專利名稱：壓電振蕩器的制作方法
壓電振蕩器本發(fā)明涉及一種尤其是用在機(jī)動(dòng)車輪胎控制系統(tǒng)中的壓電振蕩器。 現(xiàn)有技術(shù)無線電子裝置得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是其中的問題是能量供給。電池或蓄能器通常大且重并且必須更換或再充電。在低電流耗損的應(yīng)用中，壓電振蕩器可以作為能源考慮，它們將例如振蕩形式的環(huán)境能量通過機(jī)械一電的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成電能。DE102007006994A1描述了一種壓電振蕩器，其中一個(gè)質(zhì)量元件(慣性元件)和一個(gè)具有壓電元件的彈簧裝置形成一個(gè)能振蕩的系統(tǒng)。為了防止由非常大的加速度產(chǎn)生的過載的影響，這個(gè)壓電振蕩器具有止擋，它們限制該系統(tǒng)的偏轉(zhuǎn)。但是在碰撞到一個(gè)止擋上時(shí)可能產(chǎn)生高頻振蕩，其會(huì)影響壓電振蕩器的壽命。發(fā)明的公開
本發(fā)明的主題是一種壓電振蕩器，它具有壓電元件，彈簧元件，質(zhì)量元件和至少一個(gè)止擋，其中壓電元件，彈簧元件和質(zhì)量元件形成一個(gè)能振蕩的，尤其是能彎曲振蕩的，系統(tǒng)，其中止擋至少在一側(cè)限制能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。按照本發(fā)明，此時(shí)止擋由可延展的材料構(gòu)成或具有由可延展的材料制成的覆層。通過材料的變形可以取出能振蕩的系統(tǒng)中的能量并且可以減小或避免高頻振蕩。 這又具有優(yōu)點(diǎn)，即提高壓電振蕩器的可靠性并且可以延長壓電振蕩器的壽命。與按照本發(fā)明的由可延展的材料制成的止擋相反，非可延展的止擋，例如由硬質(zhì)鋼材制成，會(huì)將沖擊直接地并且未阻尼地再次傳回到系統(tǒng)中并且在此情況下引起更高頻的有害的振蕩形式。作為可延展的材料可以使用面心立方體地結(jié)晶的金屬或面心立方體地結(jié)晶的金屬合金。例如可延展的材料可以選自由鋁，銅，鐵，金，銀，鉛，鎳，鉬和它們的合金組成的組。 出于環(huán)境上的考慮，必要時(shí)有利的是不使用鉛作為可延展的材料。因此在本發(fā)明的實(shí)施形式的范圍中，可延展的材料選自由招，銅，鐵，金，銀，鎳，鉬和它們的合金組成的組。在本發(fā)明的范圍中，可延展的材料也可以是塑料，例如一種堅(jiān)硬并且耐久的塑料。 為了提高塑料的耐久性，可以在塑料中添加纖維，例如玻璃纖維。例如可延展的材料可以是包含玻璃纖維的塑料，例如玻璃纖維填充的聚酰胺(尼龍)。塑料止擋例如可以借助于尤其是雙組分壓鑄工藝?yán)缗c一個(gè)外殼或另外的部件一起構(gòu)成。在本發(fā)明的實(shí)施形式的范圍中，壓電振蕩器具有兩個(gè)或更多個(gè)止擋。止擋此時(shí)尤其在兩側(cè)限制能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。為此，止擋最好布置在振蕩的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上。例如可以在每個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上布置一個(gè)至五個(gè)止擋。壓電振蕩器尤其可以具有偶數(shù)數(shù)量的止擋，其中各一半的止擋限制能振蕩的系統(tǒng)的在一個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上的振蕩并且另一半的止擋限制能振蕩的系統(tǒng)的在另一個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上的振蕩。在本發(fā)明的范圍中，最好這樣地布置止擋，使得止擋防止能振蕩的系統(tǒng)由于大的加速度而受到過載或者將能振蕩的系統(tǒng)的振蕩限制在一個(gè)水平上， 在該水平上，能振蕩的系統(tǒng)不承受超過它的機(jī)械強(qiáng)度的負(fù)荷。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式的范圍中，壓電振蕩器具有至少一個(gè)渦流阻尼器(渦流制動(dòng)器)。該渦流阻尼器最好至少在一側(cè)阻尼能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。