CS245975B1

CS245975B1 - A method for damping the transmission of mechanical effects, in particular those transmitted from the wheels of a vehicle on its body, and a device for performing the method

Info

Publication number: CS245975B1
Application number: CS106485A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Tesar
Original assignee: Vaclav Tesar
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1986-10-16

Abstract

Způsob tlumení přenosu mechanických účinků, zejména sil přenášených z kol vozidla na jeho karoserii, při němž se vstupní mechanický pohyb převádí na průtok kapaliny /4/ tlumený průchodem přes hydraulický odpor /10/ spočívá v tom, že^průtok hydraulickým odporem /10/ se ovlivňuje magnetickými silami účinkujícími na pevné magnetické částice obsažené v kapalině/4/ a tyto magnetické sily se vyvozují elektromagnetem, do jehož vinutí /14/ se přivádí elektrický proud, který se mění podle požadavků na odpružení a nebo tlumení přenášeného účinku. Zařízení k provádění způsobu, opatřené mechanohydraulickým převodníkem, například pístového typu, pro převod vstupního mechanického pohybu na průtok kapaliny /4/ a s hydraulickým odporem /10/ napojeným na vý1· stup tohoto převodníku. V tělese hydraulického odporu /10/, například v tělísku diody /120/ je vytvořena dutina pro průtok kapaliny /4/, například dutina vírové komůrky /12/ a tělísko diody /120/ je alespoň zčásti zhotoveno z nemagnetického materiálu a umístěno v magnetickém poli elektromagnetu, jehož vinutí /14/ je připojeno ná první přívod /13/ a druhý přívod /130/ řídicího elektrického signáluza dutina v tělese tak leží mezi vnějším pólovým nástavcem /144/ a vnitřním polovým nástavcem /244/ elektromagnetu, přičemž kapalina /4/ obsahuje zejména ve formě koloidního roztoku magnetické částice, například částice'!eritu. Způsob tlumeni a zařízení tohoto způsobu je možno využít v automobilovém průmyslu.A method of damping the transmission of mechanical effects, in particular forces transmitted from the wheels of a vehicle to its body, in which the input mechanical movement is converted into a fluid flow /4/ damped by passage through a hydraulic resistance /10/ consists in that the flow through the hydraulic resistance /10/ is influenced by magnetic forces acting on solid magnetic particles contained in the fluid /4/ and these magnetic forces are derived by an electromagnet, to the winding of which /14/ an electric current is supplied, which varies according to the requirements for the suspension and/or damping of the transmitted effect. A device for carrying out the method, provided with a mechanohydraulic converter, for example of the piston type, for converting the input mechanical movement into a fluid flow /4/ and with a hydraulic resistance /10/ connected to the output of this converter. In the body of the hydraulic resistor /10/, for example in the body of the diode /120/, a cavity for the flow of the liquid /4/ is formed, for example the cavity of the vortex chamber /12/, and the body of the diode /120/ is at least partially made of a non-magnetic material and placed in the magnetic field of an electromagnet, the winding /14/ of which is connected to the first lead /13/ and the second lead /130/ of the control electrical signal, the cavity in the body thus lies between the outer pole piece /144/ and the inner field piece /244/ of the electromagnet, the liquid /4/ containing magnetic particles, for example cerite particles, in particular in the form of a colloidal solution. The damping method and the device of this method can be used in the automotive industry.

Description

Předmětem vynálezu je jednak způsob tlumení přenosu mechanic kých účinků, jednak zařízení k provádění tohoto způsobu. Zejména se jedná o tlumení sil přenášených z částí podvozku vozidla, například jeho kol na jeho karoserii, kdy zařízení podle tohoto vynálezu představuje pružící a/nebo tlumící jednotku v systému odpružení kol silničníhoΛηοtorového vozidla. V zásadě shodně uspořádaná jednotka může ovšem také sloužit k odpružení pásových terénních vozidel, kolejových vozidel, zemědělských strojů, odpružení podvozku letadel a v řadě dalších aplikací vyžadujících tlumení pohybu nebo odpružení s tlumením pohybů různých částí strojů a zařízení, například i stavebních konstrukcí jako jsou stožáry, výškové stavby a podobně.The present invention relates both to a method of damping the transmission of mechanical effects and to a device for carrying out the method. In particular, it relates to the damping of the forces transmitted from parts of the vehicle chassis, for example its wheels to its body, wherein the device according to the invention constitutes a suspension and / or damping unit in the wheel suspension system of a road vehicle. However, a substantially identical unit may also serve to cushion tracked off-road vehicles, rail vehicles, agricultural machinery, aircraft landing gear cushioning and many other applications requiring cushioning or cushioning with various parts of machinery and equipment, such as building structures such as masts , high-rise buildings and the like.

Základní částí takovéto jednotky je mechano/hydraulický převodník převádějící působící silový účinek, vznikající například při nárazu kola vozidla na malou nerovnost vozovky, na průtok kapaliny, který prochází hydraulickým odporem, někdy též označovaným jako katarakt. Tekutina při průtoku hydraulickým odporem musí překonávat tlakový spád odpovídající disipaci energie kapaliny v odporu. Tím se pohyb vyvolaný působícím silovým účinkem tlumí. Jde-li nejen o tlumení, ale i o odpružení, je kapalina po průchodu odporem vedena do akumulační části. Zde je přitékající tekutinou způsobována deformace pružiny, například ocelové neb© vzduchové. Takovéto dosavadní pružící a/nebo tlumící jednotky jsou v naprosté většině konstruovány tak, že jejich vlastnosti jsou v zásadě neměnné. Řadu významných předností by přinesla možnost řídit vlastnosti například podle okamžitých jízdních podmínek. Dosavadní konstrukce podvozků jsou totiž zatím·vždy pouhým kompromisem mezi protichůdnými požadavky. Požadavek jízdního komfortu vede například u vozidel k volbě měkkého odpružení a malého tlumení. Takové zavěšení kol lépe pohlcuje účinky prejíž245 975The basic part of such a unit is a mechano / hydraulic transducer converting the exerting force effect, arising for example when a vehicle wheel strikes a small road unevenness, onto a fluid flow that passes through a hydraulic resistance, sometimes also referred to as cataract. The fluid when flowing through the hydraulic resistor must overcome the pressure drop corresponding to the dissipation of the energy of the fluid in the resistor. As a result, the movement caused by the force effect is dampened. If it is not only damping but also cushioning, the liquid is passed to the storage part after passing through the resistor. Here, the flowing fluid causes deformation of the spring, for example steel or air. Such prior art suspension and / or damping units are designed in the vast majority so that their properties are essentially constant. A number of significant advantages would be brought by the ability to control the properties according to, for example, the instant driving conditions. The existing chassis designs have always been a mere trade-off between conflicting requirements. The requirement for driving comfort leads, for example, to the choice of soft suspension and low damping for vehicles. Such a suspension better absorbs the effects of the trays

- 2 děných nerovností vozovky. Na druhé straně malá tuhost způsobí na nerovné vozovce neklidnou jízdu a v zatáčkách nebezpečné naklá nění a špatné držení stopy a v takových režimech jízdy by bylo žádoucí zvětšit tuhost zavěšení a součinitel tlumení.- 2 split road irregularities. On the other hand, low stiffness will cause unstable driving on uneven roads and dangerous tilt and poor track following cornering, and in such driving modes it would be desirable to increase the suspension stiffness and damping coefficient.

