DE10027816A1 - Pneumatisch betriebene aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit einer Druckreguliervorrichtung - Google Patents
Pneumatisch betriebene aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit einer DruckreguliervorrichtungInfo
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Abstract
Eine pneumatisch betätigte aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung (10, 52) ist offenbart und weist folgendes auf: ein erstes und zweites Montageelement (12, 14), die miteinander elastisch verbunden sind durch einen dazwischengesetzten elastischen Körper (16), eine Betriebsluftkammer (50), die geeignet ist zum Aufbringen einer oszillierenden Kraft zwischen dem ersten und zweiten Montageelement auf der Grundlage einer periodischen Änderung eines Luftdrucks in der Betriebsluftkammer; ein Luftleitungssystem (52), das mit der Betriebsluftkammer verbunden ist und mit der Betriebsluftkammer zusammenwirkt, um einen Unterdruckaufbringungsbereich (50, 52) zu definieren; ein Schaltventil (72), das mit dem Luftleitungssystem (52) verbunden ist und betreibbar ist zum Verbinden der Luftkammer abwechselnd mit einer Unterdruckquelle oder einer Atmosphäre, um dadurch die periodische Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer zu verursachen; und zumindest ein Druckregulierventil (84), das mit dem Unterdruckaufbringungsbereich verbunden ist und optional betreibbar ist zum Einführen der Atmosphäre in den Unterdruckaufbringungsbereich, wenn die Höhe des Unterdrucks in dem Unterdruckaufbringungsbereich höher ist als eine vorgegebene Unterdruckhöhe, um dadurch eine Höhe des Unterdrucks einzustellen, der auf die Betriebsluftkammer aufgebracht wird.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf
eine aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die zwischen zwei
Elemente eines Vibrationssystems zwischengesetzt ist für die
Verbindung dieser zwei Elemente oder Montage eines dieser
Elemente an dem anderen Element auf eine vibrationsdämpfende
Weise, um eine Vibration zu dämpfen oder deren Übertragung von
einem der zwei Elemente auf das andere zu reduzieren.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine
pneumatisch betriebene aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung,
die eine Luftkammer umfasst, die zwischen zwei Elementen
ausgebildet ist, um eine oszillierende Kraft zwischen den zwei
Elementen aufzubringen auf der Grundlage einer periodischen
Änderung des Luftdrucks in der Luftkammer.
Eine aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung ist bekannt als
eine Art einer Vibrationsdämpfungsvorrichtung, wie
beispielsweise eine Vibrationsdämpfungskopplung (Buchse) oder
Aufhängung, die zwischengesetzt ist zwischen zwei Elemente
eines Vibrationssystems, um diese beiden Elemente flexibel zu
verbinden oder eines dieser Elemente an dem anderen Element auf
eine vibrationsdämpfende Weise zu montieren. Eine derartige
aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung, wie sie in dem Dokument
JP-A-60-8540 (Offenlegungsschrift der Japanischen ungeprüften
Patentanmeldung), dem Dokument JP-A-61-2939
(Offenlegungsschrift der Japanischen ungeprüften
Patentanmeldung) und dem Dokument JP-U-61-191543
(Offenlegungsschrift der ungeprüften Japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung) beispielsweise offenbart ist, umfasst
folgendes: ein erstes und ein zweites Montageelement, die
voneinander beabstandet sind; einen elastischen Körper, der das
erste und zweite Montageelement elastisch verbindet; und eine
Erzeugungsvorrichtung für eine oszillierende Kraft, die
geeignet ist, um eine oszillierende Kraft zwischen den zwei
Montageelementen zu erzeugen und aufzubringen, wodurch
Vibrationsdämpfungseigenschaften der
Vibrationsdämpfungsvorrichtung eingestellt werden. Die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung ist betreibbar zum Erzeugen der
oszillierenden Kraft in Übereinstimmung mit der zu dämpfenden
Vibration und Aufbringen der oszillierenden Kraft auf das
Vibrationselement, dessen Vibration zu dämpfen ist, so dass die
aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung in der Lage ist, die zu
dämpfende Vibration zu beseitigen oder zu reduzieren durch
Aufheben der eingeleiteten Vibration durch die oszillierende
Kraft, oder in der Lage ist, ihre Federeigenschaften aktiv
einzustellen gemäß der eingeleiteten Vibration, um auf wirksame
Weise ihre Federkonstante mit niedriger Dynamik zu haben. Bei
der somit aufgebauten aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtung
wird davon ausgegangen, dass sie als eine Motoraufhängung oder
eine Karosserieaufhängung für ein Kraftfahrzeug angewandt wird.
Es ist auch eine aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung
einer anderen Art vorgeschlagen, wobei eine Luftkammer
ausgebildet ist zwischen einem ersten und einem zweiten
Montageelement und abwechselnd verbunden ist mit einer
Unterdruckquelle oder einer Atmosphäre durch einen
Schaltvorgang eines Schaltventils, wodurch die oszillierende
Kraft verursacht wird auf der Grundlage einer periodischen
Änderung des Luftdrucks in der Luftkammer mit einer Frequenz in
Übereinstimmung mit der Frequenz, mit der das Schaltventil
abwechselnd in die zwei Betriebspositionen gebracht wird,
nämlich eine "Unterdruckposition" für die Verbindung der
Luftkammer mit einer Unterdruckquelle und eine
"Atmosphärenposition" für die Verbindung der Luftkammer mit der
Atmosphäre. Diese pneumatisch betätigte Art der aktiven
Vibrationsdämpfungsvorrichtung erfordert kein schweres und
kompliziertes Element, wie beispielsweise ein
elektromagnetisches Stellglied, das darin einzubauen ist, was
zu einer Reduktion der Anzahl der erforderlichen Komponenten,
der Größe, dem Gewicht und dem erforderlichen Betrag des
elektrischen Energieverbrauchs der Vorrichtung führt.
Bei der pneumatisch betätigten Art der wie vorstehend
beschrieben aufgebauten aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtung
ist es wichtig und wünschenswert, das Schaltventil und den
Unterdruck in der Luftkammer so zu steuern, dass nicht nur die
Frequenz und Phase sondern auch die Amplitude der
oszillierenden Kraft mit jener der Vibration, die zu dämpfen
ist, übereinstimmt, wodurch die aktive Dämpfungswirkung
bezüglich der Vibration des vibrierenden Elements des
Vibrationssystems Verbessert wird.
Um den vorstehend angemerkten Bedarf zu erfüllen, wurde
vorgeschlagen, (a) die Frequenz, Phase und Amplitude der zu
dämpfenden Vibration zu erfassen unter Verwendung eines
geeigneten Sensors wie beispielsweise eines
Beschleunigungsmessgeräts oder eines Beschleunigungssensors
oder jene Frequenz, Phase und Amplitude gemäß von vorgegebenen
Datenkennfeldern zu schätzen, (b) die Frequenz und Phase des
Schaltvorgangs des Schaltventils so zu steuern, dass die
Frequenz und Phase der oszillierenden Kraft mit jener der zu
dämpfenden Vibration übereinstimmt, und (c) den Unterdruck in
der Luftkammer so zu steuern, dass die Amplitude der
oszillierenden Kraft mit der der zu dämpfenden Vibration
übereinstimmt.
Wenn die pneumatisch betätigte
Vibrationsdämpfungsvorrichtung verwendet wird für ein
Kraftfahrzeug und das Luftansaugsystem des Motors des Fahrzeugs
als die Unterdruckquelle verwendet wird, ist es schwierig, den
Unterdruck in dem Luftansaugsystem als eine Unterdruckquelle zu
regulieren und deshalb ist es schwierig, die Oszillationskraft
zu erhalten, deren Amplitude mit der der zu dämpfenden
Vibration übereinstimmt. Die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung schafft keine ausreichende
aktive Vibrationsdämpfungswirkung, wenn die Amplitude der
oszillierenden Kraft nicht genau mit der der Vibration des
Objekts übereinstimmt.
Um die neueren Erfordernisse von Kraftfahrzeugen zu
erfüllen, wie beispielsweise ein verbesserter spezifischer
Kraftstoffverbrauch und die Reinigung der Abgase, wurde eine
verbesserte Brennkraftmaschine vorgeschlagen, deren
Verbrennungsbetriebsart wählbar ist von einer stöchiometrischen
Verbrennungsbetriebsart, wobei ein Luftkraftstoffgemisch in
eine Brennkammer eingeführt wird zum Durchführen einer
Verbrennung, und einer geschichteten
Ladungsverbrennungsbetriebsart, wobei Kraftstoff direkt in die
Brennkammer eingespritzt wird bei einem späten Stadium eines
Luftkompressionshubs. Bei dem stöchiometrischen
Verbrennungsbetrieb dieser Art des Motors ist es
wahrscheinlich, dass der Motor eine Vibration erzeugt, deren
Amplitude relativ groß ist, während der Unterdruck in dem
Luftansaugsystem des Motors als eine Unterdruckquelle
vermindert ist (nahe dem Atmosphärendruck). Bei dem
geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors ist es
andererseits wahrscheinlich, dass der Motor eine Vibration
erzeugt, deren Amplitude relativ klein ist, während der
Unterdruck in dem Luftansaugsystem erhöht ist. Diese
Eigenschaften der vorgeschlagenen Brennkraftmaschine
verursachen eine Schwierigkeit bei der Abstimmung der
Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die in dem Fahrzeug mit der
vorstehend angedeuteten verbesserten Brennkraftmaschine
eingebaut ist.
Beispielsweise leidet die Vibrationsdämpfungsvorrichtung,
die so abgestimmt ist, um eine gewünschte Dämpfungswirkung zu
haben bezüglich der Vibration, die bei dem stöchiometrischen
Verbrennungsbetrieb des Motors erzeugt wird, an der Unfähigkeit
des Erfüllens einer ausreichenden Dämpfungswirkung, das heißt
Erzeugen einer ausreichenden oszillierenden Kraft bezüglich der
Vibration, die bei dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb
des Motors erzeugt wird. Andererseits neigt die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die so abgestimmt ist, dass sie
eine gewünschte Dämpfungswirkung hat bezüglich der Vibration,
die bei dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors
erzeugt wird, dazu, die übermäßig große oszillierende Kraft zu
erzeugen bezüglich der Vibration, die bei dem stöchiometrischen
Verbrennungsbetrieb des Motors erzeugt wird, wodurch
möglicherweise die Vibration in dem vibrierenden Element des
Vibrationssystems verschlechtert wird.
Deshalb besteht die Aufgabe dieser Erfindung in der
Schaffung einer pneumatisch betätigten aktiven
Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die neu und einfach in ihrer
Struktur ist und in der Lage ist, eine hervorragende und
stabile Vibrationsdämpfungswirkung zu haben ungeachtet einer
Druckänderung einer Unterdruckquelle, mit der eine
Betriebsluftkammer der Vorrichtung verbunden ist.
