DE102007039548B3 - System and method for vibration control - Google Patents

System and method for vibration control Download PDF

Info

Publication number
DE102007039548B3
DE102007039548B3 DE200710039548 DE102007039548A DE102007039548B3 DE 102007039548 B3 DE102007039548 B3 DE 102007039548B3 DE 200710039548 DE200710039548 DE 200710039548 DE 102007039548 A DE102007039548 A DE 102007039548A DE 102007039548 B3 DE102007039548 B3 DE 102007039548B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling element
energy
actuator
vibration
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200710039548
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Dr. Konstanzer
Stefan Storm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
EADS Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EADS Deutschland GmbH filed Critical EADS Deutschland GmbH
Priority to DE200710039548 priority Critical patent/DE102007039548B3/en
Priority to PCT/EP2008/060709 priority patent/WO2009024537A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007039548B3 publication Critical patent/DE102007039548B3/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
    • 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
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D19/00—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
    • G05D19/02—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means

Abstract

In einem System zur Schwingungsbeeinflussung, insbesondere bei einem Schwingungsabsorber oder einem Kraftgenerator zur Reduzierung von Schwingungen in Luft- und Raumfahrzeugen, wird die zum Betreiben eines Aktuators (4) notwendige Energie vollständig aus der mechanischen Schwingungsenergie des zu beeinflussenden Objekts (100) gewonnen. Dazu dient ein elektromechanischer Wandler (5), der vorzugsweise als Piezoelement ausgebildet ist. Bei einem semiaktiven System wird die Energie dazu genutzt, die Resonanzfrequenz eines Koppelelements (1) mittels des Aktuators (4) an die zu beeinflussende Schwingung des Objekts (100) anzupassen. Bei einem aktiven System wird die Energie z.B. dazu genutzt, ein Koppelelement (1) mittels des Aktuators (4) aktiv in Schwingung zu versetzen, um darüber Gegenschwingungen in das zu beeinflussende Objekt einzuleiten.In a system for influencing vibration, in particular for a vibration absorber or a force generator for reducing vibrations in aircraft and spacecraft, the energy required to operate an actuator (4) is completely obtained from the mechanical vibration energy of the object (100) to be influenced. Serves an electromechanical transducer (5), which is preferably designed as a piezoelectric element. In a semi-active system, the energy is used to adapt the resonance frequency of a coupling element (1) by means of the actuator (4) to the oscillation of the object (100) to be influenced. In an active system, the energy is e.g. used to actively vibrate a coupling element (1) by means of the actuator (4) in order to initiate counter vibrations in the object to be influenced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur aktiven und semiaktiven Schwingungsbeeinflussung von schwingenden Objekten. Solche Systeme werden eingesetzt, um Schwingungen in Objekten zu reduzieren bzw. zu absorbieren, insbesondere um mechanischen und akustischen Belastungen der Bauteile und der Umwelt zu begegnen.The The present invention relates to a system and a method for active and semi-active vibration influence of oscillating Objects. Such systems are used to detect vibrations in objects to reduce or absorb, in particular mechanical and acoustic loads on components and the environment.

Es gibt aktive, semiaktive und passive Systeme zur Schwingungsbeeinflussung. Bei den passiven Systemen handelt es sich in der Regel um einfache mechanische Resonatoren, die beispielsweise durch eine einseitig eingespannte Feder, etwa in Gestalt eines Biegebalkens, und eine träge Masse gebildet werden. Die Resonanzfrequenz von mechanischen Resonatoren (Feder-Masse-Schwinger) wird im Wesentlichen durch die Federsteifigkeit und die Größe der schwingenden trägen Masse bestimmt und ist abgestimmt auf die konkret zu bedämpfende Schwingung des Objekts.It There are active, semi-active and passive vibration control systems. The passive systems are usually simple mechanical resonators, for example, by a one-sided clamped spring, approximately in the form of a bending beam, and a inert mass be formed. The resonant frequency of mechanical resonators (Spring mass oscillator) is essentially due to the spring stiffness and the size of the vibrating sluggish Mass determines and is tuned to the specific vibration to be damped of the object.

Variiert jedoch die Schwingung des zu bedämpfenden Objekts, wie beispielsweise bei Helikoptern oder bei Flächenflugzeugen mit Propeller- oder Turboprop-Antrieb aufgrund von Drehzahlschwankungen, so muss die Resonanzfrequenz der mechanischen Resonatoren daran entsprechend angepasst werden. Zu diesem Zweck werden semiaktive Systeme eingesetzt, d. h. die Resonanzfrequenz der mechanischen Resonatoren wird aktiv verändert. Dazu kann beispielsweise der Masseschwerpunkt oder die Einspannstelle der Biegefeder verschoben werden. Es ist auch denkbar, die Federsteifigkeit zu verändern. Im Übrigen verhalten sich aber auch semiaktive Systeme passiv, soweit es um die eigentliche Bedämpfung der Objektschwingungen geht.varies however, the vibration of the one to be damped Object, such as helicopters or surface aircraft with propeller or turboprop drive due to speed variations, so must the resonant frequency of the mechanical resonators be adjusted accordingly. For this purpose be semi-active Systems used, d. H. the resonance frequency of the mechanical Resonators is actively changed. For this purpose, for example, the center of gravity or the clamping point the bending spring are moved. It is also conceivable, the spring stiffness to change. Furthermore However, even semi-active systems are passive when it comes to the actual damping the object oscillations goes.

Anders als bei passiven und semiaktiven Systemen wird aktiven Systemen dauerhaft Energie zugeführt, während das schwingungsmäßig zu beeinflussende Objekt mit der zu beeinflussenden Frequenz schwingt. Insbesondere können geeignete Gegenschwingungen in die schwingungsmäßig zu bedämpfende Struktur eingeleitet werden. Ein solches als Kraftgenerator bezeichnetes System ist in der DE 10 2005 060 779 A1 beschrieben. Der darin beschriebene Kraftgenerator besteht ebenfalls aus einem Biegearm mit einer am entfernten Ende des Biegearms befestigten Inertialmasse, wobei der Biegearm selbst mit einem als Piezostapel ausgebildeten elektromechanischen Wandler versehen ist. Durch geeignetes Ansteuern des piezoelektrischen Wandlers wird der Biegearm mit der Initialmasse derart gebogen und dadurch die Initialmasse derart ausgelenkt, dass Schwingungskräfte mit variabler Amplitude, Phase und Frequenz in die schwingungsmäßig zu bedämpfende Struktur als Gegenschwingungen einleitbar sind.Unlike passive and semi-active systems, active systems are permanently supplied with energy, while the object to be vibrational oscillates with the frequency to be influenced. In particular, suitable counter-vibrations can be introduced into the structure to be damped. Such a system referred to as a force generator is in the DE 10 2005 060 779 A1 described. The power generator described therein also consists of a bending arm with an inertial mass attached to the distal end of the bending arm, the bending arm itself being provided with an electromechanical transducer designed as a piezo stack. By suitably controlling the piezoelectric transducer, the bending arm is bent with the initial mass in such a way and thereby the initial mass is deflected in such a way that vibration forces with variable amplitude, phase and frequency can be introduced into the structure to be damped as countervibrations.

