Wynalazek niniejszy dotyczy urzadze¬ nia, sluzacego do tlumienia drgan cial sta¬ lych, i posiadajacego mase tlumiaca, umieszczona co najmniej w przyblizeniu w miejscu najwiekszej amplitudy drgan tychze cial.Do tlumienia drgan stosuje sie zespoly, wykonane z kilku ogniw, z których kazde sklada sie z bezwladnej masy oraz z ciala sprezystego, np. ze sprezyny. Dzialanie tlumiace takich mechanicznych zespolów polega na tym, ze drgania masy pierwsze¬ go ogniwa skutkiem drgan rezonanso¬ wych drugiego ogniwa tego zespolu zosta¬ ja czesciowo pochloniete.Nie mozna zaprzeczyc, ze urzadzenia te sa dosyc dobre w przypadku drgan po¬ wolnych. Wydaje sie natomiast wyklu¬ czone, by urzadzenia te mogly tlumic rów¬ niez szybkie drgania, np. drgania dzwie¬ kowe, chocby dlatego, ze trwale i dokla¬ dne dostrajanie takich mechanicznych ze¬ spolów do drgan o wielkiej czestotliwosci jest bardzo utrudnione, a zwykle nawet niemozliwe.W celu tlumienia drgan w przewodach napowietrznych, stosuje sie umocowane na nich oslony, napelnione czesciowo cialami ciernymi, np. ziarnami metalowymi, wo¬ bec czego podczas drgania tych przewo¬ dów, ciala cierne w oslonach sa zmuszone do wspólcjrgania, przy czym tarcie slizgo-we, wywolywane przez wzajemne ruchy cial ciernych, pochlania czesc energii tych drgali. " < VJ Podobne urzadzenia do tlumienia drgan powolniejszych mozna latwo umie¬ szczac na slupach telegraficznych itd., lecz wydaje sie niemozliwe, by urzadzenia te mogly byc zastosowane do tlumienia drgan smigiel i innych urzadzen, których ksztalt zewnetrzny nie dopuszcza wiekszych zmian budowy, Okolicznosci te ograniczaja wiec zakres zastosowania podobnych urzadzen.Wszystkie wady znanych urzadzen tego rodzaju zostaja usuniete dzieki urzadze¬ niu wedlug wynalazku, sluzacemu do tlu¬ mienia drgan cial stalych. Wedlug wyna¬ lazku osiaga sie to w ten sposób, ze mase, tlumiaca drgania, umieszcza sie na ciele drgajacym tak, aby masa ta dala sie nieco przesuwac w kierunku przeciwnym do wy¬ chylen ciala drgajacego. Calosc wykony¬ wa sie w ten sposób, ze masa tlumiaca podczas drgania ciala zostaje zmuszona do wspóldrgania, wskutek czego zmiana kie¬ runku drgan masy tlumiacej zostaje usku¬ teczniona dopiero wtedy, gdy cialo drga w kierunku przeciwnym do kierunku od¬ chylania masy, tak iz cialo drgajace i ma¬ sa tlumiaca przy kazdej zmianie kierunku uderzaja o siebie, wskutek czego traca one energie drgania.Na rysunku przedstawiono kilka przy¬ kladów wykonania wynalazku. Fig. 1 przedstawia schematycznie cialo drgajace 0 znanej budowie, umocowane na sprezy¬ nie, fig. 2 — to samo cialo w drugim polo¬ zeniu, fig. 3 — to samo w trzecim poloze¬ niu, fig. 4 przedstawia cialo drgajace po¬ dobne do ciala, przedstawionego na fig. 1 — 3, zajmujace polozenie pierwsze, fig. 5 — to samo cialo w polozeniu drugim, fig. 6 — w polozeniu trzecim, fig. 7 — w po¬ lozeniu czwartym, fig. 8 — drazek meta¬ lowy, umocowany jednostronnie i wyposa¬ zony w przyrzad wedlug wynalazku, fig. 9 — przekrój wzdluz linii IX — IX na fig. 8, fig. 10 — smiglo, zaopatrzone w przy¬ rzad wedlug wynalazku, fig. 11 — prze¬ krój wzdluz linii XI — XI na fig. 10, fig. 12 — schematyczny widok walu turbiny parowej, zaopatrzonego w takiz przyrzad, fig. 13 — tlumik rury wydechowej do sil¬ ników spalinowych w przekroju podluz¬ nym, zaopatrzony w przyrzad wedlug wy¬ nalazku, fig. 14 — przekrój tlumika