CZ266894A3 - Hydraulically damped bearing - Google Patents

Description

Vynález se týká hydraulicky tlumeného ložiska, zejména ložiska motoru pro vozidla, s alespoň jednou pracovní komorou vyplněnou kapalinou, která je alespoň částečně ohraničena pružnou pryžovou stěnou, která má přibližně tvar dutého kužele a ve svém středu nese úložnou desku motoru, která je axiálním čepem spojena s brouzdavým elementem ve tvaru kruhové desky upraveným v pracovní komoře napříč a při svislých kmitavých pohybech obtékaným kapalinou.

Dosavadní stav techniky

Takové ložisko motoru je známé například z DE 36 43 556 AI. Zde popsaným provedením brouzdavého elementu ve formě brouzdavé desky kmitající s deskou ložiska uvnitř pracovní komory se mezi vnějším obvodem této brouzdavé desky a vnitřní stěnou pracovní komory přepouštěcí kanál nastavitelné velikosti, přenosu kmitání ovlivňováno dynamické a zejména v širokém frekvenčním rozsahu tuhost.

vytvoří prstencový pomocí něhož je při chování ložiska snížena dynamická

Nevýhodou tohoto uspořádání však je, že tuhost ložiska podle vlastní rezonance kapaliny v mezeře opět stoupne prakticky podle přímky.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit ložisko, u nějž bude možné snížení tuhosti i ve vyšším frekvenčním rozsahu, to znamená, že vzrůst tuhosti se při určité hodnotě přeruší a následně opět nechá klesnout.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje hydraulicky tlumené ložisko, zejména ložisko motoru pro vozidla, s alespoň jednou pracovní komorou vyplněnou kapalinou, která je alespoň částečně ohraničena pružnou pryžovou stěnou, která má přibližně tvar dutého kužele a ve svém středu nese úložnou desku motoru, která je axiálním čepem spojena s brouzdavým elementem ve tvaru kruhové desky upraveným v pracovní komoře napříč a při svislých kmitavých pohybech obtékaným kapalinou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že brouzdavá deska je na svém okraji opatřena pružným pryžovým nárazníkem zasahujícím radiálně ven, a že vlastní rezonance brouzdavého systému a systému pryžového nárazníku jsou pro snížení dynamické tuhosti sladěny tak, že vlastní rezonance brouzdavého systému leží v rozsahu kritické frekvence otáčení motoru a vlastní rezonance systému pryžového nárazníku je při frekvenci nad touto kritickou frekvencí otáčení motoru.

Pomocí tohoto uspořádání druhého rezonančního systému s vlastní rezonancí je jednoduchým způsobem možno omezit opětovný vzrůst tuhosti na určitou hodnotu a následně ji nechat opět klesnout.

Přitom je výhodné, když je vlastní frekvence brouzdavého systému v rozsahu od 100 do 250 Hz a vlastní frekvence systému pryžového nárazníku je nad ní v rozsahu od asi 50 do 100 Hz.

Podle dalšího provedení vynálezu obklopuje pryžový nárazník okraj brouzdavé desky ve formě zesíleného výčnělku tak, že radiální šířka je větší než radiální výška.

Je však rovněž možné, že pryžový nárazník je vytvořen pouze jako tenká pryžová chlopeň, která je radiálně vně na okraj brouzdavé desky navulkanizována.

Brouzdavá deska může být navíc opatřena kruhovými vybráními, která jsou materiálem pryžového nárazníku membránovitě vyplněna a překryta, aby ještě došlo k zesílení účinku proti kmitání.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je brouzdavá deska opatřena středovým dutým nástavcem, který je připojen obvodovým pryžovým nárazníkem k středovému čepu.

Přitom je v podstatě možné brouzdavý systém a systém pryžového nárazníku vestavět do pracovní komory dvoukomorového ložiska motoru.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje hydraulické ložisko s brouzdavou deskou podle dosavadního stavu techniky, obr. 2 průběh tuhosti tohoto známého ložiska, obr. 3 podélný řez ložiskem s brouzdavou deskou vytvořenou podle vynálezu, obr. 4 diagram příslušného průběhu dynamické tuhosti, obr. 5 brouzdavou desku s obvodovou pryžovou chlopní, obr. 6 podélný řez variantou provedení brouzdavé desky, obr. 7 řez brouzdavou deskou podél čáry VII-VII z obr. 6, a obr. 8 další provedení brouzdavé desky.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn podélný řez známým hydraulicky tlumeným ložiskem motoru s brouzdavou deskou, které má stěnu 1 přibližně ve tvaru kuželového pláště, provedenou z pružného pryžového materiálu, která je na svém vrcholu uzavřena kovovou úložnou deskou 2 pro upevnění blíže neznázorněného motoru. Stěna 1 je na svém vnějším obvodu navulkanizována na hrncové těleso 3 a uzavírá proto pracovní komoru 4 vyplněnou kapalinou. Z úložné desky 2 vystupuje axiálně do pracovní komory 4 čep 5, přičemž tento čep 5 je na svém volném konci opatřen brouzdavou deskou 6 ve formě kruhové desky.

