DE10020518A1 - Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einer Luftkammer steuerbaren Volumens - Google Patents
Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einer Luftkammer steuerbaren VolumensInfo
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Abstract
Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung (11, 87, 102), die zwischen zwei Teilen eines Schwingungssystems angeordnet ist, um die beiden Teile in einer schwingungsdämpfenden Weise zu verbinden, wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung umfaßt: DOLLAR A ein erstes und ein zweites Befestigungsteil (13, 15), die einen gegenseitigen Abstand aufweisen und an den beiden Teilen des Schwingungssystems befestigbar sind; DOLLAR A einen elastischen Körper (17), der das erste und zweite Befestigungsteil elastisch verbindet; DOLLAR A eine Arbeitsluftkammer (53, 63), die dazu bestimmt ist, eine oszillierende Kraft zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsteil aufzubringen, auf der Grundlage einer periodischen Veränderung eines Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer; und DOLLAR A einen Volumenregler (51, 95, 103, 105, 109, 111), der dazu bestimmt ist, das Volumen der Arbeitsluftkammer zu regeln.
Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die
zwischen zwei Elementen eines Schwingungssystems angeordnet ist, um diese beiden Ele
mente zu verbinden oder eines dieser Elemente auf dem anderen Element in einer schwin
gungsdämpfenden Weise anzubringen, so daß eine von einem der beiden Elemente auf das
andere übertragene Schwingung aktiv gedämpft wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ins
besondere eine pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die eine
zwischen den beiden Elementen ausgebildete Luftkammer umfaßt, um eine oszillierende
Kraft zwischen den beiden Elementen aufzubringen, die auf einer periodischen Veränderung
des Luftdrucks in der Luftkammer beruht.
Eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist als ein Typ einer Schwingungsdämp
fungsvorrichtung bekannt, bspw. als schwingungsdämpfende Kupplung (Buchse) oder An
bringung, die zwischen zwei Teilen eines Schwingungssystems angeordnet ist, um diese bei
den Teile flexibel zu verbinden oder um eines dieser Teile auf dem anderen in einer schwin
gungsdämpfenden Weise anzubringen. Eine solche aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung, wie sie in der JP-A-60-
8540 (Veröffentlichung einer japanischen ungeprüften Patentan
meldung), der JP-A-61-2939 (Veröffentlichung einer japanischen ungeprüften Patentanmel
dung) und der JP-U-61-191543 (Veröffentlichung einer japanischen ungeprüften Gebrauchs
musteranmeldung) offenbart ist, umfaßt bspw.: ein erstes und ein zweites Befestigungsteil, die
einen gegenseitigen Abstand aufweisen; einen elastischen Körper, der das erste und zweite
Befestigungsteil elastisch miteinander verbindet; und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer
oszillierenden Kraft, die dazu bestimmt ist, eine oszillierende Kraft zwischen den beiden Be
festigungsteilen zu erzeugen und auf diese aufzubringen, wodurch Schwingungsdämpfungsei
genschaften der Schwingungsdämpfungsvorrichtung eingestellt werden. Die aktive Schwin
gungsdämpfungsvorrichtung kann so betrieben werden, daß die oszillierende Kraft entspre
chend der zu dämpfenden Schwingung erzeugt wird, und daß die oszillierende Kraft auf das
Schwingungsteil, dessen Schwingung gedämpft werden soll, aufgebracht wird, so daß die
aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung in der Lage ist, die zu dämpfende Schwingung zu
eliminieren oder zu reduzieren, indem der Schwingungseintrag bzw. die Eingangsschwingung
durch die oszillierende Kraft eliminiert wird, oder in der Lage ist, ihre Federeigenschaften
aktiv entsprechend dem Schwingungseintrag bzw. der Eingangsschwingung einzustellen, so
daß vergrößerte Schwingungsdämpfungseigenschaften bereitgestellt werden. Eine solcherma
ßen aufgebaute aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung wird als geeignet für eine Mo
toraufhängung oder eine Karosserieaufhängung für ein Kraftfahrzeug angesehen.
Weiterhin ist eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer anderen Bauart bekannt,
bei der eine Luftkammer zwischen einem ersten und einem zweiten Befestigungsteil ausge
bildet ist und abwechselnd durch einen Umschaltvorgang eines ersten Schaltventils mit einer
Unterdruckquelle und der Atmosphäre verbunden wird, wodurch die oszillierende Kraft auf
der Grundlage einer periodischen Veränderung des Luftdrucks in der Luftkammer hervorge
rufen wird, bei einer Frequenz, die der Frequenz entspricht, mit der das erste Schaltventil ab
wechselnd in zwei Betriebspositionen gebracht wird, nämlich eine "Unterdruckposition" zur
Verbindung der Luftkammer mit einer Unterdruckquelle, und einer "Atmosphärenposition"
zur Verbindung der Luftkammer mit der Atmosphäre. Diese pneumatisch betätigte Bauart
einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung erfordert nicht, daß ein schweres und kom
pliziertes Teil wie bspw. ein elektromagnetisches Betätigungselement darin eingebaut ist, was
zu einer Verringerung der Anzahl benötigter Bauteile, der Größe und des Gewichts und der
erforderlichen Menge des elektrischen Stromverbrauchs der Vorrichtung führt.
Bei dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten, pneumatisch betätigten Typ einer aktiven
Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist es wesentlich und zweckmäßig, das erste Schaltventil
und den Unterdruck in der Luftkammer so zu steuern, daß nicht nur die Frequenz und Phase,
sondern auch die Amplitude der oszillierenden Kraft denen der zu dämpfenden Schwingung
entsprechen, um die aktive Dämpfungswirkung im Hinblick auf die Schwingung des schwin
gungsfähigen Teils des Schwingungssystems zu verbessern.
Um die vorstehend genannten Anforderungen zu erfüllen, ist vorgeschlagen worden, (a) die
Frequenz, Phase und Amplitude der zu dämpfenden Schwingung zu erfassen, indem ein ge
eigneter Sensor verwendet wird, wie bspw. ein Beschleunigungsmesser oder Beschleuni
gungssensor, oder die Frequenz, Phase und Amplitude entsprechend vorbestimmten Datensät
zen zu schätzen, (b) die Frequenz und Phase des Umschaltvorgangs des Schaltventils zu steu
ern, so daß die Frequenz und Phase der oszillierenden Kraft denen der zu dämpfenden
Schwingung entspricht, und (c) den Unterdruck in der Luftkammer so zu steuern, daß die
Amplitude der oszillierenden Kraft derjenigen der zu dämpfenden Schwingung entspricht.
Wenn die pneumatisch betätigte Schwingungsdämpfungsvorrichtung bei einem Kraftfahrzeug
verwendet wird, und wenn das Luftansaugsystem des Motors des Fahrzeugs als Unterdruck
quelle verwendet wird, ist es schwierig, den Unterdruck in dem Luftansaugsystem als Unter
druckquelle zu regulieren, und es ist daher schwierig, die oszillierende Kraft zu erhalten, de
ren Amplitude derjenigen der zu dämpfenden Schwingung entspricht. Die aktive Schwin
gungsdämpfungsvorrichtung bietet keine ausreichend hohe aktive Schwingungsdämpfungs
wirkung oder kann sogar den Schwingungszustand der schwingenden Teile verschlechtern,
wenn die Amplitude der oszillierenden Kraft derjenigen der Schwingung des Gegenstands
nicht genau entspricht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine pneumatisch betätigte
aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem neuartigen Aufbau bereitzustellen, die
eine einfache Regulierung einer oszillierenden Kraft mittels eines einfachen Mechanismus
ermöglicht, und die eine hervorragende und stabile Schwingungsdämpfungswirkung zeigt,
entsprechend einer Veränderung eines Luftdrucks einer mit einer Arbeitsluftkammer verbun
denen Luftquelle und einer Veränderung einer Frequenz, Phase und Amplitude der zu dämp
fenden Schwingung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine pneumatisch betätigte aktive Schwingungs
dämpfungsvorrichtung gelöst, die zwischen zwei Teilen eines Schwingungssystems angeord
net ist, um die beiden Teile in einer schwingungsdämpfenden Weise zu verbinden, mit: (a)
einem ersten und einem zweiten Befestigungsteil, die einen gegenseitigen Abstand aufweisen
und an den beiden Teilen des Schwingungssystems befestigbar sind; (b) einem elastischen
Körper, der das erste und zweite Befestigungsteil elastisch verbindet; (c) einer Arbeitsluft
kammer, die dazu bestimmt ist, eine oszillierende Kraft zwischen dem ersten und zweiten
Befestigungsteil aufzubringen, auf der Grundlage einer periodischen Veränderung eines Luft
drucks in der Arbeitsluftkammer; und (d) einem Volumenregler, der dazu bestimmt ist, ein
Volumen der Arbeitsluftkammer zu regeln.
In der pneumatisch betätigten aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach der vorlie
genden Erfindung, die gemäß der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist,
kann die zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsteil aufgebrachte oszillierende Kraft
durch Verändern des Volumens der Arbeitsluftkammer gesteuert werden. Insbesondere kann
die aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung so arbeiten, daß
das Volumen der Arbeitsluftkammer, in der die periodische Veränderung des Luftdrucks er
zeugt wird, vergrößert wird, so daß die Größe bzw. Amplitude der periodischen Veränderung
des Luftdrucks, die in der Arbeitsluftkammer herbeigeführt wird, wesentlich reduziert werden
kann, was zu einer Reduzierung der Größe bzw. Amplitude der oszillierenden Kraft führt. Auf
der anderen Seite kann die aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Er
findung so arbeiten, daß das Volumen der Arbeitsluftkammer verringert wird, so daß die Grö
ße bzw. Amplitude der periodischen Veränderung des Luftdrucks, die in der Luftkammer her
beigeführt wird, wesentlich vergrößert werden kann, was zu einer Vergrößerung der Größe
bzw. Amplitude der oszillierenden Kraft führt. In der gegenwärtig bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung kann die Arbeitsluftkammer mit zumindest einer externen Luftdruck
quelle verbunden sein, um dadurch die periodische Veränderung des Luftdrucks in der Ar
beitsluftkammer zu bewirken. Somit ist die vorliegende aktive Schwingungsdämpfungsvor
richtung in der Lage, die Größe der Schwingungskraft durch Verändern des Volumens der
Arbeitsluftkammer einzustellen, auch in dem Fall, daß der Luftdruck der verwendeten exter
nen Luftdruckquelle bspw. einen festen Wert hat. Alternativ ist die vorliegende aktive
Schwingungsdämpfungsvorrichtung in der Lage, die oszillierende Kraft, die im wesentlichen
konstant gehalten werden soll, aufrechtzuerhalten oder einzustellen, indem das Volumen der
Arbeitsluftkammer verändert wird, auch in dem Fall, daß der Luftdruck der verwendeten
Luftdruckquelle sich ändert. Die "periodische Veränderung" des Luftdrucks in der Arbeits
luftkammer bedeutet, daß der Luftdruck in der Luftkammer wiederholt zu- und abnimmt.
