ELEMENTO ACTIVO PARA LA REDUCCIÓN DE LAS VIBRACIONES DE COMPONENTES, EN PARTICULAR PARA COMPONENTES DE AVIONES, ASÍ COMO PROCEDIMIENTO PARA LA REDUCCIÓN ACTIVA DE VIBRACIONES.

Elemento activo para la reducción de las vibraciones entre una estructura de soporte (19) que vibra en el funcionamiento y una estructura (20) que debe aislarse del ruido o de las vibraciones,

en particular para componentes de avión, que comprende una estructura de soporte (11, 12), una unidad de actuadores (13), que está acoplada mecánicamente en la estructura de soporte (11, 12), para impulsar la estructura de soporte (11, 12) con fuerzas alternas, y una instalación de regulación (21), que activa la unidad de los actuadores (13) sobre la base de una o varias señales de sensores, para reducir al mínimo una transmisión de vibraciones perturbadoras sobre una trayectoria de transmisión (2, 3) a través de la estructura de soporte (11, 12), de manera que la estructura de soporte (11, 12) es regulable activamente a través de la unidad de actuadores (13) en tres grados de libertad, para contrarrestar la transmisión de las vibraciones perturbadoras, caracterizado porque el elemento activo está fijado o se puede fijar por medio de la estructura de soporte (11, 12) entre la estructura de soporte (19) y la estructura (20) a aislar, de manera que le estructura de soporte (11, 12) comprende al menos una primera placa de soporte (12), que es regulable a través de la unidad de actuadores (13) para vibraciones en tres grados de libertad y una segunda placa de soporte (11), de manera que la unidad de actuadores (13) está dispuesta entre la primera y la segunda placa de soporte (11, 12)

Elemento activo para la reducción de las vibraciones de componentes, en particular para componentes de aviones, así como procedimiento para la reducción activa de vibraciones

La presente invención se refiere a un elemento activo para la reducción de las vibraciones de componentes, en particular para componentes de avión, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente, así como a un procedimiento para la reducción activa de vibraciones de componentes de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 10 de la patente (ver, por ejemplo, el documento US-A-3 952 979).

En muchas estructuras se transmiten perturbaciones a través del sonido del aire y del sonido corporal desde un componente sobre un componente adyacente y se irradia allí como ruido o conducen a niveles de vibraciones elevadas no deseadas. En particular, en la construcción de aviones, un objetivo prioritario es reducir tal nivel perturbador de vibraciones de componentes y de esta manera elevar todavía adicionalmente la comodidad en el espacio interior así como la estabilidad y la seguridad. Como un ejemplo se puede mencionar aquí la pared doble del panel de estabilización del fuselaje de un avión moderno. En este caso, las excitaciones exteriores, como por ejemplo el llamado ‘Buzz-Saw-Noise', el ruido de capa límite y ruido de chorro así como vibraciones, que parten desde el grupo moto propulsor u otros componentes mecánicos del avión, son transmitidos a través del fuselaje hacia el interior sobre los paneles del revestimiento interior o bien los paneles de estabilización. Esto tiene como consecuencia que los paneles de estabilización son excitados a vibraciones y de esta manera irradian ruido, lo que se considera como molesto por los pasajeros.

También en el campo de los helicópteros deben tomarse múltiples medidas para reducir las vibraciones, por ejemplo en la zona de la cabina y reducir la radiación de ruido.

En el campo aeroespacial se pueden transmitir vibraciones desde el sistema de soporte sobre la carga útil, lo que puede conducir a perturbaciones en el funcionamiento posterior, por ejemplo en satélites. Además, también en el campo de la aeronáutica es necesaria una reducción de vibraciones, para elevar la comodidad y reducir el ruido.

Se conocen en el estado de la técnica, para la reducción de las vibraciones unos absorbedores pasivos, como por ejemplo elementos de goma, muelles, etc. Los absorbedores pasivos tienen, sin embargo, el inconveniente de conseguir una acción aislante ya a partir de determinadas frecuencias. La publicación EP 0 927 313 B1 muestra un inserto de aislamiento de las vibraciones para suelos de aviones, en el que se describe una suspensión de elastómero para la fijación de un panel de suelo en aviones. A través del aislamiento del suelo del resto de la estructura debe conseguirse una reducción del SIL (Speech Interference Level) o bien del ruido en la cabina del avión.