Die vorstehende Aufgabe kann gemäß dem Grundsatz der
vorliegenden Erfindung gelöst werden, die eine pneumatisch
betätigte aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung schafft, die
zwischengesetzt ist zwischen zwei Elemente eines
Vibrationssystems zum Verbinden der beiden Elemente auf eine
vibrationsdämpfende Weise, wobei die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung folgendes aufweist: (a) ein
erstes und ein zweites Montageelement, die voneinander
beabstandet sind und anbringbar sind an die zwei Elemente des
Vibrationssystems jeweils; (b) einen elastischen Körper, der
das erste und zweite Montageelement elastisch verbindet; (c)
eine Betriebsluftkammer, die geeignet ist zum Aufbringen einer
oszillierenden Kraft zwischen dem ersten und zweiten
Montageelement auf der Grundlage einer periodischen Änderung
eines Luftdrucks in der Betriebsluftkammer; (d) ein
Luftleitungssystem, das verbunden ist mit der
Betriebsluftkammer und das zusammenwirkt mit der
Betriebsluftkammer zum Definieren eines
Unterdruckaufbringungsbereichs; (e) ein Schaltventil, das
verbunden ist mit dem Luftleitungssystem und das betreibbar ist
zum Verbinden der Luftkammer abwechselnd mit einer
Unterdruckquelle und einer Atmosphäre, um dadurch die
periodische Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer
zu verursachen; und (f) zumindest ein Druckregulierventil, das
verbunden ist mit dem Unterdruckaufbringungsbereich und das
betreibbar ist zum Einführen der Atmosphäre in den
Unterdruckaufbringungsbereich hinein, wenn eine Höhe des
Unterdrucks in dem Unterdruckaufbringungsbereich höher ist als
eine vorgegebene Höhe des Unterdrucks, um dadurch die Höhe des
Unterdrucks einzustellen, der auf die Betriebsluftkammer
aufgebracht wird.
Bei der pneumatisch betätigten aktiven
Vibrationsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die
gemäß der vorstehenden Art der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist, wird das Druckregulierventil betätigt, wenn die Höhe des
Unterdrucks, der aufgebracht wird von der Unterdruckquelle auf
die Betriebsluftkammer, höher als die vorgegebene
Unterdruckhöhe ist, so dass die Atmosphäre in den mit
Unterdruck beaufschlagten Bereich eingeführt wird. Bei diesem
Zustand wird der übermäßige Unterdruck durch das Einführen der
Atmosphäre durch das Druckregulierventil freigegeben, so dass
ein Durchschnittswert des Luftdrucks in dem mit Unterdruck
beaufschlagten Bereich näher an den Atmosphärendruck gebracht
wird, das heißt die Höhe des Unterdrucks in dem mit Unterdruck
beaufschlagten Bereich wird niedriger gemacht. Bei dieser
Anordnung wird eine maximale Höhe des Unterdrucks (ein
maximaler Absolutwert des Unterdrucks) des mit Unterdruck
beaufschlagten Bereichs wirksam eingestellt, um im wesentlichen
gleich oder niedriger als die vorgegebene Unterdruckhöhe zu
sein (ein vorgegebener Absolutwert des Unterdrucks), wodurch
verhindert wird, dass eine übermäßig große Unterdruckkraft auf
die Betriebsluftkammer aufgebracht wird. Insbesondere kann die
Höhe des auf die Betriebsluftkammer aufgebrachten Unterdrucks
gehalten werden ungefähr bei der vorgegebenen Unterdruckhöhe
durch geeignetes Einstellen der vorgegebenen Unterdruckhöhe
unter Berücksichtigung eines Fluktuationsbereichs des
Unterdrucks in der Unterdruckquelle.
Die Vibrationsdämpfungsvorrichtung dieser Art (die
nachfolgend als eine erste Art bezeichnet wird) der Erfindung
ist in der Lage, einen Betrag einer Variation einer Amplitude
der periodischen Änderung des Luftdrucks in der
Betriebsluftkammer zu steuern oder zu reduzieren, das heißt
einen Betrag der Änderung der Druckdifferenz zwischen dem
Unterdruck und der Atmosphäre, die auf die Betriebsluftkammer
aufgebracht wird ungeachtet einer Druckänderung in der
Unterdruckquelle. Somit ist die Vibrationsdämpfungsvorrichtung
der vorliegenden Art der Erfindung in der Lage, eine
beträchtliche Variation der oszillierenden Kraft zu verhindern
und demgemäss eine gewünschte Dämpfungswirkung mit hoher
Stabilität auszuüben. Insbesondere ermöglicht das Vorsehen des
Druckregulierventils die Beseitigung eines Bedarfs für eine
spezifische Steuerung bezüglich des Drucks in der
Unterdruckquelle und die Stabilisierung der Unterdruckkraft,
die auf die Betriebsluftkammer aufgebracht wird ohne eine
derartige Steuerung.
Die vorgegebene Unterdruckhöhe, durch die der Betrieb des
Druckregulierventils gesteuert wird, kann geeignet bestimmt
sein ohne eine Begrenzung, kann aber vorzugsweise bestimmt
werden unter Berücksichtigung gewünschter
Dämpfungseigenschaften und einer oszillierenden Kraft der
Vibrationsdämpfungsvorrichtung, einer
Druckvariationseigenschaft der Unterdruckquelle und
dergleichen. Beispielsweise die vorgegebene Unterdruckhöhe, die
für den Betrieb des Druckregulierventils verwendet wird, kann
bestimmt werden auf eine unterste Höhe oder einen minimalen
Absolutwert (einen Wert, der am Nähesten bei dem
Atmosphärendruck liegt) des Unterdrucks innerhalb einer
Variation des Unterdrucks in der Unterdruckquelle. Dabei wird
die Höhe des auf die Betriebsluftkammer aufgebrachten
Unterdrucks im wesentlichen konstant eingerichtet bei ungefähr
der vorgegebenen Unterdruckhöhe, wodurch ermöglicht wird, den
Betrag der Variation des auf die Betriebsluftkammer
aufgebrachten Luftdrucks zu stabilisieren und demgemäss die
oszillierende Kraft zu stabilisieren, die durch die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit hoher Genauigkeit erzeugt
wird. Die vorgegebene Unterdruckhöhe ist nicht notwendigerweise
ein numerischer Wert, sondern kann eine vorgegebene
Unterdruckhöhe sein. Das heißt, dass das Druckregulierventil
eingestellt werden kann, um geöffnet zu werden zum Einführen
der Atmosphäre in den mit Unterdruck beaufschlagten Bereich,
wenn die Höhe des Unterdrucks in dem mit Unterdruck
beaufschlagten Bereich die vorgegebene Unterdruckhöhe
überschreitet.
Die Bauweise des in der aktiven
Vibrationsdämpfungsvorrichtung vorgesehenen Spaltventils gemäß
der vorliegenden Art der Erfindung ist nicht besonders
beschränkt. Vorzugsweise kann es ein Schaltventil sein, das
seinen Schaltvorgang ermöglicht zum abwechselnden Verbinden und
Lösen der Verbindung der Betriebsluftkammer zu und von der
Unterdruckquelle und der Atmosphäre bei einer Frequenz in
Übereinstimmung mit der Frequenz der zu dämpfenden Vibration.
Vorzugsweise wird ein Kolbenventil, ein Tellerventil, ein
Drehventil oder jede andere Ventilart verwendet, insbesondere
ein elektromagnetisch betätigtes Ventil angesichts dessen hoher
Steuerbarkeit.
Das Schaltventil kann verbunden sein mit jedem Abschnitt
des Luftleitungssystems zwischen der Betriebsluftkammer und der
Unterdruckquelle. Beispielsweise ist das Luftleitungssystem
unabhängig von einer Aufhängungseinheit einschließlich des
ersten und zweiten Montageelements und des elastischen Körpers,
der das erste und zweite Montageelement elastisch verbindet,
und das Schaltventil ist mit einem Abschnitt des
Luftleitungssystems verbunden, der fern von der
Aufhängungseinheit liegt.
Des weiteren ist die Bauweise des Druckregulierventils,
das in der aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtung der
vorliegenden Art der Erfindung vorgesehen ist, nicht besonders
beschränkt. Es kann bevorzugt werden, ein direkt angetriebenes
Druckregulierventil zu verwenden, dessen Ventilelement
vorgespannt ist durch eine Schraubenkompressionsfeder in eine
vorgegebene Richtung, um das Ventil fluiddicht zu schließen,
und geöffnet und geschlossen wird auf der Grundlage eines
Gleichgewichts zwischen einer Luftdruckkraft, die auf das
Ventilelement aufgebracht wird (die Druckdifferenz zwischen dem
Unterdruck und dem Atmosphärendruck, der darauf aufgebracht
wird) und einer Vorspannkraft der Schraubendruckfeder, und eine
Abwandlung dieses direkt angetriebenen Druckregulierventils
umfasst des weiteren eine einstellbare Schraube zum Einstellen
eines Kompressionsbetrags der Schraubendruckfeder, um die
vorgegebene Unterdruckhöhe der Schraubendruckfeder
beispielsweise einzustellen. Alternativ wird vorzugsweise ein
pilotgesteuertes Druckregulierventil verwendet, in dem eine
Pilotvorrichtung untergebracht ist und die vorgegebene
Unterdruckhöhe mit hoher Genauigkeit reguliert wird durch
Anwenden eines Sekundärdrucks der Pilotvorrichtung.
Diesbezüglich ist die Anzahl der Druckregulierventile nicht
besonders beschränkt. Das Druckregulierventil kann angeordnet
sein entweder an einem Abschnitt oder alternativ an einer
Vielzahl von Abschnitten des mit Unterdruck beaufschlagten
Bereichs.
Bei einer zweiten bevorzugten Art der vorliegenden
Erfindung gemäß der ersten Art der Erfindung ist das
Druckregulierventil verbunden mit einem Abschnitt des mit
Unterdruck beaufschlagten Bereichs zwischen dem Schaltventil
und der Betriebsluftkammer. Diese Anordnung ist wirksam zum
Verhindern oder Reduzieren eines störenden Einflusses auf die
Unterdruckquelle des Atmosphärendrucks, der über das
Druckregulierventil eingeführt wird, wodurch eine unerwünschte
Reduzierung der Höhe des Absolutdrucks des Unterdrucks in der
Unterdruckquelle vermieden wird. Demgemäss kann ein
ungewünschter Einfluss dieser Reduktion der Unterdruckhöhe der
Unterdruckquelle auf andere Ausstattungen oder Vorrichtungen
vermieden werden, die mit der Unterdruckquelle verbunden sind.
Bei einer dritten bevorzugten Art der vorliegenden
Erfindung gemäß der ersten oder zweiten Art der Erfindung
umfasst das Luftleitungssystem des weiteren einen
Atmosphäreneinführkanal, der mit dem Druckregulierventil
verbunden ist zum Einführen der Atmosphäre in den mit
Unterdruck beaufschlagten Bereich über das Druckregulierventil
und eine Atmosphärenleitung, die mit dem Schaltventil verbunden
ist zum Verbinden des unterdruckregulierenden Bereichs mit der
Atmosphäre, wobei der Atmosphäreneinführkanal verbunden ist mit
der Atmosphärenleitung, um dadurch die Atmosphäre in das
Druckregulierventil über die Atmosphärenleitung einzuführen.
Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die Höhe des
Unterdrucks in dem mit Unterdruck beaufschlagten Bereich höher
ist als die vorgegebene Unterdruckhöhe, wird das
Druckregulierventil betätigt, das heißt es wird geöffnet zum
Einführen der Atmosphäre in dem mit Unterdruck beaufschlagten
Bereich über den Atmosphäreneinführkanal. Dabei ist es
wahrscheinlich, dass der Atmosphäreneinführkanal ein Geräusch
erzeugt aufgrund der Luftströmung durch diesen hindurch mit
einer relativ hohen Geschwindigkeit. Bei dieser bevorzugten Art
ist jedoch der Atmosphäreneinführkanal mit der
Atmosphärenleitung so verbunden, dass die Atmosphäre in den mit
Unterdruck beaufschlagten Bereich auf sichere Weise durch die
Atmosphärenleitung eingeführt wird. Die Atmosphärenleitung
dient dabei als ein Schalldämpfer oder Geräuschminderer, der
eine Reduktion des Geräusches mit einer derart einfachen
Struktur gewährleistet.
