PL223839B1 - Wibroizolator magnetoreologiczny z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wibroizolator magnetoreologiczny z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań na energię elektryczną wykorzystywaną do zasilania wibroizolatora. Wibroizolator wypełniony jest cieczą MR, której właściwości - szczególnie lepkość - zależą od natężenia oddziaływującego na nią pola magnetycznego wytwarzanego przez elektromagnesy zasilane prądem elektrycznym.

Znane z opisów patentowych DE 100 55 388, US 5,277,281 oraz PL 197112 B1 rozwiązania wibroizolatorów posiadają cylinder, zamknięty na obu końcach pokrywami oraz tłok wydzielający w cylindrze zamknięte komory: tłokową i tłoczyskową. Tłok połączony jest z jednostronnym tłoczyskiem. W tłoku znajduje się elektromagnes zabudowany tak, że wytwarzane pole magnetyczne przenika kanały przepływowe łączące komorę tłokową z komorą tłoczyskową. Cewki elektromagnesów zasilane są za pośrednictwem zewnętrznego układu kondycjonowania lub bez tego układu, przez przewody prowadzone otworem wzdłużnym tłoczyska. W zależności od natężenia pola magnetycznego, które przenika kanały przepływowe zmienia się lepkość wypełniającej je cieczy MR.

Znane są również z opisu patentowego US 20100117367A1 oraz z opisu zgłoszenia patentowego P-395786, przetworniki elektromagnetyczne wykorzystujące liniowy ruch magnesów trwałych do generowania napięcia w ich uzwojeniu. W przetwornikach tych zastosowano zespoły magnesów trwałych umieszczone na trzpieniu posiadające możliwość liniowego przemieszczania się względem zespołu cewek, obejmujących z zewnątrz te magnesy. Między spolaryzowanymi osiowo magnesami trwałymi znajdują się ferromagnetyczne nabiegunniki, które wraz z ferromagnetyczną obudową cewek tworzą zamknięty obwód magnetyczny, wewnątrz którego znajdują się cewki. Ruch trzpienia z m agnesami trwałymi powoduje przemieszczanie się pola magnetycznego względem cewek i indukowanie w nich napięcia elektrycznego.

Wibroizolator magneto reologiczny według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma zespół tłoka połączony z zespołem magnesów trwałych i pierścieniowych nabiegunników przez wspólne tłocz ysko a zespół cewki przetwornika i obudowa cewki oraz zespół tłoka i tłoczysko drążone znajdują się w niedzielonym korpusie.

Wibroizolator magnetoreologiczny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ma zespół tłoka wraz z tłoczyskiem drążonym i tłoczyskiem krótkim które znajduje się w oddzielnym korpusie, a zespół cewki przetwornika, obudowa cewki, wraz z trzpieniem, na którym znajduje się zespół magnesów trwałych i pierścieniowych nabiegunników, połączonym z tłoczyskiem krótkim, znajdują się w oddzielnym korpusie połączonym z pokrywą zamykającą korpus. Korpusy wibroizolatora magnetoreologicznego według obu wynalazków i pokrywa posiadają otwory łączące przestrzeń wewnętrzną elektromagnetycznego przetwornika drgań z przestrzenią zewnętrzną.

Zaletą wynalazku jest kinematyczne bezpośrednie sprzężenie wibroizolatora z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań przez umieszczenie we wspólnym korpusie, ruchomych elementów wibroizolatora, które stanowią zespół tłoka z dwoma tłoczyskami i ruchome elementy przetwornika elektromagnetycznego, w postaci zespołu magnesów trwałych i ferromagnetycznych nabiegunników osadzonych na trzpieniu, stanowiącym przedłużenie jednego z tłoczysk wibroizolatora. Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskano zwartą konstrukcję zespołu i możliwość przeniesienia drgań oddziałujących na wibroizolator, bezpośrednio na przetwornik elektromagnetyczny, co zwiększa skuteczność tłumienia drgań.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest prosta budowa oraz możliwość łatwego montażu wibroizolatora zintegrowanego z przetwornikiem drgań.

Rozwiązanie według wynalazku przedstawione zostało w przykładowym wykonaniu na rysunku schematycznym, na którym Fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny wykonania, w którym wewnętrzne elementy i podzespoły zabudowano w jednolitym korpusie, natomiast Fig. 2 przedstawia sposób zabudowy z wykorzystaniem korpusu składanego.

