CZ290709B6 - Vyvažovácí prvek - Google Patents

Abstract

Vyvažovací prvek otočný kolem osy obsahuje první drážku (11, 34, 80, 404) prstencovitého tvaru a druhou drážku (12, 35, 95, 405) prstencovitého tvaru, které jsou soustředné se zmíněnou osou a obklopující tuto osu. V první drážce (11, 34, 80, 404) je volně pohyblivě uložen první soubor závaží (21, 40, 50, 85, 408) a v druhé drážce (12, 35, 95, 405) je volně pohyblivě uložen druhý soubor závaží (22, 41, 51, 86, 407). Závaží (21, 40, 50, 85, 408) prvního souboru v první drážce (11, 34, 80, 404) mají stejnou velikost a hmotnost a závaží (22, 41, 51, 86, 407) druhého souboru ve druhé drážce (12, 35, 95, 405) mají stejnou velikost a hmotnost. Hmotnost a velikost závaží (22, 41, 51, 86, 407) druhého souboru ve druhé drážce (12, 35, 95, 405) se liší od hmotnosti a velikosti závaží (21, 40, 50, 85, 408) prvního souboru v první drážce (11, 34, 80, 404).ŕ

Description

Vynález se týká vyvažovacího prvku, který je otočný kolem osy a obsahuje první drážku prstencovitého tvaru a druhou drážku prstencovitého tvaru, které jsou soustředné se zmíněnou osou a obklopují tuto osu, přičemž v první drážce je volně pohyblivě uložen první soubor závaží a v druhé drážce je volně pohyblivě uložen druhý soubor závaží, kde závaží prvního souboru v první drážce mají stejnou velikost a hmotnost a závaží druhého souboru ve druhé drážce mají stejnou velikost a hmotnost.

Dosavadní stav techniky

Je známo mnoho různých zařízení pro vyvažování nevyvážeností na rotujícím tělese. Všeobecně taková zařízení zahrnují protizávaží, které má předem určenou hmotnost a které je umístěno v předem určené poloze na opačné straně otáčejícího se tělesa vzhledem kose otáčení, než je poloha nevyvážeností. Velikost nevyvážeností je obvykle známá a tudíž se může vypočítat hmotnost a poloha nezbytného protizávaží, takže závaží se umístí tam, kde bude působit proti známé nevyvážeností. Tato zařízení fungují uspokojivě u většiny účelů použiti ale nejsou dostatečně přesná nebo použitelná pro všechny aplikace.

Při neustálených podmínkách, tj. když se těleso otáčí kolem své osy a nevyváženost otáčejícího se tělesa se mění působením vnějších podmínek nebo jinak, výše zmíněný způsob se ukazuje jako málo uspokojivý. Například u kopinatého vrtáku nebo vrtné korunky mohou síly vyvolané vibracemi při provozu vytvořit silné nevyvážeností. Jeden způsob protipůsobení na takové nevyvážeností je uveden v patentu US 4 905 776 (Beynet a kolektiv), který popisuje montážní celek pro tlumení vibrací s množstvím prstencovitých drážek rozmístěných podél obvodu montážního celku a axiálně rozložených.

V každé drážce je umístěn soubor kuliček nebo válečků. Tyto kuličky nebo válečky se mohou volně pohybovat podél drážek a tím působit proti nevyváženým silám.

Další podobná konstrukce je uvedena v patentu US 4 674 356 (Kílgore), v němž se navrhuje použití souboru kuliček volně pohyblivých v drážce vytvořené na vnějším obvodu povrchu tělesa, přičemž kuličky vyvažují nevyvážeností rotujícího členu.

Dříve uvedené způsoby mají však určité nevýhody. I když konstrukce dle US 4 -905 776 uspokojivě odstraňuje velké nevyvážeností rotujícího tělesa, je obtížněji použít tam, kde je délka vyvažovacího zařízení omezená, což je častý případ. Podobně, ačkoli konstrukce dle US 4 905 776 je uspokojivá pro všeobecné odstranění velkých nevyvážeností z vrtné korunky, nezajišťuje odstranění všech nebo většiny zbývajících nevyvážeností, zvláště nevyvážeností, která může zůstat, když kuličky v drážkách vytvořených dle US 4 905 776 jsou ve svých optimálních polohách pro vyvážení nevyvážeností.

Tento problém je také podstatný ve výše zmíněné metodě podle US 4 674 356, v němž se navrhují dvě vyvažovači konstrukce, které jsou umístěny na opačných koncích hřídele pro vyrovnání nevyvážeností hřídele nebo nevyvážených sil rotujících konstrukcí pohybujících se s hřídelem. Pokud kuličky nejsou ve svých optimálních polohách, nevyváženost hřídele se neodstraní.