Ein weiterer aktiver Schwingungsabsorber ist aus der DE 197 39 877 C2 bekannt. Darin werden piezoelektrische Elemente dazu eingesetzt, die Federsteifigkeit der Biegefeder aktiv zu beeinflussen. Auf einer oder beiden Seiten der Biegefeder sind entweder piezoelektrische Schichten oder ein Piezostapel angeordnet, die so angesteuert werden, dass entweder eine der Auslenkung der Biegefeder entgegengerichtete Kraft zur Erhöhung der Federsteifigkeit oder eine entgegengesetzte Kraft zur Verringerung der Federsteifigkeit wirkt. Ein separierter Bereich der piezoelektrischen Schicht bzw. ein isoliertes Segment des Piezostapels wird dabei als aktiver Weggeber verwendet, welcher aufgrund des piezoelektrischen Effektes bei einer Verbiegung der Biegefeder ein wegabhängiges Spannungssignal liefert. Das Spannungssignal wird in einer Steuereinheit verstärkt und mit geeignetem Vorzeichen an diejenigen Bereiche der piezoelektrischen Elemente angelegt, die nicht als Weggeber dienen. Die entsprechend mit Spannung beaufschlagten piezoelektrischen Bereiche dehnen sich aus oder ziehen sich zusammen und beeinflussen dementsprechend die Federsteifigkeit der Biegefeder. Bei diesem System wird also der Schwingungszustand des schwingungsmäßig zu bedämpfenden Objekts anhand des Schwingungszustands des Resonators ermittelt, und die Schwingungseigenschaften des Resonators werden abhängig davon auf piezoelektrischem Wege durch Anpassung der Federsteifigkeit des Resonators mittels der Piezoelemente adaptiert. Dazu wird dauerhaft Energie benötigt.Another active vibration absorber is from the DE 197 39 877 C2 known. Therein, piezoelectric elements are used to actively influence the spring stiffness of the spiral spring. On one or both sides of the bending spring either piezoelectric layers or a piezo stack are arranged, which are controlled so that either one of the deflection of the bending spring counteracting force acts to increase the spring stiffness or an opposite force to reduce the spring stiffness. A separated region of the piezoelectric layer or an insulated segment of the piezo stack is used here as an active displacement sensor, which supplies a path-dependent voltage signal due to the piezoelectric effect when the bending spring deflects. The voltage signal is amplified in a control unit and applied with suitable sign to those areas of the piezoelectric elements, which do not serve as Weggeber. The correspondingly stressed piezoelectric regions expand or contract and accordingly influence the spring stiffness of the spiral spring. In this system, therefore, the vibration state of the object to be damped is determined based on the vibration state of the resonator, and the vibration characteristics of the resonator are adapted depending on the piezoelectric way by adjusting the spring stiffness of the resonator by means of the piezoelectric elements. For this purpose, energy is needed permanently.

Aus Druckschrift DE 10 2005 043 429 A1 ist eine weitere Vorrichtung zur Schwingungsentkopplung bekannt.From publication DE 10 2005 043 429 A1 Another device for vibration decoupling is known.

Druckschrift DE 10 2004 008 525 A1 beschreibt eine Fahrzeugwelle mit Piezodämpfung.pamphlet DE 10 2004 008 525 A1 describes a vehicle shaft with piezo damping.

Druckschrift DE 10 2004 001 098 A1 beschreibt ein piezoelektrisches Material zum Dämpfen von Vibrationen eines Armaturenbretts und/oder einer Lenksäule.pamphlet DE 10 2004 001 098 A1 describes a piezoelectric material for damping vibrations of a dashboard and / or a steering column.

Auch aus Druckschrift DE 103 55 624 A1 ist eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an einer Fahrzeug- oder Maschinenkomponente bekannt, wobei die Schwingungsdämpfung über eine elektrische Schaltung semi-aktiv erfolgt.Also from pamphlet DE 103 55 624 A1 a device for damping vibrations on a vehicle or machine component is known, wherein the vibration damping via an electrical circuit is semi-active.

Aus Druckschrift DE 602 14 329 T2 ist ein verbesserter Ski, ein Verfahren zum Versteifen des Skis und ein Verfahren zum Herstellen des Skis bekannt, wobei Mittel zum Umwandeln von mechanischer Energie in elektrische Energie vorgesehen sind.From publication DE 602 14 329 T2 For example, an improved ski, a method of stiffening the ski, and a method of making the ski are known, wherein means are provided for converting mechanical energy into electrical energy.

EP 1 803 962 A2 beschreibt eine aktive/passive autonome Vorrichtung zur Schwingungskontrolle und Schadensdetektion. EP 1 803 962 A2 describes an active / passive autonomous device for vibration control and damage detection.

Nachteilhaft an den bekannten aktiven und semiaktiven Systemen ist die Notwendigkeit, dass zum Erzeugen der Gegenschwingungen und zum Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Resonators von außen Energie über eine Verkabelung zuzuführen ist, die zu einer zentralen Energiequelle oder einem zentralen Energiespeicher, z. B. einer Batterie, führt. In Anwendungsfällen mit einer hohen Anzahl solcher Schwingungsbeeinflussungssysteme führt dies zu einem erheblichen Verkabelungsaufwand. Bei Luft- und Raumfahrzeugen haben die hohen Massen der Verkabelung entsprechend erhöhte Betriebskosten zur Folge.disadvantageous on the known active and semi-active systems is the need to that for generating the counter-vibrations and for adapting the vibration characteristics of the resonator from the outside Energy over to supply a wiring is that to a central energy source or a central energy storage, z. B. a battery leads. In use cases with a high number of such vibration control systems this leads to a considerable amount of cabling. For aircraft and spacecraft The high masses of cabling have correspondingly increased operating costs result.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System und ein Verfahren zur aktiven oder semiaktiven Schwingungskontrolle vorzuschlagen, bei dem auf Verkabelungen weitestgehend verzichtet werden kann.task The present invention is therefore a system and a method to propose active or semiactive vibration control which can be largely dispensed with cabling.

Dementsprechend umfasst ein erfindungsgemäßes System zur Schwingungsbeeinflussung ein Koppelelement, beispielsweise eine Biegefeder nach Art eines Biegebalkens, welches mit einem schwingungsfähigen Objekt gekoppelt oder koppelbar ist, um mittels des Koppelelements Schwingungen des Objekts zu beeinflussen, insbesondere zu reduzieren. Des Weiteren ist mindestens ein Sensor zum Messen von mindestens einer Schwingungsgröße des Objekts und/oder ggf. des Koppelelements vorgesehen. Aus den Schwingungsgrößen des Koppelelements lässt sich auf den Schwingungszustand des schwingungsmäßig zu bedämpfenden Objekts zurückschließen. Eine elektronische Kontrolleinrichtung steuert einen Aktuator, um mittels des Aktuators die Schwingungseigenschaften des Koppelelements an unterschiedliche Schwingungszustände des schwingungsmäßig zu bedämpfenden Objekts zu adaptieren. Das Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Koppelelements erfolgt dabei in Abhängigkeit von den vom Sensor gelieferten Messsignalen, welche den Schwingungszustand des schwingungsmäßig zu bedämpfenden Objekts charakterisieren. Zudem ist ein elektromechanischer Wandler, der dazu dient, mechanische Schwingungsenergie aus Schwingungen des Objekts oder des Koppelelements in elektrische Energie zu wandeln, und eine Energiespeichereinheit zum Zwischenspeichern der mittels des elektromagnetischen Wandlers gewandelten Energie vorgesehen, wobei die zum Betreiben des Aktuators notwendige Energie vollständig aus der mittels des elektromechanischen Wandlers gewonnenen Energie gezogen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung eingerichtet ist, das System derart zu steuern, dass mittels des elektromagnetischen Wandlers dann mechanische Schwingungsenergie aus Schwingungszuständen des Objekts und/oder Koppelelements in elektrische Energie gewandelt wir, wenn das Objekt mit einer Frequenz schwingt, die verschieden ist von einer mittels des Systems zu beeinflussenden Frequenz, und diese Energie zunächst zwischenzuspeichern und später zu nutzen, wenn das Objekt mit der zu beeinflussenden Frequenz schwingt.Accordingly comprises a system according to the invention for vibration influencing a coupling element, for example a Biegefeder in the manner of a bending beam, which with a vibratory object coupled or coupled to vibrations by means of the coupling element of the object to influence, in particular to reduce. Furthermore is at least one sensor for measuring at least one vibration magnitude of the object and / or optionally provided the coupling element. From the vibration quantities of the Coupling element leaves refer back to the vibrational state of the vibrationally damped object. A electronic control device controls an actuator to use of the actuator to the vibration characteristics of the coupling element different vibration states of the vibrationally damped To adapt object. The adaptation of the vibration characteristics The coupling element takes place in dependence on the sensor supplied measuring signals which the vibration state of the vibrationally damped Characterize the object. In addition, an electromechanical transducer, the serves to mechanical vibration energy from vibrations of the Object or the coupling element to convert into electrical energy, and an energy storage unit for buffering the means provided by the electromagnetic transducer converted energy, wherein the energy required to operate the actuator completely from the Pulled by the electromechanical transducer energy drawn becomes. According to the invention, it is provided that the control device is set up, the system so to control that by means of the electromagnetic transducer then mechanical Vibration energy from vibration states of the object and / or coupling element We converted into electrical energy when the object with a Frequency oscillates, which is different from one by means of the system to be influenced frequency, and to temporarily store this energy and later to use when the object vibrates with the frequency to be influenced.