Volumen, Größe und Struktur der Arbeitsluftkammer sind nicht in besonderer Weise be
schränkt, können aber in zweckmäßiger Weise im Hinblick auf erforderliche Schwingungs
dämpfungseigenschaften, erforderliche Eigenschaften der oszillierenden Kraft, Eigenschaften
der Luftdruckquelle usw. festgelegt werden. Das Volumen der Arbeitsluftkammer kann gere
gelt oder zwischen zwei oder mehr vorbestimmten Alternativwerten verändert werden, indem
die Arbeitsluftkammer in zwei oder mehr Abschnitte unterteilt wird, die durch Verbindungs
einrichtungen wie Ventile verbindbar sind, und indem eine geeignete Anzahl der Abschnitte
miteinander verbunden werden, um der Arbeitsluftkammer ein gewünschtes Volumen zu ge
ben. Alternativ kann das Volumen der Arbeitsluftkammer so geregelt werden, daß die Ar
beitsluftkammer teilweise durch eine bewegbare Platte gebildet ist, die verlagert wird, um das
Volumen der Arbeitsluftkammer zwischen zwei oder mehreren Niveaus oder kontinuierlich
zu verändern. Die periodische Veränderung des Luftdrucks in der Luftkammer kann zwischen
dem Atmosphären- bzw. Umgebungsdruck und einem Unter- oder Überdruck oder aber zwi
schen dem Umgebungsdruck und den Unter- und Überdrücken herbeigeführt werden. Vor
zugsweise wird die periodische Veränderung des Luftdrucks in der Luftdruckkammer durch
abwechselndes Verbinden und Lösen der Luftkammer mit dem und von dem Umgebungs-
und Unterdruck mittels eines Umschaltventils oder ähnliches herbeigeführt, wodurch abwech
selnd der Umgebungsdruck und der Unterdruck an die Arbeitsluftkammer angelegt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der Volumenreg
ler ein Betätigungsglied, das auf der Grundlage eines in dieses eingegebenen Antriebssignals
betrieben wird, um das Volumen der Arbeitsluftkammer zu verändern. In dieser bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das geeignete Antriebssignal verwendet,
so daß eine automatische Regelung oder Einstellung des Volumens der Arbeitsluftkammer
möglich ist. Vorzugsweise kann das Antriebssignal aus einem geeigneten Signal bestehen,
dessen Größe derjenigen der zu dämpfenden Schwingung und/oder derjenigen der periodi
schen Veränderung des an die Arbeitsluftkammer angelegten Luftdrucks entspricht, so daß
die aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach der gegenwärtig bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung in der Lage ist, eine gewünschte aktive Schwingungsdämpfungswir
kung mit großer Stabilität bereitzustellen, wobei die darin erzeugte oszillierende Kraft auto
matisch geregelt wird. In dieser Hinsicht kann das Antriebssignal ein elektrisches Signal, ein
Drucksignal wie bspw. ein Luftdrucksignal oder ein Hydraulikdrucksignal oder ähnliches
sein.
Andererseits kann das Betätigungsglied unter zahlreichen Bauarten von herkömmlichen Betä
tigungsgliedern ausgewählt werden, wobei der spezielle Aufbau des Druckreglers zu berück
sichtigen ist. Beispielsweise kann das Betätigungsglied ein elektrisch betriebenes Betäti
gungsglied sein, bspw. ein Motor oder Solenoid, oder es kann aus einem Zylindermechanis
mus bestehen, bspw. einem Pneumatikzylinder oder einem Hydraulikzylinder. Wenn eine aus
zwei oder mehr Abschnitten bestehende Arbeitsluftkammer in der aktiven Schwingungsdämp
fungsvorrichtung verwendet wird, wird das vorstehend angegebene Betätigungsglied auf der
Grundlage des Antriebssignals betrieben, so daß das Schaltventil dahingehend betätigt wird,
eine Verbindung mit den Abschnitten der Arbeitsluftkammer herzustellen und zu lösen, oder
so, um die Verlagerung des bewegbaren Teils herbeizuführen, das die Arbeitsluftkammer
teilweise bildet, was zu einer effektiven Einstellung des Volumens der Arbeitluftkammer
führt.
In der vorstehend genannten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Betäti
gungsglied vorzugsweise auf der Grundlage des Antriebssignals betrieben, das aus dem Luft
druck in der Luftkammer besteht, so daß das Volumen der Luftkammer entsprechend dem
Luftdruck in der Arbeitsluftkammer verändert wird.
Die pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach dieser bevorzug
ten Ausführungsform der Erfindung verwendet den Luftdruck in der Arbeitsluftkammer als
das an das Betätigungsglied angelegte Antriebssteuerungssignal, wodurch die Notwendigkeit
einer Erfassungs- und Übertragungseinrichtung zum Erfassen eines Signals, das der zu dämp
fenden Schwingung entspricht, entfällt, was zu einem einfachen Aufbau des Steuerungssy
stems der Vorrichtung führt. Insbesondere ist die vorliegende Schwingungsdämpfungsvor
richtung sehr von Vorteil in einem Fall, in dem die Größe bzw. Amplitude der zu dämpfenden
Schwingung im wesentlichen der des Luftdrucks entspricht, der von der speziellen Luftquelle
auf die Luftkammer aufgebracht wird.
Das pneumatisch betriebene Betätigungsglied kann vorzugsweise umfassen: eine bewegbare
Platte, die teilweise auf einer von ihren gegenüberliegenden Oberflächen die Arbeitsluftkam
mer bildet und in einer vorbestimmten Richtung verlagerbar ist; eine Vorspanneinrichtung,
die dazu bestimmt ist, die bewegbare Platte zum Inneren der Arbeitsluftkammer in der vorbe
stimmten Richtung vorzuspannen; und eine Antriebsluftkammer, die teilweise durch die ande
re Seite des bewegbaren Teils gebildet ist, und die von der Arbeitsluftkammer entfernt ange
ordnet ist, auf die der gleiche Unterdruck wie auf die Arbeitsluftkammer angelegt wird. In
dem pneumatisch betriebenen Betätigungsglied, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist,
wird die Position der bewegbaren Platte, d. h. das Volumen der Arbeitsluftkammer, auf der
Grundlage eines Gleichgewichts zwischen der Vorspannkraft der Vorspanneinrichtung und
einer Saugkraft des Unterdrucks in der Antriebsluftkammer bestimmt. Das bedeutet, daß die
Position des bewegbaren Teils, d. h. das Volumen der Arbeitsluftkammer, sich entsprechend
der Größe des Unterdrucks, der an die Arbeitsluftkammer angelegt ist, verändert. Das Volu
men der Arbeitsluftkammer wird vergrößert oder verkleinert, wenn die Größe des Unter
drucks vergrößert oder verkleinert wird, und demgemäß wird die bewegbare Platte zu der
Arbeitsluftkammer und davon weg in der vorbestimmten Richtung bewegt. Dieses pneuma
tisch betriebene Betätigungsglied ist so angeordnet, daß die bewegbare Platte alternativ in
zwei Betriebsstellungen gebracht wird, nämlich eine "zurückgezogene Stellung" zum Vergrö
ßern des Volumens der Arbeitsluftkammer und eine "vorgespannte" Position zum Verkleinern
des Volumens der Arbeitsluftkammer. In dieser Hinsicht ist die Vorspannkraft der Vorspann
einrichtung in geeigneter Weise eingestellt, so daß die bewegbare Platte wirksam und stabil in
ihrer "zurückgezogenen Stellung" gehalten wird, wenn der Wert des an die Arbeitsluftkam
mer angelegten Unterdrucks einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, z. B. einen
signifikant hohen Wert innerhalb des vorbestimmten Bereichs des Wertes des Unterdrucks.
Das bedeutet, daß das Volumen der Arbeitsluftkammer groß gemacht wird in dem Fall, daß
der an die Arbeitsluftkammer angelegte Unterdruck relativ hoch ist, wodurch die zwischen
dem ersten und zweiten Befestigungsteil aufgebrachte oszillierende Kraft im wesentlichen
konstant gehalten wird, auch wenn der an die Arbeitsluftkammer angelegte Unterdruck in
unerwünschter Weise ansteigt.
Vorzugsweise entspricht das Antriebssignal einer zu dämpfenden Schwingung, und der Vo
lumenregler wird auf der Grundlage des Antriebssignals so betätigt, daß sich das Volumen der
Arbeitsluftkammer ändert, so daß es sich mit dem Antriebssignal synchronisiert. In der pneu
matisch betriebenen aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die wie vorstehend be
schrieben aufgebaut ist, kann das Volumen der Arbeitsluftkammer entsprechend der Größe
der zu dämpfenden Schwingung verändert werden, so daß das Volumen der Arbeitsluftkam
mer groß gemacht wird, um die Schwingung zu dämpfen, deren Größe relativ klein ist, wäh
rend es klein gemacht wird, um die Schwingung zu dämpfen, deren Größe relativ groß ist.
Das Antriebssignal, das einer zu dämpfenden Schwingung entspricht, ist nicht in besonderer
Weise begrenzt, kann aber vorzugsweise ein Signal sein, das eine Drehfrequenz eines Motors
angibt, ein Beschleunigungssignal, ein Raddrehzahlsignal, ein Raddrehzahl-
Beschleunigungssignal, ein Signal, das das Öffnungsmaß eines Drosselventils des Motors
angibt, ein Bremssignal, ein Signal, das die gerade gewählte Stellung des Schalthebels angibt,
wenn die vorliegende pneumatisch betriebene aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung z. B.
auf eine Motorbefestigung angewendet wird.
Insbesondere wird die pneumatisch betriebene aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die
entsprechend der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
aufgebaut ist, in geeigneter Weise zur Dämpfung der Schwingung des Fahrzeugs verwendet,
in dem eine Verbrennungskraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp eingebaut ist, die zwei
Betriebsarten aufweist, von denen die eine als die "stöchiometrische" Betriebsart bezeichnet
wird, und bei der die Verbrennung unter Verwendung einer Brennstoff-Luft-Mischung ausge
führt wird, und von denen die andere eine sogenannte "Direkteinspritzungs"-Betriebsart ist,
bei der die Verbrennung dadurch ausgeführt wird, daß der Brennstoff direkt zu einem späte
ren Stadium eines Luftverdichtungshubs in eine Brennkammer eingespritzt wird. Insbesonde
re ist die zu dämpfende Schwingung relativ groß, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine
in der Direkteinspritzungs-Betriebsart befindet, wobei der Unterdruck einer Unterdruckquelle
des Motoreinlaßbereichs klein ist (in der Nähe des Umgebungsdrucks). Auf der anderen Seite
ist die zu dämpfende Schwingung relativ klein, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in
der stöchiometrischen Betriebsart befindet, wobei der Unterdruck der Unterdruckquelle des
Motoreinlaßbereichs groß gemacht wird. In diesem Fall wird vorzugsweise ein Signal, das
den Wechsel zwischen der stöchiometrischen Betriebsart und der Direkteinspritzungs-
Betriebsart anzeigt, als das Antriebssignal, das der zu dämpfenden Schwingung entspricht,
verwendet, so daß das Volumen der Arbeitsluftkammer so gesteuert wird, daß es sich so ver
ändert, daß das Volumen der Arbeitsluftkammer vergrößert wird, wenn sich die Verbren
nungskraftmaschine in der stöchiometrischen Betriebsart befindet, während es verkleinert
wird, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in der Direkteinspritzungs-Betriebsart befin
det, wodurch es möglich ist, daß eine gewünschte Schwingungsdämpfungswirkung der vor
liegenden Schwingungsdämpfungswirkung erzielt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die
aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung weiterhin ein Luftleitungssystem, das mit der Ar
beitsluftkammer verbunden ist, so daß die periodische Veränderung des Luftdrucks an die
Arbeitsluftkammer angelegt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die
Arbeitsluftkammer: eine oszillierende Luftkammer, die dazu bestimmt ist, die oszillierende
Kraft zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsteil aufzubringen; und eine volumenre
gulierende Luftkammer mit einen variablen Volumen, die mit der oszillierenden Luftkammer
über einen Verbindungsdurchgang in Verbindung steht. In der gegenwärtig bevorzugten Aus
führungsform der Erfindung werden funktionelle Anforderungen der Arbeitsluftkammer ef
fektiv zwischen der oszillierenden Luftkammer und der volumenregulierenden Luftkammer
aufgeteilt, so daß die oszillierende Luftkammer dazu bestimmt ist, die oszillierende Kraft zwi
schen dem ersten und zweiten Befestigungsteil aufzubringen, und die volumenregulierende
Luftkammer dazu bestimmt ist, das Volumen der Arbeitsluftkammer zu regulieren. Weiterhin
kann die volumenregulierende Luftkammer so ausgebildet sein, daß sie unabhängig von der
oszillierenden Luftkammer der Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist, was zu einer Verrin
gerung der Abmessung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung und zu einem größeren Frei
heitsgrad bei der Bestimmung einer Einbauposition für die Vorrichtung führt.