V holandském dokumentu NL-C-97059 (Frame SA) je popsána pračka, která má dvě obvodové dráhy, v nichž jsou uspořádána pohyblivá závaží. Závaží jsou identická a neliší se ani velikostí.

- 1 CZ 290709 B6

Řešení podle tohoto dokumentu, tvořící stav techniky, má stejné nedostatky jako řešení podle již zmíněného US 4 905 776, zejména také neodstraňuje malé ne vyváženost i.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje vyvažovači prvek, otočný kolem osy, obsahující první drážku prstencovitého tvaru a druhou drážku prstencovitého tvaru, které jsou soustředné se zmíněnou osou a obklopující tuto osu, přičemž v první drážce je volně pohyblivě uložen první soubor závaží a ve druhé drážce je volně pohyblivě uložen druhý soubor závaží, kde závaží prvního souboru v první drážce mají stejnou velikost a hmotnost a závaží druhého souboru ve druhé drážce mají stejnou velikost a hmotnost, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že hmotnost a velikost závaží druhého souboru ve druhé drážce se liší od hmotnosti a velikosti závaží prvního souboru v první drážce.

Vyvažovači prvek podle vynálezu umožňuje odstranit i mírnou nevyváženost, kterou známá zařízení neodstraní. V některých případech je výhodné použít více než jen dvě drážky.

Podle výhodného provedení jsou první drážka a druhá drážka uspořádány na vnějším obvodu vyvažovacího prvku, přičemž drážky jsou podélně odděleny částí vnějšího obvodu.

Podle dalšího výhodného provedení jsou závaží prvního souboru i závaží druhého souboru sférická.

Závaží prvního a druhého souboru mohou být válcová a disková.

Podle jiného výhodného provedení je první drážka tvořena vnější drážkou, umístěnou u vnějšího obvodu vyvažovacího prvku a druhá drážka je tvořena vnitřní drážkou, umístěnou uvnitř vnější první drážky, se kterou je také soustředná.

Je výhodné, když jsou závaží prvního souboru ve vnější první drážce užší než závaží druhého souboru ve vnitřní druhé drážce.

Podle dalšího výhodného provedení vyvažovači prvek sestává z první a druhé symetrické poloviny a z prostředků ke spojení obou polovin, přičemž obě poloviny jsou namontovatelné kolem rotačního hřídele.

Podle ještě dalšího výhodného provedení jsou prstencovitá první a druhá drážka vytvořeny na jednom čele prvku, který dále obsahuje druhé čelo, protilehlé prvnímu čelu, na druhém čele je též uspořádána prstencovitá první a druhá drážka, přičemž v každé první drážce je uspořádán volně pohyblivě první soubor závaží a v každé druhé drážce je uspořádán volně pohyblivě druhý soubor závaží, první soubory závaží v prvních drážkách mají stejnou velikost a hmotnost, přičemž druhé soubory závaží ve druhých drážkách mají stejnou velikost a hmotnost, avšak velikost a hmotnost prvních souborů závaží v prvních drážkách je odlišná od velikostí a hmotnosti druhých souborů závaží ve druhých drážkách. Závaží v každé drážce mohou být sférická.

Podle dalšího výhodného provedení je osa vyvažovacího prvku totožná s osou bubnu pračky, přičemž závaží druhého souboru ve druhé drážce a závaží prvního souboru v první drážce mohou být sférická.

Podle výhodného provedení může být vyvažovači prvek pevně spojen s bubnem pračky.

-2CZ 290709 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen na příkladech provedení zobrazených na přiložených výkresech, na kterých jednotlivé obr. znázorňují:

Obr. 1 je schematický bokorys řezu prvním příkladem provedení vyvažovacího prvku podle vynálezu;

Obr. 2 je pohled II-II dle obr. 1;

Obr. 3 je schematický bokorys řezu druhým příkladem provedeni vyvažovacího prvku podle vynálezu;

Obr. 4 je pohled IV-IV dle obr. 3;

Obr. 5 je bokorys řezu dalším příkladem provedení vyvažovacího prvku podle vynálezu;

Obr. 6 je schematický bokorys řezu dalším příkladem provedení vyvažovacího prvku podle vynálezu;

Obr. 7 je schematický bokorys řezu prvkem z obr. 6, znázorněným v jeho provozní poloze;

Obr. 8A a 8B jsou pohledy ve směru osy otáčení na další příklad provedení vynálezu, montovaný kolem hřídele a znázorňující vyvažovači prvek ve smontovaném a demontovaném stavu;

Obr. 9 je schematický bokorys dalšího příkladu provedení vynálezu, kdy je vyvažovači prvek umístěn uvnitř hřídele;

Obr. 10 je schematický pohled X-X dle obr. 9 ve směru osy otáčení, znázorňující reprezentativní polohu pohyblivých závaží při otáčení hřídele, na kterém je vyvažovači prvek umístěn;

Obr. 11 je pohled na vyvažovači prvek podle vynálezu, znázorňující svislou radiálu od osy zařízení;

Obr. 12 je schematický příčný řez zařízením pro přidržování kuliček podle dalšího příkladu provedení vynálezu;

Obr. 13 je schematický příčný řez zařízením s čepem pro přidržování kuliček podle dalšího příkladu provedení vynálezu;

Obr. 14 je příčný řez dvěma variantami vyvažovacího prvku podle vynálezu, přičemž obě se mohou použít se standardními kuličkovými ložisky.

