專利名稱：帶有減振部件的裝置,特別是制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有一個(gè)可產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的部件的裝置，其中機(jī)械振動(dòng)是不希望發(fā)生的，因而應(yīng)當(dāng)予以抑制。
這類裝置的一個(gè)例子是制動(dòng)器。雖然本發(fā)明在下面著重說明制動(dòng)器，但本發(fā)明也可用于其他裝置。在運(yùn)動(dòng)部件相互摩擦的裝置中，特別容易產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而使整個(gè)系統(tǒng)處于不希望有的振動(dòng)狀態(tài)。
對(duì)制動(dòng)器來說，這種現(xiàn)象早已為人所熟知。制動(dòng)器例如盤式制動(dòng)器或鼓式制動(dòng)器的機(jī)械振動(dòng)常常導(dǎo)致令人討厭的很強(qiáng)的聲輻射，即所謂“制動(dòng)尖叫”。長(zhǎng)期以來，人們?cè)噲D從理論上弄清楚制動(dòng)尖叫的原因并對(duì)它采取實(shí)用的對(duì)策。
例如美國(guó)專利974549建議在鋼輪、傳動(dòng)裝置或別的輪子上打一些孔來中斷振動(dòng)傳遞路線。還建議在這些孔中設(shè)置減振材料例如鉛。
為了減小鼓式制動(dòng)器的噪聲，美國(guó)專利1572680建議在錨板的一定范圍內(nèi)設(shè)置若干孔口，并用一定的材料填入孔口中，這種材料是這樣選擇的，即它可阻抑錨板的振動(dòng)。
為了防止固定式鞍形盤式制動(dòng)器產(chǎn)生討厭的噪聲，英國(guó)專利1381589建議通過連接一定的質(zhì)量來使重心偏移。
在先有技術(shù)中，為了減少浮動(dòng)式框架制動(dòng)器的框架的振動(dòng)，德國(guó)專利DE 195 05 000A1建議設(shè)置一個(gè)被硅油包圍起來的“減振器”。
為了減少振動(dòng)，美國(guó)專利4445594建議浮動(dòng)式鞍形-部分摩擦片-盤式制動(dòng)器的外部制動(dòng)摩擦片通過橡膠元件固定和支承在橋式掣子中。
日本專利JP-A-59-200819也建議盤式制動(dòng)器的橋形掣子設(shè)置減振器。這種減振器由橡皮或塑料組成并有意設(shè)置了鋼塊。一方面通過橋和另一方面通過上述鋼塊的不同的固有頻率來試圖抑制整個(gè)系統(tǒng)或其元件的振動(dòng)。
歐洲專利EP-A 0 592 290建議對(duì)盤式制動(dòng)器這樣進(jìn)行減振一個(gè)夾緊楔塊一方面與盤式制動(dòng)器的外殼的一個(gè)側(cè)壁固定，另一方面又與盤式制動(dòng)器固定的軸的一個(gè)法蘭固定。附加地可在該夾緊楔塊和該側(cè)壁之間設(shè)置一個(gè)彈性層。
為了避免制動(dòng)器產(chǎn)生討厭的機(jī)械振動(dòng)，人們還進(jìn)行了各種各樣的其他試驗(yàn)，例如在文獻(xiàn)WO 95/19508，EP 0 456 301 B1，EP 0 455 299B1和DE-GM 7801919中進(jìn)行了敘述。
為了抑制內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)，文獻(xiàn)EP 0 470 064 A2提出了一種用一個(gè)壓電傳感元件來探測(cè)固體聲振動(dòng)和用一個(gè)執(zhí)行元件來產(chǎn)生反相的固體聲振動(dòng)的裝置。為此，傳感元件的信號(hào)通過一個(gè)電子調(diào)節(jié)和控制裝置來供給該執(zhí)行元件，該裝置還包括一個(gè)用來供入外部能源的放大級(jí)。
本發(fā)明旨在提出一種簡(jiǎn)單的、價(jià)廉的和功能可靠的裝置，用這種裝置可有效地防止一個(gè)裝置的部件的機(jī)械振動(dòng)。
為了解決這個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種具有權(quán)利要求1、2、4、16或17所述特征的裝置或制動(dòng)器。