In der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist die volumenregulierende Luftkammer mit einem Abschnitt des Luftleitungssystems ver
bunden. Die pneumatisch betriebene aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die gemäß
dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist, weist eine druckregulieren
de Kammer auf, die unabhängig von der mit dem ersten und zweiten Befestigungsteil verse
henen Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist, so daß die volumenregulierende Luftkammer
an einem Abschnitt des Luftleitungssystems eingebaut werden kann, der sich entfernt von
dem Teil des Fahrzeugs befindet, an dem die Schwingungsdämpfungseinheit eingebaut ist.
Somit kann die pneumatisch betriebene aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung so an dem
Fahrzeug angebracht bzw. eingebaut werden, daß der Raum für den Einbau möglichst günstig
genutzt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die aktive
Schwingungsdämpfungsvorrichtung weiterhin eine druckschwankungsvermindernde Ein
richtung, die in einem Abschnitt des Luftleitungssystems angeordnet ist, um höhere harmoni
sche Anteile der periodischen Veränderung des Luftdrucks zu reduzieren. Vorzugsweise um
faßt die volumenregulierende Luftkammer die druckschwankungsvermindernde Einrichtung,
bspw. einen Dämpfer, um die Größe der Veränderung bzw. Schwankung des Luftdrucks in
der Luftkammer zu verringern. In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
volumenregulierende Luftkammer in Form eines Dämpfers in der Lage, höhere harmonische
Anteile oder einen hoch- bzw. höherfrequenten Anteil der periodischen Veränderung des
Luftdrucks, der an die Arbeitsluftkammer angelegt wird, durch Resonanz zu reduzieren, was
zu einer verbesserten Genauigkeit der Steuerung der oszillierenden Kraft führt, die zwischen
dem ersten und zweiten Befestigungsteil wirkt, was eine verbesserte Schwingungsdämp
fungswirkung ermöglicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die
pneumatisch betriebene aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung weiterhin eine Fluidkam
mer, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist und teilweise durch den elastischen Kör
per gebildet wird, wobei ein bewegbares Teil teilweise die Fluidkammer auf einer von deren
gegenüberliegenden Seiten bildet und die Arbeitsluftkammer auf der anderen Seite davon, die
sich entfernt von der Fluidkammer befindet, wobei das bewegbare Teil durch die periodische
Veränderung des Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer oszilliert wird, so daß eine Druckver
änderung des Fluids in der Fluidkammer induziert wird, um die oszillierende Kraft zwischen
dem ersten und zweiten Befestigungsteil zu erzeugen.
In dieser Anordnung wird eine periodische Veränderung des Luftdrucks in der Arbeitsluft
kammer zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsteil über eine Druckveränderung in
der Fluidkammer übertragen. Diese Anordnung ermöglicht eine wirksame Erzeugung der os
zillierenden Kraft, die zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsteil wirkt, auf der
Grundlage der Strömung des Fluids innerhalb der Fluidkammer, was zu einer verbesserten
Schwingungsdämpfungswirkung führt.
Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um
faßt die pneumatisch betriebene aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung weiterhin eine
Gleichgewichtskammer, die teilweise durch eine flexible Membran gebildet wird und mit dem
inkompressiblen Fluid gefüllt ist, wobei ein eine Öffnung festlegendes Element zum Festle
gen eines Öffnungsdurchlasses zur Fluidverbindung zwischen der Gleichgewichtskammer
und der Fluidkammer vorhanden ist. In dieser bevorzugten Ausführungsform der aktiven
Schwingungsdämpfungsvorrichtung muß das Fluid zwangsweise von der Fluidkammer in die
Gleichgewichtskammer strömen, wenn eine anfängliche statische Last beim Einbau der
Dämpfungsvorrichtung auf den elastischen Körper wirkt. Demgemäß wird das Volumen der
Gleichgewichtskammer vergrößert, was einen Anstieg des Fluiddrucks in der Fluidkammer
aufgrund der anfänglichen statischen Last verhindert und dazu führt, daß eine gewünschte
Schwingungsdämpfungswirkung mit großer Stabilität erzielt wird. Zusätzlich kann die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine passive Schwingungsdämpfungswirkung erzielen,
indem die Resonanz des Fluids genutzt wird, das durch den Öffnungsdurchlaß strömt, der auf
ein gewünschtes Frequenzband in geeigneter Weise eingestellt ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillier
ten Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, wobei auf eine Zeichnung Bezug
genommen wird, in der
Fig. 1 eine Seitenansicht im axialen Querschnitt einer pneumatisch betriebenen aktiven
Schwingungsdämpfungsvorrichtung in Form einer Motorbefestigung eines Kraftfahrzeugs ist,
die entsprechend einer Ausführungsform dieser Erfindung aufgebaut ist, zusammen mit einer
für die Vorrichtung verwendeten Vakuumquelle;
Fig. 2 eine Seitenansicht im axialen Querschnitt der Motorbefestigung nach Fig. 1 zeigt, wo
bei ein anderer, gegenüber Fig. 1 unterschiedlicher Betriebsmodus der Motorbefestigung dar
gestellt ist;
Fig. 3 eine graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer in der Motorbefesti
gung nach Fig. 1 erzeugten oszillierenden Kraft und einer Frequenz einer periodischen Ver
änderung eines an die Motorbefestigung angelegten Luftdrucks zeigt, im Vergleich mit einer
Beziehung eines Vergleichsbeispiels;
Fig. 4 eine Seitenansicht im axialen Querschnitt einer pneumatisch betriebenen aktiven
Schwingungsdämpfungsvorrichtung in Form einer Motorbefestigung zeigt, die entsprechend
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 5 eine Seitenansicht im axialen Querschnitt einer pneumatisch betriebenen aktiven
Schwingungsdämpfungsvorrichtung in Form einer Motorbefestigung zeigt, die entsprechend
einer dritten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist;
Fig. 6 eine Seitenansicht im axialen Querschnitt eines Teils einer pneumatisch betriebenen
aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung zeigt, die entsprechend einer vierten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist; und
Fig. 7 eine Seitenansicht im axialen Querschnitt eines Teils einer pneumatisch betriebenen
aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung zeigt, die entsprechend einer fünften Ausfüh
rungsform der Erfindung aufgebaut ist.
Zunächst sei auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine pneumatisch betriebene aktive Schwin
gungsdämpfungsvorrichtung dargestellt ist, die entsprechend einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und eine Motorbefestigung 11 und ein für die Mo
torbefestigung 11 verwendetes Antriebssystem umfaßt. Es sei darauf verwiesen, daß Fig. 1
eine von zwei Betriebsarten der Motorbefestigung 11 zeigt. Die Motorbefestigung 11 bein
haltet ein erstes Befestigungsteil 13 und ein zweites Befestigungsteil 15, die aus metallischen
Werkstoffen bestehen und elastisch durch einen elastischen Körper 17 miteinander verbunden
sind, so daß das erste Befestigungsteil 13 um einen geeigneten Abstand in einer vertikalen
Richtung von dem zweiten Befestigungsteil 15 beabstandet ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Das
Antriebssystem umfaßt andererseits ein Luftleitungssystem, das die Motorbefestigung 11 mit
einer Vakuumquelle 19 und der Atmosphäre verbindet. Wenn die dargestellte Motorbefesti
gung 11 in das Fahrzeug eingebaut ist, ist das erste Befestigungsteil 13 mit der Antriebsein
heit des Fahrzeugs fest verbunden, die einen Motor beinhaltet, während das zweite Befesti
gungsteil 15 mit dem Fahrzeuggrundkörper verbunden ist, so daß die Antriebseinheit über die
Motorbefestigung 11 an dem Fahrzeuggrundkörper befestigt ist. In diesem Zustand wird die
Motorbefestigung 11 abwechselnd mit der Vakuumquelle 19 und der Atmosphäre verbunden,
so daß eine oszillierende Kraft erzeugt wird und zwischen dem ersten und zweiten Befesti
gungsteil 13, 15 aufgebracht wird, so daß die Motorbefestigung 11 in der Lage ist, die zu
dämpfende Schwingung durch Eliminieren des Schwingungseintrags durch die oszillierende
Kraft zu eliminieren oder zu reduzieren, oder in der Lage ist, Federeigenschaften davon ent
sprechend dem Schwingungseintrag aktiv einzustellen, so daß vergrößerte Schwingungs
dämpfungseigenschaften erzielt werden.
Wenn die Motorbefestigung 11 in das Fahrzeug eingebaut ist, wirkt das Gewicht der An
triebseinheit auf den elastischen Körper 17 als eine statische Belastung, so daß der elastische
Körper 17 in der vertikalen Richtung elastisch zusammengedrückt wird, und die ersten und
zweiten Befestigungsteile 13, 15 werden um einen gegebenen Abstand zueinander verlagert.
In diesem Zustand wirkt eine zu dämpfende primäre Schwingungsbelastung auf die Motorbe
festigung 11 in der vertikalen Richtung, in der die ersten und zweiten Befestigungsteile ein
ander gegenüberstehen.
Mehr im einzelnen beschrieben, ist das erste Befestigungsteil 13 eine hohle Struktur, die aus
einem oberen Teil 21 und einem unteren Teil 23 besteht, welches beide im wesentlichen
schalenförmige metallische Teile sind, die jeweils an ihrem offenen Ende einen sich radial
nach außen erstreckenden Flansch aufweisen. Die oberen und unteren Teile 21, 23 sind an
ihren Flanschen aneinandergesetzt und miteinander verschraubt, so daß ein Innenraum gebil
det wird. Eine Befestigungsschraube 25 erstreckt sich von der Bodenwand des oberen Teils
nach oben. Das erste Befestigungsteil 13 ist an seiner Befestigungsschraube 25 mit der nicht
dargestellten Antriebseinheit des Fahrzeugs fest verbunden.
Innerhalb des Innenraums des ersten Befestigungsteils 13 ist eine becherförmige, flexible
Membran 27 angeordnet, die aus einem relativ dünnen, leicht verlagerbaren oder verformba
ren Film besteht. Die flexible Membran 27 wird an ihrem Randbereich durch die und zwi
schen den aneinanderstoßenden Flanschen der oberen und unteren Teile 21, 23 erfaßt. Der
Innenraum des ersten Befestigungsteils 13 wird durch die flexible Membran 27 fluiddicht in
zwei Abschnitte auf den gegenüberliegenden Seiten der flexiblen Membran 27 unterteilt. Ins
besondere wirkt die flexible Membran 27 mit dem unteren Teil 23 zusammen, um eine
Gleichgewichtskammer 29 zu bilden, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist und de
ren Volumen leicht veränderbar ist, während sie durch Zusammenwirken mit der oberen
Kammer 21 eine Luftkammer 31 bildet, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht und der
flexiblen Membran 27 ermöglicht, verlagert zu werden. Das inkompressible Fluid kann Was
ser, Alkylenglycol, Polyalkylenglycol, Silikonöl oder ähnliches sein. Um eine gute Schwin
gungsdämpfungswirkung der Motorbefestigung 11 basierend auf einer Strömung des inkom
pressiblen Fluids zu gewährleisten, weist das inkompressible Fluid zweckmäßigerweise eine
Viskosität auf, die nicht größer als 0,1 Pa.s ist.
Das erste Befestigungsteil 13 nimmt ferner ein Öffnungsteil 33 auf, das die Form einer kreis
förmigen Scheibe hat, die auf die Bodenwand des unteren Teils 23 aufgesetzt ist und damit
verschraubt ist. Das Öffnungsteil 33 wirkt mit dem unteren Teil 23 zusammen, um einen Öff
nungsdurchgang 35 zu bilden, der als eine Öffnung dient. Der Öffnungsdurchgang 35 ist so
ausgebildet, daß er sich in der Umfangsrichtung des scheibenförmigen Öffnungsteils 33 über
eine Umfangslänge erstreckt, die einem Winkel entspricht, der etwas kleiner als 360° ist. Der
Öffnungsdurchgang 35 steht mit seinem einen Ende mit der Gleichgewichtsfluidkammer 29
in Verbindung und ist am anderen Ende in der Unterseite der Bodenwand der unteren Kam
mer 23 offen.