Obr. 15A je schematický pohled na vnějšek bubnu pračky s namontovaným vyvažovacím prvkem;

Obr. 15B je schematický řez 15B-15B dle obrázku 15A;

Obrázek 15C je schematický pohled 15C-15C dle obrázku 15A,

Obr. 16 je schematický pohled na zadní koncovou hnací nápravu a diferenciál vozidla;

Obr. 17 je pohled na typický klikový hřídel kompresoru s vyvažovacím prvkem.

-3 CZ 290709 B6

Příklady provedení vynálezu

Příklad provedení vyvažovacího prvku 10 podle vynálezu je schematicky znázorněn na obr. 1. Obsahuje dvojici prstencovitých prvních drážek 11, 15 a dvojici prstencovitých druhých drážek 12, 14 a navíc třetí drážku Γ3- První drážky 11 a 15 jsou uspořádány na protilehlých stranách vyvažovacího prvku 10 a jsou s výhodou shodné. Rovněž druhé drážky 12 a 14 jsou uspořádány jako protilehlé vůči sobě a mají shodné rozměry.

První soubory závaží 21, 25 jsou vloženy do prvních drážek 11 a 15, druhé soubory závaží 24 a 25 jsou vloženy do druhých drážek 12 a L4, přičemž do třetí drážky 13 je vložen třetí soubor závaží 23. Všechna závaží 21, 22, 23, 24 a 25 jsou s výhodou sférická a mají tvar kuliček. Všechna závaží v jedné drážce mají stejnou velikost a hmotnost. To znamená, že všechna závaží 21 v první drážce 11 mají stejnou velikost a hmotnost, všechna závaží 22 v druhé drážce 12 rovněž, atd. Je však důležité, aby se přinejmenším dvě drážky od sebe lišily velikostí a hmotností namontovaných závaží. Proto je hmotnost a velikost závaží 22 druhého souboru ve druhé drážce 12 větší než hmotnost a velikost závaží 21 prvního souboru v první drážce 11.

Závaží 21, 22, 23, 24, 25 jsou volně pohyblivá ve svých drážkách 11, 12, 13, 14, 15 kolem obvodu vyvažovacího prvku 10. Do drážek 11, 12, 13, 14, 15 vyvažovacího prvku 10 se přidává silikonové mazivo 30, aby se zmenšilo tření mezi závažím 21, 22, 23, 24, 25 a příslušnými drážkami U, 12, 13, 14, 15 a také aby se snížil hluk způsobený pohybem závaží 21, 22, 23, 24, 25, když je vyvažovači prvek 10 v činnosti, jak bude popsáno dále.

Závaží 21, 22, 23, 24 a 25 jsou vyrobena z tvrzeného materiálu, například z karbidu. Rovněž drážky 11, 12, 13, f4, 15 jsou vytvrzeny. Vytvrzen je žádoucí, aby se zpomalilo nebo zabránilo tvorbě plošek na kuličkách tvořících závaží, nebo na drážkách, které snižují schopnost kuliček volně se pohybovat uvnitř drážek a tím snižují účinnost vyvažovacího pohybu závaží.

Vyvažovači prvek 10 se instaluje na hřídel 32 tak, aby byl s hřídelem 32 pevně spojen a mohlo se s ním otáčet. Je zajištěn například použitím pera 31 mezi vyvažovacím prvkem 10 a hřídelem 32. Nevyváženost se projeví, když se hřídel 32 spolu s nevyváženou hmotou 33 a vyvažovacím prvkem 10 začnou otáčet, jak je znázorněno na obr. 1.

Když vznikne stav nevyváženosti působením nevyvážené hmoty 33, začnou se závaží 21, 22, 23, 24, 25 v příslušných drážkách 11, 12, 13, 14, 15 pohybovat a působit proti nevyváženosti.

Je obtížné přesně popsat princip a příčiny pohybu závaží 21, 22, 23, 24, 25 v příslušných drážkách 11, 12, 13, 14, 15, avšak z empirických údajů je zřejmé, že vyvažovači prvek 10 podle vynálezu je plně funkční a tyto empirické údaje budou postupně vést ke vzorcům a lepšímu porozumění problému a bude možno předvídat optimální chování vyvažovacího prvku 10, přičemž následující vysvětlení se uvádí s očekáváním, že ho další dosud neznámé poznatky rozšíří či modifikují.

