FI58849C - Elektromekaniskt filter - Google Patents

Description

ΓΒ1 ««KUULUTUSjULKAISU ς Q Q ϋ Q

lBJ (11) utläggningsskmft 58849 C Patentti myönnetty 10 04 1981

Patent meddelat (51) K».ik.3Ma3 h 03 H 9/02 SUOMI—FINLAND (21) r*****™»»—2725/71 (22) H»k*ml*pthrt —An*ökitfnpd«| 29.09.71 (23) Alkupllvft—GIMfhafsdag 29.09.71 (41) TuHttt |utklMkil — Uhrit offantlig 31.03.72 PMMitOch reglrtarstyrslMn ' Anriftan uthgd och uti^krifun pubitMnd 31.12.80 (32)(33)(31) löydetty etuoikeu* —e«*ird prtorit·* 30.09.70

Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken

Tyskland(DE) P 20U8162.3 (71) Siemens Aktiengesellschaft, Berlin/Munchen, EE; Wittelsbacherplatz 2, 8 Munchen 2, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Karl Traub, Olching, Saksan Liittötasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (7^) Berggren Oy Ab (5^) Sähkömekaaninen suodatin - Elektromekaniskt filter

Keksintö kohdistuu sähkömekaaniseen suodattimeen, joka muodostuu useasta mekaanisesti kytketystä, mekaanisesta taivutus-värähtelijästä, jotka ovat sovitetut koteloon.

Mekaaniset suodattimet muodostuvat kuten tunnettua useasta, mekaanisesti toisiinsa kytketystä, mekaanisesta värähtelijästä, joissa suodatinominaiskäyrän määrää värähtelijän ja kytkimien vä-rähtelytapahtuma. Värähtelijöiden ja kytkentäelementtien monen mahdollisen värähtelymuodon joukossa on varsinkin taivutusvärähte-lyn käyttäminen värähtelijöille ja pituusvärähtelyn käyttäminen kytkentäelimille edullisia, koska taivutusvärähtelyssä värähtelijän resonanssitaajuuteen taivutussuunnassa myötävaikuttaa pintahitaus-nornentti ja käytettäessä pituuskytkentöjä jo suhteellisen ohuilla kuparilangoilla voidaan saada suhteellisen suuria kaistaleveyksiä. Ulkopuolisten vaikutusten suojaksi sovitetaan suodatin yleensä koteloon. Mekaanista suodatinta ympäröivä ilma saatetaan myös väräh-telyihin eri värähtelijöiden liikkeistä. Ilman pienen värähtely-hyvyyden johdosta esiintyy tällöin värähtelijöiden vaimennus.

5 884 9

Erikoisen suureksi muodostuu tämä vaimennus ja johtaa toisinaan taajuuden laskuun jos - kotelon sisämitoista riippuen - muodostuu ilmatiloja, jotka suodattimen toimintataajuudella joutuvat resonanssiin. Suodattimen vaimennuskäyrän vääristymät tämän ilmatilan ominaistaajuuksilla ovat tällöin seurauksena.

Amerikkalaisesta patenttijulkaisusta 2 905 909 tunnetaan jo mekaanisessa suodattimessa, joka on varustettu Iitteinä, pituus-, vast, poikittaisvärähtelyjä suorittavilla värähtelijöillä, peittää nämä kimmoisella, kuten kumi- tai vaahtomaisella plastisella aineella. Tämä peittäminen toimii toiselta puolen suodatinkappaleen kiinnipitämiseksi ja toiselta puolen se tukahduttaa värähtelijän toivomattomia taivutusvärähtelyjä. Vaaditaan siis määrättyä täytteen painetta värähtelijöihin.

Keksinnön tarkoituksena on mekaanisten taivutusvärähtelijöiden muodostamassa mekaanisessa suodattimessa tukahduttaa häiritseviä ilma-resonansseja kotelon sisässä, ilman että samalla taivutusvärähteli-jöiden värähtelyyn vaikutetaan epäedullisesti.