Andererseits umfaßt das zweite Befestigungsteil 15 ein Bodenteil 37, ein Stützteil 39 und ei
nen Anschlußring 41, wobei diese Teile in der Reihenfolge der Beschreibung in vertikaler
Richtung übereinander angeordnet und miteinander verschraubt sind. Das Bodenteil 37 ist ein
im wesentlichen zylindrisches metallisches Teil und weist ein mittleres Loch 38 auf, das in
seine obere Endfläche mündet. Ein Abtrennteil 45, das scheibenförmig ausgebildet ist, ist in
das mittlere Loch 38 eingepreßt, so daß es die Öffnung des mittleren Lochs 38 fluiddicht
verschließt. Somit wirken das mittlere Loch 38 und das Abtrennteil 45 miteinander zusam
men, um einen Innenraum 43 zu bilden, der fluiddicht innerhalb des Bodenteils 37 umschlos
sen ist.
Innerhalb des Innenraums 43 ist eine dünne verformbare Gummiplatte 47 angeordnet, die
scheibenförmig ausgebildet ist und aus einem relativ dünnen, verlagerbaren Gummifilm be
steht. Die Gummiplatte 47 weist einen Flanschabschnitt 49 auf, der an ihrem äußeren Randab
schnitt mit einer relativ großen Dicke einteilig damit ausgebildet ist. Die Gummiplatte 47 ist
an dem Flanschabschnitt 49 durch das Bodenteil 37 und das Abtrennteil 45 und zwischen die
sen Teilen erfaßt. Der Innenraum 43 des Bodenteils 37 ist durch die Gummiplatte 47 in zwei
Abschnitte auf den gegenüberliegenden Seiten der Gummiplatte 47 fluiddicht unterteilt. Die
Gummiplatte 47 ist zu dem Bodenteil 37 und dem Abtrennteil 45 und davon weg elastisch
verformbar.
Mehr im einzelnen beschrieben, wirkt die Gummiplatte 47 mit dem Bodenteil 37 zusammen,
um eine Schaltluftkammer 51 als eine Antriebsluftkammer zu bilden, an die ein Unterdruck
angelegt wird, was eine Verlagerung der Gummiplatte 47 zur Folge hat. Somit wirkt die
Schaltluftkammer 51 als ein pneumatisch betriebenes Betätigungsglied, das dafür bestimmt
ist, eine Verlagerung der Gummiplatte 47 zu erzeugen. Die Gummiplatte 47 wirkt ferner mit
dem Abtrennteil 45 zusammen, um eine volumenregulierende Luftkammer 53 zu bilden, de
ren Volumen veränderlich ist und von der Größe der Verlagerung der Gummiplatte 47 ab
hängt. Es sei darauf verwiesen, daß die volumenregulierende Luftkammer 53 als ein Volu
menregler wirkt. Die Schaltluftkammer 51 nimmt eine Spiralfeder 55 auf, die zwischen der
Gummiplatte 47 und dem Bodenteil 37 angeordnet ist. Die Spiralfeder 55 spannt die Gummi
platte 47 in der von der Bodenwand des Bodenteils 38 wegweisenden Richtung aufgrund der
Federkraft der Spiralfeder 55 vor, so daß die Gummiplatte 47 mit einer gewissen Kraft
zwangsweise gegen die Bodenfläche des Abtrennteils 45 angelegt wird. In diesem Zusam
menhang sind das Material und die Dicke der Gummiplatte 47 so festgelegt, daß eine ge
wünschte Federhärte der Gummiplatte 47 erzielt wird, so daß die Federkraft der Spiralfeder
55 gleichmäßig auf die gesamte Fläche der Gummiplatte 47 verteilt wird, wodurch eine teil
weise oder unregelmäßige Verformung der flexiblen Membran 47 verhindert wird.
Das Stützteil 39 ist ein ringförmiges zylindrisches Teil mit einer relativ großen Dicke und
weist eine mittlere Öffnung 57 auf, die sich in der axialen Richtung durch das Teil hindurch
erstreckt. In einem in Axialrichtung zwischenliegenden bzw. mittleren Abschnitt der mittleren
Öffnung 57 des Stützteils 39 ist eine als ringförmige Platte ausgebildete oszillierende Platte
59 angeordnet, die einen Durchmesser aufweist, der wesentlich kleiner ist als der der mittleren
Öffnung 57. Die oszillierende Platte 59 besteht aus einem harten Material wie Metall oder
Kunstharz und wird durch einen ringförmigen elastischen Träger 61 abgestützt, der an seinen
inneren und äußeren Umfangsflächen mit der äußeren Umfangsfläche der oszillierenden
Platte 59 bzw. der inneren Umfangsfläche der mittleren Öffnung 57 verbunden ist, und zwar
im Laufe des Vorgangs der Vulkanisierung eines Gummimaterials, um den elastischen Träger
61 herzustellen. Somit ist die oszillierende Platte 59 über das Stützteil 39 durch den elasti
schen Träger 61 abgestützt, so daß die oszillierende Platte 59 durch den elastischen Träger 61
in ihrer Ausgangs- oder neutralen Stellung gehalten wird, in der der elastische Träger 61 im
wesentlichen keine innere Verformung aufweist, und so, daß die elastische Verformung des
elastischen Trägers 61 der oszillierenden Platte 59 ermöglicht, in der vertikalen Richtung
verlagert und oszilliert zu werden.
Weiterhin ist die Öffnung des mittleren Lochs 57 des Stützteils 39 durch die oszillierende
Platte 59 und den elastischen Träger 61 fluiddicht abgeschlossen. Die oszillierende Platte 59
und der elastische Träger 61 wirken mit dem Abtrennteil 45 zusammen, um die fluiddicht
umschlossene Luftkammer 63 zu bilden. In dem Abtrennteil 45 ist ein Verbindungsdurchgang
65 ausgebildet, der in der axialen Richtung durch das Abtrennteil 45 hindurchgeht, was eine
Verbindung zwischen der Luftkammer 63 und der volumenregulierenden Luftkammer 53
durch den Verbindungsdurchgang 65 ermöglicht. Somit wirken die Luftkammer 63 und die
regulierende Luftkammer 53 miteinander zusammen, um eine Arbeitsluftkammer 66 zu bil
den.
Das zweite Befestigungsteil 15 weist einen ersten Luftdurchgang 67 und einen zweiten Luft
durchgang 71 auf, die beide so ausgebildet sind, daß sie sich in der radialen Richtung erstrec
ken. Der erste Luftdurchgang 67 mündet mit einem seiner beiden Endabschnitte in die innere
Umfangsfläche des Verbindungsdurchgangs 65 und mit dem anderen Endabschnitt in die äu
ßere Umfangsfläche des Bodenteils 37, an dem ein Anschluß 69 einteilig ausgebildet ist, der
sich radial von der äußeren Umfangsfläche des Bodenteils 37 nach außen erstreckt. Das be
deutet, daß eine periodische Veränderung des Luftdrucks, der von der Atmosphäre und von
der Unterdruckquelle 19 aufgebracht wird, durch den ersten Luftdurchgang 67 an die Ar
beitsluftkammer 66 angelegt werden kann, die durch das Zusammenwirkenden der oszillie
renden Luftkammer 63 und der volumenregulierenden Luftkammer 53 gebildet wird.
Andererseits mündet der zweite Luftdurchgang 71 an einem seiner gegenüberliegenden En
dabschnitte in die Schaltluftkammer 51 und an dem anderen Endabschnitt in die äußere Um
fangsfläche des Bodenteils 37, an dem ein Anschluß 73 einteilig ausgebildet ist, der sich radi
al von der äußeren Umfangsfläche des Bodenteils 37 nach außen erstreckt. Das bedeutet, daß
ein Unterdruck der Unterdruckquelle 19 durch den zweiten. Luftdurchgang 71 an die Schalt
luftkammer 51 angelegt werden kann.
Der Anschlußring 41 ist ein ringförmiges zylindrisches Teil, das eine relativ große Dicke
aufweist und aus einem metallischen Material besteht. Der Anschlußring 41 ist auf den äuße
ren Randbereich der oberen Stirnfläche des Stützteils 39 des zweiten Befestigungsteils 15
aufgesetzt und damit verschraubt.
Die in dieser Weise aufgebauten erster und zweiten Befestigungsteile 13, 15 sind um einen
geeigneten Abstand in einer vertikalen Richtung voneinander beabstandet, so daß die äußere
Umfangsfläche des unteren Teils 23 des ersten Befestigungsteils 13 und die innere Umfangs
fläche des Anschlußrings 41 des zweiten Befestigungsteils 15 einander in der Richtung ge
genüberstehen, die in Bezug auf die vertikale Richtung um eine geeignete Gradzahl geneigt
ist, so daß einander gegenüberstehende konisch zulaufende Flächen gebildet werden. Der ela
stische Körper 17 ist zwischen den ersten und zweiten Befestigungsteilen 13, 15 angeordnet,
in diese beiden Teile elastisch miteinander zu verbinden.
Der elastische Körper 16 ist ein relativ dickwandiges hohles kegelstumpfförmiges Teil, das
einen oberen offenen Endabschnitt mit einem relativ kleinen Durchmesser und einen unteren
offenen Endabschnitt mit einem relativ großen Durchmesser aufweist. Beim Vulkanisierungs
vorgang eines Gummimaterials zum Herstellen des elastischen Körpers 17 wird der obere
offene Endabschnitt des elastischen Körpers 17 an seiner inneren Umfangsfläche mit der ko
nisch zulaufenden äußeren Umfangsfläche des unteren Teils 23 verbunden, während der obere
offene Endabschnitt des elastischen Körpers 17 an seiner äußeren Umfangsfläche mit der ko
nisch zulaufenden inneren Umfangsfläche des Anschlußrings 41 verbunden wird. Auf diese
Weise wird eine elastisch verbundene Zwischenbaugruppe gebildet, die aus dem ersten und
zweiten Befestigungsteil 13, 15 und dem elastischen Körper 17 besteht. Um eine unregelmä
ßige Verformung des elastischen Körpers 17 und ein Ausbeulen zu verhindern, ist ein starrer
Stützring 75 in einem in Axialrichtung mittleren Bereich des elastischen Körpers 17 praktisch
vollständig eingebettet.
Wenn die ersten und zweiten Befestigungsteile 13, 15 durch den elastischen Körper 17 ela
stisch miteinander verbunden sind, sind die in Axialrichtung oberen und unteren offenen End
abschnitte des elastischen Körpers 17 fluiddicht durch das erste bzw. zweite Befestigungsteil
13, 15 abgeschlossen. Das bedeutet, daß die ersten und zweiten Befestigungsteile 13, 15 mit
dem elastischen Körper 17 zusammenwirken, um eine druckaufnehmende Kammer 77 als
eine Fluidkammer zu bilden, die teilweise durch den elastischen Körper 17 und die oszillie
rende Platte 59 gebildet wird und mit dem inkompressiblen, vorstehend beschriebenen Fluid
gefüllt ist, ebenso wie die Gleichgewichtskammer 29. Die druckaufnehmende Kammer 70
steht mit der Gleichgewichtskammer 29 durch den Öffnungsdurchgang 35 in Verbindung.
Beim Aufbringen einer Schwingungsbelastung zwischen dem ersten und zweiten Befesti
gungsteil 13, 15 verändert sich der Druck des Fluids in der druckaufnehmenden Kammer 77
aufgrund der elastischen Verformung des elastischen Körpers. Andererseits wird eine Verän
derung des Fluiddrucks in der Gleichgewichtskammer 29 im wesentlichen durch eine elasti
sche Verformung oder Verlagerung der flexiblen Membran 27 aufgenommen, was eine Ver
änderung des Volumens der Gleichgewichtskammer 29 zur Folge hat. Demgemäß tritt ein
Unterschied zwischen dem Fluiddruck in den beiden Fluidkammern 29, 77 auf, wodurch das
Fluid zwangsläufig zwischen den beiden Kammern 29, 77 durch den Öffnungsdurchgang 35
strömt. Wie in diesem Bereich der Technik bekannt ist, werden aufgebrachte Schwingungen
wie bspw. Stöße wirksam auf der Grundlage der Resonanz des durch den Öffnungsdurchgang
35 strömenden Fluids gedämpft. Die Schaffung der Gleichgewichtskammer ermöglicht die
Strömung des Fluids zwischen der druckaufnehmenden Kammer 77 und der Gleichgewichts
kammer 29 bei einer elastischen Verformung des elastischen Körpers 17 aufgrund des Ge
wichts der Antriebseinheit, wodurch eine unerwünschte Druckveränderung der druckaufneh
menden Kammer eliminiert wird und eine wesentliche Veränderung der Federeigenschaften
der Befestigung 11 aufgrund der Druckveränderung der druckaufnehmenden Kammer 77 ver
hindert wird.