這樣，除了能量吸收的止擋以外，該渦流阻尼器可以附加地在過載情況下從系統(tǒng)中取出能量。適合作為渦流阻尼器的例如是永久磁鐵。渦流阻尼器最好布置在緊靠近至少一個(gè)止擋的附近。通過能振蕩的系統(tǒng)的振蕩和渦流阻尼器，可以感應(yīng)出電壓并且因此在能振蕩的系統(tǒng)中感應(yīng)出渦流，其中產(chǎn)生一個(gè)與渦流阻尼器的磁場反向的磁場。在以小的偏轉(zhuǎn)振蕩時(shí)，例如在振蕩器正常運(yùn)行下，該產(chǎn)生的磁場最好很小并且對(duì)能振蕩的系統(tǒng)的振蕩沒有或只有很小的影響。但是在緊靠近渦流阻尼器的附近，該產(chǎn)生的磁場最好如此大，使得能振蕩的系統(tǒng)的振蕩被阻尼。在渦流阻尼器和/或止擋之前或其中，能振蕩的系統(tǒng)的被偏轉(zhuǎn)的范圍的速度最好被極大地阻尼或等于零。由于具有大振幅的激勵(lì)振蕩引起高的速度并且該速度又引起強(qiáng)烈的渦流，因此渦流被有利地特別強(qiáng)烈地阻尼。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式的范圍中，彈簧元件和/或質(zhì)量元件由具有高導(dǎo)電性的金屬或金屬合金構(gòu)成。這具有優(yōu)點(diǎn)，感應(yīng)的渦流由于高的導(dǎo)電性而更高并且因此阻尼作用被最大化。具有高導(dǎo)電性的金屬或金屬合金在本發(fā)明的范圍中可以理解為尤其是具有在 300K下導(dǎo)電性> 15 · 106S/m的金屬或金屬合金，例如從由銀，銅，金，鋁和其合金組成的組中選擇的一種金屬或金屬合金。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式的范圍中，壓電振蕩器具有兩個(gè)或更多個(gè)渦流阻尼器。渦流阻尼器最好在兩側(cè)阻尼能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。渦流阻尼器為此可以布置在振蕩的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上。壓電振蕩器最好具有偶數(shù)數(shù)量的渦流阻尼器，其中一半的渦流阻尼器阻尼能振蕩的系統(tǒng)在一個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上的振蕩和另一半的渦流阻尼器阻尼能振蕩的系統(tǒng)在另一個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上的振蕩。在振蕩的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上布置的渦流阻尼器此時(shí)可以尤其是相互對(duì)稱地布置。渦流阻尼器最好這樣地布置在振蕩的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上，使得它們的磁場在能振蕩的系統(tǒng)的平面中相互抵消。這具有優(yōu)點(diǎn)，在小信號(hào)范圍中的振蕩情況下，也就是說在這個(gè)“中央?yún)^(qū)域”內(nèi)，渦流不產(chǎn)生阻尼作用或僅產(chǎn)生很小的阻尼作用，其中較大的或甚至由過載引起的振蕩離開該中央?yún)^(qū)域并且受到渦流的強(qiáng)烈的阻尼作用。在本發(fā)明的范圍中壓電元件最好在能振蕩的系統(tǒng)的振蕩時(shí)可彈性變形。壓電元件，彈簧元件和質(zhì)量元件可以基本上平面地構(gòu)造。在此情況下，“平面地構(gòu)造”可以理解為一種扁平的三維體。壓電元件尤其可以設(shè)計(jì)成條帶形和/或彈簧元件可以是板簧(片簧)。 能振蕩的系統(tǒng)最好具有一種夾層結(jié)構(gòu)或者將壓電元件，彈簧元件和質(zhì)量元件夾層式地構(gòu)造和布置。例如彈簧元件此時(shí)布置在壓電元件和質(zhì)量元件之間。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式的范圍中，壓電振蕩器具有外殼。能振蕩的系統(tǒng)最好可振蕩地布置在外殼內(nèi)。能振蕩的系統(tǒng)，止擋和/或渦流阻尼器可以布置在外殼上。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施形式的范圍中，壓電振蕩器具有蓄能器用于儲(chǔ)存壓電元件產(chǎn)生的電能。本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種電子裝置，它包括按照本發(fā)明的壓電振蕩器。電子裝置例如可以是無電網(wǎng)連接頭的和/或便攜式的電子裝置。按照本發(fā)明的壓電振蕩器尤其可以是該電子裝置的惟一的能源。電子裝置此外可以具有一個(gè)或更多個(gè)傳感器，例如包括壓力傳感器和/或溫度傳感器和/或加速度傳感器。電子裝置尤其可以是機(jī)動(dòng)車輪胎控制系統(tǒng)。本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種按照本發(fā)明的壓電振蕩器在電子裝置，例如無電網(wǎng)連接頭的電子裝置，尤其是機(jī)動(dòng)車輪胎控制系統(tǒng)中的用途。附圖