Předpokládá se, že větší závaží 23 třetího souboru v třetí drážce 13 eliminují větší část působení nevyvážené hmoty 33. Poněkud menší závaží 22, 24 druhých souborů ve druhých drážkách 12, 14 budou odstraňovat poněkud menší nevyváženost nevyvážené hmoty 33. Konečně nejmenší závaží 21, 25 prvních souborů v prvních drážkách 11 a 15 odstraní nejmenší nevyváženost nevyvážené hmoty 33. Celkové působení nevyvážené hmoty 33 se tedy odstraní jemným laděním, tj. odstraněním nevyváženosti za dynamických podmínek pomocí souborů různě velkých závaží, umístěných v oddělených drážkách, čímž se optimálně odstraní různé stupně nevyváženosti.

-4CZ 290709 B6

Na obr. 2 je zobrazena první drážka 11, která je na obr. 1 na levé straně vyvažovacího prvku JO.

V této první drážce 11 je vložen první soubor závaží 21, přičemž na obr. 2 jsou závaží 21 zachycena v dynamicky vyvážené poloze, kompenzující nevyváženost nevyvážené hmoty 33. Pomocí stroboskopu seřízeného na příslušné otáčky hřídele 32 bylo zjištěno, že optimální chování závaží 21 nastává, když se tato závaží 21 v dynamicky vyvážené poloze navzájem nedotýkají, jak je znázorněno na obr. 2. Bylo zjištěno, že když se navzájem dotkne větší množství závaží 21, není vyvažovači efekt optimální a může nastat potřeba modifikace vyvažovacího prvku 10 změnou konstrukce nebo hmotnosti závaží 2L

Příklad provedení vyvažovacího prvku 10 podle obr. 1 a 2 se s výhodu používá tehdy, pokud jsou očekávány problémy s nevyváženou hmotou 33 v dynamických podmínkách chodu.

V případě malé nevyvážené hmoty lze počet drážek a v nich umístěných závaží snížit až na dvě tak, že všechna závaží patřící do jedné drážky mají stejnou velikost a hmotnost a závaží v první drážce mají jinou velikost a hmotnost, než závaží ve druhé drážce, přičemž závaží v první drážce odstraňuji velkou nevyváženost a závaží ve druhé drážce menší zbytkovou nevyváženost.

Na obr. 3 a 4 je znázorněn další příklad provedení vynálezu, který se používá, když je omezena šířka W - viz obr. 3. V tomto provedení se používají tři drážky 34, 35 a 36 s uvnitř namontovanými soubory závaží 40, 41 a 42. Závaží 40 prvního souboru v první drážce 34 mají všechna stejnou velikost a hmotnost. Závaží 41 druhého souboru v druhé drážce 35 mají všechna stejnou velikost a hmotnost stejně tak jako závaží 42 třetího souboru v třetí drážce 36. Závaží 40 prvního souboru v první drážce 34 jsou však větší a těžší, než závaží 41 druhého souboru v druhé drážce 35, která jsou zase větší a těžší než závaží 42 třetího souboru v třetí drážce 36. Za provozních podmínek a když vzniká při otáčení hřídele 32 nevyváženost vlivem nevyvážené hmoty 33, zaujmou závaží 40, 41, 42 takové polohy, že nevyváženost odstraní. Na obr. 4 jsou závaží 40, 41, 42 všech souborů znázorněna v reprezentativních polohách, které by se nastavily, kdyby nevyváženost byla odstraněna optimálně, tj., jak bylo popsáno dříve, kdyby se závaží 40, 11,42 v jednotlivých drážkách 34, 35, 36 navzájem nedotýkala.

Další provedení vynálezu je znázorněno na obr. 5. V tomto provedení, které přichází v úvahu opět při omezené šířce W, mají závaží 50, 51 a 52 všech souborů válcový diskový tvar a jsou umístěna tak, aby byla volně pohyblivá v drážkách 43, 44, 45, které jsou tvořeny oddělovacími kotouči 53, 54, 55 nasazenými na náboj 60 mezi rozpěmé kroužky 61, 62, 63. Do vnitřku pouzdra 64 se přidává silikonové mazivo a víko 70 je připojeno k pouzdru 64 pomocí závrtných šroubů 71 s hlavou.