Die wie beschrieben aufgebaute Motorbefestigung 11 ist in das Kraftfahrzeug eingebaut und
mit dem Luftleitungssystem 79 verbunden, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Insbesondere ist das
Luftleitungssystem 79 mit den Anschlüssen 69 und 73 verbunden, die an dem Bodenteil 37
des zweiten Befestigungsteils 14 angeordnet sind, um die oszillierende Luftkammer 63 und
die Schaltluftkammer 51 mit den vorbestimmten Luftdruckquellen zu verbinden. In der vor
liegenden Ausführungsform werden beispielsweise die Unterdruckquelle 19 des Luftein
gangssystems der Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeuges und die Atmosphäre genutzt,
um zwei Arten von Luftdruckquellen mit unterschiedlichen Werten des Luftdrucks bereitzu
stellen. Insbesondere ist die in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Verbrennungs
kraftmaschine vom sogenannten "Direkteinspritzungs"-Typ, der zwei Arten von Betriebswei
sen besitzt, von denen eine die sogenannte "stöchimetrische" Betriebsart ist, bei der die Ver
brennung durch Verwendung einer Brennstoff-Luft-Mischung erfolgt, und die andere eine
sogenannte "Direkteinspritzungs"-Betriebsart ist, bei der die Verbrennung unter Verwendung
der komprimierten Luft erfolgt, in die der Brennstoff direkt eingespritzt wird. Bei einem
Kraftfahrzeug, das eine solche Verbrennungskraftmaschine verwendet, ist der Wert des Unter
drucks in der Vakuumquelle 19 und die Amplitude der zu dämpfenden Schwingung während
der "stöchimetrischen" Betriebsart unterschiedlich von den Werten während der "Direktein
spritzungs"-Betriebsart bzw. Fahrweise.
Das Luftleitungssystem 79 beinhaltet eine erste Luftleitung 80, durch die die oszillierende
Luftkammer 61 mit der Vakuumquelle 19 verbunden ist, und ein zweite Luftleitung 82, die
von der ersten Luftleitung 80 abgezweigt ist und durch die die Schaltluftkammer 51 direkt mit
der Vakuumquelle 19 verbunden ist. Die erste Luftleitung 80 ist mit einem ersten Schaltventil
81 versehen, das zwischen der oszillierenden Luftkammer 63 und der Vakuumquelle 19 ange
ordnet ist, so daß die oszillierende Luftkammer 63 abwechselnd mit der Vakuumquelle 19
und der Atmosphäre verbunden und davon getrennt ist. Das erste Schaltventil 81 kann ein
solenoidbetätigtes Schaltventil mit einem elektromagnetischen Betätigungsglied 83 sein, das
eine Schalttätigkeit des ersten Schaltventils 81 mit einer hohen Geschwindigkeit entsprechend
einem elektrischen Steuersignal ermöglicht, das durch einen Anschlußdraht 85 angelegt wird.
Das elektrische Steuersignal weist einen hohen Korrelationsgrad mit der Frequenz und der
Phase der zu dämpfenden Schwingung auf und kann vorzugsweise ein Signal sein, das durch
einen Zündimpulssensor oder die anderen Sensoren zum Erfassen der zu dämpfenden
Schwingung erzeugt wird.
Als nächstes sei auf Fig. 2 Bezug genommen, in der die anderen Betriebsarten der Motorbefe
stigung 11 erläutert sind, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in der "stöchimetrischen"
Fahrweise befindet, in der der absolute Wert des Unterdrucks der Unterdruckquelle 19 relativ
groß ist. Der relativ große Unterdruck wird an die Gummiplatte 47 angelegt, so daß die
Gummiplatte 47 gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 55 in Richtung auf die Bodenfläche
der mittleren Öffnung 38 des Bodenteils 43 angezogen bzw. zurückgezogen und mit einer
gewissen Kraft darauf angelegt wird. In diesem Zustand ist die volumenregulierende Luft
kammer 53 mit der oszillierenden Luftkammer 63 verbunden, so daß die Arbeitsluftkammer
66 so geformt ist, daß sie ihr maximales Volumen aufweist.
Wenn sich die Verbrennungskraftmaschine andererseits in der Direkteinspritzungs-Betriebsart
befindet, ist der absolute Wert des Unterdrucks der Vakuumquelle 19 relativ gering (in der
Nähe des Atmosphärendrucks). Es kann sein, daß die Gummiplatte 47 durch den darauf an
gelegten Unterdruck nicht angezogen bzw. zurückgezogen ist, so daß sie durch die Vorspann
kraft der Spiralfeder 55 in ihrer Ausgangsstellung gehalten wird, nämlich so, daß sie mit einer
gewissen Kraft gegen die untere Stirnfläche des Abtrennungsteils 45 durch die Spiralfeder 45
angedrückt oder angelegt wird, wie in Fig. 1 dargestellt. In dem Betriebszustand nach Fig. 1 ist
die Öffnung am unteren Endabschnitt des Verbindungsdurchlasses 65 durch die Gummiplatte
47 fluiddicht verschlossen, so daß die Arbeitsluftkammer 66 im wesentlichen nur aus der os
zillierenden Luftkammer 63 besteht und ihr minimales Volumen annimmt.
Bei der Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die entsprechend der vorliegenden Ausführungs
form aufgebaut ist, kann das Volumen der Arbeitsluftkammer 66 durch das Volumen der vo
lumenregulierenden Luftkammer 53 automatisch vergrößert und verkleinert werden, in Ab
hängigkeit von der gewählten Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine, da die volumenre
gulierende Luftkammer 53 automatisch mit der oszillierenden Luftkammer 63 verbunden und
davon getrennt wird, durch die automatische Verlagerung der Gummiplatte 47 aufgrund der
Druckveränderung des Unterdrucks, der an der Gummiplatte 47 anliegt, mit anderen Worten
aufgrund der Druckveränderung in der Unterdruckquelle 19 in Abhängigkeit von der gewähl
ten Betriebsart bzw. Fahrweise der Verbrennungskraftmaschine.
Sowohl im Fall der stöchiometrischen als auch im Fall der Direkteinspritzungs-Betriebsart der
Verbrennungskraftmaschine, wie vorstehend erläutert, wird eine periodische Veränderung des
Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer 66 erzeugt, die im wesentlichen aus der Schaltluftkam
mer 53 und der oszillierenden Kammer 63 in der stöchiometrischen Betriebsweise besteht,
während sie lediglich aus der oszillierenden Luftkammer 63 in der Direkteinspritzungs-
Betriebsart besteht. Die periodische Veränderung wird durch die Schalttätigkeit des ersten
Schaltventils 81 erzeugt, so daß abwechselnd ein Unterdruck und ein atmosphärischer Druck
an die Arbeitsluftkammer 66 angelegt wird. Die oszillierende Platte 59, die teilweise die
druckaufnehmende Kammer 77 bildet, wird durch die periodische Veränderung des Luft
drucks in der Arbeitsluftkammer 66 oszilliert, so daß sie in der vertikalen Richtung der Fig. 1
zum Inneren der druckaufnehmenden Kammer 77 und davon weg verlagert wird, so daß der
Druck des Fluids in der druckaufnehmenden Kammer 77 periodisch verändert wird, entspre
chend der Größe der Verlagerung der oszillierenden Platte 59. Demgemäß wird der Druck des
Fluids in der druckaufnehmenden Kammer 77 periodisch verändert, so daß eine oszillierende
Kraft zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsteil 13, 15 erzeugt und übertragen wird,
die die zu dämpfende Schwingung aktiv dämpft, indem die Schwingung mit der oszillieren
den Kraft eliminiert wird, oder so, daß die Größe der Veränderung des Fluiddrucks in der
druckaufnehmenden Kammer 77 reduziert wird, wodurch die Federhärte der Motorbefesti
gung 11 aktiv reduziert wird, was dazu führt, daß eine ausreichend große schwingungsisolie
rende Wirkung auftritt. Es ist zweckmäßig, daß die Motorbefestigung 11 so ausgelegt ist, daß
die aktiven schwingungsdämpfenden Wirkungen wie vorstehend beschrieben im Hinblick auf
die Schwingung auftreten, deren Frequenzbereich wesentlich höher ist als der Frequenzbe
reich, auf den der Öffnungsdurchlaß 35 eingestellt ist. Diese Anordnung ermöglicht, daß die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung 11 der vorliegenden Erfindung eine gewünschte schwin
gungsdämpfende Wirkung zeigt, ohne daß die Strömung des Fluids, das durch den Öffnungs
durchgang 35 strömt, negativ beeinflußt wird.
Die Spiralfeder 55 kann so angeordnet sein, daß sie auf die Gummiplatte 47 eine vorbe
stimmte Vorspannkraft aufbringt, die kleiner ist als die Saugkraft des Unterdrucks der Vaku
umquelle 19 während der stöchiometrischen Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine, und
die größer ist als die Saugkraft des Unterdrucks der Vakuumquelle 19 während der Direktein
spritzungs-Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine. In diesem Zusammenhang kann die
Vorspannkraft der Spiralfeder 55 und der Wert des Unterdrucks der Unterdruckquelle 19 so
bestimmt werden, daß die elastischen Eigenschaften der Gummiplatte 47 berücksichtigt wer
den, so daß gewährleistet ist, daß die Gummiplatte 47 zwangsweise bzw. mit einer gewissen
Kraft gegen die Unterseite des Abtrennungsteils 45 angelegt wird, wenn sich die Verbren
nungskraftmaschine in der Direkteinspritzungs-Betriebsart befindet, und zwangsweise bzw.
mit einer gewissen Kraft gegen die Unterseite der mittleren Öffnung 38 des Bodenteils 37
angelegt wird, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in der stöchiometrischen Betriebsart
befindet, unabhängig von der periodischen Veränderung der Luftdrucks in der Arbeitsluft
kammer 66, die durch die Schalttätigkeit des ersten Schaltventils 81 erzeugt wird.
In der entsprechend der vorliegenden Ausführungsform aufgebauten Motorbefestigung 11
wird der Unterdruck, der an der Schaltluftkammer 51 anliegt, in Abhängigkeit von der ge
wählten Betriebsart der Verbrennungskraftmaschine automatisch verändert, was die vorste
hend erwähnte automatische volumetrische Veränderung der Arbeitsluftkammer 66 entspre
chend der gewählten Betriebsart des Motors zur Folge hat. Das bedeutet, daß die Größe der
oszillierenden Kraft, die zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsteil 13, 15 erzeugt
wird, automatisch verändert wird, in Abhängigkeit von der gewählten Betriebsart der Ver
brennungskraftmaschine, aufgrund der Veränderung des Volumens der Arbeitsluftkammer 66
und der Veränderung des Wertes des Unterdrucks der Vakuumquelle 19.
In der Direkteinspritzungs-Betriebsart, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Arbeitsluftkam
mer 66 so angeordnet, daß sie ihr minimales Volumen besitzt, das im wesentlichen dem der
oszillierenden Luftkammer 63 entspricht. Diese Anordnung ermöglicht eine effiziente Über
tragung oder Anlegung des atmosphärischen und des Unterdrucks an die Arbeitsluftkammer
66, wenn die Arbeitsluftkammer 66 abwechselnd mit der Atmosphäre und der Unterdruck
quelle verbunden wird, durch die Schalttätigkeit des ersten Schaltventils 81, was die periodi
sche Veränderung des Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer 66 erzeugt, deren Amplitude re
lativ groß ist aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Unterdruck und dem Atmosphä
rendruck. Diese periodische Veränderung des Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer wird wir
kungsvoll zu der oszillierenden Platte 59 weitergeleitet, so daß die oszillierende Kraft erzeugt
wird, deren Amplitude demgemäß relativ groß ist. Andererseits ist die Arbeitsluftkammer in
der stöchiometrischen Betriebsweise, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, so angeordnet, daß sie
ihr maximales Volumen besitzt, das im wesentlichen dem der oszillierenden Luftkammer 63
und der volumenregulierenden Luftkammer 53 entspricht. Diese Anordnung kann die Effizi
enz der Übertragung des atmosphärischen und des Unterdrucks an die Arbeitsluftkammer 66
vermindern, wenn die Arbeitsluftkammer 66 abwechselnd mit der Atmosphäre und der Vaku
umquelle 19 verbunden wird. Das bedeutet, daß die Größe bzw. Amplitude der periodischen
Veränderung des Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer kleiner gemacht wird als die tatsächli
che Druckdifferenz zwischen diesen beiden Luftdrücken, was zu einer Verminderung der Ef
fizienz der Übertragung des atmosphärischen und des Unterdrucks an die oszillierende Platte
59 führt.