Wibroizolator magnetoreologiczny według wynalazku ma niedzielony korpus 1, z pokrywą wibroizolatora 2, oraz pokrywę elektromagnetycznego przetwornika drgań 3, wykonane z materiałów niemagnetycznych. Pokrywa 2, jest uszczelniona w korpusie 1, za pomocą pierścienia uszczelniającego 4, a pokrywa 3, jest zamocowana do korpusu za pomocą śrub 5. Pokrywa 2, posiada odpowiednio ukształtowane gniazdo, w którym jest osadzony pierścień uszczelniający 6, tłoczysko drążone 7, oraz tuleja 8, służąca do jego prowadzenia. Korpus 1, posiada w części środkowej podobne gniazdo, w którym również jest osadzony pierścień uszczelniający 6, oraz tuleja 8, służąca do prowadzenia

PL 223 839 B1 tłoczyska długiego 9. Wewnątrz korpusu 1, znajduje się zespół tłoka składający się z pierścienia 10, i rdzenia 11, wykonanych z materiałów magnetycznych oraz tarcz 12, wykonanych z materiału niemagnetycznego, posiadających przelotowe kanały K. Rdzeń 11, posiada obwodowe wyjęcie, w którym znajduje się cewka sterująca tłumika 13. Tarcze 12, są połączone korzystnie w sposób rozłączny z rdzeniem 11, i umieszczone w odpowiednio ukształtowanych gniazdach pierścienia 10, w taki sposób, że między pierścieniem 10, a rdzeniem 11, jest utrzymana obwodowa szczelina S. Do tarcz 12, przymocowane jest z jednej strony tłoczysko drążone 7, a z drugiej strony tłoczysko długie 9. Końcówka uzwojenia cewki 13 połączona jest z przewodem 14, wyprowadzonym na zewnątrz tłumika przez współosiowe kanały wykonane w rdzeniu 11, i tłoczysku 7. Cewka sterująca tłumika 13, wraz z końcówką uzwojenia połączoną z przewodem 14, pokryta jest masą izolacyjną 15, która korzystnie wypełnia również rowek R, w celu utrzymania grubości szczeliny S, i uszczelnienia przewodu 14, na wejściu do kanału w rdzeniu 11.

Zespół tłoka 10, 11, 12 i 13, wydziela przestrzenie A i B, wypełnione cieczą MR. Tłoczysko długie 9, posiada w dalszej części odcinek na którym umieszczone są zespoły magnesów trwałych 16, o namagnesowaniu osiowym i przeciwnej polaryzacji i ferromagnetyczne nabiegunniki 17, utrzymywane we właściwym osiowym położeniu przez pierścień osadczy 18. Końcowa część tłoczyska pełnego 9, prowadzona jest w tulei 19, osadzonej w gnieździe pokrywy 3. Płytka 20, przykręcona za pomocą wkrętów 21, do pokrywy 3, służy do zabezpieczenia tulei 19, przed wysunięciem z gniazda pokrywy 3. W dalszej części korpusu 1, znajduje się zespół cewek przetwornika 22, nawiniętych na karkasie 23, umieszczonych w obudowie 24, wykonanej z materiału ferromagnetycznego. Obudowa 24, z cewkami 22, i karkasem 23, utrzymywana jest we właściwym osiowym położeniu przez odpowiednio ukształtowaną pokrywę 3. Cewka przetwornika 22, połączona jest przewodem 25, z układem kondycjonowania 26, który za pośrednictwem przewodu 27, połączonym z przewodem 14, zasila prądem elektrycznym cewkę sterującą tłumika 13. W korpusie 1, i w pokrywie 3, są wykonane otwory O, służące do połączenia przestrzeni wewnętrznej elektromagnetycznego przetwornika drgań z przestrzenią zewnętrzną celem uniknięcia efektu „poduszki powietrznej” powstającej wewnątrz korpusu 1, podczas pracy urządzenia.

W wykonaniu wibroizolatora zintegrowanego z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań według Fig. 2, zastosowano oddzielny korpus 28, wibroizolatora zamknięty od strony elektromagnetycznego przetwornika drgań pokrywą 29, i oddzielny korpus 30. elektromagnetycznego przetwornika drgań, połączony z korpusem wibroizolatora za pomocą śrub mocujących 5, wkręconych do korpusu 30, przez otwory wykonane w kołnierzu pokrywy 29. Korpus 28, pokrywa 29, i korpus 30, są wykonane z materiałów niemagnetycznych.

Tłoczysko krótkie 31, wibroizolatora wykonane z materiału niemagnetycznego, stanowi oddzielny element posiadający odpowiednio ukształtowany, osiowy otwór, korzystnie z częścią gwintowaną, służący do przyłączenia oddzielnego trzpienia 32, elektromagnetycznego przetwornika drgań, wykonanego również z materiału niemagnetycznego, posiadającego odpowiednio ukształtowane, korzys tnie gwintowane zakończenie. W korpusie 30, i w pokrywie 3, są wykonane otwory O, służące do połączenia przestrzeni wewnętrznej elektromagnetycznego przetwornika drgań z przestrzenią zewnętrzną pełniące funkcję podobną jak w wykonaniu według Fig. 1.