Při činnosti je pouzdro 64 pevně namontováno na otáčejícím se hřídeli 32 stejným způsobem, jak bylo uvedeno v souvislosti s popisem provedení podle obr. 1. Když vznikne nevyváženost působením nevyvážené hmoty 33, začnou se závaží 50, 51, 52 volně pohybovat uvnitř drážek 43, 44, 45 tak dlouho, dokud nezaujmou polohu, ve které vyrovnají nevyváženost vznikající působením nevyvážené hmoty 33. Bylo zjištěno, že je výhodnější, když se strany válcových diskových závaží 50, 51, 52 mírně zaoblí, aby se dotýkaly oddělovacích kotoučů 53, 54, 55 co nejmenší styčnou plochou, neboť pak není jejich pohyb ovlivněn možným sacím efektem, který by jinak mohl u provedení vynálezu podle obr. 5 mezi oddělovacími kotouči 53, 54, 55, potřenými silikonovým mazivem 65 a závažími 50, 51, 52 nastat. Je zapotřebí, aby se závaží 50, 51, 52 pohybovala uvnitř drážek 43, 44, 45 mezi oddělovacími kotouči 53, 54, 55 co možná nejvolněji, což rovněž platí pro provedení podle obr. 1 a 3.

Další příklad provedení vynálezu je znázorněn na obr. 6 a 7. Obr. 6 zobrazuje čtyřdrážkové provedení (drážky 80. 95, 84, 83) a obr. 7 pouze třídrážkové provedení (drážky 80, 95, 84). Toto provedení vyvažovacího prvku 73 je symetrické podle os 76 a 72 a je montováno na hřídel 32 podobně jako provedení podle obr. 1.

-5 CZ 290709 B6

U tohoto provedení je střední obvodový prvek 73 vyrobený z jednoho kusu materiálu a na obou čelech 77, 75 je obroben tak, že na je něm vytvořeno několik prstencovitých drážek 80, 95, 84. Soubory závaží 85, 86, 88 (obr. 7), která mají tvar kuliček, jsou vloženy do příslušných drážek 80, 95, 84. Závaží 85 prvního souboru jsou vložena do první drážky 80, která je nejvíce vzdálená od osy 76 otáčení, a jsou největší. Závaží 88 (obr. 7) třetího souboru jsou vložena ve třetí drážce

84, která je uspořádána nejblíže k ose 76 otáčení, a jsou nejmenší. Po namazání každé drážky 80, 95, 84 silikonovým mazivem se ke střednímu obvodovému prvku 73 pomocí závrtných šroubů 82 s hlavou přišroubují dvě koncové krycí desky 81. Funkce je obdobná jako funkce provedení podle obr. 3, tj. když vznikne nevyváženost působením nevyvážené hmoty 33, zaujmou závaží

85, 86, 88 v příslušných drážkách 80, 95, 84 takovou polohu, ve které se nevyváženost odstraní.

Opět nejsou doposud známy příčiny tohoto jevu, ale bylo pokusy zjištěno, že optimální počet závaží 85, 86, 88 v každé drážce 80, 95, 84 je sedm. Je samozřejmé, že při proměnlivých provozních podmínkách může být někdy výhodnější i menši nebo větší počet závaží v jedné drážce.

Na základě známých teorií a praktických pokusů bylo zjištěno, že velikost nevyváženosti, která může být odstraněna pomocí vyvažovacího prvku se rovná součtu hmotností závaží v každé drážce vyvažovacího prvku.

Další příklad provedení vynálezu je znázorněn na obr. 8A a 8B. U tohoto provedení je vyvažovači prvek 78 vyroben ze dvou polovin 90 a 91, které jsou namontovány na hřídeli 32 pomocí závrtných šroubů 92 a 93 a tyto poloviny 90 a 91 jsou volně snímatelné z hřídele 32 po vyšroubování šroubů 92 a 93. Toto provedení je užitečné zvláště tam, kde je požadováno provést na rotačním hřídeli 32 nebo na nevyvážené hmotě 33 minimální úpravy. Vyvažovači prvek 78 se jednoduše připojí k hřídeli 32 v takovém místě, kde je to nejvíce výhodné. Vyvažovači prvek 78 se na hřídeli 32 zajistí utažením závrtných šroubů 92 a 93.

Další příklad provedení vynálezu je znázorněn na obr. 9 a 10. U tohoto provedeni je záměrem uspořádat vyvažovači prvek 74 uvnitř vnějšího obvodu hřídele 32. Jak je znázorněno na obr. 9, drážky 100, 101, 102 jsou obrobeny přímo do materiálu hřídele 32 a v drážkách 100. 101, 102 jsou vložena kuličková závaží 103, 104. 105, která jsou volně pohyblivá relativně vzhledem k hřídeli 32. K hřídeli 32 je připojeno víko 110 a tím jsou závaží 103, 104, 105 přidržována v drážkách 100, 101, 102. Když vznikne při provozu nevyvážený stav, nastaví se závaží 103, 104, 105 do polohy znázorněné na obr. 10. Při dynamických podmínkách provozu se hřídel 32 a/nebo nevyvážená hmota 33 vyváží nastavením závaží 103, 104, 105 do určité polohy.