Zejména v souvislosti se stéle častějším vybavováním vozidel mikroprocesorovou ústřední řídicí jednotkou se jeví reálné uspořádání závěsů podvozku, jehož vlastnosti by byly elektrickými signály z mikroprocesoru, po jejich nezbytném zesílení, podle potřeby měněny. Dosud známé konstrukce tuto úlohu řeší elektromagneticky přestavovanými šoupátky v každé pružící a/nebo tlumící jednotce. Takové řešení je však v prvé řadě velmi drahé. Zvýšení ceny oproti klasickým tlumičům a pružinám je prakticky nepřijatelné pro vozy středních a nižších tříd. Větší počet pohyblivých součástek, pohybujících se jen s malými přípustnými vůlemi, znamená přitom, že nevyhnutelně dojde ke zhoršení spolehlivosti a životnosti. Pružící a/nebo tlumící jednotky potom vyžadují častější seřizování a údržbu, náročnou na kvalifikaci pracovníků. To vše jsoú tak závažné nevýhody, že např. u vozidel vyráběných u nás nepřichází dosud elektronické řízení vlastností podvozku vůbec v úvahu přes slibné perspektivy zvýšení jízdního komfortu a hlavní aktivní bezpečnosti vozidel.Particularly in the context of the increasingly frequent equipping of vehicles with a microprocessor central control unit, the real arrangement of the bogie suspensions, whose properties would be changed as necessary by the electrical signals from the microprocessor after their necessary amplification, appears to be real. The prior art designs solve this problem by electromagnetically actuated slide valves in each spring and / or damping unit. However, such a solution is primarily very expensive. Increasing the price compared to conventional shock absorbers and springs is practically unacceptable for cars of middle and lower classes. A greater number of moving parts, moving only with small permissible clearances, will inevitably lead to a deterioration in reliability and durability. The spring and / or damping units then require more frequent adjustments and maintenance, requiring skilled personnel. All these are so serious disadvantages that, for example, in vehicles manufactured in the Czech Republic, electronic control of the chassis properties is not yet possible, despite promising perspectives for increasing driving comfort and the main active safety of vehicles.

Problém je řešen způsobem tlumení přenosu mechanických účinků, zejména sil přenášených z kol vozidla na 'jeho karoserii, při němž se vstupní mechanický pohyb převádí na průtok kapaliny tlumený průchodem přes hydraulický odpor, podle tohoto vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že průtok hydraulickým odporem se ovlivňuje magnetickými silami účinkujícími na pevné magnetické částice obsažené v kapalině a tyto magnetické síly se vyvozují elektromagnetem, do jehož vinutí se zavádí elektrický proud, který se mění podle požadavků na odpružení a/nebo tlumení přenášeného mechanického účinku.The problem is solved by a method of damping the transmission of mechanical effects, in particular the forces transmitted from the wheels of the vehicle to its body, in which the inlet mechanical movement is converted into a fluid flow damped by passage through the hydraulic resistance, according to the present invention. It is based on the fact that the flow through the hydraulic resistance is influenced by the magnetic forces acting on the solid magnetic particles contained in the liquid, and these magnetic forces are exerted by an electromagnet into which winding introduces an electric current which varies according to suspension and / or damping requirements mechanical effect.

Zařízení k provádění tohoto způsobu má jednak dosud známý mechano/hydraulický převodník, například pístového typu, pro převod mechanického pohybu na průtok kapaliny a dále má hydraulický odpor napojený na výstup tohoto převodníku, podle vynálezu. JehoThe apparatus for carrying out this method has, on the one hand, a known mechano / hydraulic transducer, for example of the piston type, for converting mechanical movement into a fluid flow, and further has a hydraulic resistance connected to the outlet of the transducer according to the invention. Its

- 3 245 975 podstata spočívá v tom, že v tělese hydraulického odporu je vytvořena dutina pro průtok kapaliny a toto těleso je alespoň zčásti zhotoveno z nemagnetického materiálu a umístěno v magnetickém poli elektromagnetu, jehož vinutí je připojeno na přívody řídicího elektrického signálu a dutina v tělese leží mezi pólovými nástavci elektromagnetu, přičemž kapalina obsahuje zejména ve for mě koloidniho roztoku, magnetické částice, například částice feritu.3 245 975 is characterized in that a fluid flow cavity is formed in the body of the hydraulic resistor and is at least partly made of a non-magnetic material and placed in a magnetic field of an electromagnet, the winding of which is connected to the control electrical signal inputs and a cavity in the body it lies between the pole pieces of the electromagnet, the liquid comprising, in particular in the form of a colloid solution, magnetic particles, for example ferrite particles.

Zejména je účelné uspořádání, kdy dutina hydraulického odporu je provedena jako vírová komůrka fluidické vírové diody. Dosahuje se tak výhodné progresivity tlumení podle čs. autorského osvědčení č. 212 574 o názvu Zařízení k tlumení průtoku tekutiny a mechanických pohybů přecedených na průtoky. Nové je zde to, že pracovní kapalina obsahuje magnetické částice a aerodynamické poměry ve vírové komůrce jsou ovlivňovány magnetickým polem elektromagnetu, čímž se mění disipance hydraulického odporu. Projeví se to jako elektrickým signálem měnitelné vlastnosti jednotky. Výhodné je, že delikátní rovnováhu procesů probíhajících ve vírové komůrce lze podstatně ovlivnit poměrně slabým magnetickým polem a pružící a/nebo tlumící jednotku lze tedy řídit poměrně malým elektrickým příkonem. Zásadní výhodou pak je, že celé řídicí ústrojí v jednotce je mimořádně jednoduché a výrobně levné, takže takovéto jednotky jsou ekonomicky přijatelné i pro vozy nižších cenových tříd. Důležité je u řešení podle tohoto vynálezu také to, že v řídicím ústrojí nejsou žádné pohyblivé součást ky. Není zde tedy nic, co by hrozilo zmenšením spolehlivosti a životnosti např. v důsledku vyběhání nebo jiného opotřebování plochy pohybujících se, jako u šoupátek, ve vzájemném dotyku, nebo v důsledku zaseknutí či vzpříčení pohybujících se částí a podobně, a také nic, co by vyžadovalo mazání, výměnu opotřebených těsnění a další údržbu. Uspořádání bez pohyblivých součástek je také mnohem odolnější proti vibracím a rázům při provozu.In particular, it is expedient to arrange the cavity of the hydraulic resistor in the form of a vortex chamber of a fluidic vortex diode. Advantageous progressiveness of damping according to MS. of the certificate No. 212 574 of the name Equipment for the damping of fluid flow and mechanical movements marked on the flow. What is new is that the working fluid contains magnetic particles and the aerodynamic conditions in the vortex chamber are influenced by the magnetic field of the electromagnet, thereby changing the dissipation of the hydraulic resistance. This will appear as an electrical signal of the variable properties of the unit. Advantageously, the delicate equilibrium of the processes occurring in the vortex chamber can be substantially influenced by a relatively weak magnetic field, and thus the spring and / or damping unit can be controlled by a relatively low electrical input. The major advantage is that the entire control unit in the unit is extremely simple and inexpensive to manufacture, so that such units are economically acceptable even for cars of lower price classes. It is also important in the solution according to the invention that there are no moving parts in the control device. Thus, there is nothing to deteriorate reliability and durability, for example due to running out or other wear of the moving surface, such as sliders, in contact with one another, or jamming or jamming of moving parts and the like, and nothing required lubrication, worn seals replacement and additional maintenance. An arrangement without moving parts is also much more resistant to vibration and shock during operation.

Výhodné, levné a přitom provozně odolné elektricky řiditelné odpružení a tlumení podle vynálezu umožňuje nejen realizovat změnu tvrdosti závěsu např. s rychlostí jízdy, ale i zvětšení aktivní bezpečnosti jízdy zcela novými způsoby. Lze napříkladThe advantageous, inexpensive yet operationally resistant electrically controllable suspension and damping according to the invention makes it possible not only to change the hardness of the hinge with, for example, driving speed, but also to increase active driving safety in completely new ways. You can, for example

-4 245 975 selektivní změnou tuhosti u přední nebo zadní nápravy potlačit nebo odstranit klonění vozidla kolem příčné osy při akceleraci a brzdění a vyloučit tak i možnost nebezpečného rozhoupání, které při měkkém odpružení hrozí, následuje-li brzdění vzápětí po akceleraci. Změna tuhosti závěsu v závislosti na elektricky snímaném natočení volantu a rychlosti jízdy, případně s volbou větší tuhosti u jednotek na vnější straně vozidla v zatáčce umožňuje zmenšit naklánění vozidla ze zatáčky a tím zvýšit stabilitu a bezpečnost při projíždění zatáček. Může přitom odpadnou běžný torzní stabilizátor a jiné mechanické části podvozku vozidla, o které potom bude vozidlo lehčí a levnější.Selectively change the stiffness of the front or rear axle by suppressing or eliminating the vehicle's tilt around the transverse axis during acceleration and braking, eliminating the possibility of dangerous swinging that occurs when the suspension is braked immediately after acceleration. Changing the stiffness of the hinge depending on the electrically sensed steering angle and driving speed, possibly with the option of greater stiffness on units on the outside of the vehicle in a bend, allows the vehicle to tilt from the bend to increase stability and safety when cornering. The conventional torsion stabilizer and other mechanical parts of the vehicle chassis may be omitted, which will then make the vehicle lighter and cheaper.