Además, se conocen una pluralidad de elementos activos para el aislamiento de las vibraciones y para la reducción del ruido. En la publicación WO 02/23062 A1 se describe un elemento de fijación de aislamiento de las vibraciones, que comprende un actuador electromagnético. En este caso, a través de la activación del actuador se puede reducir la transmisión de vibraciones entre componentes adyacentes entre sí. El elemento de fijación se puede utilizar, por ejemplo, como elemento de suspensión entre la célula del avión y el panel. El elemento de suspensión o bien de fijación conocido tiene, sin embargo, el inconveniente de que especialmente en estructuras planas de construcción ligera no se puede conseguir un efecto de aislamiento o sólo un efecto de aislamiento muy reducido.

Por lo tanto, el problema de la invención es crear un elemento activo para la reducción de las vibraciones de componentes, con el que se puede conseguir una reducción efectiva de las vibraciones y/o una disminución del ruido irradiado, que es efectivo especialmente también en estructuras planas o bien el estructuras de construcción ligera. Además, debe indicarse un procedimiento para la reducción activa de las vibraciones de componentes, en particular componentes de aviones, con el que se pueden reducir de manera más efectiva las vibraciones, en particular también en estructuras planas o bien estructuras de construcción ligera.

El problema se soluciona a través del elemento activo para la reducción de las vibraciones de acuerdo con la reivindicación 1 de la patente y a través del procedimiento para la reducción de las vibraciones de componentes de acuerdo con la reivindicación 10 de la patente. Otras características ventajosas, aspectos y detalles de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes, de la descripción y de los dibujos.

El elemento activo de acuerdo con la invención para la reducción de las vibraciones de componentes es especialmente adecuado para componentes de aviones y comprende una estructura de soporte para la fijación de un primer componente en un segundo componente, una unidad de actuadores, que está acoplada mecánicamente en la estructura de soporte, para impulsar la estructura de soporte con fuerzas alternas, y una instalación de regulación, que activa la unidad de los actuadores sobre la base de una o varias señales de sensores, para reducir al mínimo una transmisión de vibraciones perturbadoras sobre una trayectoria de transmisión a través de la estructura de soporte, de manera que la estructura de soporte es regulable activamente a través de la unidad de actuadores en tres grados de libertad, para contrarrestar la transmisión de las vibraciones perturbadoras.

A través de la invención se impide o bien se reduce al mínimo de una manera efectiva una transmisión de las vibraciones perturbadoras desde un componente a otro componente. En particular, en virtud de la regulación activa en tres grados de libertad dentro del elemento activo se pueden evitar muy eficazmente las vibraciones perturbadoras en particular también en estructuras planas o estructuras de construcción ligera, por ejemplo en paredes, paredes interiores, paneles de estabilización. En la invención se tiene en cuenta el hecho de que la radiación de sonido es provocada por tres componentes perturbadores, a saber, la fuerza normal en la dirección de la normal de la superficie así como momentos de flexión en el plano de la superficie. Puesto que en la invención todos los tres componentes pueden ser influenciados al mismo tiempo a través de la unidad de actuadores, se consigue una reducción especialmente efectiva de las vibraciones o bien una reducción del sonido irradiado. Las estructuras y en particular las estructuras planas, que están fijadas puntualmente con el elemento activo de acuerdo con la invención en otros componentes o estructuras de soporte, son aisladas efectivamente de oscilaciones y vibraciones perturbadoras. En los puntos de fijación, debido al elemento activo, no se puede producir ninguna transmisión o solamente todavía una transmisión muy reducida de vibraciones tridimensionales sobre el componente aislado.

De acuerdo con la invención, la estructura de soporte comprende al menos una primera placa de soporte, que se puede excitar a través de la unidad de actuadores a vibraciones en tres grados de libertad. A través de la configuración de la estructura de soporte con una placa de soporte o bien con un elemento de soporte en forma de placa se puede realizar una corrección especialmente efectiva de las vibraciones perturbadoras en el punto de fijación del componente a aislar.

De acuerdo con la invención, la estructura de soporte comprende adicionalmente todavía una segunda placa de soporte, que está dispuesta, por ejemplo, paralelamente a la primera placa de soporte, estando dispuesta la unidad de actuadores entre la primera y la segunda placa de soporte. A través de esta medida se pueden fijar entre sí especialmente estructuras planas por medio de las placas de soporte y la unidad de actuadores dispuesta en medio de forma aislante de las vibraciones.

