CZ292368B6

CZ292368B6 - Tlumič vibrací a hluku

Info

Publication number: CZ292368B6
Application number: CZ20004646A
Authority: CZ
Inventors: Tomáš Ing. Boháč; Radim Ing. Zima
Original assignee: BONATRANS a. s.
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2003-09-17
Also published as: CH695641A5; AT502119B1; AT502119A1; ITMI20012646A1; DE10161006A1; CZ20004646A3

Abstract

Tlumi vibrac a hluku, zejm na pro kola kolejov²ch vozidel, je uchycen pomoc rozp rn²ch krou k , Ürouby, kol ky, n²ty, nebo lepen m, p°i em sest v z navz jem spojen²ch vrstev, a to z minim ln jedn vrstvy skeln²ch nebo keramick²ch vl ken (3), z minim ln jedn vrstvy plechu (1) a z v ce ne jedn vrstvy polymeru (2), p°i em jednotliv vrstvy skeln²ch nebo keramick²ch vl ken (3) a plechu (1) od sebe v dy odd luje vrstva polymeru (2). Vn jÜ plochy tlumi e jsou tvo°eny plechem (1) nebo polymerem (2). Je v²hodn , kdy je tlumi opat°en soustavou °ez nebo otvor , kter jsou bu pouze v jedn vrstv , v n kolika vrstv ch anebo ve vÜech vrstv ch.\

Description

Tlumič vibrací a hluku i

Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukce a složení tlumiče vibrací a hluku pro snížení nepříznivých dynamicko-akustických účinků v technických systémech, například u brzdových kotoučů, ozubených kol a podobně, zejména však u kol kolejových vozidel.

Dosavadní stav techniky

V technických systémech, vlivem dynamických budicích účinků, dochází ke vzniku vibrací a následně k přenosu mechanické energie jednotlivými prvky technického systému. Vibrujícími povrchovými plochami těchto prvků je pak tato vzniklá mechanická energie částečně vyzařována do okolního prostředí ve formě akustického vlnění. V oblasti slyšitelných kmitočtů označujeme toto vlnění zvukem. Hlukem je pak označován každý nežádoucí zvuk.

Ke snížení vibrací a hluku se používají tlumiče, které jsou mechanicky spojené s vibrujícími strojními částmi pomocí šroubů, kolíků, nýtů, lepením nebo rozpěmými kroužky.

Doposud používané tlumiče vibrací a hluku jsou tvořeny samostatným plechem nebo plechem s tlumicí hmotou. Jiné druhy tlumičů jsou tvořeny z vrstev pryže vložených mezi plechy anebo jsou tvořeny ze segmentů složených z kovových lamel a plastických hmot.

Provedení těchto tlumičů je uvedeno například v patentových spisech EP 0 278 248 (A) nebo EP 0 510 974 (A), kde jsou tlumiče tvořeny různými kombinacemi plechu a viskózněelastické hmoty, doplněnými případně adhezivními vrstvami. Známé jsou i tlumiče dle patentu US 4 297 154 (A) skládající se z tahokovu a z jedné nebo dvou vrstev viskózněelastické hmoty. Další provedení tlumiče je dle patentu CZ 285 423 (B6), kdy tlumič je tvořen z několika vrstev viskózněelastické hmoty, která odděluje kovové vrstvy tvořené z tahokovového plechu a z holého plechu.

Nevýhodou těchto tlumičů je, že nezajišťují tlumení v celém požadovaném frekvenčním rozsahu a útlum tak není dokonalý z hlediska jeho rychlosti a intenzity. Rovněž dlouhodobá teplotní odolnost tlumičů je nedostatečná, což následně rovněž zhoršuje účinnost tlumení vibrací a hluku. Při vysokých rychlostech, zejména u kolejových vozidel, může docházet k porušení soudržnosti jednotlivých vrstev složeného tlumiče vlivem vysokých hodnot odstředivých sil. Tyto nevýhody mají následně vliv i na kratší životnost tlumičů a nutnost jejich výměny, čímž se zvyšují náklady na provozování technických strojních systémů.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje tlumič vibrací a hluku, zejména pro kola kolejových vozidel, sestávající z navzájem spojených vrstev, jehož podstata spočívá v tom, že je tvořen z minimálně jedné vrstvy skelných nebo keramických vláken, z minimálně jedné vrstvy plechu a z více než jedné vrstvy polymeru, přičemž jednotlivé vrstvy skelných nebo keramických vláken a plechu od sebe vždy odděluje vrstva polymeru a kde vnější plochy tlumiče jsou tvořeny plechem nebo polymerem.