Bei einer vierten bevorzugten Art der Erfindung gemäß
einer der ersten bis dritten Art der Erfindung weist die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung folgendes auf: einen
Geräuschminderer, der in dem Atmosphäreneinführkanal angeordnet
ist. Bei dieser Anordnung wird der Geräuschminderer betrieben,
um ein Geräusch zu beseitigen oder zu reduzieren, das durch die
Atmosphäre verursacht wird, die durch das Druckregulierventil
hindurchströmt beim Betrieb des Druckregulierventils, was zu
einer wirksamen Beseitigung des Problems des Geräusches führt.
Bei einer fünften bevorzugten Art der Erfindung gemäß
einer der ersten bis vierten Art der Erfindung ist das
Druckregulierventil fix in dem Schaltventil eingebaut. Eine
derartige einstückige Struktur des Druckregulier- und
Schaltventils ermöglicht einen Einbau derselben an dem
Luftleitungssystem mit einer hohen Einfachheit der Bauweise,
hoher Effizienz bei der Montage und hohen Raumausnützung.
Bei einer sechsten bevorzugten Art der Erfindung gemäß
einer der ersten bis fünften Art der Erfindung bilden das erste
und zweite Montageelement und der elastische Körper, der das
erste und zweite Montageelement elastisch verbindet, eine
Aufhängungseinheit und das Luftleitungssystem ist unabhängig
von der Aufhängungseinheit, während das Druckregulierventil fix
in der Aufhängungseinheit eingebaut ist.
Eine derartige einstückige Struktur der Aufhängungseinheit
und des Druckregulierventils ermöglicht einen Einbau derselben
an dem Luftleitungssystem mit einer hohen Einfachheit der
Bauweise, hohen Effizienz bei der Montage und hohen
Raumausnützung. Die vorliegende Art der Erfindung kann
anwendbar sein auf jede herkömmliche
Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die mit dem Schaltventil
ausgestattet ist, nur durch fixes Einbauen des
Druckregulierventils in der Dämpfungsvorrichtung ohne dem
Erfordernis einer Vergrößerung oder Komplizierung der Struktur
des Schaltventils, wie wenn das Druckregulierventil in dem
Schaltventil eingebaut ist.
Bei einer siebten bevorzugten Art der Erfindung gemäß
einer der ersten bis sechsten Art der Erfindung weist die
Unterdruckquelle einen Unterdruck auf, der in einem
Luftansaugsystem einer Brennkraftmaschine erzeugt wird, die
wahlweise eine geschichtete Ladungsverbrennungsart oder eine
stöchiometrische Verbrennungsart für ihren
Kraftstoffverbrennungsbetrieb einsetzt.
Diese Anordnung ermöglicht eine wirksame Regulierung des
Unterdrucks in dem mit Unterdruck beaufschlagten Bereich
während dem stöchiometrischen Verbrennungsbetrieb der
Brennkraftmaschine, wobei die Höhe (der Absolutwert) des
Unterdrucks in der Unterdruckquelle relativ hoch ist. Somit
ermöglicht die aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung gemäß der
momentan bevorzugten Art der Erfindung die Beseitigung oder
Verhinderung des herkömmlich erfahrenden Problems der
Verschlechterung der Vibration, die zu dämpfen ist, aufgrund
dem Aufbringen der übermäßig großen Oszillationskraft in der
Betriebsluftkammer, die verursacht wird durch den übermäßig
hohen Unterdruck, der bei dem stöchiometrischen
Verbrennungsbetrieb des Motors erzeugt wird.
Beispielsweise ermöglicht die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Art der
Erfindung eine gewünschte Dämpfungswirkung, selbst wenn die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung so abgestimmt ist, dass sie ihre
Vibrationsdämpfungswirkung ausübt bezüglich der Vibration, die
bei dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors
erzeugt wird, bei dem der Absolutwert des Unterdrucks in der
Unterdruckquelle klein eingerichtet ist, da der übermäßig hohe
Unterdruck bei dem stöchiometrischen Verbrennungsbetrieb des
Motors auf wünschenswerte Weise reguliert wird mittels des
Druckregulierventils. Somit ist die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung der momentan bevorzugten Art der
Erfindung in der Lage, ihre Dämpfungswirkung bezüglich sowohl
der Vibration, die bei der stöchiometrischen
Verbrennungsbetriebsart erzeugt wird, als auch bei der
Vibration auszuüben, die bei der geschichteten
Ladungsverbrennungsbetriebsart erzeugt wird. Es soll beachtet
werden, dass die vorgegebene Höhe des Unterdrucks, der für den
Betrieb des Druckregulierventils verwendet wird, eingerichtet
sein kann auf eine Unterdruckhöhe zumindest niedriger als die
bei dem stöchiometrischen Verbrennungsbetrieb des Motors, und
insbesondere eingerichtet ist auf eine Unterdruckhöhe, die im
wesentlichen gleich oder niedriger als die bei dem
geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors ist.
Bei einer achten bevorzugten Art der vorliegenden
Erfindung gemäß einer der ersten bis siebten Art der Erfindung
weist die vorliegende aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung des
weiteren eine Druckregulierbegrenzungseinrichtung auf, die
betreibbar ist, um einen Betrieb des Druckregulierventils wie
nötig zu begrenzen.
Bei dieser bevorzugten Art der Erfindung ist die
Druckregulierbegrenzungsvorrichtung betreibbar, um den Betrieb
des Druckregulierventils so zu hemmen, dass der Unterdruck in
der Unterdruckquelle direkt auf die Betriebsluftkammer
aufgebracht werden kann ohne reguliert oder eingestellt zu
werden durch das Druckregulierventil. Deshalb kann die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung eine relativ große
Oszillationskraft erzeugen durch Betätigen der
Druckregulierbegrenzungsvorrichtung wie nötig, um den hohen
Unterdruck in der Unterdruckquelle auf die Betriebsluftkammer
aufzubringen.
Beispielsweise ist die Vibrationsdämpfungsvorrichtung der
momentan bevorzugten Art der Erfindung vorzugsweise verwendbar
mit der vorstehend angedeuteten Brennkraftmaschine mit zwei
Verbrennungsbetriebsarten, nämlich der stöchiometrischen
Verbrennungsbetriebsart und der geschichteten
Ladungsverbrennung. Dabei wird die
Druckregulierbegrenzungsvorrichtung betätigt während des
geschichteten Ladungsverbrennungsbetriebs, um den Betrieb des
Druckregulierventils zu hemmen, während die vorgegebene
Unterdruckhöhe, die für den Betrieb des Druckregulierventils
verwendet wird, eingerichtet wird auf eine niedrigere
Unterdruckhöhe als die Höhe des Unterdrucks, der auf die
Betriebsluftkammer aufgebracht wird während des geschichteten
Ladungsverbrennungsbetriebs des Motors. Dies ermöglicht das
Aufbringen eines ausreichend hohen Unterdrucks auf die
Betriebsluftkammer während dem geschichteten
Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors, bei der der relativ
niedrigere Unterdruck in der Unterdruckquelle verfügbar ist, im
Gegensatz zu dem stöchiometrischen Verbrennungsbetrieb des
Motors, bei dem der relativ hohe Unterdruck in der
Unterdruckquelle verfügbar ist. Deshalb ist die vorliegende
Vibrationsdämpfungsvorrichtung in der Lage, eine gewünschte
Dämpfungswirkung auszuüben bezüglich der Vibration mit großer
Amplitude bei dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des.
Motors durch direktes Aufbringen des relativ niedrigen
verfügbaren Unterdrucks in der Unterdruckquelle auf die
Betriebsluftkammer ohne Regulierung mittels des
Druckregulierventils, und der Vibration mit kleiner Amplitude
bei der geschichteten Ladungsverbrennung des Motors durch
Reduzieren des relativ hohen verfügbaren Unterdrucks in der
Unterdruckquelle auf die vorgegebene Unterdruckhöhe mittels des
Druckregulierventils und Aufbringen des reduzierten Unterdrucks
auf die Betriebsluftkammer.
Bei einer neunten bevorzugten Art der vorliegenden
Erfindung gemäß einer der ersten bis achten Art der Erfindung
weist die pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung eine Fluidkammer auf, die
teilweise definiert ist durch den elastischen Körper, der
angeordnet ist zwischen dem ersten und zweiten Montageelement,
und gefüllt ist mit einem nichtkompressiblen Fluid, und ein
bewegliches Element, das teilweise die Fluidkammer an einer
ihrer entgegengesetzten Seiten definiert und die
Betriebsluftkammer an ihrer anderen Seite, die fern von der
Fluidkammer ist, wobei das bewegliche Element oszilliert wird
durch die periodische Änderung des Luftdrucks in der
Betriebsluftkammer, um eine Druckänderung des Fluids in der
Fluidkammer einzuführen zum Erzeugen der Oszillationskraft
zwischen dem ersten und zweiten Montageelement.
Bei dieser Anordnung wird eine periodische Änderung des
Luftdrucks in der Betriebsluftkammer übertragen zwischen dem
ersten und zweiten Montageelement über eine Druckänderung des
Fluids, das in die Fluidkammer eingefüllt ist. Dies ermöglicht
eine wirksame Erzeugung der Oszillationskraft, die zwischen dem
ersten und zweiten Montageelement wirkt, auf der Grundlage des
Durchflusses des Fluids innerhalb der Fluidkammer, das heißt
einer Resonanz des Fluids, die zu einer verbesserten
Vibrationsdämpfungswirkung führt.
Bei einer zehnten bevorzugten Art der vorliegenden
Erfindung gemäß der neunten Art der Erfindung umfasst die
pneumatisch betätigte aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung des
weiteren ein Teilungselement, das gestützt ist durch das zweite
Montageelement und geeignet ist, um die Fluidkammer fluiddicht
zu teilen in eine Druckaufnahmekammer, die teilweise definiert
ist durch den elastischen Körper, auf einer von
entgegengesetzten Seiten, auf die eine Vibrationslast
aufgebracht wird, und eine Betriebsfluidkammer, die teilweise
definiert ist durch das bewegliche Element auf der anderen
Seite, auf die die Oszillationskraft aufgebracht wird, und
wobei ein Blendenkanal durch das Teilungselement hindurch
ausgebildet ist und eine Fluidverbindung ermöglicht zwischen
der Druckaufnahmekammer und der Betriebsfluidkammer.
Bei dieser Anordnung wird eine periodische Druckänderung
des Fluids, das in die Betriebsfluidkammer eingefüllt ist, auf
das Fluid übertragen, das in die Druckaufnahmekammer eingefüllt
ist, auf der Grundlage des Durchflusses des Fluids, das durch
den Blendenkanal hindurchtritt, wodurch die Oszillationskraft
erzeugt wird, die zwischen dem ersten und zweiten
Montageelement wirkt. Insbesondere wird die periodische
Druckänderung des Fluids in der Betriebsfluidkammer wirksam
übertragen auf das Fluid in der Druckaufnahmekammer unter
Anwendung einer Resonanz des Fluids, das durch den Blendenkanal
hindurchfließt, was zu einer wirksamen Erzeugung einer
Oszillationskraft mit einer relativ großen Amplitude führt.
Bei einer elften bevorzugten Art der vorliegenden
Erfindung gemäß der neunten oder zehnten Art der Erfindung
umfasst die pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung des weiteren eine
Ausgleichskammer, die teilweise definiert ist durch eine
flexible Membran und gefüllt ist mit dem nichtkompressiblen
Fluid, wobei die Ausgleichskammer in Fluidverbindung gehalten
ist mit der Fluidkammer über einen Fluidkanal.