Elektrické řízení vlastností je výhodné i u ostatních úvodem zmíněných aplikací, například při tlumení pohybů stavebních konstrukcí je tak možné přizpůsobovat parametry tlumičů okamžité rychlosti a hlavně i směru větru. Mimořádně důležitá může být například možnost přizpůsobovat vlastnosti podvozku u dopravních letadel tomu, jak velká je okamžitá rychlost jak při roBjezdu, tak i při pojíždění po přistání. Lze tím např. dosáhnout, aby frekvence pohybů trupu letounu byla okolo 60 kmitů za minutu, což je přibližně frekvence lidské chůze, na níž je lidský organismus nejlépe přizpůsoben. Je známo, že zejména u letů z neupravených, travnatých ploch je rozjezd a dojezd nejnepříjemnější část letu z hlediska komfortu. U cestujících pak může zlepšení této fáze znamenat rozhodující faktor při subjektivním posuzování obliby určitého typu letadla.Electrical control of properties is also advantageous for other applications mentioned above, for example, when damping the movement of building structures, it is possible to adjust the parameters of the shock absorbers to the instantaneous speed and especially the wind direction. For example, the ability to adapt the undercarriage characteristics of airliners to how fast the instantaneous speed of both taxiing and taxiing after landing can be particularly important. For example, it is possible to achieve an airplane fuselage frequency of about 60 oscillations per minute, which is approximately the frequency of the human gait at which the human body is best adapted. It is known that especially for flights from unprepared, grassy areas, starting and stopping is the most unpleasant part of the flight in terms of comfort. For passengers, the improvement of this phase can be a decisive factor in the subjective assessment of the popularity of a particular aircraft type.

Protože ferit je poměrně levný, jeho přídavek do kapaliny nepředstavuje ekonomický problém. Získává se navíc ještě další výhoda, že magnetické vlastnosti kapaliny v jednotce lze využít k dokonalému utěsnění pístů permanentními magnety. Pohyb pístů ve válci s většími vůlemi pak může probíhat s menším třením při vyšší životnosti a spolehlivosti.Since ferrite is relatively inexpensive, its addition to the liquid is not an economic problem. In addition, there is a further advantage that the magnetic properties of the liquid in the unit can be utilized to perfectly seal the pistons with permanent magnets. The movement of the pistons in the cylinder with larger backlashes can then take place with less friction for longer life and reliability.

Vynález je blíže objasněn na připojených pěti výtofcSedt _f kde na obr. 1 je schematické znázornění pružící a tlumící jednotky s vírovou diodou podle tohoto vynálezu umožňující vysvětlení funkce, obrázky obr. 2 a obr. 3 vysvětlují v detailu uspořádání víro- 5 245 975 vé diody, obr. 4 zachycuje příklad konstrukčního uspořádání jednotky se vzduchovou pružinou pro osobní automobil jako ukázku konkrétního praktického provedení a obr. 5 ukazuje ve zvětšení detail uspořádání pólových nástavců z příkladu podle obr. 4.The invention is illustrated in the accompanying five výtofcSedt _f wherein FIG. 1 is a schematic representation of the suspension units of the swirl of a diode according to the present invention enables explanation of the function, images in FIG. 2 and FIG. 3 explains in detail the arrangement of Virology 5,245,975 Vé diodes Fig. 4 shows an example of the structure of an air spring unit for a passenger car as an example of a particular practical embodiment, and Fig. 5 shows in enlarged detail the arrangement of the pole pieces of the example of Fig. 4.

Na obr. 1 je ve schematickém znázornění jednotka podle tohoto vynálezu, určená k absorbování nárazu působícího na nějaký strojní celek. Náraz působící na pístnici pístového mechano/hydraulického převodníku znázorněného v levé části obrázku. Vyvolá průtok kapaliny spojovacím kanálkem 2 do akumulační části v pravé části obrázku. Část energie nárazu je disipována hydraulickým odporem 10 zapojeným do kanálku 2 tak, že jej rozděluje na dvě části: vstupní kanálek 51 a výstupní kanálek 52, Zbývající část energie se v akumulační části využívá ke stlačení pružiny 6. V tom to případě schéma naznačuje, že jde o vinutou ocelovou pružinu.Fig. 1 is a schematic representation of a unit according to the present invention designed to absorb an impact on a machine assembly. Impact on the piston rod of the piston mechano / hydraulic converter shown on the left side of the figure. Invokes the flow of liquid through the communication channel 2 to the accumulation section on the right side of the figure. Part of the impact energy is dissipated by the hydraulic resistor 10 connected to channel 2 so as to divide it into two parts: the inlet channel 51 and the outlet channel 52. The remaining part of the energy in the storage section is used to compress the spring 6. In this case it is a coiled steel spring.

Po skončení tlumeného nárazu se energie akumulovaná v deformované pružině 6 využije ke zpětnému návratu celé jednotky do výchozího stavu, kdy je připravena zachytit další náraz. Také při zpětném průtoku se energie disipuje v hydraulickém odporu 10, ovšem tlumení tohoto zpětného průtoku je již menší, nebol se požaduje rychlý zpětný Rohyb, aby příprava k zachycení dalšího nárazu trvala co nejkratší dobu. K tomu se využívá diodového charakteru hydraulického odporu 10, který je proveden jako vírová dioda a neklade ve zpětném směru takovou překážku procházejícímu průtoku jako ve směru dopředném. Diodový hydraulický odpor vykazuje také mimořádně příznivou vlastnost progresivity tlumeníAfter the damped impact, the energy stored in the deformed spring 6 is used to return the entire unit back to its initial state, ready to absorb the next impact. Also in the return flow the energy is dissipated in the hydraulic resistor 10, however, the damping of this return flow is already less, since a rapid return corner is required so that the preparation to absorb the next impact takes the shortest possible time. For this purpose, the diode character of the hydraulic resistor 10 is used, which is designed as a vortex diode and does not impose such a flow restriction in the return direction as in the forward direction. The diode hydraulic resistance also exhibits an extremely favorable damping progressive property

Tlumení s vírovou diodou je předmětem vynálezu v autorském osvědčení č. 212 574 o názvu ''Zařízení k tlumení průtoku tekutiny a mechanických pohybů převedených na průtoky a to se od nyní popisovaného uspořádání z obr, 1 v zásadě odlišuje jen tím, že kapalina 4 obsahuje magnetické částice a hydraulický odpor 10 je řízen elektrickým signálem, přiváděným do jeho vinutí 14 a sice prvním přívodem 15 řídicího elektrického signálu a druhým přívodem 150.Damping with a vortex diode is the subject of the invention in the author's certificate No. 212 574 entitled "Device for damping the flow of fluid and mechanical movements converted to flow, and this is essentially different from the arrangement described in FIG. the magnetic particles and the hydraulic resistor 10 are controlled by an electrical signal supplied to its winding 14, namely a first electrical control signal supply 15 and a second electrical signal supply 150.

Síla 1 vytlačuje účinkem na píst 2 v průběhu tlumeného nárazu z válce 2 kapalinu 4 s obsahem magnetických částic. VstupnímThe force 1 forces the piston 2 out of the cylinder 2 during the damped impact by the liquid 4 containing the magnetic particles. Input

- 6 / 24S 975 kanálkem gl je kapalina 4 vedena do trysky 11 směřující tangenciálně do vírové komůrky 12 vírové diody 120, tvořící protékanou část hydraulického odporu 10. Výstupním otvorem ve středu vírové komůrky 12 kapalina 4 vytéká do akumulačního válce 22, kde působením na uzavírací píst 22 stlačuje pružinu 6. Po skončeném nárazu pružina 6 zasé kapalinu 4 vytlačuje nazpět z akumulačního válce 22* Tentokrát však kapalina 4 prochází vírovou komůrkou 12 ze středu k obvodu bez rotace.- 6 / 24S 975 through the duct g1, the liquid 4 is led into a nozzle 11 directed tangentially into the vortex chamber 12 of the vortex diode 120, forming the flow part of the hydraulic resistance 10. Through the outlet opening in the center of the vortex chamber 12 the piston 22 compresses the spring 6. After the impact, the spring 6 squeezes the liquid 4 back out of the accumulation cylinder 22. However, this time the liquid 4 passes through the vortex chamber 12 from the center to the periphery without rotation.