眾所周知，在施加一個(gè)電壓時(shí)，壓電元件會(huì)產(chǎn)生變形，所以在施加一個(gè)周期的電壓時(shí)，壓電元件就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)即例如周期的變形。根據(jù)本發(fā)明，壓電元件的這個(gè)機(jī)械振動(dòng)被利用來抵消裝置中一個(gè)部件的待抑制的振動(dòng)。根據(jù)物理學(xué)的基本原理，例如可通過在部件的待抑制的機(jī)械振動(dòng)和壓電元件的變形振動(dòng)之間建立一個(gè)適當(dāng)?shù)南辔魂P(guān)系來達(dá)到這個(gè)目的。在這種情況下，部件的振動(dòng)和壓電元件的振動(dòng)不需要具有相同的頻率。確切地說，為了達(dá)到減振作用，按整數(shù)倍數(shù)的頻率之間的關(guān)系(“諧波”)一般也是足夠的。
根據(jù)權(quán)利要求2的本發(fā)明結(jié)構(gòu)具有一系列的優(yōu)點(diǎn)為了用待減振的部件的機(jī)械振動(dòng)來產(chǎn)生電壓，首先一個(gè)壓電元件動(dòng)作，把該電壓加到另一個(gè)壓電元件(或者也可是同一個(gè)壓電元件，見下面)上，以使該壓電元件產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)(“電致伸縮”)，并由此抑制部件的討厭的振動(dòng)。一個(gè)這樣的系統(tǒng)是自動(dòng)調(diào)節(jié)的，即只有當(dāng)裝置的振動(dòng)危及的部件事實(shí)上產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)(不必總是必須這種情況)，才可利用在另一個(gè)電壓元件上產(chǎn)生的電壓來抑制一個(gè)電壓元件的待減振的周期振動(dòng)。在本發(fā)明的這個(gè)方案中，當(dāng)部件的待抑制的機(jī)械振動(dòng)變小或停止時(shí)，待減振的壓電元件的周期的電激發(fā)變小(即加的電壓變小)或完全中斷。這時(shí)這個(gè)系統(tǒng)仍不需要外部能源(電壓)就可起作用，盡管對(duì)一些復(fù)雜的系統(tǒng)來說，可用附加的電源來進(jìn)行放大。
本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)型式不需要兩個(gè)不同的壓電元件，也可例如根據(jù)權(quán)利要求1只用一個(gè)壓電元件來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明原理，該元件一方面由于通過裝置的機(jī)械振動(dòng)的部件以壓電方式產(chǎn)生一個(gè)電壓，另一方面又通過這個(gè)產(chǎn)生的電壓本身以適當(dāng)?shù)姆绞竭@樣進(jìn)行相位移激勵(lì)，即在一種狀態(tài)中，該元件振動(dòng)，使裝置的部件的機(jī)械振動(dòng)受到抑制。亦即在本發(fā)明的這個(gè)結(jié)構(gòu)型式中，該壓電元件以兩種狀態(tài)(方式)進(jìn)行振動(dòng)一種狀態(tài)是，通過部件的待抑制的機(jī)械振動(dòng)使該元件產(chǎn)生周期變形并由于壓電效應(yīng)周期性地產(chǎn)生一個(gè)電壓，另一種狀態(tài)是，這個(gè)電壓本身在必要時(shí)經(jīng)適當(dāng)?shù)南辔灰坪?或調(diào)制后重新在同一壓電產(chǎn)生電激勵(lì)，以使該壓電元件處于一個(gè)電致伸縮的周期性的機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)使裝置的部件的機(jī)械振動(dòng)受到抑制。在這里，也象上述那樣，減振是自動(dòng)調(diào)節(jié)的如果裝置的部件沒有振動(dòng)，也就不產(chǎn)生壓電電壓，反之，也就不產(chǎn)生減振用的電致伸縮振動(dòng)(從而也就阻止了由于壓電晶體本身釋放的不希望的振動(dòng))。