Bei dieser bevorzugten Art der aktiven
Vibrationsdämpfungsvorrichtung wird das Fluid gezwungen, durch
den Fluidkanal hindurchzufließen von der Fluidkammer zu der
Ausgleichskammer aufgrund einer Versetzung oder Verformung der
flexiblen Membran, wenn eine statische Anfangslast, wie
beispielsweise eine Last einer Krafteinheit eines
Kraftfahrzeugs, auf den elastischen Körper wirkt bei dem Einbau
der Dämpfungsvorrichtung an dem Fahrzeug. Deshalb wird ein
Anstieg des Fluiddrucks in der Fluidkammer aufgrund der
statischen Anfangslast wirksam reduziert oder beseitigt durch
die Übertragung des Fluids durch den Fluidkanal hindurch von
der Fluidkammer auf die Ausgleichskammer, was zu einer
Verleihung einer gewünschten Vibrationsdämpfungswirkung mit
hoher Stabilität führt. Außerdem kann die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung auch eine passive
Vibrationsdämpfungswirkung haben unter Anwendung der Resonanz
des Fluids, das durch den Fluidkanal hindurchfließt, der
geeignet abgestimmt ist auf ein gewünschtes Frequenzband.
Die vorstehende und optionale Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich
durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der
momentan bevorzugten Ausführungsbeispiele oder Gestalten der
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
wobei:
Fig. 1 eine Draufsicht eines axialen Querschnitts einer
pneumatisch betätigten aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtung
in der Gestalt einer Motoraufhängung eines Kraftfahrzeugs
zeigt, die aufgebaut ist gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung, zusammen mit einer für die Vorrichtung verwendeten
Unterdruckquelle;
Fig. 2 einen Verlauf zeigt, der eine gemessene
Oszillationskraft andeutet, die erzeugt wird, wenn ein
Durchmesser einer Bohrung eines Druckregulierventils variiert
wird bei der Motoraufhängungseinheit von Fig. 1 und bei der
abgewandelten Motoraufhängungseinheit von Fig. 1;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht einer
pneumatisch betätigten aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtung
in der Gestalt einer Motoraufhängung zeigt, die aufgebaut ist
gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung; und
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht eines axialen Querschnitts
einer Motoraufhängungseinheit einer pneumatisch betätigten
aktiven Vibrationsdämpfungsvorrichtung in der Gestalt einer
Motoraufhängung, die aufgebaut ist gemäß noch einem anderen
bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 1 ist die pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung dargestellt, die gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist, die eine Motoraufhängungseinheit 10 und ein
Luftleitungssystem 52 umfasst, das die Motoraufhängungseinheit
10 mit einer Unterdruckquelle 18 und der Atmosphäre verbindet.
Die Motoraufhängungseinheit 10 umfasst ein erstes
Montageelement 12 und ein zweites Montageelement 14, die aus
metallischen Materialien hergestellt sind und elastisch
verbunden sind miteinander durch einen elastischen Körper 16,
so dass das erste und zweite Montageelement 12, 14 voneinander
beabstandet sind um einen geeigneten Abstand in der vertikalen
Richtung in der Ansicht von Fig. 1. Wenn die vorliegende
Motoraufhängungseinheit 10 an dem Fahrzeug eingebaut ist, ist
das erste Montageelement 12 an der Krafteinheit des Fahrzeugs
fixiert, die einen Motor umfasst, während das zweite
Montageelement 14 an der Fahrzeugkarosserie fixiert ist, so
dass die Krafteinheit an der Fahrzeugkarosserie montiert ist
über die Motoraufhängungseinheit 10. Die Krafteinheit ist eine
Vibrationsquelle, während die Fahrzeugkarosserie ein Objekt
ist, dessen Vibration zu dämpfen ist durch die vorliegende
Vibrationsdämpfungsvorrichtung. Bei diesem Zustand ist die
Motoraufhängungseinheit 10 abwechselnd mit der Unterdruckquelle
18 oder der Atmosphäre verbunden, um eine Oszillationskraft zu
erzeugen und anzulegen zwischen dem ersten und zweiten
Montageelement 12, 14, so dass die Motoraufhängungseinheit 10
in der Lage ist, die zu dämpfende Vibration zu beseitigen oder
zu reduzieren durch Aufheben der eingeleiteten Vibration durch
die Oszillationskraft oder alternativ eine reduzierte
dynamische Federkonstante zu verleihen, wodurch eine
Vibrationsdämpfungswirkung bezüglich der Vibration der
Fahrzeugkarosserie aktiv ausgeübt wird.
Wenn die Motoraufhängungseinheit 10 an dem Fahrzeug
eingebaut ist, wirkt das Gewicht der Krafteinheit zwischen dem
ersten und zweiten Montageelement 12, 14, so dass der
elastische Körper 16 elastisch komprimiert wird in der
vertikalen Richtung in der Ansicht in Fig. 1, und das erste
und zweite Montageelement 12, 14 werden zueinander versetzt um
einen gegebenen Abstand. Bei diesem Zustand wirkt eine primäre
zu dämpfende Vibrationslast auf die Motoraufhängung 10 in der
vertikalen Richtung, in der das erste und zweite Montageelement
12, 14 einander gegenüberliegen.
Genauer beschrieben ist das erste Montageelement 12 ein im
allgemeinen scheibenförmiges metallisches Element und hat eine
Montageschraube 20, die sich aufwärts erstreckt von seinem
diametrisch zentralen Abschnitt. Das erste Montageelement 12
ist bei seiner Montageschraube 20 mit der Krafteinheit des
(nicht gezeigten) Fahrzeugs fixiert.
Andererseits ist das zweite Montageelement 14 ein im
allgemeinen zylinderförmiges metallisches Element mit einer
Schulter 22, die bei seinem axialen Zwischenabschnitt
ausgebildet ist und sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Das
zweite Montageelement 12 umfasst einen großdurchmessrigen
Abschnitt 24 und einen kleindurchmessrigen Abschnitt 26 an der
axialen oberen und unteren Seite der Schulter 22 jeweils. Das
untere offene Ende des zweiten Montageelements 14 auf der Seite
des kleindurchmessrigen Abschnitts 26 ist fluiddicht
geschlossen durch eine flexible Membran 28, die eine relativ
dünnwandige, flexible Gummischicht ist und die bei ihrem
äußeren Umfangsabschnitt an der inneren Umfangsfläche des
kleindurchmessrigen Abschnitts 26 angeklebt wird bei dem
Prozess der Vulkanisierung eines Gummimaterials zum Ausbilden
der flexiblen Membran 28.
Das zweite Montageelement 14 ist unterhalb dem ersten
Montageelement 12 angeordnet mit einem geeigneten Abstand
dazwischen in der vertikalen Richtung, so dass sich das erste
Montageelement in der Richtung erstreckt, die senkrecht zu der
Mittelachse des zweiten Montageelements 14 ist. Das erste und
zweite Montageelement 12, 14 sind elastisch miteinander
verbunden durch den dazwischen gesetzten elastischen Körper 16.
Der elastische Körper 16 hat eine im allgemeinen stumpfkonische
Form und hat eine Vertiefung 32, die bei seinem
großdurchmessrigen Endabschnitt mündet. Bei dem Prozess der
Vulkanisierung eines Gummimaterials zum Ausbilden des
elastischen Körpers 16 wird der kleindurchmessrige Endabschnitt
des elastischen Körpers 16 mit dem ersten Montageelement 12
verklebt. Eine zylindrische Zwischenhülse 30, die aus einem
metallischen Material hergestellt ist, wird mit der äußeren
Umfangsfläche des großdurchmessrigen Endabschnitts des
elastischen Körpers 16 auch bei dem Vulkanisierprozess
verklebt. Diese Zwischenhülse 30 wird in den großdurchmessrigen
Abschnitt 24 des zweiten Montageelements 14 eingepresst oder
eingesetzt. Der großdurchmessrige Abschnitt 24 des zweiten
Montageelements 14 wird einem geeigneten Ziehvorgang wie nötig
ausgesetzt, so dass der großdurchmessrige Abschnitt 24 starr an
der Zwischenhülse 30 befestigt wird, die an dem elastischen
Körper 16 verklebt ist, wodurch das erste und zweite
Montageelement 12, 14 elastisch verbunden sind durch den
elastischen Körper 16. Bei der somit aufgebauten
Motoraufhängungseinheit 10 ist das obere offene Ende des
zweiten Montageelements 14 auf der Seite des großdurchmessrigen
Abschnitts 24 fluiddicht geschlossen durch den elastischen
Körper 16.
Wenn das obere und untere offene Ende des zweiten
Montageelements 14 fluiddicht geschlossen ist durch den
elastischen Körper 16 und die Membran 28 jeweils, ist eine mit
einem nichtkompressiblen Fluid gefüllte Fluidkammer ausgebildet
innerhalb dem zweiten Montageelement 14. Das nichtkompressible
Fluid kann Wasser sein, Alkylenglycol, Polyalkylenglycol,
Siliconöl oder dergleichen. Um eine hervorragende
Vibrationsdämpfungswirkung der Motoraufhängungseinheit 10 zu
gewährleisten auf der Grundlage eines Durchflusses des
nichtkompressiblen Fluids, hat das nichtkompressible Fluid
bevorzugterweise eine Viskosität von nicht mehr als 0,1 Pa.s.
Innerhalb der Fluidkammer ist ein Teilungselement 34
derart angeordnet, dass sich das Teilungselement 34 in dem
kleindurchmessrigen Abschnitt 26 des zweiten Montageelements 14
befindet. Das Teilungselement 34 ist ein im allgemeinen
zylindrischer Block und umfasst einen auswärtigen
Flanschabschnitt 36, der radial nach außen vorsteht von seinem
axial oberen Endabschnitt. Das Teilungselement 40 ist starr
angeordnet innerhalb dem zweiten Montageelement 14, so dass die
äußere Umfangsfläche des Teilungselements 34 starr auf die
innere Umfangsfläche des kleindurchmessrigen Abschnitts 26
aufgepasst ist, während der auswärtige Flanschabschnitt 36 des
Teilungselements 34 auf die Schulter 22 platziert ist und
sandwichartig angeordnet ist durch und zwischen die
Zwischenhülse 30 und die Schulter 22. Die innere Umfangsfläche
des kleindurchmessrigen Abschnitts 26 ist im wesentlichen
vollständig bedeckt durch die Dichtungsgummischicht 38, so dass
das Teilungselement fluiddicht auf die innere Umfangsfläche des
kleindurchmessrigen Abschnitts 26 aufgepasst ist über die
dazwischen gesetzte Dichtungsgummischicht 38.
Das Teilungselement 34 teilt die Fluidkammer in zwei
Bereiche auf ihren axial entgegengesetzten Seiten, nämlich eine
Druckaufnahmekammer 56, die teilweise definiert ist durch den
elastischen Körper 16, und eine Ausgleichskammer 58, die
teilweise definiert ist durch die flexible Membran 28. Die
Druckaufnahmekammer 56 und die Ausgleichskammer 58 werden in
Fluidverbindung miteinander gehalten über einen Fluidkanal 62
(der später beschrieben wird), der durch das Teilungselement 34
hindurch ausgebildet ist, um sich in dessen axialer Richtung zu
erstrecken. Beim Aufbringen einer Vibrationslast auf die
Motoraufhängungseinheit 10 variiert der Druck des Fluids in der
Druckaufnahmekammer 56 aufgrund der elastischen Verformung des
elastischen Körpers 16, während das Volumen der
Ausgleichskammer 58 in der Lage ist, zu variieren durch
Versetzen der Membran 42, um dadurch eine Schwankung des Drucks
des Fluids in der Druckaufnahmekammer zu absorbieren.