Keksintö kohdistuu nimenomaan sentyyppiseen suodattuneen, jossa värähtelijät ovat kytketyt toisiinsa pituussuuntaisia värähtelyjä suorittavan kytkentäelementin avulla, jossa suodattimessa siihen tilaan, jota rajoittavat värähtelylaitteen ulkopinta ja kotelon seinämä, on sovitettu värähtelijöiden päällä oleva, värähtely-energiaa absorboiva välikerros, ja keksinnölle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1.

Keksinnössä lähdetään toteamuksesta, että samoilla värähtelijä-suuruuksilla on taivutusvärähtelijöillä, verrattuina värähtelijöihin, jotka suorittavat muita värähtelymuotoja, yleensä suhteellisen suuret pinnat, jotka taivutusvärähtelyssä ovat ilmavastukselle alttiina. Tästä syystä esiintyy suodattimissa taivutusvärähtelijöillä ilmaresonanssien häiritsevä vaikutus suodattimen vaimennusvaikutukseen varsinkin silloin, kun kotelomitat ovat epäedullisia. Näissä suodattimissa tulee kahden viereisen värähtelijän vastavaiheisessa värähtelyssä niiden välinen ilmatila vuorotellen suurenemaan ja pienenemään. Tästä syystä tulee kohtisuoraan taivutusvärähtelijäin värähtelysuuntaa vasten herätetyksi ilma-aaltoja, jotka heijastuvat kuoren seiniä vasten ja voivat muodostaa seisovia aaltoja. Näillä ilmaresonansseilla on häiritsevä vastavaikutus suodatinominaiskäyrään sikäli, että osaksi esiintyy huomattavia vaimennusvääristymiä. On tosin olemassa mahdollisuus valitsemalla sopivasti kotelon sisämitat muuttaa myötävärähtelevien ilmapatsaiden pituudet siten, ettei mitään ilmaresonansseja eikä täten myöskään mitään vaimennusvääristymiä voi syntyä. Ääninopeuden suuren lämpötilariippuvuuden johdosta ilmassa on kuitenkin vain suhteellisen pienessä lämpötila-alueessa riittävän hyvä tulos saavutettavissa.

3 58849

Sitä paitsi vaikuttavat maksimaalisesta sallitut kotelomitat sekä näiden toleranssit rajoittavasti tämän menetelmän käyttöön.

Keksintöä selostetaan lähemmin seuraavassa, viitaten oheiseen piirustukseen.

Kuvio esittää usean mekaanisen taituvusvärähtolijän 1 muodostamaa suodatinta, joka on läpimenevällä, pituusvärähtelyjä suorittavalla kytkentäelementillä yhteen kytketty. Päät e vMräht e1ij ät ovat varustetut sähkömekaanisilla muuttajilla 2 ja 2' siirtymistä varten sähköisistä värähtelyistä mekaanisiin värähtolyihin, vast, siirtymiseksi mekaanisista värähtelyistä sähköisiin. Alkuaan ympyränmuotoisella poikkipinnalla varustetut värähtelijät ovat yhdellä sivulla tasoitetut, jota vastaan värähtelysolmuissa on sovitettu pi-dike-elementit 4, jotka puolestaan ovat ankkuroidut pohjalevyyn 5. Värähtelijät ovat siten esitetyt, että niiden päädyt ovat katsojaan päin ja edellytetään, että kytkentäelementti 3 on kiinnitetty eri elementtien keskiosaan. Itse värähtelijät sijaitsevat samassa tasossa ja saatetaan taivutusvärähtelyihin siten, että ne suorittavat taivutusvärähtelyt kaksoisnuolen 6 suunnassa, ts. yhdensuuntaisesti pohjalevyn 5 kanssa. Tämän johdosta suorittaa myös kytkentä-elementti 3 pituusvärähtelyjä kaksoisnuolen 6 suunnassa. Kucdatinta ympäröi kotelo 7 joka puolelta, pitääkseen ulkopuolisia vaikutuksia loitolla. Suodatinrungon ja kotelon välissä on äänenvaimentavasta aineesta valmistettu välikerros 8, joka vaimentaa kohtisuoraan värähtelysuunnan 6 suhteen esiintyvät ilmaresonanssit. Vuorit usesimerkissä on välikerroksen 8 aineena käytetty muovia, nimittäin polyesterikarstaharsoa, jonka paksuus on 0,3 mm. On osoittautunut, että tällä laitteella ei koko kysymykseen tulevalla lämpötila-alueella, siis 0-55°C enää voida havaita mitään ilmaresonans-sin aiheuttamia vaimennusvääristyksiä.

Ouoritusesimerkissä on välikerros sovitettu suoraan värähtelijöille ja lähemmin sanoen kytkentöelementtiä 3 vastakkaiselle puolelle. Välikerros on siis yhdensuuntainen värähtelijöiden väräh-telysuunnan 6 kanssa ja voi tarpeen vaatiessa ulottua koko värähtelijän pituudelta.

On kokeiltu huomattavasti ohuemmalla karstaharsolla, jonka paksuus on noin 0,1 mm tai muovilla, jonka sisäpinta on kovasi.: rosoinen, mutta ne eivät ole aikaansaaneet riittävää parannusta. Tämä osoittaa, että 0,5 mm paksuisen karstaharson vaikutus pääasiassa riippuu ääniaaltojen absorbtiosta ja vain vähemmässä määrin heijastuksesta välikerroksen rosoisesta pinnasta.

^ 58849

Erikoisen edulliseksi valmistusteknillisestä on sitä paitsi osoittautunut ettei välikerroksen 8 tarvitse olla kiinteästi kiinnitetty koteloon, vaan voi vaimennusvaikutusta haittaamatta levätä värähtelijöitä 1 vastaan. On vaan huolehdittava siitä, että kotelon ja jokaisen värähtelijän väli on niin suuri, ettei värähtelyn aikana mikään paine vaikuta näihin. luiden aineiden, kuten huovan tai vaahtomuovin suhteen osoittautuu käytetty polyesteri-karstaharso sekä rnitanpitävyyden että kosteudenkeston suhteen ylivoimaiseksi .

Claims (6)

1. 5 58849
2. 1. Koteloon järjestetty sähkömekaaninen suodatin useine mekaani-sine taivutusvärähtelijöineen, jotka ovat kytketyt toisiinsa pituussuuntaisia värähtelyjä suorittavan kytkentäelementin avulla, jossa suodattimessa siihen tilaan, jota rajoittavat värähtelylaitteen ulkopinta ja kotelon seinämä, on sovitettu värähtelijöiden päällä oleva, värähtelyenergiaa absorboiva välikerros, tunnettu siitä, että välikerros (8) on ääntä absorboivaa ainetta ja se on sovitettu yhdensuuntaisesti taivutusvärähtelijöiden (1) värähtelysuunnan (6) kanssa siten, että värähtely tapahtuman aikana värähtelijöihin (1) ei kohdistu mitään mainittavaa painetta, ja että välikerroksen (8) paksuus on valittu siten, että saavutetaan lähes täydellinen äänen-absorptio.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sähkömekaaninen suodatin, tunnettu siitä, että välikerros (8) on muovia, varsinkin polyesterikarstaharsoa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sähkömekaaninen suodatin, tunnettu siitä, että välikerros (8) ulottuu värähtelijöiden koko pituudelle.
5. 4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen sähkömekaaninen suodatin, tunnettu siitä, että värähtelijöiden kytkentä tapahtuu läpimenevän kytkentäelementin (3) kautta, ja että välikerros (8) on sovitettu värähtelijöiden (1) kytkentäelementtiin (3) nähden vastakkaiselle sivulle.
6. 1. I ett hus anordnat elektromekaniskt filter med ett flertal mekaniska böjresonatorer, vilka är mekaniskt kopplade via ett i längdriktningen svängningar utförande kopplingselement, vid vilket filter ett i det rum som begränsas av en ytteryta hos resonator-anordningen och en vägg hos huset är infogat ett pä resonatorerna liggande, svängningsenergi absorberande mellanskikt, k ä n n e -tecknat av att mellanskiktet (8) bestär av ljudabsorberande material som är inlagt parallellt med svängningsriktningen (6) hos böjresonatorerna (1) sä, att under svängningsförloppet inget nämn-värt tryck utövas pä resonatorerna (1), och att tjockleken hos mellanskiktet (8) valts sä, att en näranog fullständigt ljudabsorption upp- ' r, kommer.