PL228079B1 - Wibroizolator magnetoreologiczny działajacy w trybie sciskania z magnetyczna komora kompensacyjna w tłoku - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wibroizolator magnetoreologiczny działający w trybie ściskania z magnetyczną komorą kompensacyjną w tłoku.

Znane są wibroizolatory z cieczą MR pracujące w trybie ściskania, używane do redukcji drgań o małej amplitudzie.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr P.397999 wibroizolator z cieczą MR, składający się z układu elektromagnesu z ruchomą szczeliną wypełnioną cieczą MR. Ruch jednej z powierzchni tworzącej szczelinę powoduje wypływ cieczy na zewnątrz szczeliny. Zmiana natężenia pola magnetycznego w szczelinie roboczej, powoduje zmianę lepkości pozornej cieczy MR i skutkuje wzr ostem oporów wypływu cieczy. Powstaje siła zależna m.in. od wysokości szczeliny i natężenia pola magnetycznego w szczelinie roboczej. Minimalny poziom oporów wypływu cieczy, dla określonej wysokości szczeliny, odpowiada takiemu stanowi pracy urządzenia, w którym natężenie pola magnetycznego w szczelinie jest równe zero. Obecność magnesu stałego w rdzeniu elektromagnesu zape wnia bezpieczne działanie urządzenia przy braku zasilania zewnętrznego, przykładowo awarii.

Znany jest również z polskiego zgłoszenia patentowego P.410523 wibroizolator MR działający w trybie ściskania z komorą kompensacyjną w tłoku. Konstrukcję wibroizolatora stanowi osiowo sym etryczny układ ferromagnetyków: stacjonarnego rdzenia i tłoka, tworzących szczelinę roboczą wypełnioną cieczą MR. Górna powierzchnia tłoka stanowi podstawę, na której jest posadowiony zewnętrzny obiekt drgający. Toroidalne: cewka, magnes trwały o namagnesowaniu promieniowym oraz pierścień diamagnetyczny ulokowane w wydrążeniu rdzenia, formują pole magnetyczne w szczelinie roboczej wypełnionej cieczą MR. Strumień magnetyczny wywołany magnesem trwałym i prądem płynącym w uzwojeniu cewki, przenika rdzeń, tłok i szczelinę roboczą pomiędzy tłokiem a rdzeniem. Zmiana natężenia pola magnetycznego, w szczelinie roboczej wypełnionej cieczą MR, powoduje zmianę lepkości pozornej cieczy, co skutkuje wzrostem oporów wypływu cieczy i wytworzeniem siły zależnej m.in. od wysokości szczeliny i natężenia pola magnetycznego w szczelinie roboczej.

Znany jest z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US20120132492, wibroizolator z cieczą MR z układem elektromagnesu z ruchomą szczeliną wypełnioną cieczą MR. Elektromagnes ten jest częścią wibroizolatora MR stanowiącego element hydraulicznego semiaktywnego zawieszenia silnika pojazdu. Ruch jednej z powierzchni tworzących szczelinę odbywa się na skutek wzrostu ciśnienia działającego na ruchomą powierzchnię płytki elektromagnesu.

Znany z polskiego zgłoszenia patentowego P.404489 wibroizolator z cieczą MR, charakteryzuje się tym, że posiada dwa, współosiowe cylindry, wewnętrzny oraz obejmujący go, cylinder zewnętrzny. Cylinder wewnętrzny posiada otwory umożliwiające przepływ cieczy MR z/do szczeliny roboczej umiejscowionej pomiędzy tłokiem a rdzeniem, do/z komory kompensacyjnej umiejscowionej poniżej podstawy rdzenia. Współosiowa komora kompensacyjna jest wypełnioną sprężonym gazem i zawiera tłok pływający rozdzielający ciecz MR przepływającą do/z komory kompensacyjnej, od gazu.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego P.406179 wibroizolator z cieczą MR pracującą w trybie ściskania, posiadający komorę kompensacyjną, w której tłok pływający rozdziela ciecz MR i sprężony gaz, umieszczoną w tłoku. W tłoku znajduje się kanał lub układ kanałów łączących szczelinę roboczą z komorą kompensacyjną. Dla uzyskania korzystnego rozkładu indukcji magnetycznej w szczelinie roboczej, stosuje się współosiowy z uzwojeniem cewki, pierścień diamagnetyczny.

Wibroizolator magnetoreologiczny działający w trybie ściskania z magnetyczną komorą kompensacyjną w tłoku, charakteryzuje się tym, że zawiera w komorze kompensacyjnej układ dwóch przemieszczających się względem siebie magnesów trwałych o namagnesowaniu osiowym oraz zespoloną z nimi cewkę indukcyjną, natomiast stacjonarny rdzeń wibroizolatora, zawiera cewkę sterującą, magnes trwały o namagnesowaniu promieniowym, umiejscowione w wydrążeniu rdzenia oraz zespolony z rdzeniem, pierścień diamagnetyczny oddzielający od szczeliny roboczej, cewkę oraz m agnes trwały.

