DE19543131A1

DE19543131A1 - Regulating distance booster for piezoelectric and magnetostrictive power converters

Info

Publication number: DE19543131A1
Application number: DE1995143131
Authority: DE
Inventors: Heinz Schmidt; Daniel J Dr Ing Jendritza; Hartmut Prof Dr Ing Janocha
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-18
Filing date: 1995-11-18
Publication date: 1996-10-02

Abstract

The incompressible liquid (7) in the hydraulic amplifier (1) is enclosed in an hermetically sealed chamber (3). The seal can be in the form of a bellows, preferably a metal bellows (4), a metal membrane or similar device. The joint between bellows or membrane and the chamber can be formed by gluing, soldering or welding, rendering the chamber absolutely leak free. The angle between the direction of the primary transducer stroke (9a) and the converted output stroke (9b) can be any angle between 0 deg. and 180 deg..

Description

Die Erfindung betrifft eine Einheit zur Übersetzung von Wegen piezoelektrischer oder ma gnetostriktiver Energiewandler als Stellglieder zur aktiven Schwingungsdämpfung, zum Ein satz in Hydraulikventilen, als Motorlager oder dergleichen.The invention relates to a unit for translating paths piezoelectric or ma gnetostrictive energy converter as actuators for active vibration damping, for on set in hydraulic valves, as engine mounts or the like.

Stellwegübersetzer, die mit einem hydraulischen Medium arbeiten, sind bereits bekannt (USP; Nr. 4,803,393) oder (EP; Nr. 0 477 400 A1). Diese bekannten hydraulischen Systeme wei sen eine Hydraulikkammer auf, die über O-Ringe abgedichtet wird. Sie erfordern einen Vor ratsbehälter zur Kompensation von auftretenden Ölverlusten.Travel range translators that work with a hydraulic medium are already known (USP; No. 4,803,393) or (EP; No. 0 477 400 A1). These known hydraulic systems white sen a hydraulic chamber, which is sealed by O-rings. They require a fore Storage tank to compensate for oil losses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellwegübersetzer der eingangs genannten Art zu entwickeln, der durch eine neue Art der Kammerabdichtung Ölverluste vermeidet, und so den Bauraum für zusätzliche Ölvorratsbehälter einspart.The invention is based on the object, a travel translator of the aforementioned To develop a type that avoids oil loss through a new type of chamber sealing, and this saves space for additional oil storage tanks.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß sie statt O-Ringe Metallfaltenbälge 4 und Metallmembranen 2 einsetzt, die an den Dichtflächen 8 verklebt, verlötet oder verschweißt werden und somit eine leckagefreie Hydraulikkammer 3 garantieren. Diese Metallfaltenbälge und Membranen können so dimensioniert werden, daß der erforderliche Hub und Druck er reicht wird. Sie sind unter Heliumatmosphäre auf Dichtheit überprüft.The invention solves this problem by using metal bellows 4 and metal membranes 2 instead of O-rings, which are glued, soldered or welded to the sealing surfaces 8 and thus guarantee a leak-free hydraulic chamber 3 . These metal bellows and membranes can be dimensioned so that the required stroke and pressure is sufficient. They are checked for leaks in a helium atmosphere.

Nach dem hier beschriebenen Prinzip kann eine Wegrichtungsänderung zwischen Ein- (9a) und Ausgangssignal (9b) unter praktisch jedem Winkel erfolgen. Das dynamische Verhalten dieser Erfindung kann durch das übertragende Fluid, mit dem die Kammer gefüllt ist, auf den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt werden.According to the principle described here, a change of direction between input ( 9 a) and output signal ( 9 b) can take place at practically any angle. The dynamic behavior of this invention can be adapted to the respective application by means of the transmitting fluid with which the chamber is filled.

Mögliche Realisierungen zeigen nachfolgende Beschreibungen anhand der Figuren. Dabei zeigt:Possible implementations are shown in the following descriptions based on the figures. It shows:

Fig. 1 Prinzipschaltbild eines hydraulischen Stellwegvergrößerers, wobei der Aus gangsweg (9b) in Richtung des eingeleiteten Weges (9a) ist. Fig. 1 schematic diagram of a hydraulic travel path enlarger, the output path ( 9 b) in the direction of the initiated path ( 9 a).