Na obr. 2 jsou naznačeny tvary praktického uspořádání vírové diody 120. Jde o stejné provedení jako na obr. 3. Na obr. 3 jde o řez vedený rovinou A-A naznačenou na obr. 2, kdežto obr. 2 představuje pohled na dutiny vírové diody 120 ve směru B naznačeném na obr. 3. Jde zde o příklad uspořádání se dvěma tryskami 11. Schematicky je na obr. 1 naznačena pouze jediné tryska 11 jako plný, vyčerněný trojúhelníček. Tento symbol, jak je například uveden¹v učebnici Tesař: Mechanika tekutin pro 4-leté studium, Ediční středisko ČVUT Praha, 1985, zastupuje libovolný počet skutečných trysek 11 rozmístěných po obvodu vírové komůrky 12. Na obr. 2 jsou též ještě patrné konce vstupních kanálků JI» 2 nichž tekutina 4 podle obr. 1 do trysek 11 vstupuje, působí-li síla 1.Fig. 2 shows the shapes of the practical arrangement of the swirl diode 120. This is the same embodiment as in Fig. 3. Fig. 3 is a section taken along the plane AA shown in Fig. 2, while Fig. 2 is a view of the cavities of the swirl diode 120 This is an example of an arrangement with two nozzles 11. Schematically in Fig. 1, only a single nozzle 11 is indicated as a solid, blackened triangle. This symbol, as shown for example ¹ in the textbook Carpenter: Fluid Mechanics for 4-year study, CTU Prague Publishing Center, 1985, represents any number of actual nozzles 11 distributed around the circumference of the vortex chamber 12. Figure 2 also shows the ends of the inlet 1, in which the fluid 4 of FIG. 1 enters the nozzles 11 when a force 1 is applied.

V uspořádání se dvěma tryskami 11 z obr. 2 je ovšem vstupní kanálek gl rozvětven tak, že vede do každé trysky II. Ve středu vírové komůrky je výstupní otvor 15. Vírová komůrka 12 má s výhodou tvar nízké ploché válcové dutiny, o výšce, tj. rozměru ve směru osy rotační symetrie, mnohonásobně menší než je její průměr. Je to patrné z obr. 3, kde je v řezu tělískem diody 120 patrná vírová komůrka 12 jako velmi nízká štěrbina. Hrany výstupního otvoru jsou zde vyvedeny do mírně zaobleného výústku, vystupujícího z jinak velmi tenkého tělíska diody 120. Tato celková velmi malá výška tělíska diody 120 je důležitá pro dobrou účinnost elektromagnetu, mezi jehož pólové nástavce, jak bude popsáno dále, je tělísko diody 120 svojí obvodovou částí vloženo a pro dosažení nízké reluktance magnetického obvodu s mezerou vyplněnou v podsta tě nem^gnetickým materiálem je důležité, aby výška mezery byla co nejmenší. Není to nijak na závadu hydrodynamickým vlastnostem vírové komůrky 12, například v autorském osvědčení č. 212 574 se doporučuje, aby poměr průměru vírové komůrky k její výšce bylHowever, in the two-nozzle arrangement 11 of FIG. 2, the inlet duct G1 is branched so that it extends into each nozzle II. In the center of the vortex chamber there is an outlet opening 15. The vortex chamber 12 preferably has the shape of a low flat cylindrical cavity, a height, i.e. a dimension in the direction of the axis of rotation symmetry, many times smaller than its diameter. This can be seen in Fig. 3, where the vortex chamber 12 is seen as a very low slit in the cross section of the diode body 120. The edges of the outlet aperture are here led to a slightly rounded diffuser extending from an otherwise very thin diode body 120. This very small overall height of the diode body 120 is important for good electromagnet efficiency, between which pole pieces, as described later, is the diode body 120 and to achieve a low reluctance of the magnetic circuit with a gap filled with substantially non-magnetic material, it is important that the gap height is as small as possible. This is in no way detrimental to the hydrodynamic properties of the vortex chamber 12, for example, in the author's certificate No. 212 574 it is recommended that the ratio of the vortex chamber diameter to its height is

- 7 245 975 v rozmezí oď 22 do 14, což skutečně představuje relativně velmi májou výšku. Podstatné je, že tělísko diody je alespoň zčásti zhotoveno z nemagnetického materiálu, rozumí se alespoň v té části, které je vložena mezi pólové nástavce elektromagnetů, aby nedošlo k magnetickému odstínění vírové komůrky 12.- 7,245,975 in the range 22 to 14, which in fact represents a relatively very high height. It is essential that the diode body is at least partially made of a non-magnetic material, that is to say at least in the part which is inserted between the pole pieces of the electromagnets in order to avoid magnetic shielding of the vortex chamber 12.

Na rozdíl od běžných hydraulických odporů, kladoucích překážku proti průtoku kapaliny tím, že je v nich kapalina vedena úsekem s velmi malým příčným průřezem, ve vírové diodě se využívá jiný mechanismus. Vtéká-li kapalina tangenciálně směrovanými tryskami 11 na obvodě do vírové komůrky 12, dochází k vírové komůrce k rotaci kapalinového obsahu polem osy v-zásaďě souhlasící s osou rotační symetrie vírové komůrky 12, i když jsou zde navíc pozorovány sekundární pohyby s precesním charakterem, komplikující celý děj. Lze však alespoň zhruba říci, že jak kapalina postupuje směrem od obvodu vírově komůrky 12 k výstupnímu otvoru H5 v jejím středu, zkracuje se rameno rotace. Protože se točivost tekutiny téměř, to je až na. třecí ztráty, zachovává, například podle opět výše citovanou učebnici mechaniky tekutin pro ČVUT, musí se zmenšováním ramene rotace růst úhlová rychlost rotačního pohybu. Lze tak říci, že při velkém poměru vnějšího průměru, průměru obvodu vírové komůrky 12, k průměru výstupního otvoru 15 je kapalina urychlena na značné rychlosti bez toho, Že by byla vedena tak malými průřezy, jako je tomu u běžných hydraulických odporů. Velká rotační rychlost je pak využita k tomu, že na tekutinu mající tendenci pohybovat se ke středu vírové komůrky 12 působí odstředivé zrychlení, které jí v tomto pohybu brání. Toto odstředivé zrychlení nabývá tak velkých hodnot, že je větší než účinek tlaku, vyvozeného působením síly 1 na píst 2 a bylo by schopné v principu průtok hydraulickým odporem 10 zcela znemožnit. Nedochází k tomu jen proto, že u stěn tělíska diody 120 je kapalina 4 třením ve svém rotačním pohybu brzděna. Vytváří se zde velmi tenká mezná vrstva se zmenšenou rychlostí rotačního pohybu, kde odstředivé zrychlení nestačí k překonání působícího tlakového spádu. Kapalina 4 se pak dostává k výstupnímu otvoru 15 právě prouděním v těchto mezních vrstvách podél stěn. Rovnováha sil působících na elementární objem kapaliny 4 v mezně vx*stvě je velmi snadno ovlivnitelná. Toho se využívá v uspořádání podle vyná- 8 245 975 lezu k velmi snadno ovlivnění magnetickým polem působícím na drobné pevné částice v kapalině £ obsažené.In contrast to conventional hydraulic resistors that obstruct the flow of liquid by passing the liquid through a section with a very small cross-section, another mechanism is used in the vortex diode. When the liquid flows through tangentially directed nozzles 11 on the periphery into the vortex chamber 12, the vortex chamber rotates the liquid content through the v-axis axis substantially coinciding with the rotational symmetry axis of the vortex chamber 12, although secondary movements of precession character complicating the whole story. However, at least roughly it can be said that as the liquid progresses from the periphery of the vortex chamber 12 to the outlet opening H5 at its center, the arm of the rotation is shortened. Because the fluid turnover almost, it is up to. friction losses, preserving, for example, according to the above-mentioned textbook of fluid mechanics for CTU, the angular velocity of the rotational movement must increase as the arm of rotation decreases. Thus, at a large ratio of the outer diameter, the diameter of the circumference of the vortex chamber 12 to the diameter of the outlet opening 15, the fluid is accelerated to a considerable velocity without being guided through as small cross-sections as conventional hydraulic resistors. The high rotational speed is then utilized to cause the fluid tending to move toward the center of the vortex chamber 12 to be subjected to centrifugal acceleration to prevent it from moving. This centrifugal acceleration is so great that it is greater than the effect of the pressure exerted by the force 1 on the piston 2 and would in principle be able to completely block the flow through the hydraulic resistor 10. This is not only because the walls of the body 120 of the diode 120 are braked by friction in their rotary motion. A very thin boundary layer is formed here with a reduced rotational speed, where centrifugal acceleration is not enough to overcome the pressure drop. The liquid 4 then reaches the outlet opening 15 just by flowing in these boundary layers along the walls. The equilibrium of the forces acting on the elemental volume of the liquid 4 at the limit vx * is very easily influenced. This is used in the arrangement according to the invention 8 8 9 975 to very easily influence the magnetic field acting on the tiny solid particles contained in the liquid.