Výhodné je provedení tlumiče vibrací a hluku, který je opatřen soustavou řezů ve tvaru přímky, části kružnice nebo obecné křivky. Počet a délka řezů je různá pro jednotlivé druhy tlumičů v závislosti na jejich tvaru a použití a je stanovena na základě optimalizačního výpočtu a měření.

-1 CZ 292368 B6 ( Výhodné je rovněž provedení tlumiče vibrací a hluku, který je opatřen soustavou otvorů různého tvaru, například kruhovými, oválnými, mnohoúhelníkovými a podobně. Počet, velikost a rozmístění otvorů je různé pro jednotlivé druhy tlumičů v závislosti na jejich tvaru a použití a je stanoveno na základě optimalizačního výpočtu a měření.

Jednotlivé řezy nebo otvory v tlumiči jsou přitom buď pouze v jedné vrstvě, v několika vrstvách anebo ve všech vrstvách, to znamená, že řezy nebo otvory mají různou hloubku v rámci celkové tloušťky tlumiče.

Vlastní tlumič může mít různé velikosti a prostorový tvar, například kruhové desky, mezikruží nebo jakýkoliv jiný a lze ho modifikovat dle požadavků vyplývajících z tvaru kmitajícího hmotného tělesa, k němuž je mechanicky uchycen pomocí pojistných rozpěmých kroužků, šrouby, kolíky, nýty nebo lepením.

Výhoda tohoto tlumiče spočívá vtom, že tlumí vibrace a hluk v širokém pásmu frekvencí, přičemž kombinace skelných nebo keramických vláken a polymeru má vysoké hodnoty vnitřního tlumení. Rovněž teplotní odolnost tlumiče při zatížení je vyšší a ten je schopen dlouhodobě odolávat teplotám do 150 °C v případě běžné teplotní odolnosti a teplotám do 300 °C v případě vyšší teplotní odolnosti. Teplotní odolnost tlumiče je možno optimalizovat uspořádáním jednotli20 vých vrstev skelných nebo keramických vláken a vrstev polymeru. Vrstvy skelných nebo keramických vláken zvyšují nejen účinnost tlumení, ale zaručují i vysokou adhezi s polymerem, takže tlumič dosahuje vysoké únosnosti, která ho umožňuje používat i pro aplikace na částech s vysokými rychlostmi otáčení, například u kolejových vozidel 200 až 350km/hod., přičemž nedochází k porušení soudržnosti skladby tlumiče vlivem vysokých hodnot odstředivých sil.

Použití skelných nebo keramických vláken a polymeru mezi nimi zaručuje dosažení stejnorodosti po průřezu v celé vytvořené ploše tlumiče, což zabezpečuje minimalizaci zbytkové nevyváženosti celého systému, kde je tlumič aplikován. Soustavou řezů nebo otvorů přes tlumič lze rovněž zvýšit účinnost tlumiče na vybraných frekvenčních složkách, které jsou pro daný technický systém význačné a je potřeba je snižovat tak, aby výsledný optimalizovaný systém, kde se tlumič aplikuje, měl nižší vibrace i hluk.

Přehled obrázků na výkresech

Na obrázcích 1 až 8 jsou znázorněny v průřezu různé varianty tlumiče vibrací a hluku, které jsou složeny z vrstev plechu, skelných nebo keramických vláken a polymeru. Na obrázku 9 je znázorněna část tlumiče se soustavou řezů ve tvaru křivek a na obrázku 10 pak část tlumiče se soustavou otvorů kruhového tvaru.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 1 sestává z vrstvy plechu 1, dvou vrstev skelných vláken 3 a čtyř vrstev polymeru 2, který od sebe odděluje jednotlivé vrstvy plechu 1 a skelných vláken 3 a zároveň tvoří obě vnější části tlumiče.