wzdluz linii XIV — XIV na fig. 13, fig. 15 — prze¬ krój tlumika wzdluz linii XV — XV na fig. 14, a fig. 16 —r- przekrój ilumika wzdluz li¬ nii XVI — XVI na fig 13.W przykladzie, przedstawionym na fig. 13, cyfra 1 oznacza sprezyne plaska, umocowana w miejscu A; na drugim kon¬ cu sprezyny jest umocowane cialo drga¬ jace 2.Gdy cialo 2 zostanie odchylone do po¬ lozenia przedstawionego na fig. 1, wów¬ czas dziala nan sila, zalezna od wielkosci wygiecia sprezyny, a powodujaca odchyle¬ nie sie tego ciala po zwolnieniu w kierun¬ ku strzalki B (fig. 1). Na fig. 2 sprezyna 1 i cialo rozpedowe 2 zajmuja polozenie normalne; sprezyna 1 jest przy tym roz¬ prezona. Po drodze z polozenia, przedsta¬ wionego na fig. 1, do polozenia, przedsta¬ wionego na fig. 2, cialo 2 nabralo pewnej energii kinetycznej, powodujacej odchyla¬ nie sie ciala 2 dalej poza polozenie spo¬ czynku w kierunku strzalki C dopóty, do¬ póki sprezyna /, przeciwdzialajaca temu ruchowi (strzalka C), wskutek wyginania sie nie pochlonie kinetycznej energii ciala 2. Gdy to nastapi, cialo 2 zajmuje poloze¬ nie spoczynku. W polozeniu przedstawio¬ nym na fig. 3, napieta sprezyna 1 odchyla cialo 2 w kierunku strzalki D (fig. 3), po¬ za normalne polozenie na fig. 2, aby po osiagnieciu polozenia, przedstawionego na fig. 1, odchylic sie znowu z powrotem itd.Takie zwrotne wahanie ciala trwaloby bez konca, gdyby nie bylo wewnetrznych tarc czastek sprezyny i gdyby nie bylo oporu powietrza, który energie ciala 2 coraz wie- — 2 —cej zmniejsza- tak iz w koncu cialo to zo¬ staje unieruchomione. Opory te, w prze¬ ciwstawieniu do energii poruszanego ciala, sa stosunkowo male, tak iz cialo wykona zawsze stosunkowo duza liczbe wahan,; za¬ nim spocznie, Czas trwania jednego waha¬ nia, zaleznie od sily sprezyny i ciezaru ciala, jest krótszy lub dluzszy. Gdy np. cialo w ciagu jednej sekundy wykonywa wiecej niz 16 wahan, wówczas wahania te odczuwa sie jatko drgania, oko widzi polo¬ zenie ciala w postaci nieprzerwanego pa¬ sma, ucho zas chwyta je jako dzwieki.W drugim przykladzie, przedstawio¬ nym na fig, 4 — 7, cyfra 1 oznacza rów • riiez sprezyne plaska, umocowana w miej¬ scu A. Na drugim koncu tej sprezyny znajduje sie cialo 2. W przeciwienstwie do ciala wedlug fig. 1 — 3 cialo to jest wy¬ drazone i posiada wewnatrz mase tlumia¬ ca w postaci ruchomej kuli 3.Gdy cialo 2 sprowadzono doT poloze^ nia* przedstawionego na fig, 4, wtedy ku¬ la 3 zajmuje polozenie uwidocznione na fig, 4. W razie zwolnienia ciala 2, cialo to pod wplywem napietej sprezyny ¦/ poru¬ sza sie z wzrastajaca szybkoscia w kierun¬ ku strzalki B na fig. 4. W polozeniu, przedstawionym na fig, 5, szybkosc tego ciala 2 oraz kuli 3 osiagnela najwieksza wartosc. Sprezyna / jest w tym polozeniu zupelnie rozprezona. Kinetyczna energia, nagromadzona przez cialo 2 w drodze z polozenia, przedstawionego na fig, 4, do polozenia, przedstawionego na fig. 5, po¬ woduje jednak, ze cialo 2 waha sie dalej poza polozenie normalne wedlug fig. 5 w kierunku strzalki C. Po drodze z poloze¬ nia, przedstawionego na fig. 5, do poloze¬ nia, uwidocznionego na fig, 6, energie cia¬ la 2 pochlania stopniowo z powrotem spfe* zyna 1, wskutek czego ruch ciala 2 staje sie coraz powolniejszy, tak iz cialo to ifc polozeniu, przedstawionym na fig, 6, do¬ chodzi wreszcie do polozenia krancowego.Odpowiednio do tego kula 3 z szybkoscia osiagtóetar w