Im Ergebnis ist das System energetisch vollständig autark. Auf Verkabelung kann weitestgehend verzichtet werden. Dementsprechend reduzieren sich die Masse des Systems und damit die Betriebskosten insbesondere bei Luft- und Raumfahrzeugen. Ein solches System eignet sich beispielsweise dazu, einen Flugzeugrumpf mit mehreren hundert semiaktiven Schwingungsabsorbern zur Lärmminderung im Flugzeuginnenraum einzusetzen oder Schwingungen in der Kabine eines Hubschraubers zu reduzieren.in the As a result, the system is completely self-sufficient in terms of energy. On cabling can largely be dispensed with. Accordingly, reduce the mass of the system and thus the operating costs in particular in aircraft and spacecraft. Such a system is suitable, for example to a fuselage with several hundred semi-active vibration absorbers for noise reduction to use in the aircraft interior or vibrations in the cabin to reduce a helicopter.

Als elektromechanischer Wandler kann jedes Bauelement eingesetzt werden, welches mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt, beispielsweise ein piezoelektrisches, elektrostriktives oder magnetostriktives Element oder eine elektromagnetische Induktionsspule. Besonders bevorzugt wird allerdings ein piezoelektrisches Element wegen seiner kompakten Bauweise, seiner kurzen Ansprechgeschwindigkeit und seines hohen Wirkungsgrades verwendet. Ein solches piezoelektrisches Element lässt sich insbesondere gut in das Koppelelement integrieren, welches zur Schwingungsbeeinflussung des schwingungsmäßig zu be dämpfenden Objekts dient. Da das Koppelelement besonders starken mechanischen Veränderungen ausgesetzt ist, kann ein darin geeignet integrierter elektromechanischer Wandler besonders viel elektrische Energie liefern.When electromechanical transducer, any component can be used which converts mechanical energy into electrical energy, for example a piezoelectric, electrostrictive or magnetostrictive Element or an electromagnetic induction coil. Especially however, a piezoelectric element is preferred because of its compact design, its short response speed and its high efficiency used. Such a piezoelectric element let yourself especially well integrate into the coupling element, which for vibration control of the vibrationally attenuating object serves. Since the coupling element particularly strong mechanical changes may be a suitably integrated electromechanical Transducers deliver a lot of electrical energy.

Auch der Sensor zum Messen der Schwingungsgrößen des Objekts kann Bestandteil des Koppelelements sein und kann insbesondere durch den Wandler selbst gebildet werden. Wenn nämlich der Wandler z. B. ein Piezoelement ist, so lassen sich aus dem aufgrund des piezoelektrischen Effekts verursachten Spannungssignal sowohl auf Frequenz als auch auf Amplitude einer Schwingung schließen, die letztendlich durch die Schwingungen des zu bedämpfenden Objekts verursacht sind. Schwingungsgrößen, die mittels der Sensoren gemessen werden, können aber auch Beschleunigungen, Dehnungen, Kräfte und dergleichen sein.Also the sensor for measuring the vibration magnitudes of the object may be part of be the coupling element and in particular by the converter to be self-educated. If indeed the converter z. B. is a piezoelectric element, so can be due to the the piezoelectric effect caused voltage signal both on frequency as well as on amplitude of an oscillation, which ultimately caused by the vibrations of the object to be damped are. Vibration variables that measured by the sensors, but also accelerations, Strains, forces and the like.

Auch der Aktuator zum Beeinflussen der Schwingungseigenschaften des Koppelelements kann in vorteilhafter Weise mit dem elektromechanischen Wandler als ein- und dasselbe Bauelement realisiert sein. Dies ist wiederum z. B. mittels Piezoelementen möglich. So kann der piezoelektrische Wandler zeitweise zum Wandeln mechanischer Schwingungsenergie in elektrische Energie dienen und zeitweise dazu, die Schwingungseigenschaften des Koppelelements an unterschiedliche Schwingungszustände des zu bedämpfenden Objekts zu adaptieren. Dazu muss die mittels des elektromechanischen Wandlers gewonnene Energie zwischengespeichert werden, damit sie anschließend zur Bedämpfung des Objekts zur Verfügung steht. Im Falle einer kurzzeitigen Zwischenspeicherung kann dies mittels Kondensatoren realisiert werden. Für eine längere Zwischenspeicherung und insbesondere Akkumulation von Energie wird vorzugsweise eine wiederaufladbare Batterie eingesetzt.Also, the actuator for influencing the vibration characteristics of the coupling element can be realized in an advantageous manner with the electromechanical transducer as one and the same component. This is in turn z. B. possible by means of piezoelectric elements. So can the piezoelectric Transducer temporarily serve to convert mechanical vibration energy into electrical energy and temporarily to adapt the vibration characteristics of the coupling element to different vibration states of the object to be damped. For this purpose, the energy obtained by means of the electromechanical transducer must be temporarily stored, so that it is then available for damping the object. In the case of temporary caching this can be realized by means of capacitors. For a longer intermediate storage and in particular accumulation of energy, a rechargeable battery is preferably used.

Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das System zur Schwingungsbeeinflussung als semiaktives System ausgeführt. In ei nem solchen semiaktiven System werden die Schwingungseigenschaften des Koppelelements beeinflusst, indem die Resonanzfrequenz des Koppelelements verändert wird. Dazu kann eine Masse am Koppelelement verlagert werden oder die Befestigungslage des Koppelelements am zu bedämpfenden Objekt verändert werden. Die dazu erforderliche Energie zur Betätigung des Aktuators kann in diesem Fall zu einem Zeitpunkt gewonnen und genutzt werden, bei dem das zu beeinflussende Objekt bereits mit der zu bedämpfenden Schwingung schwingt. Zwar wird dabei Energie dissipiert, so dass die durch das Koppelelement erzielte Dämpfungswirkung zeitweise negativ beeinflusst wird. Dies erfolgt aber nur über einen kurzen Zeitraum, bis die Resonanzfrequenz des Koppelelements in gewünschter Weise eingestellt ist. Die Beeinflussungsmöglichkeiten des Objekts können z. B. Tilgung (Gegenschwingungen), Dämpfung (d. h. Dissipation) oder Phasenverschiebung (z. B. Veränderung der Steifigkeit) sein.According to one first preferred embodiment According to the invention, the vibration control system is semi-active System running. In such a semi-active system, the vibration characteristics become of the coupling element influenced by the resonant frequency of the coupling element changed becomes. For this purpose, a mass can be displaced on the coupling element or the attachment position of the coupling element to be damped Object changed become. The energy required to actuate the actuator can in This case can be obtained at a time and used at the object to be influenced already with the one to be damped Vibration vibrates. Although energy is dissipated, so that the achieved by the coupling element damping effect temporarily negative being affected. But this happens only for a short period, until the resonance frequency of the coupling element in the desired manner is set. The influencing possibilities of the object can z. B. eradication (countervibration), damping (i.e., dissipation) or phase shift (eg, change in stiffness).