Es ist bekannt, daß der absolute Wert des Unterdrucks der Unterdruckquelle 19 vergrößert
wird, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in der stöchiometrischen Betriebsweise be
findet, während die zu dämpfende Schwingung, die erzeugt wird, relativ klein ist. In diesem
Zustand wird das Volumen der Arbeitsluftkammer durch die nach unten gerichtete Verlage
rung der Gummiplatte 47 maximal gemacht, da der an der Gummiplatte 47 anliegende Unter
druck größer ist als die Vorspannkraft der Spiralfeder 55, wodurch eine unerwünschte Auf
bringung der oszillierenden Kraft, deren Amplitude unnötig groß ist, vermieden wird. Wenn
sich die Verbrennungskraftmaschine andererseits in der Direkteinspritzungs-Betriebsart be
findet, wird der absolute Wert des Unterdrucks der Vakuumquelle 19 vermindert (in der Nähe
des Atmosphärendrucks), während die zu dämpfende Schwingung, die erzeugt wird, relativ
groß ist. In diesem Zustand wird das Volumen der Arbeitsluftkammer durch die nach oben
gerichtete Verlagerung der Gummiplatte 47 minimal gemacht, da der an der Gummiplatte 47
anliegende Unterdruck kleiner ist als die Vorspannkraft der Spiralfeder 55. Aufgrund des ver
ringerten Volumens der Arbeitsluftkammer 66 wird die periodische Veränderung des Luft
drucks in der Arbeitsluftkammer 66 effizient an die oszillierende Platte 59 weitergeleitet, so
daß durch die Oszillation der oszillierenden Platte 59 eine wirkungsvoll vergrößerte oszillie
rende Kraft erzeugt wird. Daher ist die wie vorstehend beschrieben aufgebaute Motorbefesti
gung 11 in der Lage, eine gewünschte schwingungsdämpfende Wirkung in Abhängigkeit vom
Zustand des Motors oder dem Fahr- bzw. Betriebszustand des Fahrzeugs bereitzustellen.
Die Motorbefestigung 11 wurde in Betrieb genommen und die während der stöchiometrischen
und Direkteinspritzungs-Betriebsarten tatsächlich erzeugten oszillierenden Kräfte wurden im
Hinblick auf die Oszillationsfrequenz der oszillierenden Platte 59 gemessen. Die Messung ist
in der graphischen Darstellung nach Fig. 3 angegeben, in der "Hoher Unterdruck" die Mes
sung in der stöchiometrischen Betriebsart angibt, während "Niedriger Unterdruck" die Mes
sung der Direkteinspritzungs-Betriebsart angibt. Die graphische Darstellung nach Fig. 3 zeigt,
daß die Motorbefestigung 11 nach der vorliegenden Ausführungsform in der Lage ist, die
oszillierende Kraft während der stöchiometrischen Betriebsart auf das gewünschte Niveau zu
reduzieren, wobei der Unterdruck der Vakuumquelle 19 relativ groß ist. Die Motorbefesti
gung 11 wurde auch betrieben, während der zweite Luftdurchlaß 71 geschlossen war, um eine
aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung herkömmlicher Bauart zu bilden, in der das Vo
lumen der Arbeitsluftkammer 66 konstant ist. Die tatsächlichen Schwingungsdämpfungswir
kungen während der stöchiometrischen und der Direkteinspritzung-Betriebsart wurden im
Hinblick auf die Oszillationsfrequenz der oszillierenden Platte 59 gemessen. Die Messungen
sind ebenfalls in der graphischen Darstellung nach Fig. 3 angegeben. Wie sich aus der Mes
sung der aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung herkömmlicher Bauart ergibt, ist die
Motorbefestigung 11 der vorliegenden Ausführungsform in der Lage, eine gewünschte
schwingungsdämpfende Wirkung in Abhängigkeit von den gewählten Betriebsarten der Ver
brennungskraftmaschine bereitzustellen, mit anderen Worten, in Abhängigkeit vom absoluten
Wert des Unterdrucks der Unterdruckquelle 19, während sich die schwingungsdämpfende
Wirkung der herkömmlichen Dämpfungsvorrichtung verschlechtern kann, wenn der absolute
Wert des Unterdrucks der Unterdruckquelle 19 relativ groß ist.
Bei der Motorbefestigung 11, die nach der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut ist, ist
die volumenregulierende Luftkammer innerhalb der Motorbefestigung 11 untergebracht, was
zu einer einfachen Handhabung der Befestigung führt. Außerdem ist die erforderliche Länge
des Verbindungsdurchgangs 65 für eine Fluidverbindung zwischen der oszillierenden Luft
kammer 63 und der volumenregulierenden Luftkammer 53 relativ klein, so daß die Arbeits
luftkammer 66 eine im wesentlichen einheitliche Struktur besitzt.
In der Motorbefestigung 11 nach der vorliegenden Ausführungsform sind die Betriebsstellun
gen der Gummiplatte 47, mit anderen Worten die Positionen am unteren Ende bzw. am obe
ren Ende der vertikalen Verlagerung der Gummiplatte 47, durch die untere Stirnfläche des
Bodenteils 37 und die Unterseite der mittleren Öffnung 38 des Bodenteils 37 genau festgelegt,
wodurch eine stabile Erzeugung einer gewünschten Oszillationskraft der Motorbefestigung 11
gewährleistet ist. Außerdem wird das Volumen der Arbeitsluftkammer 66 in einfacher und
stabiler Weise durch das Volumen vermindert, das dem der volumenregulierenden Luftkam
mer 53 entspricht, indem lediglich die untere endseitige Öffnung des Verbindungsdurchlasses
65 mit der Gummiplatte 47 verschlossen wird, so daß das Volumen der Arbeitsluftkammer 66
wirksam und stabil minimiert wird.
In der Motorbefestigung 11 gemäß der vorliegender Ausführungsform sind die oszillierende
Luftkammer 63 und die volumenregulierende Luftkammer 53 unabhängig voneinander aus
gebildet und werden durch den Verbindungsdurchgang 65 in Verbindung miteinander gehal
ten. Die Motorbefestigung 11 nach der vorliegenden Ausführungsform kann so modifiziert
werden, daß die oszillierende Luftkammer 63 und die volumenregulierende Luftkammer 53
so ausgebildet sind, daß sie innerhalb einer einzigen Kammer enthalten sind. In diesem Fall
ist das Abtrennteil 45 mit einer Anzahl von durch dieses hindurch ausgebildeten Verbin
dungsdurchgängen versehen, wobei jeder Durchgang eine relativ große Querschnittsfläche
aufweist und innerhalb der Arbeitsluftkammer 66 angeordnet ist, so daß die obere Endstellung
der Verlagerung der Gummiplatte 47 in geeigneter Weise durch einen anstoßenden Kontakt
der Gummiplatte 47 mit der unteren Stirnfläche des Abtrennteils 45 definiert ist. Diese An
ordnung gewährleistet eine präzise Positionierung der Gummiplatte 47, wenn das Volumen
der Arbeitsluftkammer 66 reduziert wird.
Obwohl bei der Motorbefestigung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die volumenre
gulierende Luftkammer 53 darin ausgebildet bzw. enthalten ist, ist es möglich, die volumen
regulierende Luftkammer 53 unabhängig und getrennt von der Motorbefestigung auszubilden.
Ein Beispiel dieser Bauart der Motorbefestigung ist in Fig. 4 als zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert. In der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 4 werden die
gleichen Bezugszeichen verwendet, wie sie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 und 2
verwendet worden sind, um Teile zu bezeichnen, die gleich oder ähnlich sind wie die der er
sten Ausführungsform. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung erfolgt keine nochmalige
Beschreibung von Teilen.
Die Motorbefestigung 87 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
beinhaltet eine Befestigungseinheit 88, die die ersten und zweiten Befestigungsteile 13, 15
umfaßt, welche elastisch mit dem dazwischen angeordneten elastischen Körper 17 sowie mit
einer Luftkammereinheit 95 verbunden sind. Bei der vorliegenden Motorbefestigung 87 ist
die oszillierende Luftkammer 63 innerhalb des zweiten Befestigungsteils 15 ausgebildet, wäh
rend die volumenregulierende Luftkammer 53 so ausgebildet ist, daß sie unabhängig von der
Befestigungseinheit 88 ist. Mehr im einzelnen beschrieben, ist eine Luftkammereinheit 95 in
Form eines hohlen zylindrischen Gehäuses aus Metall unabhängig ausgebildet, um darin die
volumenregulierende Luftkammer 53 zu bilden. Die Luftkammereinheit 95 umfaßt ein be
cherförmiges Gehäuseteil 89 und eine plattenförmige Verschlußplatte 91, die auf die obere
Stirnfläche des Gehäuseteils 89 aufgelegt ist, um die Öffnung des Gehäuseteils 89 zu ver
schließen, so daß ein Innenraum 93 innerhalb des Gehäuses 95 gebildet wird. Die Gummi
platte 47 ist elastisch verformbar in dem Innenraum 93 aufgenommen, so daß die Gummi
platte 47 an dem Flanschabschnitt 49 durch das Gehäuseteil 89 und die Verschlußplatte 91
und dazwischen erfaßt ist. Der Innenraum 93 der Luftkammereinheit 95 wird durch die
Gummiplatte 47 in zwei Abschnitte auf gegenüberliegenden Seiten der Gummiplatte 47 un
terteilt. Die Gummiplatte 47 wirkt mit dem Gehäuseteil 89 zusammen, um die volumenregu
lierende Luftkammer 53 zu bilden, während sie mit der Verschlußplatte 91 zusammenwirkt,
um die Schaltluftkammer 53 zu bilden. Die volumenregulierende Luftkammer 53 ist an das
Luftleitungssystem 79 über die abgezweigte Luftleitung 97 angeschlossen, die an einem Ab
schnitt zwischen dem Schaltventil 81 und der Arbeitsluftkammer 63 ausgebildet ist. Auf diese
Weise liegt der Unterdruck der Unterdruckquelle 19 sowohl an der Schaltluftkammer 53 als
auch an der oszillierenden Luftkammer 63 an. Die Schaltluftkammer 53 steht unmittelbar mit
der Vakuumquelle 19 über einen Anschluß 99 in Verbindung, der an der Oberseite der Ver
schlußplatte 91 ausgebildet ist und in diese mündet, und durch eine Bypass-Luftleitung 100,
deren gegenüberliegende Enden mit dem Anschluß 99 und einem Abschnitt des Luftleitungs
systems 79 zwischen der Unterdruckquelle 19 und dem Schaltventil 81 verbunden sind. In der
Schaltluftkammer 53 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Begrenzungsplatte
101 aufgenommen, durch die die Gummiplatte 47 zwangsweise bzw. mit einer gewissen Kraft
auf die Bodenfläche des Gehäuseteils 89 aufgelegt wird. Die Begrenzungsplatte 101 ist ein
plattenartiges Teil, das eine geringe Dicke aufweist und aus einem harten Material wie bspw.
Metall besteht. Die Anordnung der Begrenzungsplatte 101 vergrößert die Stabilität des Form
verhaltens der Gummiplatte 47, so daß eine verbesserte Betriebsstabilität und Dauerhaftigkeit
der Motorbefestigung 87 gewährleistet ist.