按照本發(fā)明的主題的其它的優(yōu)點(diǎn)和有利的實(shí)施例通過


并且在以下的說明書中描述。其中要注意的是，附圖只具有說明的性質(zhì)而不是意在以某種形式限制本發(fā)明。附圖中所示
圖Ia是沿著線A-A通過按照本發(fā)明的壓電振蕩器的第一實(shí)施形式的一個(gè)示意剖面圖； 圖Ib是在圖Ia中所示第一實(shí)施形式(沒有示出止擋)的一個(gè)示意透視圖； 圖加是沿著線A-A通過按照本發(fā)明的壓電振蕩器的第二實(shí)施形式的一個(gè)示意剖面和
圖2b是在圖加中所示第二實(shí)施形式(沒有示出止擋)的一個(gè)示意透視圖。圖Ia示出了按照本發(fā)明的壓電振蕩器的第一實(shí)施形式，它具有壓電元件1，彈簧元件2，質(zhì)量元件3和四個(gè)止擋4。圖Ia說明了壓電元件1，彈簧元件2和質(zhì)量元件3形成一個(gè)能振蕩的系統(tǒng)。用標(biāo)記5表示的符號(hào)表示出該系統(tǒng)是能振蕩地支承的。 圖Ia示出了能振蕩的系統(tǒng)具有夾層結(jié)構(gòu)，其中壓電元件1，彈簧元件2和質(zhì)量元件 3基本上平面式地構(gòu)造并且彈簧元件2布置在壓電元件1和質(zhì)量元件3之間。在此情況下壓電元件1被這樣地設(shè)計(jì)成條帶形并且這樣地布置，使得在能振蕩的系統(tǒng)振蕩期間該壓電元件可以彈性變形。圖Ia此外示出了壓電元件1經(jīng)第一電觸頭6并經(jīng)彈簧元件2可以被電接通或已被電接通。圖Ia示出了止擋4在兩側(cè)限制能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。在此情況下，止擋4相互對(duì)稱地并且在振蕩方向S上與能振蕩的系統(tǒng)相間隔地布置在兩個(gè)振蕩偏轉(zhuǎn)側(cè)Al，A2上。圖Ib示出了在圖Ia中示出的第一實(shí)施形式的一個(gè)示意透視圖。止擋4在圖Ib 中沒有示出。圖Ib顯示壓電振蕩器具有外殼10，在該外殼中可以振蕩地布置和固定該能振蕩的系統(tǒng)。彈簧元件2基本上以板簧的形式構(gòu)造。在圖Ib所示的實(shí)施形式的范圍中，彈簧元件2包括一個(gè)彈性彈簧區(qū)加(被壓電元件1遮住)和兩個(gè)質(zhì)量元件接觸區(qū)2b，2c。壓電元件頂接在彈簧元件2的彈簧區(qū)加上。圖 Ib說明所示的壓電振蕩器為了電接通壓電元件1而具有兩個(gè)電觸頭6，7具有。在圖Ib中它們圍繞能振蕩的系統(tǒng)地布置在平面中。第一電觸頭6放置在壓電元件1上。第二電觸頭 7經(jīng)彈性彈簧區(qū)加接通壓電元件1。圖Ib此外示出了第一電觸頭6和第二電觸頭7分別經(jīng)一個(gè)被引導(dǎo)穿過外殼10的第一接觸元件8和第二接觸元件9可被接通或已被接通。圖加和213示出了按照本發(fā)明的壓電振蕩器的第二實(shí)施形式。第二實(shí)施形式與在圖Ia和Ib中示出的第一實(shí)施形式的區(qū)別在于，按照本發(fā)明的壓電振蕩器此外具有渦流阻尼器11。在第二實(shí)施形式的范圍中，渦流阻尼器11在振蕩方向S上與能振蕩的系統(tǒng)相間隔地布置并且渦流阻尼器11在一側(cè)阻尼能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。渦流阻尼器11的磁場此時(shí)在振蕩方向S上或垂直于能振蕩的系統(tǒng)的主表面地穿過能振蕩的系統(tǒng)。一個(gè)最大的阻尼作用由此達(dá)到，即具有能振蕩的系統(tǒng)的最大振蕩的區(qū)域布置在渦流阻尼器的激勵(lì)磁極(場磁極) 的下方或上方。有利地，這樣地設(shè)計(jì)彈簧元件2和質(zhì)量元件3，使得渦流可以盡可能大空間地并且不受槽，切口和類似結(jié)構(gòu)干擾地形成。
權(quán)利要求