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das System zur Schwingungsbeeinflussung in einem aktiven System eingesetzt. Das heißt, zum Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Koppelelements an unterschiedliche Schwingungszustände des Objekts wird dem Aktuator dauerhaft Energie zugeführt, während das Objekt mit der zu beeinflussenden Frequenz schwingt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Federsteifigkeit des Koppelelements dauerhaft auf einen gewünschten Wert eingestellt wird, wobei dem Aktuator zu diesem Zweck ständig Energie zugeführt werden muss, so wie dies etwa in der DE 197 39 877 C2 beschrieben ist. Das Koppelelement kann aber auch als Kraftgenerator, z. B. entsprechend DE 10 2005 060 779 A1 , ausgebildet sein, um aktiv Gegenschwingungen in das schwingungsmäßig zu bedämpfende Objekt einzuleiten. Auch in diesem Falle wird ständig Energie zur Betätigung des Aktuators benötigt, sobald das Objekt Schwingungsfrequenzen in einem vorgegebenen kritischen Bereich erreicht.According to a second embodiment of the invention, the system is used for vibration control in an active system. That is, for adapting the vibration characteristics of the coupling element to different vibration states of the object, the actuator is permanently supplied with energy while the object is oscillating at the frequency to be influenced. This can be done, for example, that a spring stiffness of the coupling element is permanently set to a desired value, the actuator for this purpose constantly energy must be supplied, as in the DE 197 39 877 C2 is described. The coupling element can also be used as a power generator, z. B. accordingly DE 10 2005 060 779 A1 , be designed to actively initiate counter-vibrations in the vibratory object to be damped. Also in this case, energy is constantly needed to actuate the actuator as soon as the object reaches oscillation frequencies in a predetermined critical range.

Um die notwendige Energie für das aktive System zur Verfügung zu stellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, diese Energie aus der schwingenden Struktur, also entweder aus dem Objekt und/oder aus dem Koppelelement, zu einem Zeitpunkt zu gewinnen, während das Objekt/Koppelelement in einem nicht zu bedämpfenden Frequenzbereich schwingt. Die außerhalb des zu bedämpfenden kritischen Frequenzbereichs durch elektromechanische Wandlung gewonnene Schwingungsenergie wird in einem Zwischenspeicher, insbesondere einer Batterie, gespeichert und steht dann zur Verfügung, wenn das Objekt einen kritischen Schwingungszustand erreicht und mittels des aktiven Systems bedämpft werden soll.Around the necessary energy for the active system available to provide, it is provided according to the invention this energy from the vibrating structure, either from the Object and / or from the coupling element to win at a time while the object / coupling element oscillates in a frequency range which is not to be damped. The outside of the one to be damped critical frequency range obtained by electromechanical conversion Vibration energy is stored in a buffer, in particular a battery, stored and available when the Object reached a critical vibration state and by means of of the active system shall be.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung beispielhaft erläutert. Darin zeigen:following the invention will be exemplified with reference to the accompanying drawings explained. Show:

1 schematisch das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Systems zur Schwingungsbeeinflussung, 1 schematically the basic principle of a vibration control system according to the invention,

2 ein erstes Ausführungsbeispiel betreffend ein semiaktives Schwingungsbeeinflussungssystem, und 2 a first embodiment relating to a semi-active vibration control system, and

3 ein zweites Ausführungsbeispiel betreffend ein aktives Schwingungsbeeinflussungssystem. 3 A second embodiment relating to an active vibration control system.

1 zeigt beispielhaft in schematischer Weise das Grundprinzip eines erfindungsgemäßen Systems zur Schwingungsbeeinflussung. Dazu ist ein Koppelelement 1, welches hier durch einen Druck-/Zugbalken gebildet wird, zwischen zwei schwingenden Strukturen 100, 100' eingespannt. Die Schwingungen der Strukturen 100, 100' sind durch zwei Doppelpfeile angedeutet. In dem Koppelelement 1 ist ein Sensor 2 zum Messen von Schwingungsgrößen des Koppelelements 1 und damit indirekt zum Messen von Schwingungszuständen der Strukturen 100, 100' integriert. Gemessen werden beispielsweise Beschleunigungen, Dehnungen, Kräfte, Frequenzen und dergleichen. Die Messergebnisse werden an eine Kontrolleinrichtung 3 übermittelt. Dies ist durch einen strichlinierten Pfeil angedeutet. Die Kontrolleinrichtung 3 dient dazu, einen Aktuator 4 zu steuern, der ebenfalls in dem Koppelelement 1 integriert ist und der seinerseits dazu dient, die Schwingungseigenschaften des Koppelelements 1 zu beeinflussen. Da sich die mittels des Aktuators 4 erzielte Beeinflussung wiederum auf die Sensorergebnisse auswirkt, ergibt sich insgesamt ein Regelsystem. Die Kontrolleinrichtung 3 dient darüberhinaus dazu, den Aktuator 4 mit der notwendigen Energie zu versorgen. Diese Energie wird der Kontrolleinrichtung 3 durch einen elektromechanischen Wandler 5 geliefert, der in den Kraftpfad zwischen den schwingenden Strukturen 100, 100' innerhalb des Koppelelements 1 eingebunden ist. Der elektromechanische Wandler 5 umfasst vorzugsweise ein oder mehrere Piezoelemente, beispielsweise eine Piezoschicht auf einer oder auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Druckbalkens 1 oder entsprechend angeordnete Piezostapel. Wie eingangs erläutert, können die Piezoelemente gleichzeitig als Sensor und/oder als Aktuator dienen. Sensor 2 und Aktuator 4 können aber auch separate Bauelemente sein. 1 shows by way of example in a schematic way the basic principle of a system according to the invention for vibration control. This is a coupling element 1 , which is formed here by a push / pull beam, between two oscillating structures 100 . 100 ' clamped. The vibrations of the structures 100 . 100 ' are indicated by two double arrows. In the coupling element 1 is a sensor 2 for measuring vibration quantities of the coupling element 1 and thus indirectly for measuring vibrational states of the structures 100 . 100 ' integrated. For example, accelerations, strains, forces, frequencies and the like are measured. The measurement results are sent to a control device 3 transmitted. This is indicated by a dashed arrow. The control device 3 serves to an actuator 4 to control, which is also in the coupling element 1 is integrated and in turn serves to the vibration characteristics of the coupling element 1 to influence. Because the means of the actuator 4 In turn, if the effect of the influence on the sensor results in turn results in a control system. The control device 3 also serves as the actuator 4 to provide the necessary energy. This energy becomes the control device 3 through an electromechanical transducer 5 delivered swinging in the power path between the two the structures 100 . 100 ' within the coupling element 1 is involved. The electromechanical converter 5 preferably comprises one or more piezoelectric elements, for example a piezoelectric layer on one or on two opposite sides of the pressure bar 1 or appropriately arranged piezostacks. As explained above, the piezo elements can simultaneously serve as a sensor and / or as an actuator. sensor 2 and actuator 4 but can also be separate components.

Die von dem elektromechanischen Wandler 5 aus den mechanischen Schwingungen des Koppelelements 1 gewonnene elektrische Energie wird in der Kontrolleinrichtung 3 „verwaltet", d. h. für den Betrieb des Aktuators 4 und – soweit notwendig – des Sensors 2 verteilt und/oder zwischengespeichert, beispielsweise in einer Batterie. Auch die für den Betrieb der Kontrolleinrichtung 3 notwendige Energie wird aus der vom elektromechanischen Wandler 5 zur Verfügung gestellten Energie gezogen. Das Gesamtsystem ist somit energetisch völlig autark. Es kann darüberhinaus auch informationstechnisch autonom sein, sofern in der Kontrolleinrichtung 3 die notwendigen Grundinformationen über die konkret zu bedämpfenden Schwingungen der Strukturen 100, 100' hinterlegt sind. Etwaige notwendige Informationen können der Kontrolleinrichtung 3 aber auch drahtlos übermittelt werden, so dass das System insgesamt keine Verdrahtung nach außen erfordert.The of the electromechanical transducer 5 from the mechanical vibrations of the coupling element 1 recovered electrical energy is in the control device 3 "Managed", ie for the operation of the actuator 4 and - if necessary - the sensor 2 distributed and / or cached, for example in a battery. Also for the operation of the control device 3 Necessary energy will come from the electromechanical converter 5 provided energy. The entire system is thus completely self-sufficient in terms of energy. It can also be autonomous in terms of information technology, provided that it is in the control facility 3 the necessary basic information about the concrete dampening of the structures 100 . 100 ' are deposited. Any necessary information may be provided to the control facility 3 but also be transmitted wirelessly, so that the system requires no wiring to the outside.