Příklad 2

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 2 sestává z jedné vrstvy plechu 1, jedné vrstvy keramických vláken 3 a tří vrstev polymeru 2, který od sebe odděluje vrstvu plechu 1 a kera55 mických vláken 3 a zároveň tvoří obě vnější části tlumiče.

-2CZ 292368 B6

Příklad 3

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 3 sestává ze dvou vrstev skelných vláken 3, jedné vrstvy plechu 1 a tří vrstev polymeru 2. Jedna vnější plocha tlumiče je tvořena vrstvou polymeru 2 a druhá vnější plocha pak vrstvou plechu L Polymer 2 od sebe odděluje jednotlivé vrstvy plechu 1 a skelných vláken 3.

Příklad 4

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 4 sestává z jedné vrstvy skelných vláken 3, jedné vrstvy plechu 1 a dvou vrstev polymeru 2. Jedna vnější plocha tlumiče je tvořena vrstvou polymeru 2 a druhá vnější plocha pak vrstvou plechu 1. Polymer 2 od sebe odděluje vrstvu plechu 1 a skelných vláken 3.

Příklad 5

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 5 sestává ze dvou vrstev keramických vláken 3, dvou vrstev plechu 1 a pěti vrstev polymeru 2. Obě vnější plochy tlumiče jsou tvořeny vrstvou polymeru 2 a polymer 2 od sebe navzájem odděluje rovněž jednotlivé vrstvy plechu 1 a keramických vláken 3.

Příklad 6

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 6 sestává ze dvou vrstev skelných vláken X dvou vrstev plechu 1 a tří vrstev polymeru 2. Obě vnější plochy tlumiče jsou tvořeny vrstvou plechu L Polymer 2 od sebe odděluje jednotlivé vrstvy plechu 1 a skelných vláken 3.

Příklad 7

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 7 sestává z jedné vrstvy skelných vláken 3, dvou vrstev plechu 1 a čtyř vrstev polymeru 2. Obě vnější plochy tlumiče jsou tvořeny vrstvou polymeru 2 a polymer 2 od sebe odděluje rovněž jednotlivé vrstvy plechu 1 a skelných vláken 3.

Příklad 8

Tlumič vibrací a hluku znázorněný na obr. 8 sestává z jedné vrstvy skelných vláken 3, dvou vrstev plechu 1 a dvou vrstev polymeru 2. Obě vnější plochy tlumiče jsou tvořeny vrstvou plechu

1. Polymer 2 od sebe odděluje jednotlivé vrstvy plechu 1 a skelných vláken 3.

Průmyslová využitelnost

Tlumič vibrací a hluku je konstruován zejména pro kola kolejových vozidel, ale může se výhodně použít i u brzdových kotoučů, převodových kol a těch strojních součástí, u kterých je potřeba snižovat vibrace a hluk.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Tlumič vibrací a hluku, zejména pro kola kolejových vozidel, ke kterým je uchycen pomocí šroubů, kolíků, nýtů, lepením nebo rozpěmými kroužky, sestávající z navzájem spojených vrstev, vyznačující se tím, že je tvořen z minimálně jedné vrstvy skelných nebo keramických vláken (3), z minimálně jedné vrstvy plechu (1) a z více než jedné vrstvy polymeru (2), přičemž to jednotlivé vrstvy skelných nebo keramických vláken (3) a plechu (1) od sebe vždy odděluje vrstva polymeru (2), a že vnější plochy tlumiče jsou tvořeny plechem (1) nebo polymerem (2).
2. Tlumič vibrací a hluku podle nároku 1, vyznačující se tím, že je opatřen soustavou řezů ve tvaru přímky, části kružnice nebo obecné křivky, jejichž počet a délka je různá pro

15 jednotlivé druhy tlumičů v závislosti na jejich tvaru a použití, přičemž řezy jsou buď pouze v jedné vrstvě, v několika vrstvách anebo ve všech vrstvách.
3. Tlumič vibrací a hluku podle nároku 1,vyznačující se tím, že je opatřen soustavou otvorů různého tvaru, jejich počet, velikost a rozmístění je různé pro jednotlivé druhy

20 tlumičů v závislosti na jejich tvaru a použití, přičemž otvory jsou buď pouze v jedné vrstvě, několika vrstvách anebo ve všech vrstvách.