Viskózny tlmič torzného kmitania s chladiacimi kanálmi

Číslo patentu: E 1050

Dátum: 16.10.2003

Autori: Kiener Wolfgang, Sandig Jörg

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

VISKÓZNY ILMlČ TORZNÉHO KMITANIA S CHLADIACIMI KANÁLMI0001 Vynalez sa týka viskozneho tlmiča lorzného kmitania s krytom na spôsob prstenca, ktorý je pri zachovaní torznej tuhosti spájatelný s hriadeľom stroja, obzvlášť s hriadeľom motora, pričom kryt obsahuje pracovnú komoru na zachytenie zotrvačneho prstenca a pracovná komora je plnená viskóznym tlmiacim prostriedkom, pričom aspoň jedna z obidvoch čelných plôch tlmiča torzného kmitania nesie kotúč ventilátora schladiacimi kanálmi. Takýto viskózny tlmič torzného kmitania je zverejnený v DE 197 29 489 A 1.0002 viskózny tlmičtorzného kmitania, v ďalšom krátko nazývaný Visco -tlmič, sa spravidla pripája prirubou na motorovú protistranu klukových hriadeľov naftových motorov. Má zmenšovať amplitúdy torzných kmitov kľukového hriadeľa. Oscilujúcou torziou tlmiaceho media silikónového oleja vo vnútri tlmića sa premieňa energia kmitov na teplo, ktoré sa musí odovzdávať konvekciou na okolitý vzduch alebo na iné chladiace medium.0003 účinnost Visco - tlmiča zavisi okrem iného od prechodu tepla medzi tlmiacim médiom, stenami krytu tlmiča a okolitým chladiacim médiom. Prekročenie maximálnej prípustnej prevádzkovej teploty vedie k prevareniu silikónového oleja,teda k nevratnej strate kvalityĺPreto platí, že sa zmienený priebeh tepla čo možno najlepšie optimalizuje, napriklad pomocou požadovanej konvekcie na povrchu krytu tlmiča.0004 Na riešenie tejto úlohy sa vzduch obklopujúci Visco - tlmič turbulentne viri s pomocou vhodných zariadení a tak sa zlepšuje prenos tepla na povrchu tlmiča.0005 Tento zámer sleduje taktiež usporiadanie lopatiek ventilátora na čelnej strane Visco - tlmiča, známej z DE 42 05 764 A 1. U tam opisanéiho VISCO - tlmiča je kryt tlrniča na obidvoch čelných plochách opatrený kotúčmi ventilátora. Na týchto kotúčoch ventilátora sa vystriháva a ohýba na spôsob U velký počet lopatiek ventilátora. Lopatky ležia v rovinách paralelných s osou a stoja voči sebe pod konštantnými uhlami. Lopatky ventilátora z materiálu dobre vodiaceho teplo zväčšujú prevetrávaný povrch tlmiča a starajú sa tak ozlepšený odvod tepla pri prevádzke. Kotúće ventilátora sa okrem toho pripevňujú pomocou tepelne vodivého lepidla na príslušnej čelnej ploche krytu tlmiča.0006 Samozrejme sa lepiaci proces takýmto spôsobom osadených Visco ~ tlmičov dá tažko automatizovať a pri preprave,pri montáži na motore a tiež pri prevádzke je potrebná zvláštna starostlivosť, aby sa nepoškodzovali vyčnievajúce lopatky ventilátora. Existuje tiež vždy nebezpečie, že sa mechanik zraní na plechových častiach s ostrými hranami.0007 Uverejnený patent GB 650 891 sa zaoberá taktiež prenosom tepla na Visco - tlmićoch. Tu opísaný tlmič má vyćnievajúce, na spôsob lúčov alebo zakrivene orientované lopatky, ktore sú prikryte plechovou čiapočkou, ktoré sa spolu otáčajú. Pri tomto riešenije nevýhodou požadovaný stavebný priestor a technologické ťažkosti pripojenia čiapoćky na lopatky s minimálnymi nákladmi.0008 S konvekćným chladením Visco - tlmičov sa