系統(tǒng)的這種自動(dòng)調(diào)節(jié)是成比例的，即晶體的阻尼振動(dòng)的大小取決于裝置的部件的待減振的不希望的機(jī)械振動(dòng)的大小。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，用電感來調(diào)節(jié)已產(chǎn)生的周期性電壓和為了減振所施加的電壓之間的相位關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，在至少一個(gè)電諧振電路中，連接了至少一個(gè)壓電元件作為電容元件，這個(gè)諧振電路具有一個(gè)諧振頻率，該諧振頻率調(diào)諧到待減振的機(jī)械振動(dòng)頻率。
最好在一個(gè)諧振電路中至少有兩個(gè)壓電元件與一個(gè)電感這樣進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)，即這個(gè)諧振電路的諧振頻率基本上調(diào)諧到待減振的部件的機(jī)械振動(dòng)頻率。如上所述的一個(gè)壓電元件由于壓電效應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓施加到另一個(gè)壓電元件上，由于電致伸縮(即由于相反的壓電效應(yīng))使這個(gè)壓電元件產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而使裝置的部件的機(jī)械振動(dòng)受到抑制。亦即這兩個(gè)壓電元件交替地(交叉地)起作用，且其功能是相同的。
本發(fā)明不僅涉及這里所述的一些裝置，而且也涉及這些裝置中的部件的一種減振方法，該方法實(shí)現(xiàn)了上述的原理。
如上所述，本發(fā)明特別適用于制動(dòng)器尤其是盤式制動(dòng)器例如浮動(dòng)式鞍形制動(dòng)器或框架式制動(dòng)器，也適用于鼓式制動(dòng)器。
其中，制動(dòng)器最好是一種浮動(dòng)式鞍形制動(dòng)器或浮動(dòng)式框架制動(dòng)器，且可能產(chǎn)生噪聲的部件最好是摩擦片支承板和/或制動(dòng)器鞍座的一部分例如橋形爪。
其中，最好至少一個(gè)壓電元件在摩擦片支承板或制動(dòng)器框架的一部分之間起作用。
最好至少兩個(gè)壓電元件這樣裝置，使其在制動(dòng)器的圓周方向(即制動(dòng)盤的旋轉(zhuǎn)方向；即切線方向)相互具有一定的距離。其中，最好一個(gè)壓電元件相對(duì)盤式制動(dòng)器的徑向中心平面布置在制動(dòng)器的入口側(cè)，而另一個(gè)壓電元件則布置在制動(dòng)器的出口側(cè)。經(jīng)測(cè)試表明，盤式制動(dòng)器的這種布置方式可達(dá)到系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)的特別有效的阻抑。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，為了傳遞電壓和引起上述的反饋效應(yīng)，在電路中連接了一個(gè)或多個(gè)壓電元件。為了相位匹配，可在電路中設(shè)置一個(gè)電感即一個(gè)具有感應(yīng)作用的元件。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，該電感可直接裝入制動(dòng)器的一個(gè)部件中例如待減振的部件中，也可裝在制動(dòng)器的這樣一個(gè)部件的附近，例如裝在一個(gè)壓電元件的附近，這樣，它們就可一起進(jìn)行組裝。
在諧振電路中用兩個(gè)或多個(gè)壓電元件的情況下，該諧振電路最好這樣進(jìn)行調(diào)諧，即至少一個(gè)壓電元件的減振作用主要在裝置的部件的待減振的機(jī)械振動(dòng)頻率的范圍內(nèi)最大。
在一種制動(dòng)器中，至少一個(gè)壓電元件設(shè)置在制動(dòng)器的夾緊力的力流內(nèi)，因?yàn)樵谶@個(gè)力流路徑中由于摩擦產(chǎn)生振動(dòng)，從而可在該處達(dá)到有效的阻抑。
