減装置及びシステム |
-
2008
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4683396A (en) * | 1983-10-17 | 1987-07-28 | Hitachi, Ltd. | Composite ultrasonic transducers and methods for making same |
US4833659A (en) * | 1984-12-27 | 1989-05-23 | Westinghouse Electric Corp. | Sonar apparatus |
US6069433A (en) * | 1994-01-27 | 2000-05-30 | Active Control Experts, Inc. | Packaged strain actuator |
EP0964181A2 (de) * | 1998-06-13 | 1999-12-15 | DaimlerChrysler AG | Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung von Schwingungen, die von einem zumindest mittelbar motorisch angetriebenen Fahrzeug ausgehen |
DE19853667A1 (de) * | 1998-11-20 | 2000-05-25 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Schwingungsbedämpfung mit Piezo-Aktoren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102008000816A1 (de) | 2009-10-01 |
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US8406438B2 (en) | 2013-03-26 |
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CN101981343B (zh) | 2014-07-02 |
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