Bylo zjištěno, že za jistých podmínek a zejména při nízkých otáčkách vyvažovacího prvku 10 budou mít závaží 21 (viz, obr. 11) tendenci zůstávat v drážce 11 v podstatě v ustálené poloze vzhledem k okolí, dokud se otáčky vyvažovacího prvku 10 nezvýší na hodnotu, kdy jsou závaží 21 přenášena kolem nejhořejšího bodu vnitřního průměru drážky 11, nebo z jedné strany radiály 25' na druhou stranu, nebo dokud odstředivá síla nevytlačí závaží 21 k vnějšímu povrchu drážky H, což vede ke vzniku třecí síly, která má snahu unášet závaží 21 kolem drážky H.. Když se dosáhne provozních otáček, přeskupí se závaží 21 s minimálním pohybem tak, aby řádně vyvážila nevyvážený stav. Bylo zjištěno, že při vyšších otáčkách vyvažovacího prvku 10 se závaží 21 uvnitř drážky 11 rychle přeskupí a kompenzují tak všechny nevyváženosti zařízení. Pří nízkých otáčkách však nenastává vždy tento ideální případ, a proto je vhodné využívat prostředky pro zajištění pohybu závaží s drážkou nebo alespoň zajistit, aby na pohyblivá závaží působila síla, která bude pohybovat závažím s drážkou, když se tato otáčí kolem své osy.

Jakékoliv zpoždění při odstraňování nevyváženosti není výhodné, neboť když se například hřídel 32, který se otáčí a je vyvážený, náhle dostane do nevyváženého stavu, je možné, že závaží 21 se nemohu pohybovat dostatečně rychle, aby odstranila nevyvážený stav dříve, než nastane poškození celého zařízení

-6CZ 290709 B6

Existuje několik prostředků používaných pro zlepšení rychlosti odezvy vyvažovacího prvku. Například je možno do drážek 11 přidat látku, jejíž pomocí se na závaží 21 přenáší síla, která způsobí, že se závaží 21 budou pohybovat z ustálené polohy do polohy přes vrchol vyvažovacího prvku 10 a z jedné strany radiály 25', která protíná osu 26 vyvažovacího prvku 10, na opačnou stranu. Podle možností lze použít mechanické nebo elektrické prostředky.

Podle provedení z obr. 11 je možné, aby počáteční pohyb závaží 21 v drážce 11 mohl nastat přidáním nějaké látky do drážky 11. která bude působit na závaží 21 určitou silou. Takovou látkou může být hustá tekutina, například tuk, kterou se přenáší otáčivý pohyb na závaží 21. Není záměrem poskytnout okamžitě vy čerpávající seznam takových látek, ale takový seznam by mohl zahrnovat jakékoliv látky pro uvedení závaží 21 do pohybu. Lze dokonce použít písek, ovšem písek může být nevhodný, protože znečištění a případné váznuti závaží 21 v drážce 11 by ovlivnilo normální provoz, kdy zajištění určité rychlosti pohybu nemusí být nezbytné.

Také je možné, aby počáteční pohyb závaží 21 byl vyvolán z vnějšku vyvažovacího prvku 10. Pokud jsou například závaží 21 vyrobena z feromagnetického materiálu, může neznázoměné vnější zařízení vyvolat vhodné magnetické pole, které způsobí, že se závaží 21 začnou okamžitě pohybovat v případě, že nastal nevyvážený stav. Tím lze zkrátit dobu ustavování závaží 21 a tím rychleji odstranit nevyvážený stav a snížit tak pravděpodobnost poškození nevyváženého zařízení.

Další provedení vyvažovacího prvku 106 je znázorněno na obr. 12. Do vyvažovacího prvku 106 se přidá tekutina 107 tak, aby hladina 108 byla nad pohyblivým závažím 103 ve tvaru kuličky. V drážce 110, ve které se má pohybovat závaží 103, je vytvořeno vybrání 109 ve tvaru V. Vybrání 109 ve tvaru V má soustavu průchodů 111, které spojují vybrání 109 se neznázoměným zásobníkem tekutiny.

Když se při provozu začíná vyvažovači prvek 106 otáčet, bude mít tekutina 107 snahu otáčet se spolu s drážkou 110 a tudíž bude působit na závaží 103 silou, která bude mít za následek otáčení závaží 103 společně s drážkou 110. Když se budou otáčky vyvažovacího prvku 106 zvyšovat, bude se také zvyšovat odstředivá síla působící na tekutinu 107, která bude mít snahu vytékat průchody 111, čímž se ukončí její vliv na pohyb závaží 103, které se současně začne otáčet stejnými otáčkami jako vyvažovači prvek 106. Toto je výhodné z dříve zmíněných důvodů, protože když se závaží 103 pohybuje rychle při určitých otáčkách, jakákoliv nevyváženost, která může vzniknout, je rychle korigována.