Das Teilungselement 34 umfasst ein Bodenelement 40 in der
Gestalt eines im allgemeinen zylindrischen metallischen
Elements mit einer Zentralöffnung 41, die sich bei seiner
oberen Endseite öffnet, und einem Schließelement 42 in der
Gestalt eines scheibenförmigen metallischen Elements. Das
Schließelement 42 ist fest in die Zentralöffnung 41 des
Bodenelements 40 eingepresst, um den Ausschnitt der
Zentralöffnung 41 fluiddicht zu schließen. Somit wirken die
Zentralöffnung 41 und das Schließelement 42 zusammen, um einen
Innenraum 43 zu definieren, der innerhalb dem Bodenelement 40
fluiddicht umschlossen ist.
Innerhalb dem Innenraum 43 ist eine dünne verformbare
Gummiplatte 44 mit einer scheibenartigen Form angeordnet als
ein Oszillationselement, das sich bei einem axialen
Zwischenabschnitt des Innenraums 43 befindet und in der
Richtung erstreckt, die senkrecht zu der axialen Richtung ist.
Die Dicke der Gummiplatte 47 ist so bestimmt, um deren
ausreichende Elastizität zu haben, so dass die Gummiplatte 47
in ihrer ursprünglichen oder neutralen Position gehalten wird,
bei der die Gummiplatte 47 im wesentlichen keine innere
Spannung hat. Ein Kreisringelement 46 ist an einem äußeren
Umfangsabschnitt der Gummiplatte 47 angeklebt bei dem Prozess
der Vulkanisierung eines Gummimaterials zum Ausbilden der
Gummiplatte 47. Dieses Kreisringelement 46 ist pressgepasst auf
den axialen Zwischenabschnitt der inneren Umfangsfläche des
Bodenelements 40, so dass die Gummiplatte 47 sich in der
Richtung erstreckt, die senkrecht zu der axialen Richtung ist,
wodurch der Innenraum 43 des Teilungselements 34 fluiddicht
geteilt ist durch die Gummiplatte 47 in zwei Bereiche auf
entgegengesetzten Seiten der Gummiplatte 47. Insbesondere wirkt
die Gummiplatte 47 mit dem Schließelement 42 zusammen, um eine
Oszillationsfluidkammer 48 als eine Betriebsfluidkammer zu
definieren, die mit dem nichtkompressiblen Fluid gefüllt ist.
Die Gummiplatte 47 wirkt auch mit dem Bodenelement 40 zusammen,
um eine fluiddicht geschlossene Betriebsluftkammer 50 zu
definieren.
Die Betriebsluftkammer 50 ist mit einem Luftleitungssystem
52 verbunden, das geeignet ist für die Verbindung der
Betriebsluftkammer 50 mit der Unterdruckquelle 18 und der
Atmosphäre und das unabhängig von der Motoraufhängungseinheit
10 ist. Bei diesem Zustand wird eine periodische Änderung des
Luftdrucks auf die Betriebsluftkammer 50 aufgebracht über das
Luftleitungssystem, so dass die Gummiplatte 44 elastisch
oszilliert wird durch die periodische Änderung des Luftdrucks
in der Betriebsluftkammer 50, wodurch eine Druckänderung des
Fluids in der oszillierenden Fluidkammer 48 induziert wird.
Das Schließelement 42 des Teilungselements 34 ist bei
seinem zentralen Abschnitt mit einem Blendenkanal 60
ausgebildet, der sich durch dieses hindurch erstreckt. Der
Blendenkanal 60 dient einer Fluidverbindung zwischen der
Druckaufnahmekammer 56 und der oszillierenden Fluidkammer 48.
Wenn die Gummiplatte 44 oszilliert wird durch die periodische
Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer, wird die
periodische Änderung des Fluiddrucks in der oszillierenden
Fluidkammer 48 erzeugt. Das in die oszillierende Fluidkammer 48
eingefüllte Fluid wird gezwungen zum Fließen durch den
Blendenkanal 60 zu der Druckaufnahmekammer 56 aufgrund der
Druckdifferenz zwischen dem Fluid in der oszillierenden
Fluidkammer 48 und dem Fluid in der Druckaufnahmekammer 56, was
zu einer wirksamen Übertragung der Fluiddruckänderung von der
oszillierenden Fluidkammer 48 zu der Druckaufnahmekammer 56
führt. Die Länge und der Querschnitt des Blendenkanals 60
werden geeignet ermittelt, so dass die Durchflussmenge des
Fluids, das durch den Blendenkanal 60 hindurchtritt, wirksam
erhöht werden kann durch die Oszillation der Gummiplatte 47 auf
der Grundlage der Resonanz des Fluids, das durch den
Blendenkanal 60 hindurchfließt, was zu einer wirksamen
Übertragung der periodischen Druckänderung des Fluids von der
oszillierenden Fluidkammer 48 zu der Druckaufnahmekammer 56
führt.
Wie vorstehend erwähnt ist, ist das Teilungselement 34
auch mit dem Fluidkanal 62 ausgebildet, durch den die
Druckaufnahmekammer 56 und die Ausgleichskammer 58 in einer
Fluidverbindung miteinander gehalten werden. Die Länge und der
Querschnitt des Fluidkanals 62 sind auch geeignet ermittelt, so
dass die Vibrationsdämpfungsvorrichtung eine passive
Vibrationsdämpfungswirkung bezüglich einer niederfrequenten
Vibration hat oder eine passive Vibrationsisolationswirkung
bezüglich einer hochfrequenten Vibration hat auf der Grundlage
einer Resonanz des Fluids, das durch den Fluidkanal 62
hindurchfließt. Das Vorsehen des Fluidkanals 62 ermöglicht den
Durchfluss des Fluids zwischen der Druckaufnahmekammer 56 und
der Ausgleichskammer 58 bei einer elastischen Verformung des
elastischen Körpers 16 aufgrund des Gewichts der Krafteinheit,
der Beseitigung einer unerwünschten Druckänderung der
Druckaufnahmekammer 56 und einer Verhinderung einer
resultierenden beträchtlichen Änderung der Federeigenschaften
der Aufhängungseinheit 10 aufgrund der Druckänderung der
Druckaufnahmekammer 56.
Das Bodenelement 40 des Teilungselements 34 umfasst einen
Luftkanal 64, der in seiner Bodenwand ausgebildet ist und sich
durch diese hindurch in der radialen Richtung erstreckt. Der
Luftkanal 67 ist offen bei einem seiner beiden Enden in der
Betriebsluftkammer 50 und bei dem anderen Ende in der äußeren
Umfangsfläche des Bodenelements 40, bei dem ein Verbinder 66
einstückig ausgebildet ist, um sich radial nach außen zu
erstrecken durch das zweite Montageelement 14 hindurch. Das
Luftleitungssystem 52 ist mit dem Verbinder 66 verbunden, so
dass die periodische Änderung des Luftdrucks in der
Betriebsluftkammer 50 induziert wird durch abwechselndes
Verbinden der Betriebsluftkammer 50 mit der Atmosphäre oder der
Unterdruckquelle 18. Somit wird die Gummiplatte 44 oszilliert
auf der Grundlage der periodischen Änderung des Luftdrucks in
der Betriebsluftkammer 50, die darauf aufgebracht wird, wodurch
eine Druckänderung des Fluids in der oszillierenden Fluidkammer
48 induziert wird.
Das Luftleitungssystem 52 ist eine Luftleitung zum
Verbinden des Verbinders 66 mit einem Ausgangsverbinder 70 der
Unterdruckquelle 18 und der Atmosphäre und ist aus einem
geeigneten Material hergestellt, das dem darauf aufgebrachten
Unterdruck widersteht, wie beispielsweise ein metallisches
Material oder ein synthetisches Kunstharzmaterial. Das
Luftleitungssystem 52 umfasst ein elektromagnetisch betätigtes
Schaltventil 72, das in seinem axialen Zwischenabschnitt
angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Schaltventil 72 ein
elektromagnetisches Schaltventil einer Teller- oder Kolbenart
mit einem elektromagnetischen Stellglied 94, das einen
Schaltvorgang mit einer hohen Geschwindigkeit ermöglicht,
beispielsweise mehrere Dutzend Male pro Minute gemäß einem
elektrischen Steuersignal. Das Schaltventil 72 ist ein
direktionales 3-Wege-Steuerventil mit einem ersten Anschluss
74, der mit einer aufhängungsseitigen Leitung 75 verbunden ist,
die mit der Motoraufhängungseinheit 10 verbunden ist, einem
zweiten Anschluss 76, der mit einer Unterdruckleitung 77
verbunden ist, die mit der Unterdruckquelle 18 verbunden ist,
und einem dritten Anschluss 78, der mit einer
Atmosphärenleitung 80 verbunden ist, die mit der Atmosphäre
verbunden ist. Diesbezüglich hat das Schaltventil 72 zwei
Betriebspositionen, nämlich eine "Unterdruckposition" für die
Verbindung der Betriebsluftkammer 50 mit der Unterdruckquelle
18 und eine "Atmosphärenposition" zum Verbinden der
Betriebsluftkammer 50 mit der Atmosphäre. Vorzugsweise ist die
Unterdruckquelle 18 ein Unterdruckbehälter oder ein Sammler,
der mit einem Luftansaugsystem einer Brennkraftmaschine
verbunden ist.
Das Schaltventil 72 wird betätigt bei einer geeigneten
Frequenz zum wahlweisen Verbinden und Lösen der Verbindung der
Betriebsluftkammer 50 zu und von der Unterdruckquelle 18 oder
der Atmosphäre, so dass der Unterdruck und der Atmosphärendruck
abwechselnd auf die Betriebsluftkammer 50 aufgebracht wird, was
zu einer periodischen Änderung des Luftdrucks in der
Betriebsluftkammer 50 mit einer Frequenz in Übereinstimmung mit
der Frequenz führt, mit der das Schaltventil 72 abwechselnd in
die Unterdruckposition und die Atmosphärenposition platziert
wird. Die Gummiplatte 44 wird oszilliert durch die periodische
Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer 50, der
darauf aufgebracht wird, wodurch eine periodische Änderung des
Fluids in der oszillierenden Fluidkammer 48 erzeugt wird. Es
ist ersichtlich aus der vorangegangenen Beschreibung, dass das
Luftleitungssystem 52 und die Betriebsluftkammer 50
zusammenwirken, um einen Unterdruckaufbringungsbereich bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel zu definieren.