zaoberá aj DE 197 29 489 A 1. Tu sú to kotúče ventilátora s radiálne prebiehajúcími, na sposob rúrok, chladiacimi kanálmi na obidvoch čelných plochách krytu tlmiča, ktoré vedú vzduch, strhávaný v dosledku rotácíe. Kanály sa rozprestierajú po celej šírke kotúča ventilátora. Na jeho vnútornom polomere stoja požadovaným spôsobom tesne pri sebe, k vonkajšiemu polomeru ale neodvratne spejú od seba, hoci by sa tam mala odvádzať najväčšia hustota tepelného toku. Kvôli značnej dlžke kanálov prúdi chladiaci vzduch v rúrkach prevažne laminárne tepelne technicky účinnejšie je oproti lomu turbulentné prúdenie. Kanály, rozprestierajúce sa od radiálneho vnútrajšku po radiálny vonkajšok, činia volný kotúč ventilátora nestabilným, tento sa vydúva a ťažko sa s nim manipuluje. Ako nevýhodné tiež plati, že tieto kotúče ventilátora sa spájajú s čelnými plochami tlmića pomocou bodoveho zvarovania, ktoré sa dá automatizovat iba s programom riadenými robotmi.0009 vychádzajúc z uvedenéhoje úlohou vynálezu navrhnúť viskózny tlmič torzneho kmitania podľa predvýznaku, ktoreho odvod tepla ako i výroba, manipulácia a tvarová stabilita sa zlepšujú.0010 Na riešenie tejto úlohy podľa vynálezu slúžia znaky patentového nároku 1. Výhodne spôsoby uskutočnenia vynálezu sa opät nachádzajú v predmetoch nárokov 2 až 14.0011 Podstatné prednosť vynálezu spočíva v usporiadaní chladiacich kanálov na minimálne dvoch sústredných kruhoch kotúća ventilátora. Vzduch, v prevádzke viskozneho tlmića torzného kmitania prúdiaci v radiálnom smere naokolo, prichádza do kontaktu najskôr s radiálne vnútornými chladiacimi kanálmi apotom s radiálne vonkajšími chladiacimi kanalmi. Vobidvoch prípadoch kontaktu existuje prestup tepla od chladiacich kanálov k vzduchu. Usporiadanim chladiacich kanálov do dvochalebo viacerých radov dostávame vďaka radiálnemu odstupu chladiacich kanálov dodatočné virenie vzduchu a zamedzuje salaminárnemu prúdeniu chladiaceho vzduchu, nepríaznivému pre vysoký prestup tepla. Tým sa dá dosiahnuť práve na vysokozaťažovaných tlmićoch zlepšená konvekcia a prenos tepla. 0012 Ďalšia optimalizácia prestupu tepla je možná cez parameter (varovania chladiacich kanálov. Variáciou geometrickýchrozmerov radiálne vonkajších chladiacich kanálov oproti radiálne vnútorným chladiacim kanálom sa môže lokálne ovplyvňovať turbulencia prúdenia vzduchu, čo opäť vedie k zlepšenej konvekcií a prenosu tepla. Môže byť naskrze žiadúce, meniť termické zaťaženie cez radiálne rozprestretie viskózneho tlmiča torzneho kmitania, aby sa prejavil vplyv na tlmiace správanie.0013 Prednostným konštrukćným parametrom je pomer c medzi radíálnou dĺžkou 1 a šírkou b chladiacich kanálov. Akonáhle je pomer c, radiálne vonkajších chladiacich kanálov väčší ako pomer q radiálne vnútorných chladiacich kanálov,môže sa chladiace správanie lokálne prispôsobovať a môže sa podporovať tvorba turbulencií už v radiálne vnútornej oblasti. Prlaznive hodnoty pre c ležia medzi 3,5 a 1.0014 Alternatívne alebo dodatočne k uvedeným konštrukčným parametrom je možne voliť geometriu chladiacich kanálov takým spôsobom, že plocha prierezu O. radiálne vonkajších chladiacich kanálov je menšia než plocha prierezu Q, radiálne vnútorných chladiacich kanálov. Aj týmto sa môže lokálne prispôsobovať chladiace správanie a môže sa podporovať tvorba turbulencii.0015 Porovnatelný účinok dostaneme, ked sú radiálne vnútorné chladiace kanály širšie než tie ležiace radiálne zvonku. 