Anstatt das Koppelelement 1 zwischen zwei schwingende Strukturen 100, 100' einzuspannen, ist es auch möglich, das Koppelelement 1 nur einseitig an eine schwingungsmäßig zu bedämpfende Struktur 100 zu koppeln. Das Grundprinzip ändert sich dadurch nicht.Instead of the coupling element 1 between two vibrating structures 100 . 100 ' clamp, it is also possible, the coupling element 1 only on one side of a vibration-damped structure 100 to pair. The basic principle does not change as a result.

2 zeigt ein erstes konkretes Ausführungsbeispiel, welches besonders zum Einsatz als semiaktives System geeignet ist, insbesondere als Schwingungsabsorber. Das Koppelelement 1 ist hier als Biegebalken ausgeführt, der beidseitig zu einer Neutrallage 1a jeweils einen elektromechanischen Wandler 5 umfasst, der wiederum vorzugsweise als Piezoelement (piezoelektrische Schicht oder Piezostapel) ausgebildet ist. Ein elektromechanischer Wandler 5 auf nur einer Seite der Neutrallage 1a kann allerdings ausreichen. Ein erstes Ende des Biegebalkens 1 ist fest an einer Struktur 100 fixiert. Am anderen Ende des Biegebalkens 1 befindet sich eine Inertialmasse 1b. Aufgrund einer Schwingung der Struktur 100 wird die Inertialmasse 1b über den sich biegenden Biegestab 1 in Schwingung versetzt, wie durch die Doppelpfeile angedeutet. Der Sensor 2 ist in diesem Falle ebenfalls fest mit der Struktur 100 gekoppelt und liefert dementsprechend Messwerte über den unmittelbaren Schwingungszustand der Struktur 100 an die Kontrolleinrichtung 3. Der Sensor 2 könnte aber auch in das Koppelelement 1 integriert sein und insbesondere als gemeinsames elektronisches Bauelement mit dem elektromechanischen Wandler 5 ausgebildet sein, wie zuvor erläutert. 2 shows a first concrete embodiment, which is particularly suitable for use as a semi-active system, in particular as a vibration absorber. The coupling element 1 is here designed as a bending beam, the two sides to a neutral position 1a each an electromechanical transducer 5 includes, which in turn is preferably formed as a piezoelectric element (piezoelectric layer or piezo stack). An electromechanical converter 5 on only one side of the neutral position 1a may be enough. A first end of the bending beam 1 is stuck to a structure 100 fixed. At the other end of the bending beam 1 there is an inertial mass 1b , Due to a vibration of the structure 100 becomes the inertial mass 1b over the bending bender 1 vibrated as indicated by the double arrows. The sensor 2 is in this case also firm with the structure 100 coupled and accordingly provides measurements of the immediate vibrational state of the structure 100 to the control facility 3 , The sensor 2 but could also be in the coupling element 1 be integrated and in particular as a common electronic component with the electromechanical transducer 5 be formed as explained above.

Mittels eines Aktuators 4, der hier fest mit dem Koppelelement 1 verbunden ist und vielfältige Ausgestaltungen haben kann, wird die Inertialmasse 1b des Koppelelements 1 abhängig von den Sensormesswerten so verschoben, dass das Koppelelement 1 in seiner Resonanzfrequenz an den Schwingungszustand der Struktur 100 möglichst optimal angepasst ist. Anstatt die Inertialmasse 1b zu verschieben, kann auch der Einspannpunkt des Koppelelements 1 relativ zur Struktur 100 verlagert werden.By means of an actuator 4 , the fixed here with the coupling element 1 is connected and can have various configurations, the inertial mass 1b of the coupling element 1 depending on the sensor readings shifted so that the coupling element 1 in its resonant frequency to the vibrational state of the structure 100 optimally adapted. Instead of the inertial mass 1b can also move the clamping point of the coupling element 1 relative to the structure 100 be relocated.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel kann die mechanische Schwingungsenergie auch aus dem zu beeinflussenden Frequenzbereich gewonnen, in elektrische Energie gewandelt und damit die Inertialmasse 1b langsam verschoben werden, um den Schwingungsabsorber an den zu beeinflussenden Frequenzbereich zu adaptieren. Energie wird dem System dabei nur entzogen, wenn eine Frequenzanpassung nötig ist. Ansonsten wird keine Energie dissipiert und das System nicht weiter bedämpft.In the embodiment shown here, the mechanical vibration energy can also be obtained from the frequency range to be influenced, converted into electrical energy and thus the inertial mass 1b be slowly moved to adapt the vibration absorber to the frequency range to be influenced. Energy is only removed from the system if a frequency adjustment is necessary. Otherwise, no energy is dissipated and the system is not further attenuated.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems zur Schwingungsbeeinflussung, welches besonders vorteilhaft als aktives Schwingungsbeeinflussungssystem, insbesondere als Kraftgenerator, einsetzbar ist. Dieses System unterscheidet sich strukturell vornehmlich dadurch von dem System nach 2, dass der Sensor, der elektromechanische Wandler und der Aktuator in einem Bauelement 10 vereint sind, welches vorzugsweise als Piezoelement, insbesondere durch Piezokeramik, realisiert ist. 3 shows a second embodiment of a system according to the invention for vibration control, which is particularly advantageous as an active vibration control system, in particular as a force generator, can be used. This system differs structurally primarily from the system 2 in that the sensor, the electromechanical transducer and the actuator in one component 10 are united, which is preferably realized as a piezoelectric element, in particular by piezoceramic.

Der Sensor 2 könnte auch wie in 2 getrennt von dem Bauelement 10 und fest mit der Struktur 1 gekoppelt sein.The sensor 2 could also be like in 2 separated from the device 10 and stuck with the structure 1 be coupled.

Das System nach 3 kann vorteilhafterweise als Kraftgenerator eingesetzt werden, indem der Aktuator dazu verwendet wird, das Koppelelement 1 in definierte Schwingungen zu versetzen, die als Gegenschwingungen in die schwingende Struktur 100 eingeleitet werden. Die dazu erforderliche elektrische Energie wird mittels des elektromechanischen Wandlers aus mechanischer Schwingungsenergie gewonnen, die einem Frequenzbereich entzogen wird, der verschieden ist von dem zu beeinflussenden Frequenzbereich der schwingenden Struktur 100. Wenn zu beeinflussende Frequenzbereiche bei typischerweise niedrigen Frequenzen von z. B. lediglich 25 Hz liegen, kann Schwingungsenergie aus mechanischen Schwingungen vorteilhaft aus dynamisch hohen Frequenzbereichen von beispielsweise 100 Hz bis 20 kHz gewonnen werden, aber auch aus einem niedrigen Frequenzbereich unter 25 Hz. Die so gewonnene elektrische Energie wird in der Kontrolleinrichtung 3 zwischengespeichert, um sie später in dem zu beeinflussenden Frequenzbereich zur aktiven Beeinflussung von mechanischen Schwingungen bei z. B. 25 Hz zur aktiven Einleitung von Gegenschwingungen zu nutzen.The system after 3 can be advantageously used as a force generator by the actuator is used to the coupling element 1 to put into defined vibrations, which as counter vibrations in the vibrating structure 100 be initiated. The required electrical energy is obtained by means of the electromechanical transducer of mechanical vibration energy, which is removed from a frequency range which is different from the frequency range of the oscillating structure to be influenced 100 , If frequency ranges to be influenced at typically low frequencies of z. B. only 25 Hz, vibration energy from mechanical vibrations can be advantageously obtained from dynamically high frequency ranges of, for example, 100 Hz to 20 kHz, but also from egg In a low frequency range below 25 Hz. The electrical energy thus obtained is in the control device 3 cached to later in the frequency range to be influenced for actively influencing mechanical vibrations at z. B. 25 Hz for active initiation of countervings.