Pro toto magnetické ovlivnění je totiž zapotřebí natolik velká hodnota susceptibility, jakou nelze dosáhnout u jednoduchých čistých kapalin. Mimořádnou výjimkou jsou například amalgamy magnetického kovu, o nichž se však ukazuje, že jsou v zásadě tzv. nepravým roztokem: částice kovu jsou ve rtuti rozmíseny v podobě nepatrných částic, které si však uchovávají svoji krystalovou strukturu. Obdobně lze uměle vytvořit kapalinu s ještě vyšší hodnotou susceptibility a přitom s příznivějšími ostatními mechanickými vlastnostmi než má rtul, vytvoří-li se nepravý, koloidní roztok moderních materiálů s mimořádně velkou susceptibilitou, feritů, v běžném oleji. 0 koloidním roztoku se hovoří, jsou-li částice natolik malé, že Brownův tepelný pohyb molekul postačuje zabránit jejich sedimentaci a přestože jde vlastně o nehomogenní suspensi pevných částic v kapalině, chová se navenek jako kapalina z níž se pevné částice neodlučují. Aby se dosáhlo těchto vlastností, je nezbytné, aby částice feritů měly submikronovou velikost tj. každá z nich musí mít rozměr nepřesahující 1 mikrometr. To jjs zprávidla menší rozměr, než má běžný feritový prach používaný jako výchozí polotovar při výrobě feritových předmětů technologií práškové metalurgie, která je u feritů obvyklá. Je sice možné, bude-li dostatečná poptávka, zajistit výrobu drobnějšího prachu, avšak postačuje též připravovat kapalinu s potřebnými vlastnostmi tak, že se použije běžně dostupný prach s hrubšími zrnky, rozmíchá se s vhodnou kapalinou a směs se dlouhodobě mele v kulovém mlýnku - v pomalu rotující nádobě s převalujícími se ocelovými kuličkami. Jistou komplikaci způsobuje možnost koagulace submikronových částic, jež jsou k sobě přitahovány povrchovými silami. Odpomocí je docela nepatrný přídavek povrchového činidla, surfaktantu - jako je například kyselina olejová.This is because a magnetic susceptibility value that is not possible with simple pure liquids is required. An exceptional exception is, for example, amalgams of magnetic metal, which, however, appear to be essentially a so-called false solution: the metal particles are dispersed in the mercury in the form of tiny particles, but they retain their crystal structure. Similarly, it is possible to artificially form a liquid with an even higher susceptibility value and yet more favorable mechanical properties than mercury, if a false, colloidal solution of modern materials with extremely high susceptibility, ferrites, is formed in conventional oil. The colloidal solution is said to be small enough that Brown's thermal movement of the molecules is sufficient to prevent their sedimentation, and although it is actually an inhomogeneous suspension of solid particles in a liquid, it behaves externally as a liquid from which the solid particles do not separate. In order to achieve these properties, it is necessary that the ferrite particles have a submicron size, i.e. each must have a size not exceeding 1 micron. This is typically smaller in size than conventional ferrite dust used as a starting material in the manufacture of ferrite articles by the powder metallurgy technology common to ferrite. While it is possible, if there is sufficient demand, to produce less dust, it is also sufficient to prepare a liquid with the necessary properties by using commercially available coarse grain dust, mixing with a suitable liquid and grinding the mixture in a ball mill for a long time. Slowly rotating vessel with rolling steel balls. The possibility of coagulation of submicron particles that are attracted to each other by surface forces is a certain complication. The answer is quite a slight addition of surfactant - such as oleic acid.

Jedním z důležitých faktorů, vedoucích k volbě magnetických částic v kapalině 4 s řádově submikronovou velikostí je otázka abrase. Větší částice by v zásadě též byly použitelné. I když by sedimentovaly během delší nečinnosti popisované jednotky, po ně- 9 245 975 kolika funkčních cyklech by byly napr. pohybem pístu 2 dostatečně rozvířeny. Ovlivnění průtoku hydraulickým odporem 10 by pak Ijflo dosaženo také. Nebezpečí však je v tom, že unášené částice by způsobovaly otěr, abrasi obtékaných povrchů - zejména vnitřních stěn tělíska diody 120. Ukazuje se však, že abrasivní efekt velmi prudce klesá s velikostí pevných částic unášených kapalinou a není nebezpečný, jde-li o částice submikronové. Přesto může být žádoucí volit jako materiál tělíska diody 120 buč nekovové materiály se 'značnou tvrdostí, např. keramický materiál, tavený čedič nebo slinuté karbidy, nebo naopak materiály celkem měkké, ale s velkou houževnatostí. Může například jít o známou nemagnetickou austenitickou manganovou ocel; ještě výhodnější odolnost proti abrasi vykazuje pryž a také plasty, které také jsou již s ohledem na levnou výrobní technologii pravděpodobně nejvýhodnějším řešením.One of the important factors leading to the choice of magnetic particles in a submicron sized liquid 4 is the question of abrasion. Larger particles would in principle also be useful. Even if they would settle during prolonged inactivity of the described unit, after several 9,245,975 how many functional cycles they would be sufficiently vortexed, for example, by moving the piston 2. Influencing the flow through the hydraulic resistor 10 would then also be achieved. The danger, however, is that the entrained particles would cause abrasion, abrasion of the bypassed surfaces - particularly the inner walls of the diode body 120. However, it turns out that the abrasive effect decreases very sharply with the size of solid particles entrained by the liquid and is not dangerous if submicron particles . However, it may be desirable to select either a non-metallic material of considerable hardness as the body material of the diode 120, e.g., ceramic material, fused basalt or cemented carbides, or quite soft materials but with high toughness. For example, it may be a known non-magnetic austenitic manganese steel; rubber and plastics have an even better abrasion resistance, which is also probably the most advantageous solution with regard to cheap manufacturing technology.

