Weiches Piezolager mit Stellwegvergrößerung
Zur Lagerung und aktiven Kontrolle der Körperschallausbreitung eines Klimakompressors ist ein weiches aktives Interface auf Basis von Piezostapelaktoren entwickelt worden.
In der Anwendung handelt es sich um einen Kompressor in einem Klimagerät einer Straßenbahn, die über dem Fahrerstand untergebracht ist. Im Betrieb verursacht der Kompressor Vibrationen, die über das Dach der Straßenbahn in die Fahrerkabine übertragen werden und dort als Lärm belasten. Durch eine aktive Lagerung werden die Vibrationen des Kompressors isoliert und die Übertragung in das Bahndach behindert. Auf diese Weise wird die Lärmemission in den Kabineninnenraum reduziert.
Der für eine erfolgreiche Schwingungsreduzierung aus experimentellen Untersuchungen abgeschätzte Aktorstellweg beträgt mindestens 130 µm. Aufgrund dieses für Piezoaktoren hohen Hubs und des zusätzlich geforderten geringen Lagerbauraums, war die Umsetzung eines neuen Aktorkonzepts vorteilhaft.
Bei diesem Konzept drücken Piezoaktoren auf zwei großflächige Druckstempel, die wiederum auf ein Wirkmedium (2-Komponenten-Elastomer) pressen. Beide sind in einer Aluminium-Druckkammer angeordnet, die eine Ausdehnung des Elastomers nur über eine vordefinierte Öffnung mit kleinerer Druckfläche erlaubt. Die Wegvergrößerung wird dabei über das Verhältnis der Druckflächen definiert.