Anstatt das System aus 3 als Kraftgenerator zu nutzen, kann es beispielsweise auch als aktiver Schwingungsabsorber derart genutzt werden, dass die außerhalb des zu bedämpfenden Frequenzbereichs gewonnene und zwischengespeicherte Energie dazu genutzt wird, die Federkonstante des Koppelelements 1 an die jeweils zu bedämpfende Schwingung optimal anzupassen, so wie dies in DE 197 39 877 C2 prinzipiell vorgeschlagen wird. Dazu können der elektromechanische Wandler und der Aktuator vorteilhaft als gemeinsames piezoelektrisches Bauelement ausgebildet sein, wobei das piezoelektrische Element außerhalb des zu beeinflussenden Frequenzbereichs elektrische Energie liefert, welche durch die Kontrolleinrichtung 3 gespeichert wird. In dem zu beeinflussenden Frequenzbereich werden die Schwingungseigenschaften des Koppelelements 1 dann unter Einsatz der gespeicherten Energie durch Einbringen entsprechender Kräfte auf den ge-genüberliegenden Seiten der Neutrallage 1a des Koppelelements 1 beeinflusst. Es ist gleichermaßen möglich, das Bauelement 10 nur auf einer Seite der Neutrallage 1a vorzusehen.Instead of the system off 3 As a power generator, it can also be used, for example, as an active vibration absorber in such a way that the energy obtained and buffered outside the frequency range to be damped is used to control the spring constant of the coupling element 1 to optimally adapt to the particular vibration to be damped, as in DE 197 39 877 C2 is proposed in principle. For this purpose, the electromechanical transducer and the actuator may advantageously be formed as a common piezoelectric component, wherein the piezoelectric element outside of the frequency range to be influenced provides electrical energy, which by the control device 3 is stored. In the frequency range to be influenced, the oscillation properties of the coupling element 1 then using the stored energy by introducing appropriate forces on the opposite sides of the neutral position 1a of the coupling element 1 affected. It is equally possible to use the device 10 only on one side of the neutral position 1a provided.

Claims (26)