Wibroizolator według wynalazku został pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rozwiązanie w przekroju osiowym, natomiast fig. 2 - w przekroju poprzecznym. Konstrukcję wibroizolatora stanowi osiowo symetryczny układ ferromagnetyków: stacjonarnego rdzenia 12 i tłoka 2, tworzących szczelinę roboczą 8 wypełnioną cieczą MR. Górna powierzchnia tłoka 2 stanowi podstawę, na której jest posadowiony zewnętrzny obiekt drgający. Toroidalne: cewka 10 oraz magnes trwały 11 o namagnesowaniu promieniowym, są ulokowane w wydrążeniu rdzenia 12. Obszar zajmowany przez cewkę 10 i magnes trwały 11 w rdzeniu 12, oddziela od szczeliny roboczej 8 pierścień

PL 228 079 B1 ze stali diamagnetycznej 9, zespolony z rdzeniem 12. Pierścień 9 formuje pole magnetyczne w cieczy roboczej MR wypełniającej szczelinę roboczą 8. Rdzeń 12 jest posadowiony w obudowie 13 wykonanej z metalu o cechach diamagnetyka.

Strumień magnetyczny wywołany przez prąd płynący w uzwojeniu cewki 10 i magnesem trwałym 11, przenika rdzeń 12, tłok 2 i szczelinę roboczą 8 pomiędzy tłokiem 2 a rdzeniem 12.

Zmniejszenie wysokości szczeliny roboczej 8 na skutek zmiany położenia tłoka 2, powoduje wypływ cieczy MR z przestrzeni pomiędzy powierzchniami tworzącymi szczelinę roboczą 8 wibroizolatora, przez zespół kanałów wyrównawczych 6, znajdujący się w dnie tłoka 7, do komory kompensacyjnej 4.

Zmiana objętości cieczy w komorze kompensacyjnej 4 powoduje przemieszczenie tłoka pływającego 5. Magnesy trwałe 1a, 1b, o orientacji namagnesowania względem siebie przeciwnej, współpracują z tłokiem pływającym 5 przeciwdziałając ruchowi tłoka 2.

Podobnie, zwiększenie wysokości szczeliny roboczej 8 na skutek zmiany położenia tłoka 2, układ, który tworzą tłok pływający 5 oraz magnesy trwałe 1a, 1b, powoduje wypływ cieczy MR z komory kompensacyjnej 4 przez kanały wyrównawcze 6 do szczeliny roboczej 8.

W rdzeniu 12 znajduje się spolaryzowany promieniowo magnes trwały 11. W przypadku zaniku przepływu prądu elektrycznego w cewce 10, pole magnetyczne w szczelinie roboczej 8 wywołane jest przez magnes trwały 11. Zasilanie cewki 10 prądem I, powodującym wytworzenie indukcji magnetycznej o zwrocie zgodnym ze zwrotem indukcji pochodzącej od magnesu trwałego 11, przyczynia się do zwiększenia indukcji w szczelinie roboczej 8 wibroizolatora. Natomiast zasilanie cewki 10 prądem o zwrocie przeciwnym powoduje zmniejszenie w obszarze szczeliny roboczej 8 urządzenia indukcji pola magnetycznego.

W polu magnetycznym komory kompensacyjnej 4, umieszczona jest, zespolona z magnesem trwałym 1a cewka indukcyjna 3. Przemieszczający się tłok ferromagnetyczny 2, powoduje ruch m agnesu trwałego 1b względem magnesu 1a. Następuje zmiana konfiguracji pola magnetycznego w komorze kompensacyjnej. Ruch wzajemny magnesów 1a, 1b, i wywołane tym ruchem zmiany w czasie pola magnetycznego skojarzonego z cewką 3, są przyczyną indukowania w cewce 3 napięcia. Napięcie to jest zależne od częstotliwości zmian oraz amplitudy przemieszczenia się magnesów 1a, 1b w komorze kompensacyjnej 4. Ponieważ częstotliwość ruchu magnesów 1a oraz 1b jest równa częstotliwości przemieszczenia tłoka 2 względem podstawy wibroizolatora, a amplituda ruchu magnesów 1a, 1b jest proporcjonalna do przemieszczenia tłoka 2, napięcie cewki indukcyjnej 3 jest wielkością wyjściową do budowy układu elektronicznego zasilającego cewkę 10 prądem I, celem uzyskania najkorzystniejszego przebiegu siły tłumiącej wibroizolatora.

Claims (1)

1. Wibroizolator magnetoreologiczny działający w trybie ściskania z magnetyczną komorą kompensacyjną w tłoku, znamienny tym, że zawiera w komorze kompensacyjnej (4) układ dwóch przemieszczających się względem siebie magnesów trwałych (1a, 1 b) o namagnesowaniu osiowym oraz zespoloną z nimi cewkę indukcyjną (3), natomiast stacjonarny rdzeń (12) wibroizolatora, zawiera cewkę sterującą (10), magnes trwały (11) o namagnesowaniu promieniowym, umiejscowione w wydrążeniu rdzenia (12) oraz zespolony z rdzeniem (12), pierścień diamagnetyczny (9) oddzielający od szczeliny roboczej (8), cewkę (10) oraz magnes trwały (11 ).