Die Motorbefestigung 87, die entsprechend der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut ist,
ist in der Lage, eine höhere schwingungsdämpfende Wirkung als bei der ersten Ausführungs
form bereitzustellen. Weiterhin ist bei der Motorbefestigung 87 die volumenregulierende
Luftkammer 53 in der Luftkammereinheit 95 ausgebildet, die unabhängig von der Befesti
gungseinheit 88 ist, was zu einer Verkleinerung der Abmessung der Befestigungseinheit 88
führt, was schließlich zu einem größeren Freiheitsgrad bei der Bestimmung einer Einbauposi
tion der volumenregulierenden Luftkammereinheit 95 führt. In diesem Zusammenhang kann
das Luftleitungssystem 79 in geeigneter Weise so angeordnet sein, daß die Positionsbezie
hung zwischen der Befestigungseinheit 88 und der Luftkammereinheit 95 berücksichtigt wird.
Diese Anordnung ermöglicht einen größeren Freiheitsgrad bei der Bestimmung der Einbaupo
sition der Motorbefestigung 87 und macht es möglich, die Motorbefestigung 87 unter günsti
ger Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes einzubauen.
In der ersten und zweiten, vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Er
findung wird das Volumen der Arbeitsluftkammer 66 entsprechend der Größe bzw. Amplitu
de der Schwingung des schwingenden Teils reguliert, d. h. der Antriebseinheit, durch Verwen
dung der Schaltluftkammer 51, die als ein Betätigungsglied vom pneumatischen Typ wirkt
und durch den daran angelegten Unterdruck der Unterdruckquelle 19 betätigt ist. Der Mecha
nismus zum Regulieren des Volumens der Arbeitsluftkammer 66 kann anders angeordnet
sein. Beispielsweise ist ein Beispiel dieser Bauart der Motorbefestigung in Fig. 5 als dritte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In der dritten Ausführungsform ge
mäß Fig. 5 sind die gleichen Bezugszeichen wie bei der zweiten Ausführungsform nach Fig. 4
verwendet, um Elemente zu bezeichnen, die gleich oder ähnlich wie die der zweiten Ausfüh
rungsform sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist die Motorbefestigung 102 dargestellt, die entsprechend der
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Bei der Motorbefestigung
102 ist eine rohrförmige Struktur 105 mit einem Abschnitt des Luftleitungssystems 79 zwi
schen dem ersten Schaltventil 81 und der oszillierenden Luftkammer 63 angeschlossen. Diese
rohrförmige Struktur 105 weist eine geeignete Länge auf und ist mit einer Zweigleitung 97
über ein zweites Schaltventil 103 verbunden. Die rohrförmige Struktur 105 ist an ihrem von
der Zweigleitung 97 entfernten Endabschnitt mittels eines Verschlußteils 107 gasdicht ver
schlossen. Wenn sich das zweite Schaltventil 103 in seiner offenen Stellung befindet, stehen
der abgezweigte Durchgang 97 und die rohrförmige Struktur 105 miteinander in Verbindung
und wirken miteinander zusammen, um die volumenregulierende Luftkammer 53 in Form
eines von dem Luftleitungssystem 79 abgezweigten und eine geeignete Länge L aufweisenden
Dämpfers zu bilden.
Die volumenregulierende Luftkammer 53, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird
mit der oszillierenden Luftkammer 63 durch das zweite Schaltventil 103 und das Lüftlei
tungssystem 79 durch eine Schaltbetätigung des zweiten Schaltventils 103 verbunden oder
davon getrennt, so daß das Volumen der Arbeitsluftkammer 66 durch die Größe des Volu
mens der volumenregulierenden Luftkammer 53 vergrößert oder verkleinert wird. In der vor
liegenden Ausführungsform wird das zweite Schaltventil 103 durch ein elektrisches Steuersi
gnal betätigt, das einem Signal entspricht, das einen Betriebszustand der Verbrennungskraft
maschine angibt. Daher ist die Motorbefestigung 102 nach der vorliegenden Ausführungs
form in der Lage, eine hohe schwingungsdämpfende Wirkung bereitzustellen, wie dies bei der
zweiten Ausführungsform der Fall ist.
Die volumenregulierende Luftkammer 53 in Form des Dämpfers ist dahingehend wirksam,
die Luftdruckschwankung zu reduzieren, deren Frequenz der Länge L entspricht, basierend
auf der Resonanz. Daher wird die Länge L in Abhängigkeit von der zu dämpfenden Schwin
gung bestimmt, welches insbesondere höhere harmonische Anteile der Oszillationsfrequenz
der oszillierenden Platte 59 sind. Mit dem Dämpfer, dessen Länge in der gewünschten Weise
eingestellt ist, ist die Motorbefestigung 102 nach der vorliegenden Ausführungsform in der
Lage, eine große schwingungsdämpfende Wirkung mit großer Genauigkeit bereitzustellen.
Das Volumen der volumenregulierenden Luftkammer 53, mit anderen Worten, die Größe der
Veränderung des Volumens der Arbeitsluftkammer 66, kann passend eingestellt werden, in
dem die Querschnittsfläche der rohrförmigen Struktur 105 eingestellt wird.
Obwohl das Volumen der Arbeitsluftkammer 66 in den vorstehend beschriebenen Ausfüh
rungsformen zwischen zwei Alternativen umgeschaltet wird, d. h. zwischen dem maximalen
und minimalen Volumen, kann die Arbeitsluftkammer so angeordnet sein, daß drei oder mehr
Alternativen von unterschiedlichen Volumengrößen vorhanden sind.
Als nächstes sei auf Fig. 6 und 7 Bezug genommen, in denen pneumatisch betriebene aktive
Schwingungsdämpfungsvorrichtungen dargestellt sind, die entsprechend den vierten und
fünften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, wobei die Motorbe
festigungseinheit 87 mit der der zweiten Ausführungsform nach Fig. 4 identisch ist.
In der vorliegenden vierten Ausführungsform nach Fig. 6 beinhaltet eine Volumenregula
toreinheit 109 zylindrischer Bauart einen Antriebsmechanismus 113, beispielsweise einen
Elektromotor und ein elektromagnetisches Betätigungsglied, und ein becherförmiges Gehäu
seteil 117. Der Antriebsmechanismus 113 ist auf das Gehäuseteil 117 aufgesetzt, so daß die
Öffnung des Gehäuseteils 117 dadurch geschlossen wird und dazwischen ein Innenraum 118
gebildet wird. Der Innenraum 118 nimmt eine scheibenförmige Kolbenplatte 115 und einen
dünnen ringförmigen elastischen Träger 119 auf. Die Kolbenplatte 115 ist mit der äußeren
Welle des Antriebsmechanismus 113 verbunden, so daß die Kolbenplatte 115 in der vertika
len Richtung von Fig. 6 hin- und herbewegbar ist. Der elastische Träger 119 ist an seinen in
neren und äußeren Umfangsflächen mit der äußeren Umfangsfläche der Kolbenplatte 115
bzw. der inneren Umfangsfläche des Gehäuseteils 117 verbunden, und zwar bei dem Vulkani
sierungsvorgang eines Gummimaterials, bei dem der elastische Träger 119 hergestellt wird.
Daher ist die Öffnung des Gehäuseteils 117 durch die Kolbenplatte 115 und den elastischen
Träger 119 fluiddicht verschlossen, wodurch die luftdruckregulierende Kammer 53 gebildet
wird, die mit dem abgezweigten Durchgang 97 durch einen Anschluß 124 verbunden ist, der
an der Bodenfläche des Gehäuseteils 117 ausgebildet ist. In einer wie vorstehend beschrieben
aufgebauten Volumenregulatoreinheit 109 ist die Kolbenplatte 115 in der axialen Richtung
verlagerbar, d. h. in der vertikalen Richtung von Fig. 6, durch die Betätigung des Antriebsme
chanismus 113, wodurch in wirksamer und einfacher Weise die luftdruckregulierende Kam
mer 113 bereitgestellt wird, deren Volumen kontinuierlich veränderbar ist.
In der vorliegenden fünften Ausführungsform gemäß Fig. 7 beinhaltet eine Volumenregula
toreinheit 111 des zylindrischen Typs ein becherförmiges Gehäuseteil 123, auf das der An
triebsmechanismus 113 aufgesetzt ist, wobei ein Kolben 121 durch die Innenfläche des Ge
häuseteils 123 verschieblich aufgenommen ist. Der Kolben 121 weist einen Dichtungsring
122 auf, der an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 121 angeordnet ist, so daß die Öff
nung des Gehäuseteils 123 fluiddicht durch den Kolben 121 verschlossen ist, wodurch die
luftdruckregulierende Kammer 53 bereitgestellt wird, die durch die Innenfläche des Gehäu
seteils 123 und eine der gegenüberliegenden Flächen des Kolbens 121, die von dem Betäti
gungsglied 113 entfernt liegt, festgelegt wird. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ermöglicht die
Volumenregulatoreinheit 111 nach der vorliegenden Ausführungsform eine stabilere und prä
zise Regulierung des Volumens der volumenregulierenden Luftkammer 53, d. h. des Volu
mens der Arbeitsluftkammer 66, und zwar über einen größeren Bereich im Vergleich mit der
volumenregulierenden Einheit 109 nach der vierten Ausführungsform.
Es sei darauf verwiesen, daß die Volumenregulatoreinheiten 109, 111, wie sie in Fig. 6 und 7
dargestellt sind, auch durch das elektrische Steuersignal betätigt werden können, dessen
Komponenten denen der zu dämpfenden Schwingung entsprechen, so daß die volumenregu
lierende Luftkammer 53 sich in Abhängigkeit von dem Zustand der zu dämpfenden Schwin
gung verändert. Somit sind die Schwingungsdämpfungsvorrichtungen, die entsprechend der
vierten und fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, in der Lage,
große schwingungsdämpfende Wirkungen bereitzustellen, wie dies bei der zweiten Ausfüh
rungsform der Erfindung der Fall ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen im einzelnen
und mit bestimmten Besonderheiten beschrieben worden ist, ist die Erfindung selbstverständ
lich nicht auf die Einzelheiten der erläuterten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise
kann die Arbeitsluftkammer 66 als eine einzelne Luftkammer aufgebaut sein, die innerhalb
der Motorbefestigung ausgebildet ist, und kann die Volumenregulatoreinheit 109, 111 vom
Kolbentyp aufnehmen, wie sie in Fig. 6 und 7 dargestellt ist, so daß das Volumen der Luft
kammer kontinuierlich oder zwischen alternativen Werten unterschiedlicher Volumina davon
verändert werden kann.
In den dargestellten Ausführungsformen wird die oszillierende Kraft durch Verwendung des
Druckunterschiedes zwischen dem Atmosphären- bzw. Umgebungsdruck und dem Unter
druck erzeugt, der an jedem Motorfahrzeug zur Verfügung steht, welches eine Verbrennungs
kraftmaschine besitzt, d. h. dem Unterdruck im Lufteingangssystem des Motors. Die vorlie
gende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und kann so
realisiert werden, daß beliebige andere zwei oder mehr Druckquellen verwendet werden, de
ren Druckwerte sich voneinander unterscheiden. Beispielsweise kann die Kombination von
Atmosphärendruck und einem Überdruck, der höher ist als der des Atmosphärendrucks, ver
wendet werden.
In den Schwingungsdämpfungsvorrichtungen, die entsprechend der zweiten, dritten, vierten
und fünften Ausführungsform aufgebaut sind, wie in Fig. 4 bis 7 erläutert, ist die volumenre
gulierende Luftkammer 53 an das Luftleitungssystem 79 an einem Abschnitt zwischen dem
ersten Schaltventil 81 und der oszillierenden Luftkammer 63 angeschlossen, so daß die luft
druckregulierende Kammer 53 wirkungsvoll ein gewünschtes Druckregulierungsvermögen
bereitstellen kann. In Bezug auf die Volumenregulatoreinheiten 109, 111 nach Fig. 6 und 7 ist
es möglich, diese Volumenregulatoreinheiten 109, 111 an das Luftleitungssystem 79 an einem
Abschnitt zwischen dem ersten Schaltventil 81 und der Unterdruckquelle 19 anzuschließen.