Mechanismus ovlivnění procesů probíhajících ve vírové komůrce 12 je především důsledkem toho, že tak jako jiná paramagnetická resp. feromagnetická tělesa jsou i feritové částice v magnetické kapalině 4 vtahovány ve směru gradientu do míst s vyšší intensitou magnetického pole. Bude-li např. podle obr. 3 uspořádáno řídicí magnetické pole elektromagnetu tak, že siločáry 114 procházejí napříč vírovou komůrkou 12 na jejím obvodě a intensita magnetického pole směrem k obvodu vírové komůrky 12 roste, což obr. 3 zachycuje naznačeným průběhem, kdy se směrem k obvodu vírové komůrky 12 zmenšuje vzdálenost mezi siločarami 114, bude při průtoku kapaliny 4 působit na magnetické částice v ní obsažená síla, táhnoucí je směrem k obvodu a bránící jim v průtoku k výstupnímu otvoru 13. Není přitom nijak ovlivňována rychlost v tangenciálním směru, tedy rychlost rotačního pohybu vyvozujícího odstředivé zrychlení na tekutinu. Jako spíše jen sekundární efekt se projeví závislost viskosity na intensitě magnetického pole u běžných magnetických kapalin 4· Lze ovšem naopak využívat jako primárního efektu právě této závislosti. Na rozdíl od schematického znázornění na obrázku obr. 1 je na obrázcích obr. 4 a obr. 5 příklad praktického konstrukčního provedení pružící a současně tlumící jednotky zavěšení podvozku osobního automobilu podle tohoto vynálezu₀ Předpokládá se řízení jednotky centrálním mikroprocesorem vozidla na základě informací o rychlosti jízdy, úhlo- 10 245 975 vém natočení volantu, poloze škrtící kápky karburátoru a případně také snímače podélného zrychlení vozidla a nastavení volby měkčího nebo sportovního tvrdšího odpružení řidičem. V akumulační části jednotky je na rozdíl od ocelové vinuté pružiny 6 z obr.The mechanism of influencing the processes in the vortex chamber 12 is mainly due to the fact that, like other paramagnetic resp. The ferromagnetic bodies are also drawn by the ferrite particles in the magnetic liquid 4 in the direction of the gradient to places with a higher magnetic field intensity. For example, if, according to FIG. 3, the control magnetic field of the electromagnet is arranged so that the field lines 114 pass through the vortex chamber 12 at its periphery and the magnetic field intensity towards the periphery of the vortex chamber 12 increases, FIG. to the circumference of the vortex chamber 12 reduces the distance between the field lines 114, as the liquid 4 flows, the magnetic particles contained therein will be applied to the circumference and prevent them from flowing to the outlet opening 13. The velocity in the tangential direction is not affected. the speed of the rotary motion imparting centrifugal acceleration to the fluid. The dependence of viscosity on the intensity of the magnetic field in conventional magnetic liquids will prove to be only a secondary effect. 4 However, this dependence can be used as the primary effect. In contrast to the schematic representation in Fig. 1 in the figures FIG. 4 and FIG. 5, an example of a practical constructional embodiment of the spring, while the damping unit suspension chassis of a passenger car according to the present invention, ₀ is assumed to control the recording unit by a central microprocessor of the vehicle based on information about vehicle speed , the steering wheel angle of 10 245 975, the carburettor throttle position and possibly the vehicle's longitudinal acceleration sensor, and the driver's choice of a softer or sport harder suspension. Unlike the steel coil spring 6 of FIG.

tentokrát pružina 6 vzduchová. Předpokládá se, že soustava řízení závěsu kol přiváděním stlačeného vzduchu na základě snímače polohy závěsných ramen a rychlosti jízdy navíc také zajišťuje stálou výšku karoserie vozidla nad zemí, nezávislou na zatížení, a při rychlostech nad určitou mezí, které jsou dosahovány jen na kvalitních vozovkách, výšku vozidla snižuje a nastavuje nižší výšku přední části vozu, vhodnou pro zlepšení aerodynamických vlastností. To však již není předmětem tohoto vynálezu.this time the air spring 6. In addition, it is assumed that the steering system of the wheel suspension by supplying compressed air based on the suspension arm position and travel speed sensor also ensures a constant vehicle body height above the load-independent ground, and at speeds above certain limits achieved only on good roads the vehicle lowers and adjusts the front of the car to lower aerodynamic performance. However, this is no longer an object of the present invention.

Na obr. 4 jde o podélný řez jednotkou, obr. 5 znázorňuje detail provedení pólových nástavců elektromagnetu a tělíska diody. Jednotky podle obr. 4 jsou ve vozidle použity celkem čtyři, všech ny stejně provedené. Jsou montovány v zásadě svislé poloze, jaká je zachycena na obrázku - i když mohou fungovat bez problémů v polohách až podstatně odkloněných. Spodní část se pouzdrem 51 připevňuje k rameni nesoucímu kolo vozu. Horní část je šrouby 56 připevněna ke karoserii. Obojí upevnění je uspořádáno tak, že sé přenos síly děje přes pryžové pomocné pružiny, pouzdro 51 j® uchy ceno prostřednictvím spodních pryžových pružin 52, šrouby 56 jsou zase přivařeny ke kotouči 5^» svařenému ze dvou částí vylisovaných z plechu, mezi nimiž a víkem 57 vzduchové pružiny je horní pryžová pružina 54» Horní pryžová pružina 54 a spodní pryžová pružina 52 slouží především k tomu, že umožňují vyrovnání změn poloh vůči součástkám vozu, k nimž se jednotka připevňuje, při propérování závěsu.Fig. 4 is a longitudinal sectional view of the unit; Fig. 5 shows a detail of an embodiment of the pole pieces of the electromagnet and the diode body. A total of four units are used in the vehicle, all of which are equally made. They are mounted in a substantially vertical position, as shown in the figure - although they can work without problems in positions that are substantially diverted. The lower part is secured to the arm carrying the wheel of the car by the housing 51. The upper part is secured to the body with screws 56. Both fastenings are arranged such that the transmission of the force is via the rubber auxiliary springs, the sleeve 51 is priced by means of the lower rubber springs 52, the bolts 56 are in turn welded to a disc 5 welded from two sheet-pressed parts between which and the lid Air spring 57 is an upper rubber spring 54. The upper rubber spring 54 and the lower rubber spring 52 serve primarily to compensate for changes in position relative to the vehicle components to which the unit is attached when the suspension is pivoted.

Jednou z výhod nakresleného uspořádání je relativně malý počet přesně opracovávaných ploch. Jednou z takových ploch je vnitřní válcová plocha trubky £0, jež funguje současně jako válec 2 i akumulační válec 55 ze schématu obr. 1. V ní se pohybuje píst 2, zasahující do spodního prostoru vyplněného kapalinou 4, která obsahuje ve formě koloidního roztoku feritové částice. Píst je nesen pístnicí 21, jejíž horní- konec je přišroubován k víku 57 a tedy přes horní pryžovou pružinu 54 spojen s karoserií.One advantage of the illustrated arrangement is the relatively small number of precision machined surfaces. One such surface is the inner cylindrical surface of the tube 50, which functions simultaneously as both the cylinder 2 and the accumulation cylinder 55 of Figure 1. It moves the piston 2 into the lower space filled with liquid 4 containing ferrite in the form of a colloidal solution. particle. The piston is supported by a piston rod 21, the upper end of which is screwed to the cover 57 and thus connected to the body via an upper rubber spring 54.

245 975245 975

Naproti tonu při pohybech závěsu kola se trubka 40 pohybuje apelu s kolem. Zdvih těchto pohybů je celkem malý ve srovnání například s dnešními běžnými tlumiči pérování, neboí jak bylo výše uvedeno, se předpokládá funkce ústroji udržujícího v ustálených stavech stálou výšku karoserie a píst 2 tedy v ustálených stavech zaujímá vždy stejnou polohu jaká je právě.In contrast to the tone of the wheel suspension movements, the tube 40 moves the wheel with the wheel. The stroke of these movements is quite small compared to, for example, today's conventional shock absorbers, since, as mentioned above, it is assumed that the device maintains a steady body height at steady-state and thus the piston 2 always occupies the same position as it is at steady-state.

Konstrukční odlišnost oproti obr. 1, umožňující výhodné celko vé zjednodušení, je u provedení podle obr. 4 také v tom, že řízený hydraulický odpor 10 je zde vytvořen přímo v pístu 2. Největší Část objemu pístu 2 je vyplněna vinutím 14· Elektrický proud do něj je veden vodiči 143 procházejícími vývrtem v pístnici 21 od prvního přívodu 13 a druhého přívodu 130 řídicího elektrického signálu. Protože pístnice 21 má téměř stálou polohu vůči karoserii vozidla, nejsou zde problémy s vedením elektrického proudu do pohybujících se součástek - může zde jít nanejvýš o malé pohyby umož něné poddajností horní pryžové pružiny 3^. které jsou snadno vyrovnány ohebností vodičů 143 v jejich volné části vystupující z vlastní jednotky. Není použito jednovodičkové soustavy s uzemněním celé jednotky, neboí vedení elektrického proudu do jednotky by bylo komplikováno spodní pryžovou pružinou 32 a horní pryžovou pružinou 24. V nejspodnější části pístu 2 je vírová dioda. Její vírová komůrka 12, vytvořená v tělísku diody 120 z plastu odolného vůči otěru, odpovídá uspořádání zachycenému na obr. 2 a obr.The constructional difference with respect to FIG. 1, which allows for an advantageous overall simplification, is also in the embodiment according to FIG. 4, in that the controlled hydraulic resistance 10 is here formed directly in the piston 2. The largest part of the piston volume is filled by winding 14. This is guided by conductors 143 passing through the bore in the piston rod 21 from the first lead 13 and the second lead 130 of the electrical control signal. Since the piston rod 21 has an almost constant position relative to the body of the vehicle, there are no problems with conducting electric current to the moving parts - there may be at most small movements due to the flexibility of the upper rubber spring 31. which are easily compensated by the flexibility of the conductors 143 in their free portion extending from the unit itself. A single-conductor system with the whole unit grounding is not used, since conducting electric current to the unit would be complicated by the lower rubber spring 32 and the upper rubber spring 24. In the lower part of the piston 2 there is a vortex diode. Its vortex chamber 12 formed in the body of the diode 120 of abrasion-resistant plastic corresponds to the configuration shown in FIG. 2 and FIG.