System zur Schwingungsbeeinflussung, umfassend – ein Koppelelement (1), das mit einem schwingungsfähigen Objekt (100, 100') gekoppelt oder koppelbar ist, um damit Schwingungen des Objekts zu beeinflussen, – mindestens einen Sensor (2) zum Messen von mindestens einer Schwingungsgröße des Objekts und/oder des Koppelelements, – einen Aktuator (4), der angeordnet und eingerichtet ist, Schwingungseigenschaften des Koppelelements (1) zu beeinflussen, – eine den Aktuator (4) steuernde elektronische Kontrolleinrichtung (3) zum Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Koppelelements (1) mittels des Aktuators (4) an unterschiedliche Schwingungszustände des Objekts (100, 100') in Abhängigkeit von Messsignalen des Sensors (4), – einen elektromechanischen Wandler (5), der eingerichtet ist, mechanische Schwingungsenergie aus Schwingungen des Objekts (100, 100') und/oder des Koppelelements (1) in elektrische Energie zu wandeln, und eine Energiespeichereinheit zum Zwischenspeichern der mittels des elektromechanischen Wandlers (5) gewandelten elektrischen Energie, wobei das System eingerichtet ist, die zum Betreiben des Aktuators (4) notwendige Energie vollständig aus der mittels des elektromechanischen Wandlers (5) gewonnenen Energie zu ziehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (3) eingerichtet ist, das System derart zu steuern, dass mittels des elektromechanischen Wandlers (5) dann mechanische Schwingungsenergie aus Schwingungszuständen des Objekts (100) und/oder Koppelelements (1) in elektrische Energie gewandelt wird, wenn das Objekt (100) mit einer Frequenz schwingt, die verschieden ist von einer mittels des Systems zu beeinflussenden Frequenz, und diese Energie zunächst zwischenzu speichern und später zu nutzen, wenn das Objekt mit der zu beeinflussenden Frequenz schwingt.Vibration control system comprising - a coupling element ( 1 ), which is equipped with a vibratory object ( 100 . 100 ' ) can be coupled or coupled in order to influence vibrations of the object, - at least one sensor ( 2 ) for measuring at least one oscillation variable of the object and / or the coupling element, - an actuator ( 4 ), which is arranged and set up, vibration characteristics of the coupling element ( 1 ), - an actuator ( 4 ) controlling electronic control device ( 3 ) for adapting the vibration characteristics of the coupling element ( 1 ) by means of the actuator ( 4 ) to different vibrational states of the object ( 100 . 100 ' ) as a function of measuring signals of the sensor ( 4 ), - an electromechanical transducer ( 5 ), which is arranged, mechanical vibration energy from vibrations of the object ( 100 . 100 ' ) and / or the coupling element ( 1 ) to convert into electrical energy, and an energy storage unit for buffering by means of the electromechanical transducer ( 5 ) converted electrical energy, wherein the system is set up for operating the actuator ( 4 ) necessary energy completely from the means of the electromechanical transducer ( 5 ), characterized in that the control device ( 3 ) is arranged to control the system such that by means of the electromechanical transducer ( 5 ) then mechanical vibration energy from vibrational states of the object ( 100 ) and / or coupling element ( 1 ) is converted into electrical energy when the object ( 100 ) oscillates at a frequency different from a frequency to be influenced by the system, and to temporarily store and later use this energy as the object vibrates at the frequency to be influenced. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler (5) Bestandteil des Koppelelements (1) ist.System according to claim 1, characterized in that the electromechanical transducer ( 5 ) Component of the coupling element ( 1 ). System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) Bestandteil des Koppelelements (1) ist.System according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 2 ) Component of the coupling element ( 1 ). System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler (5) und Aktuator (4) und/oder der elektromechanische Wandler (5) und Sensor (2) durch dasselbe elektronische Bauelement (10) realisiert sind.System according to claim 2 or 3, characterized in that the electromechanical transducer ( 5 ) and actuator ( 4 ) and / or the electromechanical transducer ( 5 ) and sensor ( 2 ) by the same electronic component ( 10 ) are realized. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler (5) ein oder mehrere Piezoelemente umfasst.System according to one of claims 1 to 4, characterized in that the electromechanical transducer ( 5 ) comprises one or more piezo elements. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit eine Batterie umfasst.System according to one of claims 1 to 5, characterized the energy storage unit comprises a battery. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das System eingerichtet ist, die Resonanzfrequenz des Koppelelements (1) durch Verlagerung einer verlagerbaren Masse (1a) am Koppelelement zu verändern.System according to one of claims 1 to 6, characterized in that the system is set up, the resonant frequency of the coupling element ( 1 ) by displacement of a displaceable mass ( 1a ) to change the coupling element. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das System eingerichtet ist, die Resonanzfrequenz des Koppelelements (1) durch Veränderung einer Befestigungslage des Koppelelements (1) am Objekt (100) zu verändern.System according to one of claims 1 to 7, characterized in that the system is set up, the resonant frequency of the coupling element ( 1 ) by changing a mounting position of the coupling element ( 1 ) on the object ( 100 ) to change. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System eingerichtet ist, die Resonanzfrequenz des Koppelelements (1) durch Verändern einer Federsteifigkeit des Koppelelements (1) zu verändern.System according to one of claims 1 to 8, characterized in that the system is set up, the resonance frequency of the coupling element ( 1 ) by changing a spring stiffness of the coupling element ( 1 ) to change. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein semiaktives System ist, wobei die elektrische Kontrolleinrichtung (3) eingerichtet ist, die Resonanzfrequenz des Koppelelements (1) zu verändern.System according to one of claims 1 to 9, characterized in that the system is a semi active system, the electrical control device ( 3 ), the resonance frequency of the coupling element ( 1 ) to change. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (1) ein Schwingungsabsorber ist.System according to claim 10, characterized in that the coupling element ( 1 ) is a vibration absorber. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein aktives System ist, wobei die elektrische Kontrolleinrichtung eingerichtet ist, die Schwingungseigenschaften des Koppelelements (1) mittels des Aktuators (4) unter dauerhaftem Energieverbrauch des Aktuators zu beeinflussen, wenn das Objekt mit einer schwingungsmäßig zu beeinflussenden Frequenz schwingt.System according to one of claims 1 to 9, characterized in that the system is an active system, wherein the electrical control device is arranged, the vibration characteristics of the coupling element ( 1 ) by means of the actuator ( 4 ) under continuous energy consumption of the actuator when the object oscillates at a vibrational frequency. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (3) eingerichtet ist, das Koppelelement (1) mittels des Aktuators (4) zu Gegenschwingungen anzuregen.System according to claim 12, characterized in that the control device ( 3 ), the coupling element ( 1 ) by means of the actuator ( 4 ) to counteract vibrations. Verfahren zum Beeinflussen der Schwingungen eines schwingenden Objekts (100, 100') mittels eines mit dem Objekt gekoppelten Koppelelements (1), umfassend die Schritte: – Messen von mindestens einer Schwingungsgröße des Objekts (100) und/oder des Koppelelements (1), – Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Koppelelements (1) mittels eines Aktuators (4) an unterschiedliche Schwingungszustände des Objekts (100) in Abhängigkeit von den zu der Schwingungsgröße gemessenen Messwerten, und – Wandeln von mechanischer Schwingungsenergie aus Schwingungen des Objekts (100) und/oder des Koppelelements (1) in elektrische Energie, – zumindest teilweises Zwischenspeichern der gewandelten Energie, wobei die zum Betreiben des Aktuators (4) notwendige Energie vollständig aus der gewandelten Energie gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Schwingungsenergie zu einem Zeitpunkt aus Schwingungen des Objekts (100) und/oder des Koppelelements (1) in elektrische Energie gewandelt und zur späteren Nutzung zwischengespeichert wird, wenn das Objekt (100) mit einer schwingungsmäßig nicht zu beeinflussenden Frequenz schwingt.Method for influencing the oscillations of a vibrating object ( 100 . 100 ' ) by means of a coupled to the object coupling element ( 1 ), comprising the steps of: - measuring at least one oscillation quantity of the object ( 100 ) and / or the coupling element ( 1 ), - adaptation of the oscillation properties of the coupling element ( 1 ) by means of an actuator ( 4 ) to different vibrational states of the object ( 100 ) as a function of the measured values measured for the oscillation quantity, and - conversion of mechanical oscillation energy from oscillations of the object ( 100 ) and / or the coupling element ( 1 ) into electrical energy, - at least partial buffering of the converted energy, wherein the operation of the actuator ( 4 ) is completely drawn from the converted energy, characterized in that the mechanical vibration energy at a time from oscillations of the object ( 100 ) and / or the coupling element ( 1 ) is converted into electrical energy and temporarily stored for later use when the object ( 100 ) oscillates with a frequency that can not be influenced by vibration. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gewandelte Energie vollständig aus mechanischer Schwingungsenergie des Koppelelementes (1) gewonnen wird.A method according to claim 14, characterized in that the converted energy completely from mechanical vibration energy of the coupling element ( 1 ) is won. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schwingungsgröße am Koppelelement (1) gemessen wird.A method according to claim 14 or 15, characterized in that the at least one oscillation variable at the coupling element ( 1 ) is measured. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wandeln der Energie und als Aktuator (4) und/oder zum Wandeln der Energie und zum Messen der mindestens einen Schwingungsgröße dasselbe elektronische Bauelement (10) verwendet wird.Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that for converting the energy and as an actuator ( 4 ) and / or for converting the energy and for measuring the at least one oscillation variable the same electronic component ( 10 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wandeln der Energie mindestens ein Piezoelement genutzt wird.Method according to one of claims 14 to 17, characterized that used for converting the energy at least one piezoelectric element becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwischenspeichern der gewandelten Energie eine Batterie dient.Method according to one of claims 14 to 18, characterized in that a battery is used for temporarily storing the converted energy. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass zum Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Koppelelements (1) die Resonanzfrequenz des Koppelelements (1) mittels des Aktuators (4) verändert wird.Method according to one of claims 14 to 19, characterized in that for adapting the vibration characteristics of the coupling element ( 1 ) the resonant frequency of the coupling element ( 1 ) by means of the actuator ( 4 ) is changed. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz durch Verlagern einer verlagerbaren Masse (1a) am Koppelelement (1) verändert wird.A method according to claim 20, characterized in that the resonance frequency by displacing a displaceable mass ( 1a ) on the coupling element ( 1 ) is changed. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz durch Verändern einer Befestigungslage des Koppelelements (1) am Objekt (100) verändert wird.A method according to claim 20 or 21, characterized in that the resonant frequency by changing a mounting position of the coupling element ( 1 ) on the object ( 100 ) is changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfrequenz durch Verändern einer Federsteifigkeit des Koppelelements (1) verändert wird.Method according to one of claims 20 to 22, characterized in that the resonance frequency by changing a spring stiffness of the coupling element ( 1 ) is changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (1) als ein semiaktiver Schwingungsabsorber ausgebildet wird.Method according to one of claims 14 to 23, characterized in that the coupling element ( 1 ) is formed as a semi-active vibration absorber. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zum Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Koppelelements (1) an unterschiedliche Schwingungszustände des Objekts (100) dem Aktuator dauerhaft Energie zugeführt wird, während das Objekt (100) mit einer schwingungsmäßig zu beeinflussenden Frequenz schwingt.Method according to one of claims 14 to 23, characterized in that for adapting the vibration characteristics of the coupling element ( 1 ) to different vibrational states of the object ( 100 ) energy is supplied to the actuator permanently while the object ( 100 ) oscillates with a frequency to be influenced in terms of oscillation. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zum Adaptieren der Schwingungseigenschaften des Koppelelements (1) an unterschiedliche Schwingungszustände des Objekts der Aktuator (4) aktiv zur Schwingung angeregt wird, während das Objekt mit der schwingungsmäßig zu beeinflussenden Frequenz schwingt.A method according to claim 25, characterized in that for adapting the vibration characteristics of the coupling element ( 1 ) to different vibration states of the object of the actuator ( 4 ) is actively excited to vibrate while the object vibrates at the vibrational frequency to be influenced.
DE200710039548 2007-08-21 2007-08-21 System and method for vibration control Expired - Fee Related DE102007039548B3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710039548 DE102007039548B3 (en) 2007-08-21 2007-08-21 System and method for vibration control
PCT/EP2008/060709 WO2009024537A1 (en) 2007-08-21 2008-08-14 System and method for affecting vibration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710039548 DE102007039548B3 (en) 2007-08-21 2007-08-21 System and method for vibration control

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007039548B3 true DE102007039548B3 (en) 2009-01-29

Family

ID=39865435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710039548 Expired - Fee Related DE102007039548B3 (en) 2007-08-21 2007-08-21 System and method for vibration control

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007039548B3 (en)
WO (1) WO2009024537A1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011056257A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-12 Lord Corporation Electromagnetic inertial actuator
DE102009056292A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Energy self-adaptive structures
DE102010003400A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for reducing oscillation of structure, involves providing element of form memory material and passing through element during temperature changing of form converter
DE102010020032A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG vibration absorber
DE102010030659A1 (en) 2010-06-29 2011-12-29 Hansgrohe Ag Sanitary fitting for use in e.g. multi-story buildings, has vibration damper comprising piezo-element that converts mechanical oscillation energy into electrical power, where piezo element is exposed to vibration of housing
DE102011005358A1 (en) * 2011-03-10 2012-09-13 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Component e.g. inner metal sheet, for supporting double-strand cable window lifter utilized in door of motor car, has active bearing element whose actuator portion generates compensation signal based on vibrations excited by drive device
US8727660B2 (en) 2010-04-16 2014-05-20 Ammann Schweiz Ag Arrangement for providing a pulsing compressive force
EP2915745A1 (en) * 2009-11-04 2015-09-09 LORD Corporation Electromagnetic inertial actuator
DE102016115369A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Light module of a motor vehicle headlight with vibration damper, motor vehicle headlight and method for damping vibrations acting on the light module
CN111271140A (en) * 2020-01-17 2020-06-12 南京航空航天大学 Active vibration control device and vibration control method
DE102021201169A1 (en) 2021-02-09 2022-08-11 MTU Aero Engines AG Method for avoiding resonance damage during cleaning of an at least partially additively manufactured component, cleaning device, mass element and system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ303923B6 (en) * 2010-09-10 2013-06-26 Ceské vysoké ucení technické v Praze - fakulta dopravní Circuit arrangement for controlling weight in vibrating electromechanical systems