Das Luftleitungssystem 52 umfasst des weiteren eine
Zweigleitung 82 als ein Atmosphäreneinführkanal, der von einem
Abschnitt der aufhängseitigen Leitung 75 abzweigt, das heißt
einem Abschnitt des Luftleitungssystems 52 zwischen der
Motoraufhängungseinheit 10 und dem Schaltventil 72. Bei dem
offenen Ende der Zweigleitung 82 ist ein Druckregulierventil 84
derart verbunden, dass die Zweigleitung 82 mit der Atmosphäre
verbindbar ist über das Druckregulierventil 82. Das
Druckregulierventil 82 ist eingestellt, um automatisch geöffnet
zu werden zum Verbinden der Zweigleitung 82 mit der Atmosphäre,
wenn die Unterdruckhöhe in dem Luftleitungssystem 52 sich
erhöht und die vorgegebene Unterdruckhöhe überschreitet, so
dass der überschüssige Unterdruck automatisch freigegeben wird
durch das Einführen der Atmosphäre über das Druckregulierventil
82, wodurch die Höhe des auf das Luftleitungssystem 52 und die
Betriebsluftkammer 50 aufgebrachten Unterdrucks wirksam
reguliert wird, nämlich gleich oder niedriger als die
vorgebebene Höhe gehalten wird. Wie in Fig. 1 dargestellt ist,
umfasst das Druckregulierventil 82 eine Ventilbohrung 86 mit
einer kreisförmigen Form im Querschnitt und eine Öffnung bei
einem von entgegengesetzten offenen Enden zu der Atmosphäre und
bei dem anderen offenen Ende in der Zweigleitung 82, ein
kugelförmiges Ventilelemenet 88 und eine Schraubenfeder 90, die
geeignet ist zum Vorspannen des Ventilelements 88 zu dem
offenen Ende der Ventilbohrung 86 an der Seite der Zweigleitung
82, um das offene Ende der Ventilbohrung 86 zu schließen. Bei
dem Zustand in der Ansicht in Fig. 1 ist das Ventilelement 88
zwangsweise an dem zweigleitungsseitigen offenen Ende der
Ventilbohrung 86 platziert durch die Vorspannkraft der
Schraubenfeder 90, da eine rückziehende Kraft auf das
Ventilelement 88 aufgebracht ist auf der Grundlage der
Differenz zwischen dem Unterdruck in dem Luftleitungssystem und
der Atmosphäre, die unzureichend ist zum Bewegen des
Ventilelements 88 in eine Richtung von der Ventilbohrung 88 weg
gegen die Vorspannkraft. Das heißt, dass die Unterdruckhöhe in
dem Luftleitungssystem niedriger als die vorgegebene
Unterdruckhöhe ist. Wenn der Unterdruck in dem
Luftleitungssystem sich erhöht und die vorgegebene
Unterdruckhöhe überschreitet, ist andererseits die auf das
Ventilelement 88 aufgebrachte rückziehende Kraft ausreichend
zum Bewegen des Ventilelements 88 gegen die Vorspannkraft in
der Richtung weg von der Ventilbohrung 88, das heißt zu der
Zweigleitung 82 hin, so dass eine Atmosphärenmenge in die
Zweigleitung 82 eingeführt wird und auf die Betriebsluftkammer
52 aufgebracht wird. Somit wird die Höhe des auf die
Betriebsluftkammer 50 aufgebrachten Unterdrucks wirksam
niedriger eingerichtet als die vorgegebene Unterdruckhöhe
(näher dem Atmosphärendruck).
Bei dem wie vorstehend beschrieben aufgebauten
Druckregulierventil kann die vorgegebene Unterdruckhöhe
optional ermittelt werden durch Einstellen der Vorspannkraft
der Schraubenfeder 90, die auf das Ventilelement 88 aufgebracht
wird, der Länge und des Durchmessers der Ventilbohrung 86 und
dergleichen.
Zusätzlich ist das atmosphärenseitig offene Ende der
Ventilbohrung 86 mit einem Geräuschminderer 92 fixiert. Beim
Betrieb des Druckregulierventils 84 wird die Atmosphäre in die
Zweigleitung 82 eingeführt über den Geräuschminderer 92 und die
Ventilbohrung 86 in dieser Reihenfolge. Das Vorsehen des
Geräuschminderers 92 ist wirksam zum Beseitigen oder Reduzieren
des Problems des Geräusches, das verursacht wird durch eine
Resonanz der durch die Ventilbohrung 86 hindurchströmenden Luft
mit einer relativ hohen Geschwindigkeit beim Öffnen des
Druckregulierventils 84. Der Geräuschminderer 92 kann eine
Glaswolleart, eine Resonanzart, eine Interferenzart, eine
Vertiefungsart oder andere herkömmliche Art sein.
Wenn die Motoraufhängungseinheit 10 und das
Luftleitungssystem 52 an dem Kraftfahrzeug installiert sind,
wird das elektromagnetische Ventil 94 des Schaltventils 92
betätigt gemäß einem darauf aufgebrachten elektrischen
Antriebssignal durch eine Zuführung. Das elektrische
Antriebssignal stimmt mit der zu dämpfenden Vibration überein.
Das heißt, dass die Frequenz und Phase des Antriebssignals mit
der Frequenz und Phase mit der zu dämpfenden Vibration
übereinstimmt. Vorzugsweise kann das Steuersignal ein
Zündimpulssignal sein, das erfasst wird aus der
Brennkraftmaschine und anderen Signalen in Übereinstimmung mit
der zu dämpfenden Vibration, die erfasst werden durch geeignete
Sensoren. Somit wird das Schaltventil 72 betätigt gemäß dem
elektrischen Antriebssignal in Übereinstimmung mit der zu
dämpfenden Vibration, die eine periodische Änderung des
Luftdrucks in der Betriebsluftkammer 50 verursacht mit einer
Frequenz in Übereinstimmung mit der der zu dämpfenden
Vibration. Die periodische Änderung des Luftdrucks in der
Betriebsluftkammer 50 verursacht die Oszillation des
Gummielements 47 mit derselben Frequenz, wodurch eine
periodische Änderung des Fluiddrucks in der oszillierenden
Fluidkammer 48 erzeugt wird mit einer Frequenz in
Übereinstimmung mit der zu dämpfenden Vibration. Die
periodische Änderung des Fluiddrucks in der oszillierenden
Fluidkammer 48 wird auf die Druckaufnahmekammer 56 übertragen
durch den Durchfluss des Fluids, das durch den Blendenkanal 60
hindurchtritt, wodurch eine oszillierende Kraft aufgebracht
wird, deren Frequenz mit der zu dämpfenden Vibration
übereinstimmt, auf das erste und zweite Montagelement 12, 14,
das heißt zwischen der Krafteinheit und der Fahrzeugkarosserie.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die
Brennkraftmaschine eine direkteinspritzende Art sein, die
Wahlverbrennungsbetriebsarten umfasst, nämlich eine
geschichtete Ladungsverbrennungsbetriebsart und eine
stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart. Wenn die
Brennkraftmaschine ihre stöchiometrische
Verbrennungsbetriebsart wählt, erhöht sich der Unterdruck in
der Unterdruckquelle 18 (der Absolutwert des Unterdrucks wird
größer), wohingegen, wenn die Brennkraftmaschine ihre
geschichtete Ladungsverbrennungsbetriebsart wählt, der
Unterdruck in der Unterdruckquelle 18 sich vermindert (der
Absolutwert des Unterdrucks wird klein). Dies bedeutet, dass
der Wert des Unterdrucks in der Unterdruckquelle 18 variiert in
Abhängigkeit von den Verbrennungszuständen der
direkteinspritzenden Brennkraftmaschine.
Angesichts der vorstehend angedeuteten Eigenschaft der
Unterdruckquelle 18 ist die vorgegebene Unterdruckhöhe, die zum
Betätigen des Druckregulierventils 84 verwendet wird, bestimmt
auf eine geeignete Höhe, die im wesentlichen gleich oder etwas
kleiner oder höher ist als die des Unterdrucks in der
Unterdruckquelle 18 bei dem geschichteten
Ladungsverbrennungsbetrieb der Brennkraftmaschine bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel. Diese Anordnung ermöglicht
eine wirksame Anwendung des Unterdrucks auf die
Betriebsluftkammer 50 bei dem geschichteten
Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors. Deshalb hat die
periodische Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer
50 eine gewünschte Amplitude aufgrund der abwechselnden
Anwendung der Atmosphäre und des Unterdrucks in der
Unterdruckquelle 18 durch den Schaltvorgang des Schaltventils
72, wodurch die Gummiplatte 47 mit einer gewünschten Amplitude
oszilliert wird. Demgemäss wird die periodische Druckänderung
des Fluids, das in die Druckoszillationsfluidkammer 48
eingefüllt ist, induziert mit einer gewünschten Amplitude, das
heißt übertragen auf die Druckaufnahmekammer 56, wodurch die
oszillierende Kraft mit einer gewünschten Amplitude aktiv
erzeugt wird in Übereinstimmung mit der Druckdifferenz zwischen
der Atmosphäre und dem Unterdruck, die auf die
Betriebsluftkammer 50 aufgebracht werden.
Wenn der Motor betrieben wird bei der stöchiometrischen
Verbrennungsbetriebsart, wird andererseits das
Druckregulierventil 84, das in dem Luftleitungssystem 52
angeordnet ist, betrieben oder geöffnet aufgrund des Anwendens
des sehr hohen Unterdrucks der Höhe, die höher ist als die
vorgegebene Unterdruckhöhe. Das heißt, dass das
Druckregulierventil 84 betätigt wird zum Einführen der
Atmosphäre in das Luftleitungssystem 52, so dass die Höhe des
auf die Betriebsluftkammer 50 aufgebrachten Unterdrucks
niedriger eingerichtet wird als die vorgegebene Höhe. Demgemäss
werden die Amplitude der Druckänderung des Fluids in der
Druckaufnahmekammer 56 und die Amplitude der resultierenden
oszillierenden Kraft, die aufgebracht wird zwischen dem ersten
und zweiten Montageelement 12, 14, wirksam reduziert, wodurch
ein herkömmlich erfahrenes Problem einer beträchtlich erhöhten
oszillierenden Kraft und der Verschlechterung des
Vibrationszustands aufgrund der beträchtlich erhöhten
oszillierenden Kraft beseitigt oder reduziert wird.
Die Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
ist in der Lage, eine wirksame oszillierende Kraft zu erzeugen
ungeachtet der Verbrennungsbetriebsart oder des Zustands der
Brennkraftmaschine. Deshalb kann die vorliegende
Vibrationsdämpfungsvorrichtung eine aktive
Vibrationsdämpfungswirkung mit hoher Stabilität haben durch
Aufbringen dieser wirksamen oszillierenden Kraft auf die
Fahrzeugkarosserie, um die Vibration der Fahrzeugkarosserie mit
der oszillierenden Kraft aufzuheben oder freizugeben. Demgemäss
kann die Vibrationsdämpfungsvorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels eine aktive Vibrationsisolationswirkung
haben durch aktives Reduzieren eines Änderungsbetrags des
Drucks des Fluids in der Druckaufnahmekammer 56 zum Reduzieren
der Federsteifigkeit der Motoraufhängungseinheit 10. Es ist
wünschenswert, dass die Motoraufhängungseinheit 10 angeordnet
ist, um die vorstehend angedeutete aktive
Vibrationsdämpfungswirkung oder eine aktive
Vibrationsisolierwirkung zu haben bezüglich der Vibration,
deren Frequenzband ausreichend höher ist als das Frequenzband,
auf das der Fluidkanal 62 abgestimmt ist. Diese Anordnung
ermöglicht, dass die Vibrationsdämpfungsvorrichtung des
vorliegenden Ausführungsbeispiels eine gewünschte
Vibrationsdämpfungswirkung hat ohne störenden Einfluss des
Durchflusses des Fluids, das durch den Fluidkanal 62
hindurchfließt.
Während dem stöchiometrischen Verbrennungsbetrieb des
Motors erhöht sich der Unterdruck in der Unterdruckquelle 18
(der Absolutwert des Unterdrucks wird größer), während der
Betrag der zu dämpfenden Vibration wahrscheinlich klein wird.
