PL222173B1 - Urządzenie elektromagnetyczne do tłumienia drgań mechanicznych - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222173 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 401801 ^{(51) Int.Cl.}

F16F 9/53 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 29.11.2012 (54) Urządzenie elektromagnetyczne do tłumienia drgań mechanicznych

	(73) Uprawniony z patentu:
	POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA, Kielce, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
22.07.2013 BUP 15/13	(72) Twórca(y) wynalazku:
	JAROSŁAW ROLEK, Kielce, PL JÓZEF ŁASTOWIECKI, Warszawa-Wesoła, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
29.07.2016 WUP 07/16	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Antoni Garstka

PL 222 173 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie elektromagnetyczne do tłumienia drgań mechanicznych.

Wiele elementów urządzeń mechanicznych wykonuje ruchy drgające, które muszą być ograniczane i tłumione z odpowiednią intensywnością. Typowym przykładem są ruchy pionowe kół pojazdów, które to ruchy muszą być tłumione. Znanymi rozwiązaniami zapewniającymi tłumienie takiego ruchu są układy teleskopowe. W układach tych element mechaniczny wykonujący ruch podlegający tłumieniu, połączony jest sztywno z tłokiem, który porusza się w cylindrze wypełnionym olejem. Ruch elementu wraz z tłokiem powoduje przetłaczanie oleju przez małe otwory co silnie tłumi ruch tłoka i elementu. Energia kinetyczna elementu, zależna od kwadratu prędkości ruchu, zamieniana jest na ciepło, które podnosi temperaturę oleju. Energia ta jest tracona i dodatkowo sprawia problemy związane z odprowadzaniem ciepła do otoczenia.

Znane jest z opisu patentowego US5231336 rozwiązanie w postaci urządzenia elektromagnetycznego przeznaczonego aktywnego tłumienia drgań. Urządzenie wyposażone jest w element ruchomy w postaci cewki lub magnesu, który wprawiany jest w ruch postępowo-zwrotny w odpowiedzi na elektryczny sygnał wejściowy. W układzie uzyskuje się zależność między siłą wytwarzaną przez element ruchomy, a amplitudą i kierunkiem prądu wejściowego.

Urządzenie elektromagnetyczne do tłumienia drgań mechanicznych zawierające tłoczysko z magnesami trwałymi umieszczonymi w cylindrze złożonym z pierścieni i obudowy ferromagnetycznej oraz cewek, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma pierścieniowe trwałe magnesy namagnesowane osiowo i radialnie ułożone naprzemiennie na tłoczysku. Cewki połączone są szeregowo lub równolegle i są dołączone do odbiornika energii elektrycznej. Odbiornikiem energii elektrycznej może być akumulator, kondensator lub przetwornica energoelektroniczna. Grubości magnesów pierścieniowych oraz pierścieni ferromagnetycznych i cewek pierścieniowych są jednakowe.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym przekrój urządzenia.

Na tłoczysku 1 umieszczone są, ułożone naprzemiennie, pierścieniowe magnesy trwałe 2 namagnesowane osiowo i radialnie. Tłoczysko 1 wraz z magnesami 2, podczas tłumienia drgań mechanicznych, porusza się w cylindrze 3 wykonanym z materiału ferromagnetycznego, do którego wewnętrznej powierzchni przylegają, naprzemiennie, pierścienie 4 z materiału ferromagnetycznego i pierścieniowe cewek 5 uzwojenia. Grubości magnesów pierścieniowych 2 oraz pierścieni ferromagnetycznych 4 i cewek pierścieniowych 5 są takie same.

Zastosowanie takiego układu magnesów trwałych powoduje, że strumień magnetyczny magnesów trwałych zamyka się pierścieniowo przez szczelinę powietrzną oraz pierścienie ferromagnetyczne i cylinder ferromagnetyczny stanowiący jednocześnie obudowę układu. Zastosowanie wielu magnesów pierścieniowych daje wielobiegunowe pole magnetyczne, obejmujące pierścieniowe cewki uzwojenia. Każdy ruch magnesów trwałych powoduje zmianę pola magnetycznego obejmującego cewki pierścieniowe i generuje w nich siłę elektromotoryczną. Indukowana w cewkach siła elektromotoryczna po zamknięciu obwodu elektrycznego złożonego z tychże cewek i odbiornika wywołuje przepływ prądu. Uzyskana w ten sposób energia elektryczna może zostać wykorzystana do zasilania przyłączonego odbiornika 6 lub magazynowana w akumulatorze lub kondensatorze. Przesunięcie magnesów trwałych o jedną podziałkę biegunową powoduje zmianę kierunku pola magnetycznego obejmującego cewki pierścieniowe uzwojenia.

Ruch tłoczyska, na którym osadzone są trwałe magnesy w kształcie pierścieni ułożonych naprzemiennie i namagnesowanych osiowo i radialnie, w cewkach pierścieniowych powoduje generację siły elektromotorycznej. W takim układzie powstaje silne pole magnetyczne zamykające się tylko wokół cewek pierścieniowych, które połączone w szereg dają uzwojenie pozbawione połączeń czołowych. Brak połączeń czołowych w uzwojeniu w którym generowana jest siła elektromotoryczna powoduje, że straty obciążeniowe energii elektrycznej są zminimalizowane. Zaletą układu jest także fakt, że siła tłumiąca ruch elementu mechanicznego może być w łatwy sposób regulowana przez odpowiednie sterowanie odbiorem energii elektrycznej.

PL 222 173 B1

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie elektromagnetyczne do tłumienia drgań mechanicznych zawierające tłoczysko z magnesami trwałymi umieszczonymi w cylindrze złożonym z pierścieni i obudowy ferromagnetycznej oraz cewek, znamienne tym, że ma pierścieniowe trwałe magnesy (2) namagnesowane osiowo i radialnie ułożone naprzemiennie na tłoczysku (1).
2. 2. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że cewki (5) połączone są szeregowo lub równolegle i są dołączone do odbiornika energii elektrycznej (6).
3. 3. Urządzenie, według zastrz. 2, znamienne tym, że odbiornikiem energii elektrycznej (6) jest akumulator.
4. 4. Urządzenie, według zastrz. 2, znamienne tym, że odbiornikiem energii elektrycznej (6) jest kondensator.
5. 5. Urządzenie, według zastrz. 2, znamienne tym, że odbiornikiem energii elektrycznej (6) jest przetwornica energoelektroniczna.
6. 6. Urządzenie, według zastrz. 1, znamienne tym, że grubości magnesów pierścieniowych (2) oraz pierścieni ferromagnetycznych (4) i cewek pierścieniowych (5) są jednakowe.

   Rysunek