Fig. 2 Prinzipschaltbild eines hydraulischen Stellwegvergrößerers mit 90°-Wegum lenkung, der nach dem gleichen Prinzip wie der in Fig. 1 dargestellte Stell wegvergrößerer funktioniert. Fig. 2 Schematic diagram of a hydraulic actuation enlarger with 90 ° -Wegum steering, which works on the same principle as the actuating travel enlarger shown in Fig. 1.

Sehr wichtig ist es, wenn die Hydraulikkammer ohne Lufteinschluß mit Öl gefüllt ist, um eine maximale Steifigkeit zu erreichen. Die Kammer muß flexibel sein in Richtung des Ein- und Ausgangsweges und trotzdem volumenkonstant. Dies wird in der hier beschriebenen Erfin dung dadurch erreicht, daß die Kammer 3 auf Ein- und Ausgangsseite mit einer Metallmem brane 2 bzw. einem Metallfaltenbalg 4 verschlossen ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der elektromechanische Wandler 1 wirkt über eine Metallmembrane 2 auf eine eingeschlossene inkompressible Flüssigkeit 7. Die Flüssigkeit wird durch die Membrane 2 verdrängt und wird aufgrund ihrer Volumenkonstanz in den Metallfaltenbalg 4 hineingedrückt, wodurch dieser sich verlängert und den Abtriebskolben 5 anhebt. Über eine Schraubendruckfeder 6 kann das System so vorgespannt werden, daß nach Abschalten des Wandlers das System in den Aus gangszustand zurückgestellt wird.It is very important if the hydraulic chamber is filled with oil without air in order to achieve maximum rigidity. The chamber must be flexible in the direction of the entry and exit path and still constant in volume. This is achieved in the inven tion described here in that the chamber 3 on the input and output side with a Metallmem membrane 2 or a metal bellows 4 is closed, as shown in Fig. 1. The electromechanical transducer 1 acts on an enclosed incompressible liquid 7 via a metal membrane 2 . The liquid is displaced through the membrane 2 and, due to its constant volume, is pressed into the metal bellows 4 , thereby lengthening it and lifting the driven piston 5 . About a helical compression spring 6 , the system can be biased so that the system is reset to the initial state after switching off the converter.

Das Verhältnis aus der Querschnittsfläche der Metallmembrane 2 und der Querschnittsfläche des Metallfaltenbalgs 4 ergibt den Faktor, um den der Stellweg des elektromechanischen Wandlers 1 übersetzt wird.The ratio of the cross-sectional area of the metal diaphragm 2 and the cross-sectional area of the metal bellows 4 gives the factor by which the actuating path of the electromechanical transducer 1 is translated.

Bei den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1 und 2, sind die Faltenbälge 4 jeweils in einem Führungsrohr 5 geführt, um ein Ausknicken der Faltenbälge zu verhindern. Die Führungsroh re 5 sind ihrerseits verschiebbar und bilden zugleich den Abtriebskolben 5.In the exemplary embodiments in FIGS . 1 and 2, the bellows 4 are each guided in a guide tube 5 in order to prevent the bellows from buckling. The guide tubes 5 are in turn displaceable and at the same time form the output piston 5 .

Claims

1. travel enlarger for translation of travel piezoelectric and magnetostrive energy converter or the like, characterized in that the fluid is enclosed in a hermetically sealed chamber.

2. travel enlarger according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic chamber with a bellows, preferably metal bellows ( 5 ), a metal membrane or the like, is completed.

3. travel enlarger according to one of the preceding claims, characterized is characterized by the connection between the bellows or membrane and chamber The sealing point is glued, soldered or welded and thus the chamber off is absolutely leak-free.

4. travel enlarger according to one of the preceding claims, characterized records that between the direction of the primary converter stroke and the translated Starting strokes are any angle between 0 ° and 180 °