本發(fā)明不僅一般地適用于一些裝置尤其是上述的制動(dòng)器，而且也適用于這類裝置或制動(dòng)器的一些零部件。
所以一個(gè)盤式制動(dòng)器的制動(dòng)摩擦片可配置一個(gè)減振用的壓電元件。這個(gè)壓電元件或多個(gè)這樣的壓電元件可固定在制動(dòng)摩擦片的支承板上或安裝在該支承板中。甚至可將制動(dòng)摩擦片的支承板整個(gè)作為壓電元件或?qū)⒅С邪宓囊徊糠肿鳛閴弘娫?br> 類似于上述制動(dòng)摩擦片的應(yīng)用，本發(fā)明原理也可用于鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)塊、制動(dòng)器操作活塞、盤式制動(dòng)器的制動(dòng)支承板和鼓式制動(dòng)器的錨定板，它們分別可整個(gè)地或部分地做成壓電式的，或可具有一個(gè)或多個(gè)壓電元件。
根據(jù)本發(fā)明裝置的另一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式，為了達(dá)到裝置的一個(gè)部件或多個(gè)部件的機(jī)械振動(dòng)的有效阻抑，在機(jī)械振動(dòng)部件的振動(dòng)波腹附近至少設(shè)置了一個(gè)壓電元件。振動(dòng)波腹在這里是指機(jī)械振動(dòng)部件以最大振幅進(jìn)行振動(dòng)的部位。設(shè)置在這個(gè)部位上的一個(gè)有效的、反周期性的振動(dòng)壓電元件發(fā)揮了特別好的減振作用。
下面結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的一些實(shí)施例。附圖表示

圖1用來說明本發(fā)明原理的、帶有一個(gè)測(cè)量裝置的盤式制動(dòng)器；圖2用圖1所示測(cè)量裝置測(cè)出的浮動(dòng)鞍形-部分摩擦片-盤式制動(dòng)器的入口側(cè)和出口側(cè)的橋形爪的加速度；圖3用圖1所示裝置在盤式制動(dòng)器的入口側(cè)和出口側(cè)的橋形爪上測(cè)出的力；圖4在用減振壓電元件情況下，用圖1所示裝置在一個(gè)橋形爪上測(cè)出的加速度；圖5在相應(yīng)于圖4的測(cè)量時(shí)，兩個(gè)壓電元件之一的電壓隨時(shí)間的變化過程；圖6A和圖6B帶有兩個(gè)壓電元件和一個(gè)電感的兩個(gè)電路原理圖；圖7兩個(gè)壓電元件的耦合特性與振動(dòng)頻率的關(guān)系的測(cè)試結(jié)果；圖8具有兩個(gè)減振用的壓電元件的浮動(dòng)鞍形-部分摩擦片-盤式制動(dòng)器；圖9具有壓電元件的圖8所示制動(dòng)器的一個(gè)制動(dòng)摩擦片的軸向俯視圖；圖10圖9所示摩擦片的一個(gè)斷面圖；圖11具有壓電元件的一個(gè)制動(dòng)摩擦片的另一個(gè)實(shí)施例的俯視圖；圖12圖11所示摩擦片的一個(gè)斷面圖。
圖1作為一個(gè)實(shí)施例表示一個(gè)裝置即一個(gè)帶有一個(gè)制動(dòng)盤12和一個(gè)鞍座14的浮動(dòng)鞍形-部分摩擦片-盤式制動(dòng)器10，在這個(gè)裝置中的一個(gè)部件的機(jī)械振動(dòng)要進(jìn)行阻抑。在制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)盤12按所熟知的方式夾緊在兩個(gè)制動(dòng)摩擦片14a、16a之間。制動(dòng)摩擦片14a、16a固定在用金屬制成的摩擦片支承板16、18上。在制動(dòng)時(shí)，一個(gè)操作活塞(見圖8中的20a)在一個(gè)氣缸20中進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)。鞍座14以所熟知的方式用兩個(gè)橋形爪22、24從上方或下方卡住間接操作的摩擦片支承板16。