3. Vstupní kanálky 52 jsou tedy dva, vedoucí ke dvěma tryskám 11. Každý z nich je zde však redukován na pouze krátký vývrt ve vnějším pólovém nástavci 144. Vinutí 14 je vloženo mezi dvě válcovité součástky z magneticky měkké oceli. V horní části pístu 2 jsou obě tyto součástky spolu spojeny víčkem ze stejného materiálu a tak siločáry 114 magnetického pole, vyvozeného při zavedené elektrického proudu do vinutí 14, procházejí kolem vinutí 14 vesměs tímto materiálem s nízkou magnetickou reluktancí. Magnetický obvod z magneticky měkké oceli je přerušen pouze úzkou štěrbinou, do níž zasahuje tělísko diody 120 a to tak, že obvod vírové komůrky 12 leží mezi vnějším pólovým nástavcem 144 a vnitřním pólovým nástavcem 244* Detailně je tato část pístu 2 znázorněna na obr. 5. Vnější pólový nástavec 144 je tvarován tak, že se směrem k ose vírové komůrky 12 jeho výška - rozměr ve směru osy - 12 245 975Thus, the inlet passages 52 are two leading to two nozzles 11. However, each of them is reduced to only a short bore in the outer pole piece 144. The winding 14 is interposed between two cylindrical parts of magnetically mild steel. In the upper part of the piston 2, the two parts are connected together by a cap of the same material and thus the magnetic field lines 114 of the magnetic field generated by the electrical current applied to the winding 14 pass through the winding 14 mostly through this low magnetic reluctance material. The magnetic mild steel circuit is interrupted only by a narrow slot in which the diode body 120 extends so that the circumference of the vortex chamber 12 lies between the outer pole piece 144 and the inner pole piece 244. This part of the piston 2 is shown in detail in FIG. The outer pole piece 144 is shaped such that, with respect to the axis of the vortex chamber 12, its height - dimension in the direction of the axis - 12 245 975

- zmenšuje. Tím se směrem k ose reluktance magnetického obvodu zvětšuje a intensita magnetického pole se proto směrem od obvodu vírové komůrky 12 k její ose zmenšuje. Vytváří se tak žádoucí gradient intenzity, působící na magnetické částice protékající kapaliny 4 silou směřující od osy vírové komůrky 12·směrem k jejímu obvodu. Centrální část tělíska diody 120, do níž již nedosahuje vnější pól 144 je překryta a chráněna tak proti nabáhání tlakem kapaliny £ pod pístem hlavicí 122« Ta může být například zhotovena z pryže odolné vůči chemickému působení kapaliny 4 a může sloužit jako doraz zabraňující poškození jednotky při dosednutí pístu 2 na dno dutiny v trubce 40. U nakresleného uspořádání má tento doraz pouze pomocnou úlohu, předpokládá se, že zavěšení kol vozu má ještě své vlastní bohatěji dimensované pryžové dorazy, zachycující sílu mimořádně velkých nárazů na kola. Utěsnění pístu 2 v trubce 40 je provedeno prstencovými peramanentními magnety 24, které ke svému těsnícímu účinku využívají rovněž magnetických vlastností kapaliny 4. Výstupní otvor 15 z vírové komůrky 12 je zde vyústěn přímo do vývrtu v pístnicí 21. Spodní konec tohoto vývrtu zde slou ží jako výstupní kanálek Vývrt je prostřednictvím komunikačních otvorů 215 spojen s prostorem nad pístem 2. Tento prostor je uzavřen uzavíracím pístem 22. Ten je velmi lehké konstrukce, vyroben z plastu. Jde o jednoduchý kotouček, využívající k utěsnění kapaliny 4, jež se nachází pod ním opět permanentní magnety 24, takže se může pohybovat jen s velmi malým třením. V principu není plovoucí uzavírací píst 22 vůbec nutný, kapalina 4 by zde mohla mít volnou hladinu. Uzavření je však žádoucí z několika ohledů, například pro zabránění pěnění a pro zabránění rozlití kapaliny 4 do záhybu manžetové membrány 650 například při naklonění vozu na kolébce. Na svém horním konci je trubka 40 ukončena vsazeným vodit kem 240, které může rovněž být z plastu nebo ve svém otvoru posouvajícím se po pístnicí 21 může být opatřeno výstelkou z teflonu. Vodítko 240 má za úkol zabránit vzpříčení pístu 2 v trubce 40 v důsledku příčných sil, uplatňujících se například při deformaci spodní pryžové pružiny 52 a horní pryžové pružiny 54. V nakresleném uspořádání se dociluje dodatečné tlumení a úprava charakteristiky pneumatické pružiny rozdělením prostoru nad uzavíracím pístem 22 na dvě komory, prostor uvnitř trubky 40 a prostor nad vodítkem 240 tím, že ve vodítku 240 jsou pro průtok vzduchu jen malé otvory- shrinks. This increases the reluctance of the magnetic circuit and the intensity of the magnetic field therefore decreases from the circumference of the vortex chamber 12 to its axis. Thus, a desired intensity gradient is exerted on the magnetic particles of the flowing liquid 4 with a force directed from the axis of the vortex chamber 12 towards its periphery. The central part of the diode body 120, which no longer reaches the outer pole 144, is overlapped and thus protected against liquid pressure under the piston head 122. This may for example be made of liquid-resistant rubber 4 and serve as a stop to prevent damage to the unit. the piston 2 abuts against the bottom of the cavity in the tube 40. In the illustrated arrangement, this stop has only an auxiliary role, it is believed that the suspension of the car wheels still has its own richer dimensioned rubber stops, capturing the force of extremely large impacts on the wheels. The sealing of the piston 2 in the tube 40 is effected by annular peramanent magnets 24, which also utilize the magnetic properties of the liquid 4 for their sealing effect. The outlet opening 15 from the vortex chamber 12 here opens directly into the bore in the piston rod 21. outlet bore The bore is connected through the communication openings 215 to the space above the piston 2. This space is closed by the closing piston 22. This is a very lightweight construction, made of plastic. It is a simple disc which uses permanent magnets 24 to seal the liquid 4 located underneath, so that it can move with very little friction. In principle, the floating shut-off piston 22 is not necessary at all, the liquid 4 could have a free level here. However, closure is desirable in several respects, for example to prevent foaming and to prevent liquid 4 from spilling into the fold of the cuff membrane 650, for example when the car is tilted on the cradle. At its upper end, the tube 40 is terminated by an inline guide 240, which may also be of plastic or may be provided with a teflon lining in its opening sliding along the piston rod 21. The purpose of the guide 240 is to prevent the piston 2 from jamming in the tube 40 due to transverse forces, for example, when the lower rubber spring 52 and the upper rubber spring 54 are deformed. for two chambers, the space inside the tube 40 and the space above the guide 240 by having only small holes for air flow in the guide 240

- 13 245 975- 13 245 975

Tlumící efekt zde dosažený je však pouze sekundární, nebof i tyto malé otvory mají mnohem menší disipanci než hydraulický odpor 10.However, the damping effect achieved here is only secondary, since even these small holes have a much smaller dissipation than the hydraulic resistance 10.

V zásadě je však možné, aby otvory ve vodítku 240 byly poměrně velké a tento sekundární tlumící efekt se pak prakticky vůbec nebude projevovat.In principle, however, it is possible for the holes in the guide 240 to be relatively large, and this secondary damping effect will practically not occur at all.