Con preferencia, la unidad de actuadores comprende tres o más actuadores, de manera que se lleva a cabo una transmisión de la carga a través de tres o más trayectorias. De esta manera, para la excitación o bien para la transmisión de la fuerza sobre la estructura de soporte se pueden utilizar en cada caso actuadores unidimensionales para provocar de esta manera la regulación tridimensional de la estructura de soporte o de las placas de soporte.

La unidad de actuadores puede comprender, por... [Seguir leyendo]

1. Elemento activo para la reducción de las vibraciones entre una estructura de soporte (19) que vibra en el funcionamiento y una estructura (20) que debe aislarse del ruido o de las vibraciones, en particular para componentes de avión, que comprende una estructura de soporte (11, 12), una unidad de actuadores (13), que está acoplada mecánicamente en la estructura de soporte (11, 12), para impulsar la estructura de soporte (11, 12) con fuerzas alternas, y una instalación de regulación (21), que activa la unidad de los actuadores (13) sobre la base de una o varias señales de sensores, para reducir al mínimo una transmisión de vibraciones perturbadoras sobre una trayectoria de transmisión (2, 3) a través de la estructura de soporte (11, 12), de manera que la estructura de soporte (11, 12) es regulable activamente a través de la unidad de actuadores (13) en tres grados de libertad, para contrarrestar la transmisión de las vibraciones perturbadoras, caracterizado porque el elemento activo está fijado o se puede fijar por medio de la estructura de soporte (11, 12) entre la estructura de soporte (19) y la estructura (20) a aislar, de manera que le estructura de soporte (11, 12) comprende al menos una primera placa de soporte (12), que es regulable a través de la unidad de actuadores (13) para vibraciones en tres grados de libertad y una segunda placa de soporte (11), de manera que la unidad de actuadores (13) está dispuesta entre la primera y la segunda placa de soporte (11, 12).

2. Elemento activo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de actuadores (13) comprende tres o más actuadores, siendo realizada la transmisión de la carga a través de tres o más trayectorias.

3. Elemento activo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la unidad de actuadores (13) comprende actuadores piezoeléctricos, electromagnéticos, hidráulicos y/o neumáticos.

4. Elemento activo de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque sobre al menos una de las placas e soporte (11, 12) están dispuestos integrados unos sensores (18) para la generación de la señal del sensor.

5. Elemento activo de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque al menos una de las placas de soporte (11, 12) es excitable para movimientos de translación en la dirección de su normal superficial.

6. Elemento activo de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque al menos una de las placas de soporte (11, 12) puede ser excitada a movimientos de rotación alrededor de ejes perpendiculares a su normal superficial.

7. Elemento activo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por al menos un elemento de activación (14, 17) para la fijación del elemento activo (10) en la estructura de soporte vibratoria (10) y/o en la estructura (20) a aislar.

8. Elemento activo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos uno de los elementos placa de soporte (11, 12), elemento de fijación (14, 17), y/o sensores (18) está integrado o se puede integrar en la estructura de soporte vibratoria (19) adyacente o en la estructura a aislar.

9. Elemento activo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se puede integrar o está integrado en la zona de una pared doble para reducir al mínimo la transmisión de las vibraciones desde una pared o estructura de soporte (19) sobre la otra pared.

10. Procedimiento para la reducción activa de las vibraciones entre una estructura a aislar del ruido o de las vibraciones o una pared (20) y una estructura de soporte (19) adyacente, en particular para componentes de aviones, caracterizado por las etapas:

fijación de la pared (20) en la estructura de soporte (19) por medio de una estructura de soporte (11, 12);

impulsión de la estructura de soporte (11, 12) con fuerzas alternas;

regulación de las fuerzas sobre la base de una o varias señales de sensor, de manera que se reduce al mínimo una transmisión de vibraciones perturbadoras desde la estructura de soporte (19) adyacente hacia la estructura fijada o pared (20); en el que la estructura de soporte (11, 12) es regulada activamente por una unidad de actuadores (13) en tres grados de libertad, para contrarrestar la transmisión de vibraciones perturbadores a través de la estructura de soporte (11, 12),

en el que la estructura de soporte (11, 12) comprende al menos una primera placa de soporte (12), que se fija en la estructura de soporte (19) o en la estructura o pared (20) y realiza vibraciones en tres grados de libertad, para reducir al mínimo la transmisión de vibraciones de la estructura de soporte (19) sobre la estructura o pared (20) y comprende al menos una segunda placa de soporte (11), de manera que la unidad de actuadores (13) induce al menos a una de las placas de soporte (12) a las vibraciones en tres grados de libertad.