按圖1，在橋形爪22、24和摩擦片支承板16之間布置了兩個(gè)力傳感器26、28，這兩個(gè)傳感器分別測(cè)量在軸向內(nèi)(在一般的圖示方法中軸向相對(duì)于盤式制動(dòng)器的軸或夾緊力的方向)作用的力。在橋形爪22、24的外側(cè)布置了加速度傳感器30、32。上述的布置適用于測(cè)量目的。如果在上述布置中的兩個(gè)力傳感器26、28用壓電元件代替，則獲得按本發(fā)明構(gòu)成的一個(gè)裝置的一個(gè)實(shí)施例，這在下面還要進(jìn)行說明。首先按圖1的布置進(jìn)行測(cè)量?jī)蓚€(gè)加速度傳感器30、32的測(cè)量值通過(放電)放大器34、36和一個(gè)低通濾波器42輸入計(jì)算機(jī)44中進(jìn)行處理。
相應(yīng)地，兩個(gè)力傳感器26、28也通過該低通濾波器42輸入計(jì)算機(jī)44中進(jìn)行處理。
圖2表示在制動(dòng)時(shí)用加速度傳感器30、32測(cè)出的結(jié)果。在圖2中，橫坐標(biāo)表示單位為毫秒的時(shí)間，縱坐標(biāo)表示測(cè)出的加速度a。由摩擦片支承板16和橋形爪組成的這個(gè)系統(tǒng)以一個(gè)頻率f＝2500赫茲進(jìn)行振動(dòng)，這時(shí)尚未減振。圖2用粗線A表示在出口側(cè)的橋形爪上的加速度，用細(xì)線E表示在入口側(cè)的橋形爪上的加速度。在圖1中，如果制動(dòng)盤12從右向左運(yùn)動(dòng)，則橋形爪22是入口側(cè)，橋形爪24是出口側(cè)。
圖2中的加速度a表示頻率為2500赫茲的周期性振動(dòng)，即明顯為人耳聽覺的范圍。根據(jù)圖2的測(cè)量，這兩個(gè)橋形爪表示相位差180(的相同頻率的振動(dòng)。
圖3表示在相同時(shí)間標(biāo)度在橋形爪上作用的且用力傳感器26、28測(cè)出的力F。用粗線表示的曲線A表示在出口側(cè)的橋形爪上的測(cè)量結(jié)果，較細(xì)的曲線E表示入口側(cè)的橋形爪的測(cè)量結(jié)果。
圖2和圖3表示這個(gè)系統(tǒng)“制動(dòng)器”的部件的機(jī)械振動(dòng)，這種機(jī)械振動(dòng)將受到抑制。
為此，在圖1布置中，用壓電元件代替兩個(gè)力傳感器26、28。這將在圖8至10中舉例說明。在該處示出的壓電元件46、52代替了力傳感器26、28。盤式制動(dòng)器的其他細(xì)節(jié)將在下面結(jié)合圖8進(jìn)行說明。
這兩個(gè)代替了圖1布置中的力傳感器26、28的壓電元件通過一個(gè)開關(guān)38進(jìn)行電連接，此外，在這兩個(gè)壓電元件和開關(guān)38的電路中，連接了一個(gè)電感(L)40。圖6B表示原理電路圖(其中開關(guān)38尚須接入電路中)。
圖4表示在用上述壓電元件情況下的測(cè)量結(jié)果。又是用加速度傳感器30、32測(cè)量橋形爪22、24上的加速度。在圖4縱坐標(biāo)時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)0，開關(guān)38在一次制動(dòng)過程中合閘。圖4表明，在時(shí)間點(diǎn)“0”之前，橋形爪以加速度a的示出的振幅進(jìn)行強(qiáng)烈振動(dòng)，在這個(gè)測(cè)量中，機(jī)械振動(dòng)的頻率f＝4000赫茲。電感L為61毫亨。
如圖4所示，當(dāng)開關(guān)38在時(shí)間點(diǎn)“0”接通時(shí)，壓電元件46、52就產(chǎn)生阻尼作用。一個(gè)壓電元件由于摩擦片支承板16和橋形爪22、24之間的機(jī)械振動(dòng)被壓縮并以壓電方式產(chǎn)生一個(gè)頻率相同的周期電壓。這個(gè)周期電壓加到另一個(gè)壓電元件上，于是這個(gè)壓電元件由于相反的壓電效應(yīng)便開始進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，亦即周期性地膨脹和收縮，從而使這個(gè)由摩擦片支承板16和橋形爪組成的系統(tǒng)的振動(dòng)被抑制。如圖4所示，在小于0.1秒的時(shí)間，振動(dòng)實(shí)際上完全下降。