Dabei wird das Druckregulierventil 84 betätigt zum Einführen
der Atmosphäre in das Luftleitungssystem 52 hinein, so dass der
niedrige Unterdruck auf die Betriebsluftkammer 50 aufgebracht
wird, was zu einer ausreichend kleinen oszillierenden Kraft
führt. Somit ist die vorliegende Vibrationsdämpfungsvorrichtung
in der Lage, ein Erzeugen einer unnötig großen oszillierenden
Kraft zu verhindern. Selbst wenn die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels abgestimmt ist auf die Vibration, die
erzeugt wird bei dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb
des Motors, wobei die Höhe des Unterdrucks niedrig ist und die
Amplitude der zu dämpfenden Vibration wahrscheinlich groß ist,
ist deshalb die Vibrationsdämpfungsvorrichtung in der Lage,
eine gewünschte Dämpfungswirkung zu haben bezüglich der
Vibration, die erzeugt wird bei dem geschichteten
Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors, da der überschüssige
Unterdruck des Luftleitungssystems 52 während dem geschichteten
Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors wirksam freigegeben wird
durch das Einführen der Atmosphäre in dieses hinein mittels des
Druckregulierventiles 82.
Die Vibrationsdämpfungsvorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispieles wird betrieben und die tatsächlich
oszillierenden Kräfte, die während dem stöchiometrischen und
dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors erzeugt
werden, werden gemessen bezüglich einer Vielzahl von
Druckregulierventilen 84, die in ihren Ventilbohrungen 88
unterschiedlich sind. Die Messungen sind in dem Verlauf von
Fig. 3 angedeutet (siehe eine durchgezogene Linie). Es soll
beachtet werden, dass die tatsächlich oszillierenden Kräfte
gemessen werden bei den Zuständen, dass die Unterdruckquelle 18
den Unterdruck mit einem Wert von -500 mm Hg bei dem
stöchiometrischen Verbrennungsbetrieb des Motors liefert und
den Unterdruck mit einem Wert von -200 mm Hg bei dem
geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors, und dass
das elektromagnetisch betätigte Schaltventil 72 betätigt wird
mit einer Frequenz von 40 Hertz zum abwechselnden Verbinden und
Lösen der Verbindung der Betriebsluftkammer 50 zu und von der
Unterdruckquelle 18 und/oder der Atmosphäre. Des weiteren
variieren die Durchmesser der Ventilbohrungen 86 innerhalb
einen Bereich zwischen 0,5 mm bis 3,5 mm, während die
Vorspannkraft der Schraubenfeder 90 konstant eingerichtet ist.
Wie aus dem Verlauf von Fig. 2 ersichtlich ist, kann die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels eine gewünschte oszillierende Kraft
erzeugen und demgemäss eine gewünschte Dämpfungswirkung haben
bezüglich sowohl den Vibrationen, die bei dem stöchiometrischen
als auch dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb des
Motors erzeugt werden, selbst wenn die Unterdruckquelle bei dem
Luftansaugsystem der direkteinspritzenden Brennkraftmaschine
als die Unterdruckquelle 18 angewandt wird. Die Messungen
zeigen auch, dass der Betrag der oszillierenden Kraft der
Vibrationsdämpfungsvorrichtung einfach eingestellt werden kann
durch Ändern des Durchmessers der Ventilbohrung 88 des
Druckregulierventils 84.
Die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaute
Vibrationsdämpfungsvorrichtung kann abgewandelt werden, um eine
Druckregulierbegrenzungsvorrichtung zu haben zum optionalen
Verbieten des Betriebs des Druckregulierventils 84. Diese
Druckregulierbegrenzungsvorrichtung wird betätigt zum
Ermöglichen des Betriebs des Druckregulierventils 84 bei dem
stöchiometrischen Verbrennungszustand des Motors und zum
Verbieten des Betriebs des Druckregulierventils 84 bei dem
geschichteten Ladungsverbrennungszustand des Motors. Die
abgewandelte Vibrationsdämpfungsvorrichtung des ersten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird betätigt
bei dem vorstehend angedeuteten Zustand und tatsächliche
oszillierende Kräfte, die während der stöchiometrischen und der
geschichteten Ladungsverbrennung des Motors erzeugt werden,
werden gemessen bezüglich der Vielzahl der Druckregulierventile
84, die unterschiedliche Durchmesser ihrer Ventilbohrungen 88
haben. Die Messungen sind auch in dem Verlauf von Fig. 2
angedeutet (siehe eine durchgezogene Linie). Wie aus dem
Verlauf von Fig. 2 ersichtlich ist, kann die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung eine konstante oszillierende
Kraft erzeugen während dem geschichteten
Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors, da der Unterdruck mit
einem Wert von -200 mm Hg, der in der Unterdruckquelle 18
erzeugt wird, stabil auf die Betriebsluftkammer 50 aufgebracht
wird. Während der stöchiometrischen Verbrennung des Motors kann
andererseits die Vibrationsdämpfungsvorrichtung die
oszillierende Kraft erzeugen, die im wesentlichen kleiner
eingerichtet ist als die, die bei dem geschichteten
Ladungsverbrennungsbetrieb des Motors erzeugt wird,
vorausgesetzt, dass der Durchmesser der Ventilbohrung 86 des
Druckregulierventils 84 größer eingerichtet ist (größer als 1,5
Meter bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), so dass der
Absolutwert des auf die Betriebsluftkammer 50 aufgebrachten
Unterdrucks im wesentlichen kleiner eingerichtet ist als der
Unterdruck während dem geschichteten Ladungsverbrennungsbetrieb
des Motors.
Diese abgewandelte Art der Vibrationsdämpfungsvorrichtung
des ersten Ausführungsbeispiels ermöglicht eine weiter
verbesserte Dämpfungswirkung bezüglich sowohl der Vibration bei
dem geschichteten Ladungsverbrennungszustand des Motors, wobei
der Betrag der Vibration groß ist, während die verfügbare
Unterdruckkraft klein ist, als auch bei der Vibration bei dem
stöchiometrischen Verbrennungszustand des Motors, wobei der
Betrag der Vibration klein ist, während die verfügbare
Unterdruckkraft groß ist. Die bei der vorliegenden
Vibrationsdämpfungsvorrichtung vorgesehene
Druckregulierbegrenzungsvorrichtung ist nicht besonders
begrenzt auf eine spezifische Vorrichtung, sondern kann
vorzugsweise gebildet sein durch ein Schaltventil, das an der
Zweigleitung 82 des Luftleitungssystem 52 angeordnet ist, um
abwechselnd das Druckregulierventil 84 mit dem
Luftleitungssystem 52 zu verbinden und die Verbindung zu lösen.
Bei der gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebauten
Vibrationsdämpfungsvorrichtung ist die Zweigleitung 82 und das
Druckregulierventil 84 verbunden mit einem Abschnitt des
Luftleitungssystems 53 zwischen dem Schaltventil 72 und der
Betriebsluftkammer 50. Diese Anordnung gewährleistet, dass die
Unterdruckquelle 18 von dem Druckregulierventil 84 gelöst wird
während das Schaltventil 72 in seiner Atmosphärenposition
platziert wird zum Verbinden zwischen der Betriebsluftkammer 50
und der Atmosphäre, Vermeiden einer kontinuierlichen Verbindung
zwischen der Unterdruckquelle 18 und dem Druckregulierventil
84, Beseitigen oder Reduzieren eines Problems einer
unerwünschten Reduktion der Unterdruckhöhe in der
Unterdruckquelle 18 aufgrund des Betriebs des
Druckregulierventils 84, um die Unterdruckhöhe zu reduzieren
(um den Absolutwert des Unterdrucks zu reduzieren). Deshalb ist
das Vorsehen des Druckregulierventils 84 in der
Vibrationsdämpfungsvorrichtung weniger wahrscheinlich, um einen
störenden Einfluss auf die Unterdruckquelle 18 oder andere
Ausstattung oder Vorrichtungen des Fahrzeugs zu verursachen,
die den Unterdruck in der Unterdruckquelle 18 anwenden.
Bei den Vibrationsdämpfungsvorrichtungen des ersten und
zweiten Ausführungsbeispiels sind die Zweigleitung 82 und das
Druckregulierventil 84 an einem Abschnitt des
Luftleitungssystems 52 zwischen dem Schaltventil 72 und der
Betriebsluftkammer 50 angeordnet. Alternativ kann die
Zweigleitung 82 und das Druckregulierventil 84 an einem
Abschnitt des Luftleitungssystems 52 zwischen der
Unterdruckquelle 18 und dem Schaltventil 72 angeordnet sein.
Die somit aufgebaute Vibrationsdämpfungsvorrichtung wie ein
zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ermöglicht eine konstante Höhe des Unterdrucks, der auf das
Luftleitungssystem 52 aufgebracht wird, wobei die Höhe nicht im
wesentlichen höher als die vorgegebene Unterdruckhöhe ist, was
zu einem stabilen Aufbringen des Unterdrucks mit einer
gewünschten regulierten Höhe auf die Betriebsluftkammer 50
führt.
Die gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung aufgebaute Vibrationsdämpfungsvorrichtung, wobei die
Zweigleitung 82 und das Druckregulierventil 84 zwischen der
Unterdruckquelle 18 und dem Schaltventil 72 angeordnet ist,
anstatt zwischen dem Schaltventil 72 und der Betriebsluftkammer
50, wird auch bei demselben Zustand wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel betrieben, und tatsächliche oszillierende
Kräfte, die während der stöchiometrischen und der geschichteten
Ladungsverbrennung des Motors erzeugt werden, werden gemessen
bezüglich einer Vielzahl von Druckregulierventilen 84, die
unterschiedliche Durchmesser ihrer Ventilbohrungen 88 haben.
Die Messungen sind auch in dem Verlauf von Fig. 3 angedeutet
(siehe gestrichelte Linie). Die in dem Verlauf von Fig. 3
angedeuteten Messungen zeigen, dass die
Vibrationsdämpfungsvorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels
eine Vibrationsdämpfungswirkung haben kann ähnlich jener des
ersten Ausführungsbeispiels, selbst wenn die Zweigleitung 82
und das Druckregulierventil 84 angeordnet ist zwischen der
Unterdruckquelle 18 und dem Schaltventil 72.
Es soll beachtet werden, dass das Druckregulierventil 84
angeordnet sein kann an einem beliebigen Abschnitt des
Unterdruckaufbringungsbereichs und nicht unbedingt angeordnet
sein muss an einem Abschnitt des Luftleitungssystems 52.
In Fig. 3 und 4 sind Schnittansichten der
Vibrationsdämpfungsvorrichtungen dargestellt, die jeweils gemäß
dem dritten und vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung aufgebaut sind. Bei diesen Ausführungsbeispielen
werden die bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel
verwendeten Bezugszeichen verwendet für die Identifikation von
entsprechenden Elementen und diese Elemente werden nicht
beschrieben.
Bei der gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung aufgebauten
Vibrationsdämpfungsvorrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist
das Druckregulierventil 84 einstückig ausgebildet innerhalb dem
Schaltventil 72. Bei der gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufgebauten
Vibrationsdämpfungsvorrichtung ist das Druckregulierventil 84
einstückig ausgebildet innerhalb der Motoraufhängungseinheit
10.
Während der Geräuschminderer 92 mit dem
atmosphärenseitigen offenen Ende der Ventilbohrung 86 des
Druckregulierventils 84 bei den vorstehend angedeuteten
Ausführungsbeispielen verbunden ist, kann der Geräuschminderer
92 beseitigt sein.