Horní část jednotky vyobrazené na obr. 4 tvoří vzduchová pružina. Vzduch je do ní přiváděn přívodem 39 ze zdroje stlačeného vzduchu ve vozidle podle požadavků obvodu regulace výšky vozidla.The upper part of the unit shown in FIG. 4 is an air spring. Air is supplied to it by an inlet 39 from a vehicle's compressed air source as required by the vehicle height control circuit.

V průběhu pohybů závěsu kola vůči karoserii se vzduch stlačuje pohybem uzavíracího pístu 22, vytlačovaného vzhůru kapalinou £ a v tomto znázorněném případě ještě také přímo pohybem trubky 40 Zasouvané dovnitř nádoby 28. Utěsnění těchto částí vůči sobě zde zajišťuje manžetové membrána 630» upevněná k oběma částem šroubevými spoji, což umožňuje její eventuální výměnu. Ve Šroubových spojích současně konce manžetové membrány 630 fungují jako deformované těsnění spoje. Předpokládá se, že kapalina £ J^e úo jednotky plněna horem, vývrtem pístnici 21. Na obr. 4 je naznačeno uzavření plnícího vývrtu po dávkování zátkou 42 vytvořenou zalitím tvrditelné, např. epoxydové pryskyřice. Je samozřejmě možné použít uspořádání s klasickým šroubovým uzávěrem plnicího otvoru.During the movement of the wheel suspension relative to the body, the air is compressed by the movement of the closing piston 22, pushed upwards by the liquid a and in this case also directly by the movement of the tube 40 retracted inside the container 28. threaded joints, which allows its possible replacement. At the screw connections, the ends of the cuff membrane 630 simultaneously act as a deformed joint seal. It is assumed that liquid J £ ^e iso units filled mount, the piston rod bore 21. In FIG. 4, indicated by closing the filling bore after dosage stopper 42 formed by casting a curable, e.g. epoxy resin. It is, of course, possible to use an arrangement with a conventional screw cap of the filling opening.

Funkce jednotky z obr. 4 v zásadě odpovídá již popsané funkci podle schématu na obr. 1. při stlačování, tj₀ pohybu pouzdra 31 směrem vzhůru vůči karoserii, je vytlačována kapalina £ z prostoru v trubce 40 pod pístem 2, protéká vírovou diodou v pístu 2 a zdvihá uzavírací píst 22. Horní konec trubky 40 zasouvá do nádoby 38 a manžetová membrána 630 se přitom také přehrnuje. Také tím je stlačován vzduch ve vzduchové pružině. Při průtoku pístem 2 dochází ovšem k disipování podstatné části energie kapaliny 4, takže ve vzduchové pružině je po skončeném zdvihovém pohybu akumulována jen část z původní energie vertikálního pohybu vozidla. Tato část slouží potom k tomu, že je využita ke zpětnému přesunutí trubky 40 do původní polohy vzhledem k pístu 2. Podstatné je, že disipace při průchodu pístem 2 je elektrickým signálem řízena. Čím větší překážka se zde klade průtoku kapaliny 4., tím větší je efektivní tuhost odpružení a i při velkých silách dojde jen k malým a silně tlumeným pohybům kola vůči karoserii vozu. Pohyb spod- 14 245 975 ní části «jednotky do výchozí polohy «je zde tlumen méně, aby co možná nedocházelo k odskakování kola od vozovky ani za náhlou nerovností. Podle požadavků by ovšem bylo snadné upravit funkci i «jiným způsobem, například s naopak více tlumeným zpětným pohybem. Řízené tlumení průtoku kapaliny £ se děje již popsaným účinkem magnetických sil na feritové částice kapaliny £ ve vírové komůrceThe function unit of Fig. 4 substantially corresponds to the already described functions according to the diagram in Fig. 1 during compression, i.e. ₀ movement of the housing 31 upwardly relative to the body, fluid is expelled from the space £ in the tube 40 below the piston 2, the vortex flows through the diode in the piston 2 and lifts the shut-off piston 22. The upper end of the tube 40 slides into the container 38 and the cuff membrane 630 also folds. This also compresses the air in the air spring. When flowing through the piston 2, however, a substantial part of the energy of the liquid 4 is dissipated, so that only a part of the original energy of the vertical movement of the vehicle is accumulated in the air spring after the lift stroke is complete. This part is then used to move the tube 40 back to its original position with respect to the piston 2. It is essential that the dissipation as it passes through the piston 2 is controlled by an electrical signal. The greater the obstruction of the fluid flow 4 therewith, the greater the effective suspension stiffness, and even with great forces, only small and heavily damped wheel movements relative to the car body occur. The movement of the lower part of the «unit to the home position» is less damped in order to prevent the wheel from bouncing away from the road or sudden unevenness. According to the requirements, however, it would be easy to modify the function in another way, for example with a more damped return movement. Controlled damping of the fluid flow se is effected by the magnetic force effects already described on the ferrite particles of the fluid ve in the vortex chamber.

12. Celá jednotka není nějak složitější než klasický hydraulický tlumič s pružinou, spíše je naopak jednodušší a levnější a zejména lehčí. Elektrickým ovládáním vlastností jednotky se dosahuje ovlivnění jízdních vlastností vozidla zásadním způsobem a tím podstatné zvýšení jeho aktivní bezpečnosti. Oproti známým řešením s elektromagnetickým řízením vlastností např. přestavovanými šoupátky a jinými pohyblivými součástkami jsou zde předpoklady pro. dosažení podstatně větší spolehlivosti a životnosti bez nároků ' na údržbu.12. The whole unit is not more complicated than a conventional hydraulic shock absorber with a spring, but rather simpler and cheaper and especially lighter. The electric control of the unit's properties achieves a significant influence on the driving characteristics of the vehicle and thus significantly increases its active safety. Compared to known solutions with electromagnetic control of properties, for example by adjusting spools and other movable components, there are requirements for. achieve significantly greater reliability and lifetime without maintenance.

Předpokládá se zejména využití v automobilovém průmyslu u osobních automobilů. V zásadě podobné jednotky však mohou mít znftčný význam i u jiných vozidel, například nákladních, speciálních terénních, kolejových vozidel, zemědělských strojů, traktorů a pod. Značný význam by mohly mít i u dopravních letadel, zejména taxových, jež jsou určena pro vzlety z travnatých ploch. Princip tlumení pohybů podle vynálezu lze však využít i u nejrůznějších jiných strojních celků, například obráběcích strojů, stavebních a zdvihacích strojů a pod. a případně i u výškových staveb a konstrukcí k tlumení pohybů vyvolaných účinkem větru.It is mainly intended for use in the automotive industry for passenger cars. However, basically similar units can also be of significance for other vehicles, such as trucks, special off-road vehicles, rail vehicles, agricultural machinery, tractors and the like. They could also be of great importance for transport aircraft, especially tax aircraft, intended for takeoffs from grass areas. However, the motion damping principle according to the invention can also be applied to a wide variety of other machine units, for example machine tools, construction and lifting machines and the like. and, where appropriate, high-rise structures and structures for damping wind movements.

Claims

A method of damping the transmission of mechanical effects, in particular the forces transmitted from a vehicle wheel to a body thereof, wherein the input mechanical movement is converted into a fluid flow damped by passage through a hydraulic resistor, characterized in that the flow through the hydraulic resistance is influenced by magnetic forces acting on the fixed magnetic the particles contained in the liquid and these magnetic forces are generated by an electromagnet, the winding of which is supplied with an electric current which varies according to the requirements for cushioning and / or damping of the transmitted effect.

2. Apparatus for carrying out the method according to item 1 with a mechano / hydraulic transducer, for example of the piston type, for converting an input mechanical movement into a fluid flow, and having a hydraulic resistance connected to the output of said transducer, characterized in that for example, a cavity for fluid flow (4) is formed in the diode body (120), for example, a vortex chamber (12) cavity and the diode body (120) is partly made of non-magnetic material and positioned in the magnetic field of the electromagnet. on the first supply line (13) and the second supply line (130) of the control signal and the cavity in the body lies between the outer topsheet (144) and the inner frontsheet (244) of the electromagnet, the liquid (4) containing magnetic particles in particular for example ferrite particles.