Während jede der dargestellten Motorbefestigungen nach der vorliegenden Erfindung die
druckaufnehmende Kammer 77 umfaßt, die teilweise durch den elastischen Körper 17 und die
oszillierende Platte 59 gebildet wird, kann die Motorbefestigung nach der Erfindung ferner
eine Hilfsfluidkammer umfassen, die von der druckaufnehmenden Kammer 77 durch ein Un
terteilungselement abgeteilt ist, das durch das zweite Befestigungsteil 14 gehalten ist, und
teilweise durch die oszillierende Platte 59 gebildet wird. Die Hilfsfluidkammer wird durch
den Fluiddurchgang in Fluidverbindung mit der druckaufnehmenden Kammer 77 gehalten, so
daß die periodische Druckveränderung, die in der Hilfsfluidkammer aufgrund der Oszillation
der oszillierenden Platte 59 erzeugt wird, durch den Strom des durch den Fluiddurchgang hin
durchgehenden Fluids an die druckaufnehmende Kammer übertragen wird. In diesem Fall
kann die Menge des Stroms des Fluids durch den Fluiddurchgang durch die Oszillation der
oszillierenden Platte 59 auf der Grundlage der Resonanz des durch den Fluiddurchgang strö
menden Fluids wirksam vergrößert werden. Eine so aufgebaute Motorbefestigung ist in der
Lage, eine oszillierende Kraft bereitzustellen, die eine größere Amplitude aufweist, und den
Druck des Fluids in der druckaufnehmenden Kammer zu reduzieren.
Es sei darauf verwiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise eine mit ei
nem inkompressiblen Fluid gefüllte Fluidkammer erfordert. Beispielsweise kann die Motorbe
festigung nach der vorliegenden Erfindung so aufgebaut sein, daß die periodische Verände
rung des Luftdrucks der Arbeitsluftkammer direkt zwischen dem ersten und zweiten Befesti
gungsteil 13, 15 aufgebracht wird, um die oszillierende Kraft dazwischen zu erzeugen.
In den dargestellten Ausführungsformen ist die vorliegende Erfindung auf einen Typ einer
Motorbefestigung angewendet, bei der die ersten und zweiten Befestigungsteile 13, 15 einan
der gegenüberliegend mit einem zweckmäßigen Abstand in einer Richtung angeordnet sind,
z. B. in einer vertikalen Richtung. Die vorliegende Erfindung kann auf andere Typen von
Motorbefestigungen angewendet werden, beispielsweise auf eine Motorbefestigung für ein
Motorfahrzeug mit vorn angeordnetem Motor und Vorderradantrieb, die ein inneres Hülsen
teil und ein äußeres Hülsenteil aufweist, die radial außerhalb der mittleren Welle angeordnet
sind und die durch einen dazwischen angeordneten elastischen Körper elastisch miteinander
verbunden sind.
Während die vorliegende Erfindung in den dargestellten Ausführungsformen auf eine Motor
befestigung für ein Motorfahrzeug angewendet ist, sind die Grundlagen der vorliegenden Er
findung auch auf andere Bauarten von aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtungen für
Fahrzeuge anwendbar, wie beispielsweise für Fahrzeuggrundkörper- bzw. Karosseriebefesti
gungen bzw. -aufhängungen und Differentialgetriebebefestigungen, sowie auf aktive
Schwingungsdämpfungsvorrichtungen, wie sie in zahlreichen Anlagen oder Systemen außer
halb von Motorfahrzeugen verwendet werden.
Die in der vorangehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offen
barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen
für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich
sein.
Claims (19)
1. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung (11, 87, 102), die zwi
schen zwei Teilen eines Schwingungssystem angeordnet ist, um die beiden Teile in einer
schwingungsdämpfenden Weise zu verbinden, wobei die Schwingungsdämpfungsvor
richtung umfaßt:
ein erstes und ein zweites Befestigungsteil (13, 15), die einen gegenseitigen Abstand auf weisen und an den beiden Teilen des Schwingungssystems befestigbar sind;
einen elastischen Körper (17), der das erste und zweite Befestigungsteil elastisch verbin det;
eine Arbeitsluftkammer (53, 63), die dazu bestimmt ist, eine oszillierende Kraft zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsteil aufzubringen, auf der Grundlage einer peri odischen Veränderung eines Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer; und
einen Volumenregler (51, 95, 103, 105, 109, 111), der dazu bestimmt ist, das Volumen der Arbeitsluftkammer zu regeln.
ein erstes und ein zweites Befestigungsteil (13, 15), die einen gegenseitigen Abstand auf weisen und an den beiden Teilen des Schwingungssystems befestigbar sind;
einen elastischen Körper (17), der das erste und zweite Befestigungsteil elastisch verbin det;
eine Arbeitsluftkammer (53, 63), die dazu bestimmt ist, eine oszillierende Kraft zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungsteil aufzubringen, auf der Grundlage einer peri odischen Veränderung eines Luftdrucks in der Arbeitsluftkammer; und
einen Volumenregler (51, 95, 103, 105, 109, 111), der dazu bestimmt ist, das Volumen der Arbeitsluftkammer zu regeln.
2. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Arbeitsluftkammer mit einer externen Luftdruckquelle (19)
verbunden ist, deren Druck sich ändert, wobei der Volumenregler so betätigt wird, daß das
Volumen der Arbeitsluftkammer vergrößert wird, wenn ein absoluter Druck der externen
Luftdruckquelle höher ist als ein vorbestimmter Wert; und das Volumen der Arbeitsluft
kammer verkleinert wird, wenn der absolute Druck der externen Luftdruckquelle niedriger
ist als der vorbestimmte Wert.
3. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß die Arbeitsluftkammer mit einer Unterdruckquelle (19) einer
Verbrennungskraftmaschine vom Direkteinspritzungstyp verbunden ist, die zwei Be
triebsarten aufweist, eine stöchiometrische Betriebsart und eine Direkteinspritzungs-
Betriebsart, wobei der Volumenregler so betätigt wird, daß das Volumen der Arbeitsluft
kammer vergrößert wird, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in der stöchiometri
schen Betriebsart befindet, und das Volumen der Arbeitsluftkammer verkleinert wird,
wenn sich die Verbrennungskraftmaschine in der Direkteinspritzungs-Betriebsart befindet.
4. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein erstes Schaltventil (81), das mit der Arbeitsluft
kammer verbunden ist und die Arbeitsluftkammer abwechselnd mit zumindest zwei exter
nen Luftdruckquellen verbindet, die Drücke aufweisen, die unterschiedlich voneinander
sind, so daß dadurch die periodische Veränderung des Luftdrucks in der Arbeitsluftkam
mer bewirkt wird, wobei eine der beiden externen Luftdruckquellen die Atmosphäre ist.
5. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenregler ein Betätigungsglied (51, 95,
103, 105, 109, 111) aufweist, das auf der Grundlage eines in dieses eingegebenen An
triebssignals betätigt wird, so daß das Volumen der Arbeitsluftkammer verändert wird.
6. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied auf der Grundlage des An
triebssignals betätigt wird, das aus dem Luftdruck in der Arbeitsluftkammer besteht, um
das Volumen der Luftkammer entsprechend dem Luftdruck in der Arbeitsluftkammer zu
verändern.
7. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssignal einer zu dämpfenden
Schwingung entspricht, wobei der Volumenregler auf der Grundlage des Antriebssignals
betätigt wird, so daß sich das Volumen der Arbeitsluftkammer verändert, damit es sich
mit dem Antriebssignal synchronisiert.
8. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied umfaßt: eine bewegbare
Platte (47), die teilweise auf einer von ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen die
Arbeitsluftkammer bildet und verlagert wird, um das Volumen der Arbeitsluftkammer zu
verändern; eine Vorspanneinrichtung (55), die dazu bestimmt ist, die bewegbare Platte in
Richtung auf eine von ihren gegenüberliegenden Seiten vorzuspannen; und eine An
triebsluftkammer (51), die teilweise durch die andere Seite der bewegbaren Platte, die sich
entfernt von der Arbeitsluftkammer befindet, gebildet wird, und die mit einer externen
Druckluftquelle (19) verbunden ist, um einen Luftdruck auf die bewegbare Platte aufzu
bringen, um die bewegbare Platte in Richtung auf deren andere Seite zu verlagern.
9. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied einen elektrisch betätigten,
hin- und herbewegbaren Kolben (115, 121) aufweist.
10. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsluftkammer umfaßt: eine oszillieren
de Luftkammer (63), die dazu bestimmt ist, die oszillierende Kraft zwischen dem ersten
und dem zweiten Befestigungsteil aufzubringen; und eine volumenregulierende Luftkam
mer (53), deren Volumen variabel ist, wobei die oszillierende Luftkammer und die volu
menregulierende Luftkammer durch einen Verbindungsdurchgang (65, 67, 97) miteinan
der in Verbindung stehen.
11. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein zweites Schaltventil (47, 55, 103), das die volu
menregulierende Luftkammer mit der oszillierenden Luftkammer verbindet und davon
trennt, so daß das Volumen der Arbeitsluftkammer geregelt wird.
12. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprü
che 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die volumenregulierende Luftkammer mit ei
nem Abschnitt des Luftleitungssystems verbunden ist.
13. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 12, da
durch gekennzeichnet, daß die volumenregulierende Luftkammer mit einem Abschnitt des
Luftleitungssystems zwischen der Arbeitsluftkammer und dem ersten Schaltventil ver
bunden ist.
14. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 10, da
durch gekennzeichnet, daß eine druckschwankungsreduzierende Einrichtung (105) in ei
nem Abschnitt des Luftleitungssystems angeordnet ist, um höhere harmonische Anteile
der periodischen Änderung des Luftdrucks zu reduzieren.
15. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 14, da
durch gekennzeichnet, daß die druckschwankungsreduzierende Einrichtung aus einem
Dämpfer (105) besteht.
16. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, ge
kennzeichnet durch eine Fluidkammer (77), die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt
ist und teilweise durch den elastischen Körper gebildet wird, wobei ein bewegbares Teil
(9) teilweise die Fluidkammer auf einer von deren gegenüberliegenden Seiten bildet und
die Arbeitsluftkammer auf der anderen Seite, die von der Fluidkammer beabstandet ist,
wobei das bewegbare Teil durch die periodische Veränderung des Luftdrucks in der Ar
beitsluftkammer oszilliert wird, um eine Druckänderung des Fluids in der Fluidkammer
herbeizuführen, um die oszillierende Kraft zwischen dem ersten und zweiten Befesti
gungsteil zu erzeugen.
17. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 16, ge
kennzeichnet durch eine Gleichgewichtskammer (29), die teilweise durch eine flexible
Membran (27) gebildet wird und mit dem inkompressiblen Fluid gefüllt ist, mit einem ei
ne Öffnung festlegenden Teil (33) zum Bilden eines Öffnungsdurchlasses (35) zur Fluid
verbindung zwischen der Gleichgewichtskammer und der Fluidkammer.
18. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 16, da
durch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil ein elastisches Teil (61) aufweist, das eine
elastische Kraft zum Zurückstellen des bewegbaren Teils in dessen Ausgangsstellung er
zeugt.
19. Pneumatisch betätigte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 16, ge
kennzeichnet durch eine Hilfsfluidkammer, die von der Fluidkammer durch ein Abtrenn
teil abgeteilt ist, das von dem zweiten Befestigungsteil getragen ist und teilweise durch
das bewegbare Teil gebildet wird, wobei die Hilfsfluidkammer in Fluidverbindung mit der
Fluidkammer durch einen Fluiddurchlaß gehalten ist, der durch das Abtrennteil hindurch
ausgebildet ist, wobei das bewegbare Teil durch die periodische Veränderung des Luft
drucks in der Arbeitsluftkammer oszilliert wird, um eine Druckveränderung des Fluids in
der Hilfsfluidkammer herbeizuführen, und wobei die Druckveränderung der Hilfsfluid
kammer durch einen durch den Fluiddurchgang strömenden Strom des Fluids an die
druckaufnehmende Kammer übertragen wird.
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