PL227959B1 - Wibroizolator magnetoreologiczny działajacy w trybie sciskania z komora kompensacyjna w tłoku - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wibroizolator magnetoreologiczny działający w trybie ściskania z komorą kompensacyjną w tłoku do redukcji drgań.

Znane są wibroizolatory z cieczą magnetoreologiczną (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. Jednocześnie zmiana natężenia pola magnetycznego, w której znajduje się ciecz MR, powodując zmianę lepkości pozornej cieczy, skutkuje wzrostem oporów wypływu cieczy i wytworzeniem siły zależnej m.in. od natężenia pola magnetycznego w szczelinie roboczej i od wysokości szczeliny roboczej. Zmiana natężenia pola magnetycznego, przy stałej wysokości szczeliny roboczej, powoduje wzrost oporów wypływu cieczy. 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 zapewnia bezpieczne działanie urządzenia przy braku zasilania zewnętrznego, przykładowo awarii.

Znany jest z amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US 2012/0132492 A1, 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 nr 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 wypełniona sprężonym gazem i zawiera tłok pływający rozdzielający ciecz MR przepływającą do/z komory kompensacyjnej, od gazu.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego nr 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 magnetyc znej w szczelinie roboczej, stosuje się współosiowy z uzwojeniem cewki, pierścień diamagnetyczny.

Wibroizolator magnetoreologiczny według wynalazku, posiadający stacjonarny rdzeń, ruchomą podstawę, na której posadowiony jest zewnętrzny obiekt, układ dwóch przemieszczających się względem siebie płaszczyzn, stanowiących szczelinę o zmiennej wysokości wypełnioną cieczą MR, charakteryzuje się tym, że zawiera stacjonarny rdzeń posiadający cewkę sterującą, magnes trwały o namagnesowaniu promieniowym, pierścień diamagnetyczny oraz ruchomy tłok, przy czym górna powierzchnia tłoka stanowi podstawę, na której posadowiony jest zewnętrzny obiekt, a szczelina pomiędzy tłokiem a rdzeniem jest wypełniona cieczą MR. Tłok zawiera układ kanałów wyrównawczych, łączących szczelinę roboczą z komorą kompensacyjną, która posiada tłok pływający rozdzielający ciecz MR od układu magnesów trwałych. Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wibroizolator w przekroju osiowym.

Konstrukcję wibroizolatora stanowi osiowo symetryczny układ ferromagnetyków: stacjonarnego rdzenia 3 i tłoka 1, tworzących szczelinę roboczą 7 wypełnioną cieczą MR. Górna powierzchnia tłoka 1 stanowi podstawę, na której jest posadowiony zewnętrzny obiekt 12. Toroidalne: cewka pierścieniowa 4 oraz magnes trwały 6 o namagnesowaniu promieniowym są ulokowane w wydrążeniu rdzenia 3. Obszar zajmowany przez cewkę pierścieniową 4 i magnes trwały 6 w rdzeniu 3, oddziela od szczeliny roboczej 7 pierścień diamagnetyczny 5, zespolony z rdzeniem 3. Pierścień diamagnetyczny 5 formuje pole magnetyczne w cieczy roboczej MR wypełniającej szczelinę roboczą 7. Rdzeń 3 jest posadowiony w obudowie 11 wykonanej z metalu o cechach ferromagnetyka.

Strumień magnetyczny wywołany przez prąd płynący w uzwojeniu cewki pierścieniowej 4, przenika rdzeń 3, tłok 1 i szczelinę roboczą 7 pomiędzy tłokiem 1 a rdzeniem 3. Zmniejszenie wysokości szczeliny roboczej 7 na skutek zmiany położenia tłoka 1, powoduje wypływ cieczy MR z przestrzeni pomiędzy powierzchniami tworzącymi szczelinę roboczą 7 wibroizolatora, przez zespół kanałów wyrównawczych 10, znajdujący się w tłoku 1, do komory kompensacyjnej 8. Układ, liczba i kształt kanałów

PL 227 959 B1 wyrównawczych 10 w tłoku zależy od wymaganej wydajności wibroizolatora oraz jego ułożenia w przestrzeni w trakcie pracy. Zmiana objętości cieczy MR w komorze kompensacyjnej 8 powoduje przemieszczenie tłoka pływającego 9. Magnesy trwałe 2, o orientacji namagnesowania względem siebie przeciwnej, współpracują z tłokiem pływającym 9 przeciwdziałając ruchowi tłoka pływającego 9.

Zwiększenie wysokości szczeliny roboczej 7 na skutek zmiany położenia tłoka 1, powoduje wypływ cieczy MR z komory kompensacyjnej 8 przez kanały wyrównawcze 10 do szczeliny roboczej 7. Funkcję komory kompensacyjnej 8 może pełnić komora ze sprężyną lub sprężonym gazem.

W rdzeniu 3 znajduje się spolaryzowany promieniowo magnes trwały lub układ magnesów trwałych 6. W przypadku zaniku przepływu prądu elektrycznego w cewce pierścieniowej 4, pole magnetyczne w szczelinie roboczej 7 wywołane jest przez magnes trwały 6. Zasilanie prądem cewki pierścieniowej 4, powodujące wytworzenie indukcji magnetycznej o zwrocie zgodnym ze zwrotem indukcji pochodzącej od magnesu trwałego lub układu magnesów trwałych 6, przyczynia się do zwiększenia indukcji magnetycznej w szczelinie roboczej 7 wibroizolatora. Zasilanie cewki pierścieniowej 4 prądem, o zwrocie przeciwnym, powoduje zmniejszenie indukcji magnetycznej w obszarze szczeliny roboczej 7 urządzenia.

Claims (2)

1. Wibroizolator magnetoreologiczny działający w trybie ściskania z komorą kompensacyjną w tłoku posiadający stacjonarny rdzeń, ruchomą podstawę, na której posadowiony jest zewnętrzny obiekt, układ dwóch przemieszczających się względem siebie płaszczyzn, stanowiących szczelinę o zmiennej wysokości wypełnioną cieczą MR, znamienny tym, że zawiera stacjonarny rdzeń (3) posiadający cewkę pierścieniową (4), magnes trwały lub układ magnesów trwałych (6) o namagnesowaniu promieniowym, pierścień diamagnetyczny (5) oraz ruchomy tłok (1), przy czym górna powierzchnia tłoka (1) stanowi podstawę, na której posadowiony jest zewnętrzny obiekt (12), a szczelina robocza (7) pomiędzy tłokiem (1) a rdzeniem (3) jest wypełniona cieczą MR.

2. Wibroizolator według zastrz. 1, znamienny tym, że tłok (1) zawiera układ kanałów wyrównawczych (10), łączących szczelinę roboczą (7) ze współosiową komorą kompensacyjną (8), posiadającą tłok pływający (9) rozdzielający ciecz MR od magnesu trwałego lub układu m agnesów trwałych (6).