0016 Výrobne technicky s malými nárokmi variantný konštrukćný parameter na ovplyvňovanie lokálneho chladiaceho správania je uhlová vzdialenosť o. Všeobecne je uhlová vzdialenosť a medzi susednými, radiálne zvonku Iežiacimi kanálmi menšia ako uhlová vzdialenosť u, medzi radiálne vo vnútri Iežiacimi chladiacimi kanálmi. Uhlová vzdialenosť ua medzi radiálne vonkajšími chladiacimi kanálmi je prednostne 3 až 7 °, pre radiálne vo vnútri ležiace chladiace kanály je d, prednostne 5 ° až 15 °. 0017 Šikmá orientácia kanálov oproti radiálnej sa ponúka, ked sa pri zohladneni smeru otáčania hriadeľa má dosahovať čo možno najväčšia priechodnosť chladiaceho vzduchu. Priaznivé sú uhly zošikmenia 3 až 30 °.0018 Chladiace kanály ležia prednostne na rôznych radiálach, takže odsadene usporiadanie chladiacich kanálov rozdielnych delených kruhov vnútorne víri strhavaný chladiaci vzduch tak sa dosahuje najlepší možný prestup tepla.0019 Chladiace kanály predstavujú prednostne integrálnu súčasť ľahko ovládateľného kotúča ventilátora. Sú bezlrieskovo vypracované z materialu kotúča. Kotúč ventilátora je konštrukčne jednoduchým a lacným spôsobom vyrobený z tenkého plechu s dobrou tepelnou vodivosťou, pričom chladiace kanály sa vystrihávajú na dvoch - vztiahnuté k osi otáčania tlmiča tangenciálnych stranách a hlboko sa ťahajú z roviny kotúča chladiča von na spôsob klenby. Pozdĺžne rozprestretie každého chladiaceho kanála je tak trvalo menšie než šírka kotúča. Radenie vyklenutých chladiacich kanálov po celej ploche medzikružia kotúča ventilátora budí optický dojem vlnenia.0020 Radiálne zvonku a vo vnútri každého radu vyklenutých chladiacich kanálov zostávajú rovné časti medzíkružia kotúča ventilátora, ktoré obstarávajú jeho tvarovú stabilitu a rovinnosť a ponúkajú sa pre usporiadanie obežných lúčovitých zvarových švov. Takéto zvarové švy sa vytvárajú automatizovaným spôsobom avjedinom upnutí, teda obzvlášť hospodárne. Ďalej vytvárajú vnútorné, dobre tepelne vodívé spojenie medzi kotúčom ventilátora a krytom tlmiča.D 021 Vdaka mierne zaoblenému vyklenuliu každého jednotlivého chladiaceho kanála je zväćšej časti vylúčené nebezpečie zranenia. Vyklenuté Iopatky sú okrem toho tak tvarovo stabilne, že niekolko tlmičov vybavených kotúčmi ventilátora sa môže priestorovo úsporne stahovať, skladovať a zasielať.0022 Výrobne technická výhoda spočíva v tom, že kotúče ventilátora sa vyrábajú bud vjedinom pracovnom kroku, ktorý zahŕňa vysekávanie, nastrihávanie a hlboké ťahanie pri menších počtoch kusov sa naproti tomu nechá najskor vysekávať rovný plechový kotúč, do ktorého sa potom umiestňujú ohraničené segmenty chladiacich kanálov pomocou opakovacieho prepínania,Do úvahy prichádzajú taktiež hospodárne medzistupne týchto obidvoch spôsobov.0023 Vynález sa v ďalšom vysvetluje podľa príkladov uskutočnenia s ohľadom na priložený výkres.obr. 1 rozpolený pohlad v reze na tlmič torzného kmitania podľa vynálezuobr. 