圖5表示測(cè)出的壓電電壓U。當(dāng)開關(guān)38在時(shí)間點(diǎn)“0”接通，在壓電元件46、52上的電壓U在明顯小于0.1秒的時(shí)候下降到很小的可忽略不計(jì)的數(shù)值。這表明這兩個(gè)交叉連接和起作用的壓電元件的自動(dòng)阻尼效果是極有效的。
圖6A和6B表示可能的電路的原理圖。如圖所示，兩個(gè)壓電容C1和C2以及電感L(40)連接；在圖中分別給出了總電容和諧振頻率fo。電容和電感最好這樣選擇，即諧振電路的諧振頻率相當(dāng)于待減振的機(jī)械振動(dòng)或至少與它保持整數(shù)比例。
圖7表示用壓電元件的諧振電路的電諧振頻率調(diào)諧到系統(tǒng)的待減振的機(jī)械振動(dòng)的頻率的優(yōu)點(diǎn)。在圖7中，在縱坐標(biāo)上注出了耦合系數(shù)K，在橫坐標(biāo)上注出了頻率。耦合系數(shù)K表示兩個(gè)壓電元件的耦合程度及其阻尼作用。圖中大致在K值為0.3時(shí)開始延伸的下面那條曲線表示這種情況，即兩個(gè)壓電元件46、52可相互相接，而不需要中間連接一個(gè)電感。上一條曲線大約在600赫茲時(shí)具有一個(gè)最大值，這種情況表明連接了一個(gè)900毫亨的，形成了這樣一個(gè)諧振電路，即其諧振頻率大約為600赫茲。在這種情況中，耦合系數(shù)在共振情況下急劇上升(到大約2的數(shù)值)。所以通過圖6A和6B所示諧振電路在諧振范圍內(nèi)的工作和通過諧振電路的諧振頻率fo調(diào)諧到大致被阻抑的機(jī)械振動(dòng)頻率就可有效地阻止制動(dòng)器的部件的干擾振動(dòng)。
圖8表示其常規(guī)結(jié)構(gòu)已在上面述及的一個(gè)浮動(dòng)鞍形-部分摩擦片-盤式制動(dòng)器10的細(xì)節(jié)。按圖8、9和10，在間接操作的摩擦片支承板16和橋形爪20、22之間這樣布置了兩個(gè)壓電元件46、52，即橋形爪的力流通過壓電元件傳遞到摩擦片支承板上。這兩個(gè)壓電元件夾緊在金屬板48、50之間，而這兩塊金屬板分別晨外側(cè)凹入彎曲在橋形爪的相應(yīng)在凸起的槽中或嚙合在摩擦片支承板中。圖10表示摩擦片支承板16內(nèi)的兩個(gè)凹槽54、56的例子。
按圖8，在壓電元件和振動(dòng)應(yīng)被阻抑的部件之間的嚙合也可間接進(jìn)行，即例如可通過一個(gè)中間連接的部件例如圖中示出的金屬板來進(jìn)行。
如圖8至10所示，兩個(gè)壓電元件46、52是這樣布置在夾緊力的有效中心的高度內(nèi)的(按圖8的軸A)，即一個(gè)壓電元件布置在入口側(cè)，而另一個(gè)壓電元件則布置在另一側(cè)即出口側(cè)。
圖11和12表示圖9和10所示結(jié)構(gòu)型式的變型。在摩擦片支承板16的圓筒形凹槽中布置了壓電元件46’和52’。電感58、60也直接安裝在摩擦片支承板16’上，亦即用套圈62、64來進(jìn)行。這種套圈在圖4實(shí)施例中用塑料例如用聚甲醛制成。電感58、60作為螺旋形線圈構(gòu)成。
圖8至12所示的壓電元件的布置可按各種方式進(jìn)行連接。每個(gè)壓電元件本身都可作為單獨(dú)元件與一個(gè)電感連接到一個(gè)獨(dú)立的諧振回路中，其中作用到該壓電元件上的制動(dòng)器的機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)電壓，該電壓借助于電感這樣反作用到該壓電元件上，即相反的壓電效應(yīng)(即由于所加的電壓引起的該壓電元件的機(jī)械振動(dòng))引起上述的阻尼。
另一方面，已如上述，兩個(gè)(或多個(gè))壓電元件也可屬于一個(gè)共同的諧振電路。
在示出的這些實(shí)施例中，用壓電元件的諧振電路不需要外部能源。但壓電電壓也可通過電子的輔助方法進(jìn)行放大。
電路中所用的電感和電容也可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以匹配相應(yīng)的系統(tǒng)。