Touto brouzdavou deskou 6 je vlastní pracovní komora 4. rozdělena na dvě dílčí komory 7 a 8_, které jsou navzájem spojeny prstencovým přepouštěcím kanálem 9 vytvořeným mezi vnitřní stranou tělesa 3 a vnějším obvodem brouzdavé desky 6.

Při přenosu kmitání přes úložnou desku 2 a relativním pohybem úložné desky 2 a brouzdavé desky 6 vůči tělesu 3 se mění objemy obou dílčích komor T_ ^a £, takže dochází k výměně kapaliny mezi oběma dílčími komorami 7_ a ?5 prstencovým přepouštěcím kanálem 9.

Tímto pohybem kapaliny se v ložisku vyvolají přídavné účinky, které ovlivňují dynamické chování ložiska.

Tímto provedením je podstatně ovlivněna dynamická tuhost ložiska, jak vyplývá z diagramu podle obr. 2. Při uspořádání a působení takové známé brouzdavé desky 6. obvykle nejprve klesne dynamická tuhost ložiska prakticky až na nulu a potom po průchodu vlastní rezonancí kapaliny v přepouštěcím kanálu 9 tato tuhost opět velmi vzroste.

Jednu možnost pro zabránění tohoto vzrůstu tuhosti představuje řešení podle vynálezu.

Podle tohoto řešení je u ložiska motoru, které v principu odpovídá provedení podle obr. 1, opatřena brouzdavá deska 6 na svém vnějším obvodu pružným pryžovým nárazníkem 10 vystupujícím radiálně směrem ven. Tento pryžový nárazník 10 je prstencovítě uspořádán kolem okraje 11 brouzdavé desky 6, přičemž s výhodou je radiální šířka pryžového nárazníku 10, který má tvar zesíleného nákružku, větší než jeho axiální výška.

Protože tento pryžový kroužek 10 je k brouzdavé desce 6 připojen pružně a je proveden z jiného materiálu, má tento pryžový kroužek 10 proto i svou zvláštní vlastní frekvenci.

V zásadě je známé, že vlastní rezonance brouzdavé desky

6. je závislá na jejím geometrickém tvaru, to znamená na jejím průměru a její tloušťce, jakož i na šířce přepouštěcího kanálu v tělese 3, takže vhodným provedením je možno dosáhnout i předem stanovené vlastní rezonance.

S novým systémem je proto možné vlastní rezonanci brouzdavé desky 6 naladit na kritickou frekvenci otáčení motoru a potom vlastní frekvenci pružného pryžového nárazníku na brouzdavé desce 6 naladit tak, že tato vlastní frekvence vzrůstající křivku tuhosti opět přeruší a tuhost opět klesne. Přitom může být vlastní rezonance systému pryžového nárazníku 10 dimenzována tak, že je o asi 50 až 100 Hz nad vlastní rezonancí brouzdavého systému.

Možný průběh tuhosti je znázorněn v diagramu na obr. 4. Nastavením vlastní rezonance brouzdavého systému, například na kritickou frekvenci otáčení motoru 200 Hz, klesne dynamická tuhost ze své výchozí hodnoty podle křivky a asi na nulu, aby potom opět stále vzrůstala podle křivky b. Vhodným sladěním vlastní rezonance systému pryžového nárazníku 10 se potom vzrůstající křivka b tuhosti přibližně v bodě c při frekvenci asi 250 Hz přeruší, aby potom podle křivky d opět klesla na vlastní frekvenci druhého systému v oblasti asi 300 Hz až téměř na nulu. Teprve potom tuhost opět stoupá neovlivňována podle křivky e.

Tím je tedy možno dosáhnout toho, že dynamická tuhost takového hydraulického ložiska může být udržována v širokém frekvenčním rozsahu na nízkých hodnotách, aby tím byl minimalizován zejména přenos akustických kmitů.

Další provedení pryžového nárazníku je znázorněno na obr. 5. U tohoto provedení je na okraji 11 brouzdavé desky 6 navulkanizována pouze tenká pryžová chlopeň 12, která plní stejný úkol. V zásadě je možné libovolné provedení pryžového nárazníku, když splňuje pouze úkol přídavné hmoty se zvláštní vlastní frekvencí.