1.壓電振蕩器，具有一壓電元件(1)，一彈簧元件0)，一質(zhì)量元件⑶和一至少一個(gè)止擋G)，其中壓電元件(1)，彈簧元件( 和質(zhì)量元件C3)形成一個(gè)能振蕩的系統(tǒng)，其中所述止擋(4)至少在一側(cè)限制所述能振蕩的系統(tǒng)的振蕩，其特征在于，所述止擋(4)由可延展的材料形成或具有由可延展的材料制成的覆層。
2.按照權(quán)利要求1所述的壓電振蕩器，其特征在于，所述可延展的材料是面心立方體地結(jié)晶的金屬或面心立方體地結(jié)晶的金屬合金。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的壓電振蕩器，其特征在于，所述可延展的材料從由鋁，銅， 鐵，金，銀，鉛，鎳，鉬和其合金組成的組中選擇。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，所述可延展的材料是塑料。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，壓電振蕩器具有兩個(gè)或更多個(gè)止擋G)，其中止擋(4)在兩側(cè)限制所述能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。
6.按照權(quán)利要求1至5之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，壓電振蕩器具有至少一個(gè)渦流阻尼器(11)，其中所述渦流阻尼器(11)至少在一側(cè)阻尼所述能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，壓電振蕩器具有兩個(gè)或更多個(gè)渦流阻尼器(11)，其中所述渦流阻尼器(11)在兩側(cè)阻尼所述能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，壓電振蕩器具有偶數(shù)數(shù)目的渦流阻尼器(11)，其中一半的渦流阻尼器(U)在一個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)(Al)上阻尼所述能振蕩的系統(tǒng)的振蕩并且另一半的渦流阻尼器(11)在另一個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)(A2)上阻尼所述能振蕩的系統(tǒng)的振蕩。
9.按照權(quán)利要求1至8之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，渦流阻尼器(11)被這樣地布置在振蕩的兩個(gè)偏轉(zhuǎn)側(cè)上，使得它們的磁場在所述的能振蕩的系統(tǒng)的平面中抵消。
10.按照權(quán)利要求1至9之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，這個(gè)或這些渦流阻尼器 (11)各布置在緊靠近至少一個(gè)止擋的附近。
11.按照權(quán)利要求1至10之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，渦流阻尼器(11)是永久磁鐵。
12.按照權(quán)利要求1至11之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，彈簧元件(2)和/或質(zhì)量元件(3)由具有高導(dǎo)電性的金屬或金屬合金構(gòu)成。
13.按照權(quán)利要求1至12之一所述的壓電振蕩器，其特征在于，壓電振蕩器具有外殼 (10)，其中能振蕩的系統(tǒng)可振蕩地布置在外殼(10)內(nèi)部和外殼(10)上并且其中這個(gè)或這些止擋(4)和這個(gè)或這些渦流阻尼器(11)布置在外殼(10)上。
14.電子裝置，其包括一個(gè)按照權(quán)利要求1至13之一所述的壓電振蕩器。
15.按照權(quán)利要求14所述的電子裝置，其特征在于，所述電子裝置是機(jī)動(dòng)車輪胎控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尤其是用在機(jī)動(dòng)車輪胎控制系統(tǒng)中的壓電振蕩器。
文檔編號(hào)H01L41/113GK102325661SQ201080008568
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者拉爾默 F., 凱克 M., 賴申巴赫 R., 帕內(nèi)克 T. 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司