對(duì)一個(gè)給定的裝置例如一個(gè)具體的盤式制動(dòng)器來說，功率數(shù)據(jù)尤其是所用的壓電元件的電容和電感按圖1所示的布置進(jìn)行試驗(yàn)，達(dá)到最佳化后才用于相應(yīng)的系統(tǒng)。為了頻率的最佳調(diào)諧和減振的最佳化，可能需要在諧振電路中采用附加的電容和/或電感和/或電阻。
在壓電元件之間的耦合損失可通過外部能源來補(bǔ)償。
多個(gè)壓電元件也可這樣連接，即在其中產(chǎn)生的壓電電壓進(jìn)行疊加并用這些疊加的電壓分別加到相同的另一個(gè)壓電元件上，以便借助于相反的壓電效應(yīng)達(dá)到減振的目的。
權(quán)利要求
1.具有一個(gè)可產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的部件的裝置，其特征為，只有一個(gè)壓電元件(46，52)與該部件(16，22，24)保持嚙合并這樣進(jìn)行電激勵(lì)，使該部件的振動(dòng)減振。
2.具有一個(gè)可產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的部件(16，22，24)的裝置，其中至少兩個(gè)壓電元件(46，52)與振動(dòng)部件(16，22，24)保持嚙合并這樣進(jìn)行電連接，即在一個(gè)壓電元件內(nèi)的一次振動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)周期性的電壓，從該電壓中導(dǎo)出一個(gè)電壓，該電壓加到另一個(gè)壓電元件上，以實(shí)現(xiàn)減振，其中減振用的這個(gè)導(dǎo)出的電壓不需要供入不是由一個(gè)壓電元件引起的外部能源。
3.按權(quán)利要求2的裝置，其特征為，已產(chǎn)生的周期性電壓和減振用的電壓之間的相位關(guān)系用一個(gè)電感(40)來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.具有一個(gè)可產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的部件(16，22，24)的裝置，其中至少一個(gè)壓電元件(46，52)與該部件(16，22，24)保持嚙合并這樣進(jìn)行電激勵(lì)，即可對(duì)部件的振動(dòng)進(jìn)行阻抑，其特征為，至少一個(gè)壓電元件作為電容元件連接在至少一個(gè)電諧振電路中，且這個(gè)諧振電路具有一個(gè)諧振頻率，該諧振頻率調(diào)諧到被阻抑的機(jī)械振動(dòng)頻率。
5.按前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的裝置，其特征為，該裝置是一種制動(dòng)器，特別是一個(gè)盤式制動(dòng)器，例如一個(gè)浮動(dòng)式鞍形制動(dòng)器，或一個(gè)浮動(dòng)式框架制動(dòng)器，或一個(gè)鼓式制動(dòng)器。
6.按前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的裝置，其特征為，該制動(dòng)器是一個(gè)浮動(dòng)式鞍形制動(dòng)器或一個(gè)浮動(dòng)式框架制動(dòng)器，而可能產(chǎn)生噪聲的該部件則是一個(gè)摩擦片支承板(16)和/或制動(dòng)器鞍座或框架的一部分(22，24)，例如一個(gè)橋形爪。
7.按權(quán)利要求2或4的裝置，其特征為，該制動(dòng)器是一個(gè)浮動(dòng)式鞍形制動(dòng)器或浮動(dòng)式框架制動(dòng)器，并在摩擦片支承板(16)和該制動(dòng)器的鞍座或框架的一部分之間至少有一個(gè)壓電元件(46、52)動(dòng)作。
8.按權(quán)利要求7的裝置，其特征為，至少兩個(gè)壓電元件(46、52)以一定的距離布置在該制動(dòng)器的圓周方向內(nèi)。
9.按權(quán)利要求8的裝置，其特征為，一個(gè)壓電元件(46)布置在該制動(dòng)器的入口側(cè)，而另一個(gè)壓電元件(52)則布置在該制動(dòng)器的出口側(cè)。