Další možnost provedení brouzdavé desky 15 je znázorněna na obr. 6 a 7. Zde je brouzdavá deska 15 opatřena například čtyřmi kruhovými otvor 16, 17, 18 a 19 a je prakticky na svém celém povrchu potažena pryžovým nárazníkem 20 ve formě zesíleného nákružku, který rovněž vyplňuje kruhové otvory 16. až 19.

Tímto provedením je možno zvlášt výhodně nastavit zvláštní vlastní rezonanci pryžového nárazníku 20, protože pryžová hmota v kruhových otvorech 16 až 19 zde provádí opačné kmitání a působí zde prakticky jako membrána.

Poněkud odlišné provedení je znázorněno na obr. 8. Zde je brouzdavá deska 22, která může mít prstencový, čtvercový nebo obdélníkový tvar, opatřena středovým nástavcem 23 , který je připojen ke středovému čepu 5 přes obvodový pryžový nárazník 24. Při vhodném dimenzování a tvrdosti pryžového nárazníku 24 bude brouzdavá deska 22 nejprve kmitat v taktu se středovým čepem 5, aby bylo dosaženo prvního poklesu tuhosti, zatímco potom při vyšších frekvencích kmitá brouzdavá deska 22 fázově posunuté neboli v opačném taktu k čepu 5 zvláštní vlastní frekvencí.

U popsaných příkladů provedení se kvůli jednoduchosti vycházelo z takzvaného jednokomorového ložiska, u něhož brouzdavá deska kmitá v kapalině. Stejným způsobem a bez odchýlení od základního principu vynálezu je však rovněž možné provést toto uspořádání i v hydraulicky tlumeném dvoukomorovém ložisku motoru, u něhož je na znázorněnou pracovní komoru přes škrticí otvor připojena ještě pružně ohraničená vyrovnávací komora.

Pro obě použití je znázorněn konstrukční princip, pomocí něhož je možno dynamickou tuhost hydraulicky tlumeného ložiska udržovat v širokém frekvenčním rozsahu na nízké hodnotě.

Claims (7)

1. Hydraulicky tlumené ložisko, zejména ložisko motoru pro vozidla, s alespoň jednou pracovní komorou (4) vyplněnou kapalinou, která je alespoň částečně ohraničena pružnou pryžovou stěnou (1), která má přibližně tvar dutého kužele a ve svém středu nese úložnou desku (2) motoru, která je axiálním čepem (5) spojena s brouzdavým elementem ve tvaru kruhové brouzdavé desky (6) upraveným v pracovní komoře (4 ) napříč a při svislých kmitavých pohybech obtékaným kapalinou, vyznačující se tím, že brouzdavá deska (6, 15) je na svém okraji opatřena pružným pryžovým nárazníkem (10, 12, 20) zasahujícím radiálně ven, a že vlastní rezonance brouzdavého systému (6, 15) a systému pryžového nárazníku (10, 12, 20) jsou pro snížení dynamické tuhosti sladěny tak, že vlastní rezonance brouzdavého systému leží v rozsahu kritické frekvence otáčení motoru a vlastní rezonance systému pryžového nárazníku je při frekvenci nad touto kritickou frekvencí otáčení motoru.

2. Hydraulicky tlumené ložisko podle nároku 1, v y z n ačující se tím, že vlastní frekvence brouzdavého systému (6, 15) je v rozsahu od 100 do 250 Hz a vlastní frekvence systému pryžového nárazníku (10, 12, 20) je nad ní v rozsahu od asi 50 do 100 Hz.

3. Hydraulicky tlumené ložisko podle nároku 1, v y z n ačující se tím, že pryžový nárazník (10) obklopuje okraj (11) brouzdavé desky (6) ve formě zesíleného výčnělku tak, že radiální šířka je větší než radiální výška.

4. Hydraulicky tlumené ložisko podle nároku 1, v y z n ačující se tím, že pryžový nárazník je vytvořen pouze jako tenká pryžová chlopeň (12), která je radiálně vně na okraj (11) brouzdavé desky navulkanizována.

5. Hydraulicky tlumené ložisko vyznačující se tím, je opatřena kruhovými vybráními (16, materiálem pryžového nárazníku (20) a překryta.

podle nároku že brouzdavá 17, 18, 19), membránovítě

1 nebo 3, deska (15) která jsou vyplněna

6. Hydraulicky tlumené ložisko podle nároku 1, v y znáčů j í c í se tím, že brouzdavá deska (22) je opatřena středovým dutým nástavcem (23), který je připojen obvodovým pryžovým nárazníkem (24 k středovému čepu (5).

7. Hydraulicky tlumené ložisko podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že brouzdavý systém a systém pryžového nárazníku je vestavěn do pracovní komory dvoukomorového ložiska motoru.