2 pohlad na kotúč ventilátora podla obr. 3 v axonometrickom znázorneniobr. 3 pohľad na kotúč ventllátora s dvomi radmi chladiacich kanálovobr. 5 prierez jediným chladiacim kanálomobr. 6 črastkový pohlad na kotúč ventilátora podľa obr. 3 s uhlovo odsadenými radmi kanálov a obr. 7 čiastkový pohlad na kotúč ventilátora so šikmými vonkajšími chladiacim kanálmi.0024 Na obr. 1 výkresu je v rozpolenom pohľade v reze znázornený viskózny tlmič torzného kmltania podľa vynálezu, ktorý má kryt 1 llmiča s radiálne vo vnútri ležiacou upevňovacou prírubou 3. Kryt 1 tlmiča je vyrobený z oceľového plechu alebo iného vhodného materiálu a obklopuje svojim vonkajším plášťom 4 a vnútorným plášťom 5 prstencovitú pracovnú komoru 7, v ktorej sa nachádza klzne uložená sekundárna hmota (zotrvačníkový prstenec nieje znázornený) a viskózne tlmiace médium.0025 Upevňovacla príruba 3 má na spoločnom priemere rozdelene usporiadané upevňovacie otvory 9 na zachytenie skrutiek, ktorými sa Visco - tlmič priskrutkováva alebo inak spája s rotujúcou strojnou časťou, napr. kľukovým hriadeľom, ktorý je potrebne tlmiť. Stredový otvor 11 zachytáva strediaci čap strojnej časti podobnej tej, ktorú je treba tlmiť. Principiálne prichádzajú do úvahy aj iné silové a tvarove spojenia krytu tlmića s hriadelom, ktorý je treba tlmiť.0026 V pohľade v reze podla obr. 1 pravá strana pracovnej komory 7 Visco - tlmiča je uzavretá vrchnákom 13. Vrchnák 13 je vyrobený z vyseknuteho alebo ináč tvarovaného plechového kotúča. Na aspoň jednej z ćelných strán tlmiča, v znázornenom prlkladnom uskutočnení na jeho oboch stranách, je upevnený kotúč 15 ventilátora. Kotúče 15 ventilátora sú vyrobené z kotúčov tenkého plechu a opatrené práve veľkým počtom chladiacich kanálov 17, 18, ktoré ležia svojou pozdlžnou osou kanála na radiálach krytu 1 tlmiča.0027 Chladiace kanály 17, 18 ležia vzhladom k Visco - tlmiču na dvoch rôznych ústredných delených kruhoch. Radiálne rozšírenie kotúčov 15 ventilátora popr. chladiacich kanálov 17, 18 je volené takým spôsobom, že chladiace kanály 17, 18 ležia v oblasti boku zotrvačnikoveho prstenca (neznázornené) a od pracovnej komory sú oddelené stenou krytu 1 tlmiča popr. vrchnáku 13. Tým sa umožňuje prenos tepla najkratšou cestou od tlmiaceho prostriedku na chladiace kanály 17, 18.0028 charakteristická zvlnená štruktúra kotúća 15 ventilátora je zrete|ná na obr. 2 vďaka axonometrickému zobrazeniu. 0029 Pri čiastkovom pohľade zhora na kotúč 15 ventilátora podľa vynálezu, reprodukovanom na obr. 3, sú zobrazené dva sústredne rady pravidelne rozdelených chladiacich kanálov 17, 18. Vnútorné kanály 17 a vonkajšie kanály 18 sú navzájom odsadené o niekolko uhlových stupňov, takže chladiaci vzduch, dopravovaný od radiálneho vnútrajšku k radiálnemu vonkajšku,sa čo možno najlepšie viri a dosahuje sa maximum chladiaceho účinku. Chladiace kanály 17, 18 sú orientované radiálne, kotúč ventilátora sa tak hodi pre obidva smery otáčania rovnako. Vo zvláštnych prípadoch použitia môže byt účelne prepožičat chladiacim kanálom 17, 18 a s ohladom na prichádzajú do úvahy aj iné usporiadania chladiacich kanálov, približne v skupináchrozdelených na segmenty, ktoré sú od seba vzdialené niekolko uhlových stupňov. 