Další provedení vynálezu je znázorněno na obr. 13. Vyvažovači prvek 200 obsahuje pohyblivé závaží 201 ve tvaru kuličky a čep 202 který je montován na pružinu 203 v radiálně dovnitř směrovaném otvoru 204. Tlačná pružina 203 působí silou na čep 202 a vytlačuje ho do naznačené polohy a tím zabraňuje pohybu závaží 201 při otáčení vyvažovacího prvku 200.

Když se vyvažovači prvek 200 začne otáčet, čep 202 způsobí, že se závaží 201 otáčí společně s drážkou 205. Pří zvyšování rychlosti otáčení bude odstředivá síla zatlačovat čep 202 do otvoru 204 a umožní závaží 201 volný pohyb v drážce 205, čímž může závaží 201 volně zaujmout polohu, při které se odstraní nevyváženost systému, ke kterému je vyvažovači prvek 200 připojen.

Na obr. 14 jsou schematicky znázorněny dva příklady provedení vynálezu, které se mohou použít s ložiskem 300, které má standardní kuličky 301 montované tak, že umožní otáčení hřídele 302 se sníženým třením. Je-li žádoucí odstranit nevyváženost hřídele 302, lze na tomto konci připojit vyvažovači prvek 303 nebo vyvažovači prvek 304.

Vyvažovači prvek 303 je připojen tak, že se otáčí s hřídelem 302 a pohyblivá závaží 305, 307, 308 ve tvaru kuliček se pohybují kolem osy 306 hřídele 302 v příčném směru k ose 306 a ve vyvažovacím prvku 304 rotují závaží 310, 311. 312 ve tvaru kuliček podélně nebo paralelně k ose 306 hřídele 302.

Závaží 305, 307, 308 mají různý průměr, což platí rovněž pro průměry závaží 310, 311. 312. Obě provedení mohou být užitečná, přičemž konkrétní volby závisí na geometrických poměrech ve vyvažovaném systému, který zahrnuje hřídel 302 a ložisko 300.

Na obr. 15A je znázorněn buben 400 pračky. K bubnu 400 pračky jsou připojeny pro odstranění jakékoliv nevyváženosti za provozu dva vyvažovači prvky 402, 403, přestože v některých případech postačí k odstranění nevyváženosti i jen jeden vyvažovači prvek. Vyvažovači prvky 402, 403 mohou mít opět dvě odlišná provedení.

Vyvažovači konstrukční prvek 402 znázorněný na obr. 15B má dvě drážky 405 a 404, které vedou po obvodu kolem osy 406 podélně nebo paralelně s osou 406. V první drážce 404 jsou uložena závaží 408 prvního souboru a ve druhé drážce 405 jsou uložena závaží 407 druhého souboru. Závaží 407, 408 mají tvar kuliček a slouží k odstranění nevyváženosti, když se buben 400 pračky otáčí.

Vyvažovači prvek 403 znázorněný na obr. 15C má drážky 409, 410 obrobené příčně k ose 406. Závaží 411, 412 jsou pohyblivá ve svých odpovídajících drážkách 409, 410 a opět odstraňují nevyváženosti, když se buben 400 pračky otáčí kolem své osy 406.

Další příklad provedení vynálezu je uveden na obr. 16, na kterém je schematicky znázorněn zadní konec vozidla 500. Převodovka nebo diferenciál má dvě nápravy 502, 503, vedoucí z převodovky a připojené k zadním kolům 504, 505. která se samozřejmě otáčejí spolu s nápravami 502, 503, když je vozidlo 500 v pohybu.

U takovéto konstrukce je řada příčin vzniku nevyváženosti. Například pneumatiky na kolech 504, 505 se mohou stát nevyváženými z různých důvodů včetně skutečností, že se na pneumatikách tvoří plošky. To se stává zejména u závodních automobilů, kde se rychlost jízdy na závodním okruhu mění ve velkém rozsahu a pneumatiky jsou vystaveny značně proměnlivým silám.

Pro vyrovnání nevyváženosti se mohou na každou nápravu 502, 503 namontovat dva vyvažovači prvky 506, 507 a 508. 509. Někdy samozřejmě postačí namontovat pouze jeden vyvažovači prvek na každou nápravu 502, 503. Když se nápravy 502, 503 otáčejí axiálně a kolem převodovky, fungují použité vyvažovači prvky 506, 507 a 508, 509 způsobem, popsaným u výše zmíněných příkladů provedení.

Na obr. 17 je znázorněn klikový hřídel 600 s klikovým čepem 605, ke kterému je připojena ojnice 601, která je dále připojena k pístu 602. Píst 602 se může použít například v kompresoru. Ke klikovému hřídeli 600 jsou připojeny dva vyvažovači prvky 603, 604. Funkce každého z nich je obdobná jako u předchozích provedení a slouží k trvalému odstraňování nevyváženosti v systému.