paloee&hi, przedstawionym na fig, 5, porusza sie dalej w kierunku strzalki E (fig. 6), odrywa sie od scianki 2a w chwili, kiedy czesci drgajace zajmu¬ ja polozenie, przedstawione na fig. 5, i przesuwa sie o pewien kawalek ku srod¬ kowi tego ciala 2 d wionego na fig. 6. Cialo 2, które w poloze¬ niu, przedstawionym na fig, 6, zajmowalo polozenie krancowe, pod dzialaniem spre¬ zyny 1 waha sie znowu z powrotem, w kie- ruAku strzalki D, podczas gdy kula 3 to¬ czy sie dalej w kierunku strzalki E. W po- lozeniu, przedstawionym na fig. 7, ruch wsteczny ciala 2 w kierunku strzalki D osiagnal najwieksza szybkosc.Jezeli szybkosc ta wynosi vt "= 2 m/sek, ciezar zas ciala 2 wynosi Gx = 9,81 kg, energia kinetyczna ciala 2 w poloze¬ niu przedstawionym na fi& 5 Wynosi przy g = 9*81 — przyspieszeniu sily przyciaga- nia ziemi w przyblizeniu: T _ O, • vi2 Ll~ «.a 9,81 .4 „ , L' = 9,81.2 =2kgm- Szybkosc v2 kuli 3 wynosi w chwili uderzenia o scianke 2b ciala 2 (lig. 7) np. równiez 2 m/sek, zas ciezar G2 kuli wyno¬ si powiedzmy równiez 9,81 kg. Energia kinetyczna kuli w chwili uderzenia wynosi w przyblizeniu . _ G2 . v22 9,81 .4 . - L— 931,2 ^2kgm' W polozeniu, przedstawionym na fig* 7, kula 3 uderza o scianke 2b ciala 2, od¬ chylajacego sie w przeciwnym kierunku.Powstaje przy tym strata emergii zarówno - 3 —kuli 3 jak i ciala 2. Owa strata energii wy¬ nosi w wyzej przytoczonym przykladzie: A~G1 + G2' 2 . g ' ^ k) Przy tym oznaczaja: Ga = 9,81 ciezar ciala wahliwego w kg, G2 = 9,81 ciezar kuli w kg, vx = 2 szybkosc ciala wahliwego w m/sek, v2 = 2 szybkosc kuli podczas ude¬ rzenia w m/sek, g = 9,81 przyspieszenie sily przycia¬ gania ziemi (w m/sek2), k = 0 tak zwany wspólczynnik si¬ ly uderzenia, który w przypadku, kiedy kula wykonana jest z praktycznie zupel^ nie nie sprezystego materialu (np. z olo¬ wiu), moze byc przyjety równy zeru.W ten sposób ogólna strata energii, spowodowana zderzeniem sie ciala wahli¬ wego z kula wynosi: Poniewaz energia kinetyczna ciala wa¬ hliwego oraz kuli razem wynosi równiez 4 kgm, przeto w polozeniu, przedstawionym na fig. 7, podczas zderzenia sie ciala i kuli. energia ruchu ciala wahliwego i kuli zo¬ staje calkowicie pochlonieta, tak iz w po¬ lozeniu tym cialo wahliwe i kula pozostaja w spoczynku; sprezyna / w tym polozeniu jest równiez rozprezona.Ruch ciala wahliwego 2 w przykladzie wedlug fig. 4 — 7 zostal wstrzymany juz po wykonaniu 3/4 wahania. Wydrazenie ciala 2 wzglednie droga W (fig. 6), która kula 3 moze przebiec wzgledem ciala 2 w kierunku wychylen, w przykladzie, przed¬ stawionym na fig. 4 — 7, posiada mniej wiecej dlugosc podwójnej amplitudy drgan S.W przykladzie, przedstawionym na fig. 8 i 9, cyfra 4 oznacza drazek metalowy, umocowany w miejscu A. Na wolnym kon¬ cu drazek 4 posiada wytoczenie 4a, w któ¬ rym osadzona jest masa tlumiaca 5 w po¬ staci wydrazonego cylindra w ten sposób, ze moze sie przesuwac wzgledem drazka 4 w kierunku wahan, oznaczonym strzal¬ kami F, G.Gdy potracic drazek 4 w kierunku po¬ przecznym do osi X — X, drazek zaczyna drgac, przy czym drgania maja najwieksza amplitude na koncu drazka, obciazonym masa 5. Podczas drgania konca drazka masa tlumiaca 5 jest przerzucana w jedna i druga strone. Poniewaz miedzy masa i drazkiem znajduje sie mala przestrzen powietrzna, umozliwiajaca przesuwanie sie tej masy, zmiana kierunku drgan masy tlumiacej 5 odbywa sie zawsze pózniej od