0030 Chladiace kanály sú vypracované zmateriálu plechových kotúčov 19. Pritom sa vyseknutý kotúč na miestachoznačených 21, 223 nastriháva. Vnasledujúcom procese hlbokého ťahania sa chladiace kanály hlboko ťahajú a vyklenujú jednotlivo alebo po skupinách. Pri prítomnosti potrebného strihacieho a vysekávacieho nástroja sa dajú pracovné kroky vysekávania, nastrihávania a hlbokého ťahania zvlášť hospodárne zhrnúť.0031 Pretože sa chladiace kanály rozprestierajú vo svojom pozdlžnom rozmere iba cez časť šírky kotúče ventilátora,zostávajú radiálne zvonku a vo vnútri kanála zachované netvarované, rovné medzikružia 27, 29, ktoré sa ponúkajú ako dráhy pre obežné lúčovitée zvarové švy 33, 35. Takéto zvarové švy sú naznačené v pohľade v reze z obr. 1.0032 K vonkajšiemu a vnútornému medzikružiu 27, 29 sa pripája stredové medzikružie 31 medzi oboma radmi kanálov. Ak je potrebné môže sa aj tu umiestňovať zvarový šev ako dodatočne napojenie kotúča ventilátora.0033 V ćiastkovom pohľade z obr. 4 je možné rozpoznať, ako pretiahnute chladiace kanály 17 prećnievajú rovný plechový kotúč 19. Pohľad pozorovateľa (šípka A na obr. 3) tu sleduje prúd chladiaceho vzduchu, ktorý je vyklenutiaml 25 na spôsob kanálov smerovaný od radiálneho vnútrajšku smerom radlálne von. Medzi vyklenutými chladiacimi kanálmi 17 prllieha plechový kotúč 19 ku krytu 1 tlmiča popr. k vrchnáku 13 a stará sa tak o optimálny prestup tepla.0034 Širka b chladiacich kanálov sa určuje, ako je ukázané na obr. 5, pomocou polomerov r ťahania, ktoré majú chladiace kanály 17, 18 vprechode kplechovému kotúču 19. Plocha prierezu Qi, Cl, chladiacich kanálov je, nehladiac na výrobne technicky podmienené odchýlky, konštantné.0035 Kotúč ventilátora, ukázaný na obr. 6, má pri radiálne vo vnútri ležiacich chladiacich kanálov 17 uhlovú vzdialenosť a, 3,8. Uhlová vzdialenosť medzi radiálne vonkajšími chladíacimi kanálmi 18 je u, 5,0 °. Pomer medzi radiálnou dĺžkou 1 a šírkou b chladiacich kanálov leží pri c 2.0036 Pri kotüćzi ventilátora zobr. 7 sú radiálne vonkajšie chladiace kanály voči svojim príslušným radiálam navrhnuté sklonene o uhol 3 zošikmenia.0037 Náklady na tepelne technickú optimalizáciu Visco - tlmića sú pomerne malé. Predtým opisané uskutočnenie má tú výhodu, že samo neovplyvňuje bežný sposob výroby tlmiča, ale sa vykonáva až po jeho ukončení. Tlmiče už vyrobené a popr.už používané sa môžu prestavať, podľa vynálezu, kotúčmi ventilátorakryt tlmlća upevňovacia príruba vonkajší plášť vnútorný plášť pracovná komora upevňovací otvor stredový otvor vrchnákvnútorný chladiaci kanál vonkajší chladiaci kanálplechový kotúč vonkajšia priehlbeň vnútorná priehlbeñkruh kanálov, rad niekoľkých chladiacich kanálovvonkajšie medzikružie vnútorné medzikružie stredové medzikružievonkajší lúčovitý zvarový ševvnútorný lúčovitý zvarový ševpolomer ľahania plocha prierezu uhlová vzdialenosť

MPK / Značky

MPK: F16F 15/16

Značky: kanálmi, viskózny, tlmič, chladiacimi, torzného, kmitania

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e1050-viskozny-tlmic-torzneho-kmitania-s-chladiacimi-kanalmi.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Viskózny tlmič torzného kmitania s chladiacimi kanálmi</a>

Podobne patenty