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19739877C2 (en) * 1997-09-11 2003-04-17 Eurocopter Deutschland Mechanical resonator with variable resonance frequency
DE102004001098A1 (en) * 2003-01-06 2004-08-05 Lear Corporation, Southfield Piezoelectric material for dampening vibrations of a dashboard and / or a steering column
DE10355624A1 (en) * 2003-11-28 2005-07-07 Volkswagen Ag Vibration damping device for vehicle- or machine-components esp. rotary shaft, uses electric circuit for providing semi-active vibration damping action
DE102004008525A1 (en) * 2004-02-20 2005-09-22 Volkswagen Ag Vehicle shaft for damping oscillations comprises planar sections on its periphery with piezo-modules applied over the whole surface of the planar sections
DE102005043429A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for vibration decoupling
DE60214329T2 (en) * 2002-01-14 2006-12-28 Head Technology Gmbh Improved ski, method of stiffening the ski and method of making the ski
DE102005060779A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Eads Deutschland Gmbh Force generator for inducing controllable oscillation forces into e.g. helicopter, has controller arranged to bend bending arm by controlling transducers and to move inertial mass, such that oscillation forces are induced into structure
EP1803962A2 (en) * 2005-12-30 2007-07-04 Gamesa Desarrollos Aeronauticos, S.A. Active/passive stand-alone devices for vibration control and damage detection

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558477A (en) * 1994-12-02 1996-09-24 Lucent Technologies Inc. Vibration damping system using active negative capacitance shunt circuit with piezoelectric reaction mass actuator
US6563250B2 (en) * 2001-09-07 2003-05-13 The Boeing Co. Piezoelectric damping system for reducing noise transmission through structures

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19739877C2 (en) * 1997-09-11 2003-04-17 Eurocopter Deutschland Mechanical resonator with variable resonance frequency
DE60214329T2 (en) * 2002-01-14 2006-12-28 Head Technology Gmbh Improved ski, method of stiffening the ski and method of making the ski
DE102004001098A1 (en) * 2003-01-06 2004-08-05 Lear Corporation, Southfield Piezoelectric material for dampening vibrations of a dashboard and / or a steering column
DE10355624A1 (en) * 2003-11-28 2005-07-07 Volkswagen Ag Vibration damping device for vehicle- or machine-components esp. rotary shaft, uses electric circuit for providing semi-active vibration damping action
DE102004008525A1 (en) * 2004-02-20 2005-09-22 Volkswagen Ag Vehicle shaft for damping oscillations comprises planar sections on its periphery with piezo-modules applied over the whole surface of the planar sections
DE102005043429A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device for vibration decoupling
DE102005060779A1 (en) * 2005-12-16 2007-06-21 Eads Deutschland Gmbh Force generator for inducing controllable oscillation forces into e.g. helicopter, has controller arranged to bend bending arm by controlling transducers and to move inertial mass, such that oscillation forces are induced into structure
EP1803962A2 (en) * 2005-12-30 2007-07-04 Gamesa Desarrollos Aeronauticos, S.A. Active/passive stand-alone devices for vibration control and damage detection

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011056257A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-12 Lord Corporation Electromagnetic inertial actuator
EP2915745A1 (en) * 2009-11-04 2015-09-09 LORD Corporation Electromagnetic inertial actuator
DE102009056292A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Energy self-adaptive structures
DE102010003400B4 (en) * 2010-03-29 2013-11-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method and device for reducing vibrations of a structure
DE102010003400A1 (en) * 2010-03-29 2011-09-29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for reducing oscillation of structure, involves providing element of form memory material and passing through element during temperature changing of form converter
US8727660B2 (en) 2010-04-16 2014-05-20 Ammann Schweiz Ag Arrangement for providing a pulsing compressive force
DE102010020032A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG vibration absorber
US8745977B2 (en) 2010-05-11 2014-06-10 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Mass damper
DE102010030659A1 (en) 2010-06-29 2011-12-29 Hansgrohe Ag Sanitary fitting for use in e.g. multi-story buildings, has vibration damper comprising piezo-element that converts mechanical oscillation energy into electrical power, where piezo element is exposed to vibration of housing
DE102010030659B4 (en) * 2010-06-29 2017-11-02 Hansgrohe Se Sanitary fitting with vibration damper
DE102011005358A1 (en) * 2011-03-10 2012-09-13 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Component e.g. inner metal sheet, for supporting double-strand cable window lifter utilized in door of motor car, has active bearing element whose actuator portion generates compensation signal based on vibrations excited by drive device
DE102016115369A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Light module of a motor vehicle headlight with vibration damper, motor vehicle headlight and method for damping vibrations acting on the light module
CN111271140A (en) * 2020-01-17 2020-06-12 南京航空航天大学 Active vibration control device and vibration control method
DE102021201169A1 (en) 2021-02-09 2022-08-11 MTU Aero Engines AG Method for avoiding resonance damage during cleaning of an at least partially additively manufactured component, cleaning device, mass element and system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009024537A1 (en) 2009-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007039548B3 (en) System and method for vibration control
DE102005060779B4 (en) power generator
DE10361481B4 (en) Modular interface to dampen mechanical vibrations, between structures in automotive and aerospace applications and the like, has a base with a tension support to take a loading link between them together with energy conversion actuators
DE19739877C2 (en) Mechanical resonator with variable resonance frequency
DE102007020050A1 (en) Device for vibration damping
EP2673531B1 (en) Mounting an object on a structure in a vibration-free manner
DE102012004808A1 (en) Device for influencing the vibration transmission between two units
DE102007034286A1 (en) Tripod arrangement and stand for a medical-optical instrument
DE3821368A1 (en) VIBRATION DAMPING AND VIBRATION COMPENSATING BEARING ARRANGEMENT
EP0391130A1 (en) Installation for the active attenuation of vibrations
EP2577090A2 (en) Force generator for mounting on a structure
WO2006122726A1 (en) Oscillation decoupling device
DE3902605A1 (en) ELASTIC BEARING, ESPECIALLY MOTOR VEHICLE MOTOR BEARINGS
DE102004001098B4 (en) dashboard structure
DE3902603C2 (en) Elastic mounting, in particular motor vehicle engine mounts
DE102004030935B3 (en) Vibration damping device for motor vehicle, has three actuators arranged on pitch circle in hollow cylindrical body of damping module, where longitudinal projection of actuators is aligned parallel to longitudinal projection of body
DE10039763B4 (en) Suspension for vehicles
DE102010055848B4 (en) ultrasonic actuator
EP1996905B1 (en) Device for determining and/or monitoring a process variable
EP3056877B1 (en) Vibration measurement assembly
DE102014219604A1 (en) Lifting system, electrical testing method, vibration damper and machine unit
DE102006046593B4 (en) Device for reducing vibrations of a structure
EP2467924A2 (en) Frequency-tunable resonator and method for operating same
WO2003040587A1 (en) Device and method for vibration insulation in a transmission path
DE102018205738B4 (en) Unit mounting for a drive unit of a vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AIRBUS DEFENCE AND SPACE GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: EADS DEUTSCHLAND GMBH, 85521 OTTOBRUNN, DE

Effective date: 20140819

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee