WO2010094786A2 - Flächiges bauelement mit vibrationsdämpfung - Google Patents

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WO2010094786A2
WO2010094786A2 PCT/EP2010/052166 EP2010052166W WO2010094786A2 WO 2010094786 A2 WO2010094786 A2 WO 2010094786A2 EP 2010052166 W EP2010052166 W EP 2010052166W WO 2010094786 A2 WO2010094786 A2 WO 2010094786A2
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piezoactuator
piezoelectric actuator
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Christoph Fankhauser
Michael Vorraber
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Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg
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    • 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
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0283—Materials; Material properties solids piezoelectric; electro- or magnetostrictive

Definitions

  • the present invention relates to a planar component, in particular sheet metal element, which is provided with at least one piezoelectric actuator for its active vibration damping.
  • piezoactuators for feeding vibration-canceling structure-borne noise into a mechanical structure is known, for example, from US Pat. No. 4,626,730, EP 0 720 144 or WO 97/16048.
  • the piezoactuators are operated in a control loop with vibration sensors which are located at locations of maximum vibration amplitude in order to provide an actual value for the regulation goal of vibration minimization.
  • the known systems are currently not concerned with the optimization of the coupling of the piezoelectric noise into the component with regard to maximum damping of different vibration modes of the component.
  • the invention sets itself the goal of solving this problem.
  • the invention provides a sheet-like component, in particular sheet metal element, which is provided with at least one piezoelectric actuator for its active vibration damping and is characterized in that the piezoactuator is applied to the inside or outside of a bead formed in the component.
  • the depth of the bead can be reduced without impairing the mechanical strength, whereby the starting material and / or working steps during beading ("drawing") can be saved.
  • the component is for damping its fundamental modes with at least one bead per fundamental mode provided which causes its mechanical stiffening in this mode.
  • the beads serve both for stiffening and for feeding in the extinguishing sound, and the vibration damping takes place in exactly the significant vibration modes.
  • the sheet-metal element is provided with at least two corrugations running normally to one another, each of which carries a piezoactuator.
  • the component is provided with a central annular bead and at least four, preferably eight, of these radially outwardly extending beads, of which at least two each carry a piezoelectric actuator.
  • the ring bead mechanically counteracts the vibratory mode of buckling ("buckling mode"), and the radiating beads resist the bending and torsional modes, but by vectorically mixing the sound input of the piezoactuators to the radiating beads an acoustic cancellation can be achieved in all three modes. which reduces the number of required piezoactuators.
  • the piezoactuator is a flexible piezofilhe which follows the curvature of the bead snugly. As a result, a maximum efficiency of the introduction of force from the piezoactuators to the component can be achieved.
  • the piezoactuator has at least one pronounced piezostriction direction and is aligned parallel to the course of the bead.
  • the Striktionskraft of Piezoak- tuators thus acts exactly in Sick profile direction, whereby a maximum sound efficiency is achieved.
  • the piezoactuator can be glued to the component in a simple manner.
  • the preferred arrangement of the piezo actuator in the convex region of the bead thereby reduces the risk of detachment of the piezo actuator during operation.
  • Fig. 1 shows a component of the invention in plan view
  • Fig. 2 is a sectional view of the device taken along section line II-II of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a fragmentary perspective view of one of the beads of the device of Fig. 1;
  • FIG. 4 shows a sectioned section through one of the beads of the component of FIG. 1 along a section line in the direction of the beading direction;
  • FIG. Figures 5 and 6 different variants of beads on components.
  • Fig. 7 shows a further device of the invention in the form of a Get ove r s tunnel for a motor vehicle in the Perspektivan ⁇ view.
  • a planar component 1 is shown in the form of a flat sheet metal panel.
  • the component 1 is provided for Verstei ⁇ tion with a central annular bead 2 and from this radially outwardly extending beads 3-6.
  • the beads 3 - 6 are arranged according to the fundamental modes of the component 1 tojosteifen this each against ei ⁇ nem fundamental mode, namely: the annular bead 2 for stiffening against the bulge mode, the longitudinal and transverse beads 3, 5 for stiffening the bending modes, and the diagonal beads 4, 6 for stiffening against the torsional modes.
  • the beads 3 - 5 are each equipped with a piezoactuator 7 - 9 for feeding structure-borne noise (vibration) into the component 1.
  • a structure-borne sound or vibration sensor 10 preferably a film-shaped piezoelectric transducer, is seated on the component 1 remote from the piezoactuators 7 - 9. The location of the vibration sensor 10 is chosen so that it is excited in each possible vibration mode of the device 1.
  • the piezoactuators 7 - 9 acted upon in such a manner with electrical signals that they produce by their piezoelectric effect of structure-borne noise and feed as Auslöschungsschall in the device 1, which compensates for the natural vibration of the device 1.
  • the controller receives a measurement signal from the vibration sensor 10 and follows the control target of minimizing this measurement signal.
  • the acoustic behavior of the device 1 can be modeled by a mesh of excitation points with acoustic point admittances Y 11 and mutual acoustic transfer admittances Y lk .
  • the fed into the device 1 acoustic power P is thus distributed
  • the piezoactuators 7-9 are arranged as follows.
  • Figs. 2 to 4 show - representative of all Piezoaktuatoren - the piezoelectric actuator 9 and its bead 5 in detail.
  • the piezoactuator 9 is preferably located at the location of the maximum convex curvature of the bead 5, wherein the curvature in the direction of the course 11 of the bead 5 is considered.
  • the bead 5 runs at each of its ends in a sequence of a convex portion 12, a turning point 13 and a concave portion 14 in the environmental plane of the device 1, and the piezoelectric actuator 9 is preferably in the convex portion 12 on the outside 15 of the bead fifth applied.
  • the radii Ri and R2 of the convex or concave curvature regions 12, 14 of the bead 5 are for example in the range of 20 to 2000 mm.
  • Each of the piezoactuators 7 - 9 may be of omnidirectional piezorestrictive type or - preferably - have a pronounced piezoelectric straightening direction 16, which is then preferably aligned parallel to the course 11 of the respective bead 3 - 5. As a result, the piezoactuators 7 - 9 generate tensile stresses over the curvature region 12, which can propagate exactly along the course of the bead 11.
  • one or more piezoactuators could - albeit with reduced acoustic efficiency or the risk of detachment - alternatively applied to a convex portion of the inside of a bead, in a concave portion on the inside or outside of a bead and / or transversely or obliquely to Sickenverlauf.
  • the piezoactuators 7 - 9 are in the form of a flexible piezoelectric film (piezo film), as e.g. from US 4,626,730 is known per se.
  • the piezoactuators 7 - 9 are glued to the beads 3 - 5 and closely conform to the curvature of the convex portion 12.
  • the length of the piezoactuators 7 - 9 in the direction of the skew curve 11 is tuned to the wavelength of the respective vibration mode to be damped, in particular in such a way that the length is not an integer divisor of the vibration mode in order to avoid the resonant excitation of harmonics ,
  • piezo actuators 3 - 5 are used, as required, to dampen the main or fundamental modes of the component 1.
  • the beads 3 and 5 are provided with piezo actuators, here the beads 3 and 5.
  • their drive signals, as well as vibration modes be compensated with intermediate directions, for example in the direction of the diagonal beads 4, 6, so that the illustrated third piezo actuator 8 could possibly be omitted.
  • the component 1 can basically be of any shape and material, as long as it allows the formation of beads.
  • FIGS. 5 and 6 show examples of non-planar components 1 in the form of a tube which carries an outwardly embossed bead 17 with a piezoactuator 18 or an inwardly embossed bead 19 with a piezoactuator 20.
  • the piezoactuators 18, 20 are respectively applied to the location of the maximum convex curvature of the bead 17 and 19, which is in Fig. 5, the central region of the bead 17 and in Fig. 6, the transition region of the bead 19 to the component. 1
  • FIG. 7 shows yet another embodiment of a highly irregularly shaped component 1, here a tunnel plate for a motor vehicle body comprising a web plate 21, on both sides subsequent apron plates 22 and end side end and heel plates 23.
  • a highly irregularly shaped component here a tunnel plate for a motor vehicle body comprising a web plate 21, on both sides subsequent apron plates 22 and end side end and heel plates 23.
  • longitudinal beads 24 - 26 For stiffening compared to the fundamental mode of longitudinal bending serve longitudinal beads 24 - 26, and for stiffening against the fundamental mode of buckling of the skirt plates are transverse beads 27 - 29th
  • the beads 24-29 are provided with piezoactuators 30-35, which each lie in the region of maximum convex bead curvature in the direction of the course of the bead.
  • Piezo converters 36, 37 at locations of maximum vibration amplitude decrease the control signal for the control of the piezoactuators 30-35. It is understood that the system presented here for active Vibrationdsdämpfung could be used in an analogous manner to an active sound generation in the device 1.
  • corrugations provided with the piezoactuator cushioning described herein can be fabricated with consistent mechanical strength with a smaller bead depth and a shorter bead exit than without cushioning, thereby resulting in manufacturing savings.

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Abstract

Flächiges Bauelement (1), insbesondere Blechelement, das zu seiner aktiven Vibrationsdämpfung mit zumindest einem Piezoaktuator (7 - 9) versehen ist, welcher auf die Innen- oder Außenseite (15) einer im Bauelement ausgebildeten Sicke (3 - 5) aufgebracht ist.

Description

Flächiges Bauelement mit Vibrationsdämpfung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein flächiges Bauelement, insbesondere Blechelement, das zu seiner aktiven Vibrationsdämpfung mit zumindest einem Piezoaktuator versehen ist.
Die Verwendung von Piezoaktuatoren zur Einspeisung von vi- brationsauslöschendem Körperschall in eine mechanische Struktur ist beispielsweise aus der US 4 626 730, EP 0 720 144 oder WO 97/16048 bekannt. Die Piezoaktuatoren werden in einem Regelkreis mit Vibrationssensoren betrieben, welche an Orten maximaler Schwingungsamplitude liegen, um einen Istwert für das Regelungsziel der Vibrationsminimierung bereitzustellen.
Die bekannten Systeme befassen sich derzeit nicht mit der Optimierung der Einkopplung des Piezoschalls in das Bauelement im Hinblick auf eine maximale Bedämpfung verschiedener Schwingungsmoden des Bauelements. Die Erfindung setzt sich zum Ziel, dieses Problem zu lösen.
Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein flächiges Bauelement, insbesondere Blechelement, das zu seiner aktiven Vibrationsdämpfung mit zumindest einem Piezoaktuator versehen ist und sich dadurch auszeichnet, daß der Piezoaktuator auf die Innen- oder Außenseite einer im Bauelement ausgebildeten Sicke aufgebracht ist.
Auf diese Weise werden Orte besonders hoher Eigensteifig- keit für die Einspeisung des Körperschalls der Piezoaktuatoren bereitgestellt, welche - wie später noch ausführlicher erläutert wird - eine größtmögliche gegenseitige Entkopplung der Anregungspunkte des Bauelements bewirken. Damit kann einerseits eine präzise Berechnung und Steuerung der Kompensationssignale und andererseits eine optimale Ausbreitung und Wirkung des Auslöschungsschalls erzielt werden. Im Ergebnis kann bei gleichem elektrischen Energieniveau deutlich mehr Körperschallenergie im Bauelement erzeugt werden als mit den bekannten Anordnungen.
Darüberhinaus kann durch die aktive Bedämpfung des Bauteils die Sickentiefe verringert werden, ohne die mechanische Festigkeit zu beeinträchtigen, wodurch Ausgangsmaterial und/oder Arbeitsschritte beim Sicken bzw. Versicken („Züge") eingespart werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Piezoaktuator auf die Sicke an einem Ort maximaler Krümmung der Sicke aufgebracht ist, wodurch eine maximale Eigensteifigkeit für den Schalleinspeiseort erreicht werden kann.
Ganz besonders günstig ist es, wenn der Piezoaktuator auf die Sicke an einem Ort - in Richtung ihres Verlaufs gesehen - maximaler konvexer Krümmung aufgebracht ist, was eine mögliche Ablösung des Piezoaktuators bei seiner Piezostriktion weitgehend ausschließt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bauelement zur Dämpfung seiner Grundschwingungsmoden mit zumindest einer Sicke pro Grundschwingungsmodus versehen, welche seine mechanische Aussteifung in diesem Modus bewirkt. Dadurch dienen die Sicken sowohl zur Aussteifung als auch zur Einspeisung des Auslöschungsschalls und die Vibrationsdämpfung erfolgt in genau den signifikanten Schwingungsmoden .
Besonders günstig ist es, wenn gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Blechelement mit mindestens zwei normal zueinander verlaufenden Sicken versehen ist, die jeweils einen Piezoaktuator tragen. Durch entsprechende vektorielle Mischung der Schalleinspeisungen in den beiden Normalrichtungen können damit auch Schwingungsmoden in Zwischenrichtungen bedämpft werden .
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bauelement mit einer zentralen ringförmig verlaufenden Sicke und zumindest vier, bevorzugt acht, von dieser strahlenförmig nach außen verlaufenden Sicken versehen, von denen zumindest zwei je einen Piezoaktuator tragen. Die Ring- sicke wirkt mechanisch dem Schwingungsmodus des Beulens („Beulmodus") entgegen, und die strahlenförmigen Sicken den Biege- und Torsionsmoden; durch vektorielle Mischung der Schalleinspeisung der Piezoaktuatoren an den strahlenförmigen Sicken kann dennoch eine akustische Auslöschung in allen drei Moden erreicht werden, was die Anzahl an erforderlichen Piezoaktuatoren reduziert.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Piezoaktuator eine flexible Piezofolie ist, welche sich der Krümmung der Sicke anschmiegt. Dadurch kann ein maximaler Wirkungsgrad der Krafteinleitung von den Piezoaktuatoren zum Bauelement erreicht werden .
Bevorzugt hat der Piezoaktuator zumindest eine ausgeprägte Piezostrikt ionsrichtung und ist mit dieser parallel zum Verlauf der Sicke ausgerichtet. Die Striktionskraft des Piezoak- tuators wirkt damit exakt in Sickenverlaufsrichtung, wodurch eine maximale Schallausbeute erzielt wird.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung kann der Piezoaktuator in einfacher Weise auf das Bauelement aufgeklebt werden. Die bevorzugte Anordnung des Piezoaktuators im konvexen Bereich der Sicke reduziert dabei die Gefahr eines Ablösens des Piezoaktuators im Betrieb.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Bauelement der Erfindung in der Draufsicht;
Fig. 2 eine Schnittansicht des Bauelements entlang der Schnittlinie II-II von Fig. 1 ;
Fig. 3 eine ausschnittsweise Perspektivansicht einer der Sicken des Bauelements von Fig. 1 ;
Fig. 4 einen ausschnittsweisen Schnitt durch eine der Sicken des Bauelements von Fig. 1 entlang einer Schnittlinie in Sickenverlaufsrichtung; die Fig. 5 und 6 verschiedene Varianten von Sicken an Bauelementen; und Fig. 7 ein weiteres Bauelement der Erfindung in Form eines Get r iebe tunnel s für ein Kraftfahrzeug in der Perspektivan¬ sicht .
In Fig. 1 ist ein flächiges Bauelement 1 in Form eines ebenen Blechfelds gezeigt. Das Bauelement 1 ist zur Verstei¬ fung mit einer zentralen ringförmigen Sicke 2 und von dieser strahlenförmig nach außen verlaufenden Sicken 3 - 6 versehen. Die Sicken 3 - 6 sind entsprechend den Grundschwingungsmoden des Bauelements 1 angeordnet, um dieses jeweils gegenüber ei¬ nem Grundschwingungsmodus auszusteifen, und zwar: die ringförmig verlaufende Sicke 2 zur Versteifung gegenüber dem Beulmodus, die längs- und querverlaufenden Sicken 3, 5 zur Versteifung gegenüber den Biegemoden, und die diagonalen Sicken 4, 6 zur Versteifung gegenüber den Torsionsmoden .
Die Sicken 3 - 5 sind im gezeigten Beispiel jeweils mit einem Piezoaktuator 7 - 9 zur Einspeisung von Körperschall (Vibration) in das Bauelement 1 ausgestattet. An einem von den Piezoaktuatoren 7 - 9 entfernten Ort auf dem Bauelement 1 sitzt ein Körperschall- bzw. Vibrationssensor 10, bevorzugt ein folienförmiger Piezowandler . Der Ort des Vibrationssensors 10 ist so gewählt, daß er in möglichst jedem Schwingungsmodus des Bauelements 1 angeregt wird.
Mit Hilfe einer (nicht gezeigten) elektronischen Steuerung, in der Regel eines entsprechend programmierten Signal- Prozessors, werden die Piezoaktuatoren 7 - 9 derart mit elektrischen Signalen beaufschlagt, daß sie durch ihren Piezostrik- tionseffekt Körperschall erzeugen und als Auslöschungsschall in das Bauelement 1 einspeisen, welcher die Eigenvibrationen des Bauelements 1 kompensiert. Die Steuerung empfängt dazu ein Meßsignal vom Vibrationssensor 10 und verfolgt das Regelungsziel der Minimierung dieses Meßsignals.
Wie aus der Akustiktheorie bekannt, kann das akustische Verhalten des Bauelements 1 durch ein Netzgitter von Anregungspunkten mit akustischen Punktadmittanzen Y11 und gegenseitigen akustischen Transferadmittanzen Ylk modelliert werden. Die in das Bauelement 1 eingespeiste akustische Leistung P verteilt sich damit zu
Figure imgf000008_0001
mit
YΛ =—L- ... Punktadmittanz (i=k) oder Transferadmittanz (iΦk) Fk
V1 ... Schnelle im Anregungspunkt i Fk ... Kraft im Anregungspunkt k
Sind die Transferadmittanzen Ylk zwischen einzelnen Anregungspunkten hoch, wird eine aktive Vibrationsdämpfung an einem Anregungspunkt demgemäß stark durch Admittanzeinbrüche zufolge der jeweils anderen Kräfte reduziert; daraus ergibt sich, daß eine Reduzierung der Transferadmittanzen Ylk relativ zu den Punktadmittanzen Y11, d.h. die Schaffung möglichst steifer und möglichst wenig miteinander korrelierender Einleitungsstellen, die Wirksamkeit der aktiven Vibrationsdämpfung verbessern kann. Zu diesem Zweck werden die Piezoaktuatoren 7 - 9 wie folgt angeordnet.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen - stellvertretend für alle Piezoaktuatoren - den Piezoaktuator 9 und seine Sicke 5 im Detail. Der Piezoaktuator 9 liegt bevorzugt am Ort der maximalen konvexen Krümmung der Sicke 5, wobei die Krümmung in Richtung des Verlaufs 11 der Sicke 5 betrachtet wird. Die Sicke 5 läuft an jedem ihrer Enden in einer Abfolge aus einem konvexen Bereich 12, einem Wendepunkt 13 und einem konkaven Bereich 14 in die Umgebungsebene des Bauelements 1 aus, und der Piezoaktuator 9 wird bevorzugt im konvexen Bereich 12 auf die Außenseite 15 der Sicke 5 aufgebracht. Die Radien Ri und R2 der konvexen bzw. konkaven Krümmungsbereiche 12, 14 der Sicke 5 liegen beispielsweise im Bereich von 20 bis 2000 mm.
Jeder der Piezoaktuatoren 7 - 9 kann von omnidirektional- piezorestriktivem Typ sein oder - bevorzugt - eine ausgeprägte Piezostriktionsrichtung 16 haben, welche dann bevorzugt parallel zum Verlauf 11 der jeweiligen Sicke 3 - 5 ausgerichtet wird. Dadurch erzeugen die Piezoaktuatoren 7 - 9 Zugspannungen über den Krümmungsbereich 12, welche sich genau entlang des Sickenverlaufs 11 ausbreiten können.
Falls gewünscht, könnten einer oder mehrere Piezoaktuatoren - wenn auch mit verringerter akustischer Wirksamkeit bzw. der Gefahr eines Ablösens - alternativ auf einem konvexen Bereich der Innenseite einer Sicke, in einem konkaven Bereich auf der Innen- oder Außenseite einer Sicke und/oder quer oder schräg zum Sickenverlauf aufgebracht werden.
Die Piezoaktuatoren 7 - 9 sind in Form einer flexiblen piezoelektrischen Folie (Piezofolie) ausgeführt, wie sie z.B. aus der US 4 626 730 an sich bekannt ist. Die Piezoaktuatoren 7 - 9 werden auf die Sicken 3 - 5 aufgeklebt und schmiegen sich eng an die Krümmung des konvexen Bereichs 12 an.
Die Länge der Piezoaktuatoren 7 - 9 in Richtung des Si- ckenverlaufs 11 ist auf die Wellenlänge des jeweiligen zu dämpfenden Schwingungsmodus abgestimmt, und zwar insbesondere in der Weise, daß die Länge kein ganzzahliger Teiler des Schwingungsmodus ist, um die resonante Anregung von Oberschwingungen zu vermeiden.
An einem Bauelement 1 werden so viele Piezoaktuatoren 3 - 5 eingesetzt, wie erforderlich sind, um die Haupt- bzw. Grundschwingungsmoden des Bauteils 1 zu dämpfen. Für den ebenflächigen Bauteil 1 von Fig. 1 werden zumindest zwei normal zueinander verlaufende Sicken mit Piezoaktuatoren versehen, hier die Sicken 3 und 5. Durch vektorielle Ansteuerung der Piezoaktuatoren 7, 9, d.h. unter entsprechendem Amplituden- und Phasenversatz ihrer Ansteuerungssignale, können so auch Schwingungsmoden mit zwischenliegenden Richtungen, beispielsweise in Richtung der diagonalen Sicken 4, 6, kompensiert werden, so daß der gezeigte dritte Piezoaktuator 8 gegebenenfalls entfallen könnte.
Das Bauelement 1 kann grundsätzlich von beliebiger Form und beliebigem Material sein, solange es die Ausbildung von Sicken erlaubt. Die Fig. 5 und 6 zeigen Beispiele nicht-ebener Bauelemente 1 in Form eines Rohres, das eine nach außen geprägte Sicke 17 mit einem Piezoaktuator 18 bzw. eine nach innen geprägte Sicke 19 mit einem Piezoaktuator 20 trägt. Die Piezoaktuatoren 18, 20 sind jeweils am Ort der maximalen konvexen Krümmung der Sicke 17 bzw. 19 aufgebracht, das ist in Fig. 5 der zentrale Bereich der Sicke 17 bzw. in Fig. 6 der Übergangsbereich der Sicke 19 zum Bauelement 1.
Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines stark unregelmäßig geformten Bauteils 1, hier eines Tunnelblechs für eine Kraftfahrzeugkarosserie, umfassend ein Stegblech 21, beidseitig anschließende Schürzenbleche 22 und endseitige Stirn- und Fersenbleche 23. Zur Versteifung gegenüber dem Grundschwingungsmodus der Längsbiegung dienen Längssicken 24 - 26, und zur Versteifung gegenüber dem Grundschwingungsmodus des Beulens der Schürzenbleche dienen Quersicken 27 - 29.
Die Sicken 24 - 29 sind mit Piezoaktuatoren 30 - 35 versehen, welche jeweils im Bereich maximaler konvexer Sickenkrüm- mung in Richtung des Sickenverlaufs liegen. Piezowandler 36, 37 an Orten maximaler Vibrationsamplitude nehmen das Regelungssignal für die Steuerung der Piezoaktuatoren 30 - 35 ab. Es versteht sich, daß das hier vorgestellte System zur aktiven Vibrationdsdämpfung in analoger Weise auch zu einer aktiven Schallerzeugung im Bauelement 1 verwendet werden könnte.
Darüberhinaus können Sicken, die mit der hier beschriebenen Piezoaktuator-Bedämpfung versehen sind, bei gleichbleibender mechanischer Festigkeit mit einer geringeren Sickentiefe und einem kürzeren Sickenauslauf gefertigt werden als ohne Bedämpfung, wodurch sich Einsparungen in der Fertigung ergeben.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen .

Claims

Patentansprüche :
1. Flächiges Bauelement, insbesondere Blechelement, das zu seiner aktiven Vibrationsdämpfung mit zumindest einem Pie- zoaktuator versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pie- zoaktuator (7 - 9) auf die Innen- oder Außenseite (15) einer im Bauelement ausgebildeten Sicke (3 - 5) aufgebracht ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoaktuator (7 - 9) auf die Sicke (3 - 5) an einem Ort (12) maximaler Krümmung der Sicke (3 - 5) aufgebracht ist.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoaktuator (7 - 9) auf die Sicke (3 - 5) an einem Ort (12) - in Richtung ihres Verlaufs (11) gesehen - maximaler konvexer Krümmung aufgebracht ist.
4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Dämpfung seiner Grundschwingungsmoden mit zumindest einer Sicke (3 - 5) pro Grundschwingungsmodus versehen ist, welche seine mechanische Aussteifung in diesem Modus bewirkt.
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es mit mindestens zwei normal zueinander verlaufenden Sicken (3 - 5) versehen ist, die jeweils einen Piezoaktuator (7, 9) tragen.
6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer zentralen ringförmig verlaufenden Sicke (2) und zumindest vier, bevorzugt acht, von die- ser strahlenförmig nach außen verlaufenden Sicken (3 - 6) versehen ist, von denen zumindest zwei je einen Piezoaktuator (7 - 9) tragen.
7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoaktuator (7 - 9) eine flexible Piezofolie ist, welche sich der Krümmung der Sicke anschmiegt.
8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoaktuator (7 - 9) zumindest eine ausgeprägte Piezostriktionsrichtung (16) hat und mit dieser parallel zum Verlauf (11) der Sicke (3 - 5) ausgerichtet ist.
9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickenaußenseite (15) am Sickenende über eine konvex/konkav-Abfolge (12 - 14) in die Bauelementebene ausläuft und der Piezoaktuator (7 - 9) im konvexen Bereich (12) dieser konvex/konkav-Abfolge liegt.
10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezoaktuator (7 - 9) auf das Bauelement (1) aufgeklebt ist.
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