zmiany kierunku drgan tego drazka, czyli ze masa tlumiaca 5 uderza zawsze o dra¬ zek, kiedy drazek ten odchyla sie juz w kierunku przeciwnym do kierunku poru¬ szania sie masy tlumiacej; przy kazdym takim zderzeniu, czesc energii drgan draz¬ ka zostaje pochlonieta, tak iz drazek wkrótce zajmuje polozenie spoczynku.Stosunki w tym przypadku sa zasadni¬ czo takie same, jak w przykladzie, przed¬ stawionym na fig. 4 — 7, z ta jednak róz¬ nica, ze czestotliwosc drgan drazka, przedstawionego na fig. 8 i 9, jest znacz¬ nie wieksza od czestotliwosci drgan ukla¬ du, przedstawionego na fig. 4 — 7. Odpo¬ wiednio do wykonania i rozmiarów ciala 4, przedstawionego na fig. 8 i 9, odchyle¬ nia drgan sa znacznie mniejsze niz w przy¬ kladzie wedlug fig. 4 — 7. Odpowiednio do tego równiez i droga wzglednego prze¬ suwu masy tlumiacej musi byc mniejsza.Jak wykazaly doswiadczenia, dobre wyni¬ ki w tlumieniu drgan cial w zakresie dzwiekowym osiaga sie wtedy, jezeli ma¬ sa tlumiaca i cialo drgajace sa dopasowa¬ ne w granicach ustanowionych tolerancji.W przypadku dokladnego dopasowania — 4 —masy tlumiacej do ciala drgajacego duza stosunkowo masa powoduje male zmniej¬ szenie czestotliwosci drgan, natomiast w przypadku dopasowania luznego wystar¬ czy mala juz masa tlumiaca, aby natych¬ miast calkowicie stlumic drgania. Cel ten osiaga sie juz przy pomocy masy tlumia¬ cej, wynoszacej zaledwie 2 — 5% masy ciala drgajacego. Odpowiednio do prawa zderzenia mase wykonywa sie najlepiej z mozliwie nie sprezystego materialu, np. z olowiu lub ze stopów olowiu. Dzialanie tlumiace mozna równiez wzmóc, jezeli ma¬ sy tlumiace dzialaja w miejscach, w któ¬ rych amplitudy sa najwieksze; miejsca te w skomplikowanych przypadkach ustala sie najlepiej doswiadczalnie. Tak np. w kamertonie drgania zostaja natychmiast stlumione, jezeli co najmniej jedno z ra¬ mion otoczyc cienka blaszka olowiana.W przykladzie, przedstawionym na fig. 10 i 11, cyfra 6 oznacza smiglo, które na koncach smig, podobnie do drazka 4 na fig. 8 i 9, posiada po jednym zlobku 6a, w którym zalozona jest luzno masa tlumiaca 7, przesuwajaca sie w kierunku drgan, oznaczonym strzalkami H, J. Podczas drgania smig w kierunku, prostopadlym do osi X — X, masy tlumiace 7 równiez drgaja, lecz odbywa sie to z pewnym prze¬ sunieciem faz wzgledem drgan smig, po¬ dobnie jak wyjasniono w zwiazku z przy¬ kladem, przedstawionym na fig. 8 i 9. In¬ terferencja, wynikajaca z tego przesunie¬ cia faz, powoduje natychmiast stlumienie energii drgan smig, tak iz smigi nie powo¬ duja halasów ani przez wlasne drgania, ani przez rezonans.W przykladzie, przedstawionym na fig. 12, cyfra 8 oznacza wal turbiny paro¬ wej, osadzony w lozyskach 9 i zaopatrzo¬ ny w wirnik 10. Piasta tego wirnika posia¬ da z kazdej strony tarczy lOa jedno wy¬ toczenie lOb wspólsrodkowe z walem 8.W wytoczeniach tych sa osadzone luzno masy tlumiace w postaci pierscieni 11; kazda masa przesuwa sie w kierunku drgan, oznaczonym strzalkami K, L.Podczas poprzecznych drgan walu 8, majacych posrodku walu miedzy obu lo¬ zyskami najwieksza amplitude, pierscienie tlumiace 11 równiez drgaja, lecz, podobnie do mas tlumiacych w wyzej opisanych przykladach, drgania te sa nieco opóznio¬ ne wzgledem drgan walu i kola. Przy tym wskutek zderzania sie mas, drgajacych w kierunkach przeciwnych, drgania walu zo¬ staja stlumione wzglednie pochloniete.Na fig. 13 — 