Budowa, położenie i funkcje pozostałych elementów urządzenia w wykonaniu według Fig. 2, są takie same jak w wykonaniu wibroizolatora zintegrowanego z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań według Fig. 1. Konstrukcja wibroizolatora zintegrowanego z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań wykonanego według Fig. 2, umożliwia łączenie oddzielnych wibroizolatorów i elektromagnetycznych przetworników drgań o różnych charakterystykach co ułatwia dywersyfikację typoszeregu wykonań urządzenia i dopasowanie jego charakterystyki do zadanych warunków pracy.

W obydwu wykonaniach wibroizolator zintegrowany z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań jest mocowany między zespołem drgającym a podstawą za pośrednictwem końcówki tłoczyska drążonego 7 i końcówki pokrywy 3. Podczas pracy zespołu, w zależności od kierunku ruchu zespołu tłoka 10, 11, 12 i 13, ciecz MR przepływa przez kanały K i obwodową szczelinę S, z przestrzeni A do przestrzeni B, lub w kierunku przeciwnym. Lepkość cieczy MR w obwodowej szczelinie S jest sterowana polem magnetycznym, wytwarzanym przez prąd elektryczny płynący przez uzwojenie cewki sterującej tłumika 12, w taki sposób, aby możliwy był przepływ cieczy przez tą szczelinę - co zapewnia właściwą pracę tłumika.

Jednocześnie ruch zespołu tłoka 10, 11, 12 i 13, powoduje liniowe przemieszczanie zespołów magnesów trwałych 16, i ferromagnetycznych nabiegunników 17, względem zespołu cewek

PL 223 839 B1 przetwornika 22, i ferromagnetycznej obudowy cewek 24, obejmujących z zewnątrz te magnesy. Dzięki temu w cewkach 22, jest indukowane napięcie, doprowadzone przewodem 25, do układu kondycjonowania 26, który za pośrednictwem przewodu 27, i przewodu 14, zasila cewkę sterującą tłumika 13, prądem elektrycznym o sterowanym natężeniu, co umożliwia zmianę charakterystyki tłumienia.

Claims (4)

1. Wibroizolator magnetoreologiczny, zintegrowany z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań, o jednoosiowym układzie zespołu tłoka wibroizolatora, posiadającego obwodową szczelinę przepływu cieczy MR oraz zespołu magnesów trwałych przeciwsobnie spolaryzowanych osiowo z ferromagnetycznymi pierścieniowymi nabiegunnikami, przemieszczanymi liniowo względem korpusu, w którym znajduje się zespół cewki przetwornika z ferromagnetyczną obudową, obejmującą z zewnątrz te magnesy, znamienny tym, że zespół tłoka (10, 11, 12, 13) jest połączony z zespołem magnesów trwałych i pierścieniowych nabiegunników (16, 17) przez wspólne tłoczysko (9), a zespół cewki przetwornika (22) i obudowa cewki (24) oraz zespół tłoka (10, 11, 12, 13) i tłoczysko drążone (7) znajdują się w niedzielonym korpusie (1) zamkniętym pokrywą (3).

2. Wibroizolator magnetoreologiczny według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus (1) i pokrywa (3) posiada otwory (O) łączące przestrzeń wewnętrzną elektromagnetycznego przetwornika drgań z przestrzenią zewnętrzną.

3. Wibroizolator magnetoreologiczny, zintegrowany z elektromagnetycznym przetwornikiem drgań, o jednoosiowym układzie zespołu tłoka wibroizolatora, posiadającego obwodową szczelinę przepływu cieczy MR oraz zespołu magnesów trwałych przeciwsobnie spolaryzowanych osiowo z ferromagnetycznymi pierścieniowymi nabiegunnikami, przemieszczanymi liniowo względem korpusu, w którym znajduje się zespół cewki przetwornika z ferromagnetyczną obudową, obejmującą z zewnątrz te magnesy, znamienny tym, że zespół tłoka (10, 11, 12, 13) wraz z tłoczyskiem drążonym (7) i tłoczyskiem krótkim znajduje się w oddzielnym korpusie (28), a zespół cewki przetwornika (22), obudowa cewki (24), wraz z trzpieniem (32), na którym znajduje się zespół magnesów trwałych i pierścieniowych nabiegunników (16, 17) przez wspólne tłoczysko (9), połączonym z tłoczyskiem krótkim (31), znajdują się w zamkniętym pokrywą (3) oddzielnym korpusie (30) połączonym z pokrywą (29) zamykającą korpus (28).

4. Wibroizolator magnetoreologiczny według zastrz. 3, znamienny tym, że korpus (30) i pokrywa (3) posiadają otwory (O) łączące przestrzeń wewnętrzną elektromagnetycznego przetwornika drgań z przestrzenią zewnętrzną.