10.按權(quán)利要求3、4或7至9中任一項(xiàng)的裝置，在至少一個(gè)壓電元件的電路中具有一個(gè)電感(40)，其特征為，該電感集成在該制動(dòng)器的一個(gè)部件內(nèi)或裝在這個(gè)部件上。
11.按權(quán)利要求3、4或7至9中任一項(xiàng)的裝置，其特征為，由一個(gè)壓電元件(46)產(chǎn)生的電壓被加到另一個(gè)壓電元件(52)上，以進(jìn)行減振，必要時(shí)在放大和/或相位移后才加到另一個(gè)壓電元件上。
12.按權(quán)利要求3、4或7至9中任一項(xiàng)的裝置，其特征為，在一個(gè)諧振電路中至少連接了兩個(gè)壓電元件，該諧振電路是這樣調(diào)諧的，即至少一個(gè)壓電元件的減振作用在一個(gè)主要為被阻抑的機(jī)械振動(dòng)頻率的范圍內(nèi)是最大的。
13.按權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)的裝置，其特征為，一個(gè)壓電元件(46、52)布置在該制動(dòng)器的夾緊力的力流中。
14.按權(quán)利要求5至13中任一項(xiàng)的裝置作為浮動(dòng)式鞍形或浮動(dòng)式框架制動(dòng)器，其特征為，在該制動(dòng)器的鞍座(14)或框架的一個(gè)部件(22、24)和一個(gè)摩擦片支承板(16)之間布置了一個(gè)壓電元件(46、52)。
15.按前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的裝置，其特征為，至少一個(gè)壓電元件布置在機(jī)械振動(dòng)部件上的一個(gè)振動(dòng)波腹的附近。
16.具有一個(gè)制動(dòng)摩擦片支承板(16)和一個(gè)制動(dòng)鞍座或框架的浮動(dòng)式鞍形制動(dòng)器或浮動(dòng)式框架制動(dòng)器，其特征為，至少一個(gè)壓電元件(46、52)是相對(duì)于該制動(dòng)器的一個(gè)部件例如一個(gè)制動(dòng)摩擦片支承板(16)和/或制動(dòng)鞍座或框架的一部分(22，24)這樣進(jìn)行布置的并這樣進(jìn)行電激勵(lì)的，即它對(duì)該部件的振動(dòng)產(chǎn)生減振作用。
17.具有制動(dòng)塊和一個(gè)錨固板的鼓式制動(dòng)器，其特征為，為了減振，在該制動(dòng)塊上和/或該錨固板上布置了至少一個(gè)壓電元件。
18.一個(gè)盤式制動(dòng)器的制動(dòng)摩擦片，其特征為，為了減振，設(shè)置了至少一個(gè)壓電元件(46、52)。
19.一個(gè)鼓式制動(dòng)器的制動(dòng)塊，其特征為，為了減振，設(shè)置了至少一個(gè)壓電元件。
20.一個(gè)制動(dòng)器的操作活塞，其特征為，為了減振，設(shè)置了至少一個(gè)壓電元件(46、52)。
21.一個(gè)盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器支承板，其特征為，為了減振，設(shè)置了至少一個(gè)壓電元件。
22.一個(gè)鼓式制動(dòng)器的錨固板，其特征為，為了減振，設(shè)置了至少一個(gè)壓電元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一些裝置內(nèi)的一些部件的機(jī)械振動(dòng)的減振。特別是,本發(fā)明涉及制動(dòng)器(10)的部件的減振。為此,設(shè)置了至少一個(gè)壓電元件,該壓電元件與振動(dòng)的部件(16、22、24)這樣保持嚙合并這樣進(jìn)行電激勵(lì),也使該部件的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)減振。
文檔編號(hào)F16D65/22GK1333863SQ99815781
公開日2002年1月30日 申請(qǐng)日期1999年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月1日
發(fā)明者T·特雷德 申請(qǐng)人:盧卡斯工業(yè)有限公司