16 przedstawiono tlumik rury wydechowej, zaopatrzony w przyrzad wedlug wynalazku i nadajacy sie do silni¬ ków spalinowych, jak silników samocho¬ dowych, silników samolotowych itd. Licz¬ ba 12 (fig. 13 i 15) oznacza króciec rury wydechowej, polaczony z przewodem wy¬ dechowym silnika. Króciec ten jest zaopa¬ trzony w stosunkowo szeroki plaszcz 13, na jednym koncu rozszerzony w postaci leja 13a i posiadajacy na drugim koncu, lezacym na jednej wysokosci z koncem krócca 12, dyszowe zwezenie 13b. Zarów¬ no króciec 12, jak i plaszcz 13 sa utwo¬ rzone z pustaków w ksztalcie wycinków 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f (fig. 14 i 16), przy czym miedzy kazde dwa pustaki wklada sie scianke przegradzajaca 14, 15, 16, 17, 18, 19, wykonana z materialu, tlu¬ miacego szmery, np. z azbestu, i przymo¬ cowana do promieniowych scianek bocz¬ nych tych pustaków. Jak widac z fig. 14 i 16, tylko jedna z bocznych scianek kaz¬ dego wycinka jest calkowita, podczas gdy druga z tych scianek posiada szczeline 20.Plaszcz 13 jest otoczony luzno otulina 21, wykonana z malo elastycznego materialu o jak najwiekszej gestosci, np. ze stopu miedzi. Otulina ta jest zabezpieczona przed osiowymi przesunieciami za pomoca dwóch pierscieni 22 (fig. 13 i 15), umocowanych na stale na plaszczu 13.Scianki wewnetrzne pustaków 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, tworzacych króciec 12, - 5 —sa zaopatrzone w szeneg: otworów 23, wy¬ konanych przez wytlaczanie lub wygina¬ nie malych jezyczków 24 ze seiaaki- tych wycuaków. Jezyczki 24 sa wygiete w ten sposobi ze zakrzywionymi brzegami sa one skierowane ku lejowemu rozszerzeniu 13a plaszcza 13.Poprzeczne drgania tlumika wydecho¬ wego, przedstawionego na fig. 13— 16y zo¬ staja natychmiast pochloniete przez otuli¬ ne tlumiaca 21, która wskutek luznego osadzenia jej na plaszczu 13 drga z pew¬ nym przesitaieeiem faz. Tlumiace dziala¬ nie zostaje wzmozone jeszcze przez opisa¬ ne wykonanie tlumika, a w szczególnosci przez posrednie scianki przegradzajace, tlumiac^ halasy.Opisany tlumik silnika montuje sie naj¬ lepiej w ten- sposób, aby os podluzna X — X lezala- w kierunku jazdy pojazdu, zaopatrzonego w ten silnik. Podczas jazdy, prad powietrza przeplywa w kierunku strzalki M (fig 139 miedzy króccem i pla¬ szczem 13 i po wyjsciu z dyszy 13b wy¬ twarza rozrzedzenie powietrza, które z ko¬ lei powoduje przyspieszenie ruchu gazów spalinowych, wyplywajacych; w kierunku strzalek M tego krócca 12, wzglednie po¬ woduje zasysanie tych gazów z krócca.Czesc powietrza przeplywajacego przez plaszcz 13 zostaje uchwycona jezyczkami 24 wzglednie skierowana do srodka króc¬ ca 12, w którym chlodne powietrze miesza sie z goracymi spalinami i ochladza je.Owo ochladzanie spalin powoduje znaczne zmniejszenie objetosci gazów spalinowych.Poniewaz zmniejsza sie tylko objetosc, nie zas ciezar masy gazowej, zawartej w pew¬ nej chwili w tlumiku, równiez i energia do¬ plywu tej masy gazowej pozostaje nie¬ zmieniona, przeto masa gazowa skurczona w tlumiku, wywiera dzialanie ssawne na slup gazu, znajdujacy sie miedzy tlumi¬ kiem i silnikiem, przyspieszajac dodatko¬ wo szybkosc wyplywu tych gazów. Wszyst¬ ko to powoduje nie tylko daleko idace zmniejszenie halasów wylotowych, lecz za¬ pewnia nader dobre przedmuchiwanie i na¬ pelnianie cylindrów silnika, oraz ulepsza dzialanie silnika pod wzgledem wydajno¬ sci. PL