Ačkoli se v současné době počítá s tím, že se vyvažovači prvek podle vynálezu bude vyrábět z kovových materiálů, je zřejmé, že mohou být vhodné i jiné materiály, jako například kompozity, umělé hmoty apod., což závisí na provozních podmínkách, ve kterých má vyvažovači prvek pracovat.

I když byla popsána příkladná provedení vynálezu, měla by tato provedení být považována pouze za ilustrativní a ne za omezující rozsah vynálezu, daný připojenými patentovými nároky.

Claims (12)

1. Vyvažovači prvek otočný kolem osy, obsahující první drážku (11, 34, 80, 404) prstencovitého tvaru a druhou drážku (12, 35, 95, 405) prstencovitého tvaru, které jsou soustředné se zmíněnou osou a obklopující tuto osu, přičemž v první drážce (11, 34, 80, 404) je volně pohyblivě uložen první soubor závaží (21, 40, 50, 85, 408) ave druhé drážce (12, 35, 95, 405) je volně pohyblivě uložen druhý soubor závaží (22, 41, 51, 86, 407), kde závaží (21, 40, 50,

85, 408) prvního souboru v první drážce (11, 34, 80, 404) mají stejnou velikost a hmotnost a závaží (22, 41, 51, 86, 407) druhého souboru ve druhé drážce (12, 35, 95, 405) mají stejnou velikost a hmotnost, vyznačující se t í m , že hmotnost a velikost závaží (22, 41, 51,

86, 407) druhého souboru ve druhé drážce (12, 35, 95, 405) se liší od hmotnosti a velikosti závaží (21, 40, 50, 85, 408) prvního souboru v první drážce (11, 34, 80, 404).

2. Vyvažovači prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že první drážka (11) a druhá drážka (12) jsou uspořádány na vnějším obvodu vyvažovacího prvku (10), přičemž drážky (11, 12) jsou podélně odděleny částí vnějšího obvodu.

3. Vyvažovači prvek podle nároku 2, vyznačující se t í m , že závaží (21) prvního souboru a závaží (22) druhého souboru jsou sférická.

4. Vyvažovači prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že závaží (50, 51) prvního a druhého souboru jsou válcová a disková.

5. Vyvažovači prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že první drážka (34) je vnější drážka umístěná u vnějšího obvodu vyvažovacího prvku (10) a druhá drážka (35) je vnitřní drážka, umístěná uvnitř vnější první drážky (34), se kterou je také soustředná.

6. Vyvažovači prvek podle nároku 5, vyznačující se t í m , že závaží (40) prvního souboru ve vnější první drážce (34) jsou užší než závaží (41) druhého souboru ve vnitřní druhé drážce (35).

7. Vyvažovači prvek podle nároku 6, vyznačující se t í m , že prvek sestává z první a druhé symetrické poloviny (90, 91) a z prostředků (92, 93) ke spojení obou polovin (90, 91), přičemž obě poloviny (90, 91) jsou namontovatelné kolem rotačního hřídele (32).

8. Vyvažovači prvek podle nároku 5, vyznačující se tím, že prstencovitá první drážka (80) a prstencovitá druhá drážka (95) jsou vytvořeny na jednom čele (77) prvku, který dále obsahuje druhé čelo (75), protilehlé prvnímu čelu (77), na druhém čele (75) je též uspořádána prstencovitá první drážka (80) a prstencovitá druhá drážka (95), přičemž v každé první drážce (80) je uspořádán volně pohyblivě první soubor závaží (85) a v každé druhé drážce (95) je uspořádán volně pohyblivé druhý soubor závaží (86), první soubory závaží (85) v prvních drážkách (80) mají stejnou velikost a hmotnost, přičemž druhé soubory závaží (86) ve druhých drážkách (95) mají stejnou velikost a hmotnost, avšak velikost a hmotnost prvních souborů závaží (85) v prvních drážkách (80) je odlišná od velikostí a hmotnosti druhých souborů závaží (85) ve druhých drážkách (95).

9. Vyvažovači prvek podle nároku 8, vyznačující se tím, že závaží (85, 86) v každé drážce (80, 95) jsou sférická.

-9CZ 290709 B6

10. Vyvažovači prvek podle nároku 1, vyznačující se t í m , že jeho osa je totožná s osou bubnu (400) pračky.

5

11. Vyvažovači prvek podle nároku 10, vyznačující se t í m , že závaží (407) druhého souboru ve druhé drážce (405) a závaží (408) prvního souboru v první drážce (404) jsou sférická.

12. Vyvažovači prvek podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se t í m , že je pevně spojen s bubnem (400) pračky.