Alternativ kann das Druckregulierventil 84 verbunden sein
mit einem Abschnitt der Atmosphärenleitung 80, der mit dem
dritten Anschluss 78 des Schaltventils 72 verbunden ist, so
dass die Atmosphäre von dem Druckregulierventil 84 in das
Luftleitungssystem 52 eingeführt wird über die
Atmosphärenleitung 80. Bei dieser Anordnung wirkt die
Atmosphärenleitung 80 als ein Schalldämpfer oder
Geräuschminderer, der das erzeugte Geräusch reduziert oder
beseitigt, wenn die Atmosphäre in das Luftleitungssystem 52
eingeführt wird über das Druckregulierventil 84. Diese Art der
Vibrationsdämpfungsvorrichtung kann weiter abgewandelt werden,
so dass der Geräuschminderer 92 an einem Abschnitt der
Atmosphärenleitung 80 angeordnet ist. Dabei ist der
Geräuschminderer 92 in der Lage, sowohl das erzeugte Geräusch
zu beseitigen oder zu reduzieren, wenn die Atmosphäre
aufgebracht wird über das Schaltventil 72 in das
Luftleitungssystem 52 hinein, und das erzeugte Geräusch, wenn
die Atmosphäre über das Druckregulierventil 84 in das
Luftleitungssystem 52 hinein aufgebracht wird.
Während die momentan bevorzugten Ausführungsbeispiele
dieser Erfindung detailliert beschrieben sind nur zu
darstellenden Zwecken, ist es verständlich, dass die
vorliegende Erfindung nicht auf die Details der dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern auf andere Weise
ausgeführt werden kann.
Bei den Vibrationsdämpfungsvorrichtungen der dargestellten
Ausführungsbeispiele wirkt anfangs die Oszillation der
Gummiplatte 44 auf die oszillierende Fluidkammer 48 und wird
dann übertragen auf die Druckaufnahmekammer 56 über den
Durchfluss des Fluids durch den Blendenkanal 60 hindurch
zwischen diesen Kammern 48, 56. Es kann möglich sein, die
Druckaufnahmekammer 56 zu bilden, die teilweise definiert ist
durch die Gummischicht 44 und die Oszillation der Gummiplatte
44 unmittelbar auf die Druckaufnahmekammer 56 wirkt, um eine
Druckänderung des Fluids in der Druckaufnahmekammer 56 zu
erzeugen ohne Verwenden des Blendenkanals 60 und des
oszillierenden Fluiddrucks 48.
Des weiteren ist die mit einem nichtkompressiblen Fluid
gefüllte Fluidkammer kein wesentliches Element bei der
vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann die Motoraufhängung
gemäß der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut sein, dass
die periodische Änderung des Luftdrucks in der
Betriebsluftkammer unmittelbar aufgebracht wird zwischen dem
ersten und zweiten Montageelement 12, 14, um die oszillierende
Kraft dazwischen zu erzeugen.
Bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist die
vorliegende Erfindung angewandt auf eine Art der
Motoraufhängung, wobei das erste und zweite Montageelement 12,
14 entgegengesetzt zueinander sind mit einem geeigneten
Abstandsbetrag in einer Richtung, das heißt einer vertikalen
Richtung. Die vorliegende Erfindung kann anwendbar sein auf
andere Arten der Motoraufhängung, beispielsweise einer
Motoraufhängung für ein FF-Kraftfahrzeug
(Frontmotor/Frontantrieb), die ein inneres Hülsenelement als
ein erstes Montageelement und ein äußeres Hülsenelement als ein
zweites Montagelement umfasst, das radial auswärts von dem
inneren Hülsenelement angeordnet ist, die miteinander elastisch
verbunden sind durch einen dazwischen gesetzten elastischen
Körper.
Außerdem ist der Grundsatz der vorliegenden Erfindung
nicht nur auf eine Motoraufhängung für die Montage eines Motors
an einem Kraftfahrzeug an der Fahrzeugkarosserie auf eine
vibrationsdämpfende Weise anwendbar, sondern auch auf andere
Vibrationsdämpfungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge, wie
beispielsweise Karosserieaufhängungen oder
Differentialaufhängungen oder verschiedene Arten von aktiven
Vibrationsdämpfungsvorrichtungen für verschiedene Vorrichtungen
oder andere Ausstattung als der Kraftfahrzeuge.
Die pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung 10, 52 ist offenbart und weist
folgendes auf: das erste und zweite Montageelement 12, 14, die
miteinander elastisch verbunden sind durch den
dazwischengesetzten elastischen Körper 16, die
Betriebsluftkammer 50, die geeignet ist zum Aufbringen einer
oszillierenden Kraft zwischen dem ersten und zweiten
Montageelement auf der Grundlage einer periodischen Änderung
eines Luftdrucks in der Betriebsluftkammer; das
Luftleitungssystem 52, das mit der Betriebsluftkammer verbunden
ist und mit der Betriebsluftkammer zusammenwirkt, um den
Unterdruckaufbringungsbereich 50, 52 zu definieren; das
Schaltventil 72, das mit dem Luftleitungssystem 52 verbunden
ist und betreibbar ist zum Verbinden der Luftkammer abwechselnd
mit der Unterdruckquelle oder der Atmosphäre, um dadurch die
periodische Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer
zu verursachen; und zumindest das Druckregulierventil 84, das
mit dem Unterdruckaufbringungsbereich verbunden ist und
optional betreibbar ist zum Einführen der Atmosphäre in den
Unterdruckaufbringungsbereich, wenn die Höhe des Unterdrucks in
dem Unterdruckaufbringungsbereich höher ist als eine
vorgegebene Unterdruckhöhe, um dadurch eine Höhe des
Unterdrucks einzustellen, der auf die Betriebsluftkammer
aufgebracht wird.
Es ist verständlich, dass die vorliegende Erfindung
ausgeführt werden kann mit verschiedenen anderen Änderungen,
Abwandlungen und Verbesserungen, die von dem Fachmann
durchgeführt werden ohne Abweichen von dem Kern und Umfang der
Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
Claims (19)
1. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die zwischengesetzt ist
zwischen zwei Elemente eines Vibrationssystems zum Verbinden
der beiden Elemente auf eine vibrationsdämpfende Weise, wobei
die aktive Vibrationsdämpfungsvorrichtung folgendes aufweist:
ein erstes und ein zweites Montageelement (12, 14), die voneinander beabstandet sind und anbringbar sind an zwei Elemente des Vibrationssystems jeweils;
einen elastischen Körper (16), der das erste und zweite Montageelement elastisch verbindet;
eine Betriebsluftkammer (50), die geeignet ist zum Aufbringen einer oszillierenden Kraft zwischen dem ersten und zweiten Montageelement (12, 14) auf der Grundlage einer periodischen Änderung eines Luftdrucks in der Betriebsluftkammer;
ein Luftleitungssystem (52), das verbunden ist mit der Betriebsluftkammer und das zusammenwirkt mit der Betriebsluftkammer zum Definieren eines Unterdruckaufbringungsbereichs (50, 52);
ein Schaltventil (72), das verbunden ist mit dem Luftleitungssystem und das betreibbar ist zum Verbinden der Luftkammer abwechselnd mit einer Unterdruckquelle (18) und einer Atmosphäre, um dadurch die periodische Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer zu verursachen; und
zumindest ein Druckregulierventil (84), das verbunden ist mit dem Unterdruckaufbringungsbereich und das betreibbar ist zum Einführen der Atmosphäre in den Unterdruckaufbringungsbereich hinein, wenn eine Höhe des Unterdrucks in dem Unterdruckaufbringungsbereich höher ist als eine vorgegebene Höhe des Unterdrucks, um dadurch die Höhe des Unterdrucks einzustellen, der auf die Betriebsluftkammer aufgebracht wird.
ein erstes und ein zweites Montageelement (12, 14), die voneinander beabstandet sind und anbringbar sind an zwei Elemente des Vibrationssystems jeweils;
einen elastischen Körper (16), der das erste und zweite Montageelement elastisch verbindet;
eine Betriebsluftkammer (50), die geeignet ist zum Aufbringen einer oszillierenden Kraft zwischen dem ersten und zweiten Montageelement (12, 14) auf der Grundlage einer periodischen Änderung eines Luftdrucks in der Betriebsluftkammer;
ein Luftleitungssystem (52), das verbunden ist mit der Betriebsluftkammer und das zusammenwirkt mit der Betriebsluftkammer zum Definieren eines Unterdruckaufbringungsbereichs (50, 52);
ein Schaltventil (72), das verbunden ist mit dem Luftleitungssystem und das betreibbar ist zum Verbinden der Luftkammer abwechselnd mit einer Unterdruckquelle (18) und einer Atmosphäre, um dadurch die periodische Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer zu verursachen; und
zumindest ein Druckregulierventil (84), das verbunden ist mit dem Unterdruckaufbringungsbereich und das betreibbar ist zum Einführen der Atmosphäre in den Unterdruckaufbringungsbereich hinein, wenn eine Höhe des Unterdrucks in dem Unterdruckaufbringungsbereich höher ist als eine vorgegebene Höhe des Unterdrucks, um dadurch die Höhe des Unterdrucks einzustellen, der auf die Betriebsluftkammer aufgebracht wird.
2. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das
Druckregulierventil (84) mit einem Abschnitt des
Unterdruckaufbringungsbereichs (50, 52) zwischen dem
Schaltventil (72) und der Betriebsluftkammer (50) verbunden
ist.
3. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das
Druckregulierventil (84) mit einem Abschnitt des
Unterdruckaufbringungsbereichs (50, 52) zwischen dem
Schaltventil (72) und der Unterdruckquelle (18) verbunden ist.
4. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, wobei das Luftleitungssystem (52) einen
Atmosphäreneinführkanal (82), der mit dem Druckregulierventil
(84) verbunden ist zum Einführen der Atmosphäre in den
Unterdruckaufbringungsbereich (50, 52) hinein über das
Druckregulierventil, und eine Atmosphärenleitung (80) umfasst,
die mit dem Schaltventil (72) verbunden ist zum Verbinden des
Unterdruckregulierbereichs mit der Atmosphäre, wobei der
Atmosphäreneinführkanal verbunden ist mit der
Atmosphärenleitung, um dadurch die Atmosphäre in das
Druckregulierventil einzuführen über die Atmosphärenleitung.
5. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
4, wobei das Luftleitungssystem (52) einen
Atmosphäreneinführkanal (82) umfasst, der mit dem
Druckregulierventil (84) verbunden ist zum Einführen der
Atmosphäre in den Unterdruckaufbringungsbereich über das
Druckregulierventil, wobei die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung des weiteren einen
Geräuschminderer (92) umfasst, der angeordnet ist in dem
Atmosphäreneinführkanal.
6. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei das Druckregulierventil (84) starr in dem Schaltventil
(72) eingebaut ist.
7. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, wobei das erste und zweite Montageelement (12, 14) und der
elastische Körper (16), der das erste und zweite Montageelement
elastisch verbindet, eine Aufhängungseinheit (10) bilden, wobei
das Luftleitungssystem (52) unabhängig von der
Aufhängungseinheit ist und das Druckregulierventil (84) starr
in der Aufhängungseinheit eingebaut ist.
8. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
7, wobei das erste und zweite Montageelement (12, 14) und der
elastische Körper (16), der das erste und zweite Montageelement
verbindet elastisch, eine Aufhängungseinheit (10) bilden, wobei
das Luftleitungssystem (54) unabhängig von der
Aufhängungseinheit ist und das Schaltventil (72) mit einem
Abschnitt des Luftleitungssystems fern von der
Aufhängungseinheit verbunden ist.
9. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, wobei die Unterdruckquelle (18) einen Unterdruck aufweist,
der erzeugt wird in einem Luftansaugsystem einer
Brennkraftmaschine, die wahlweise eine geschichtete
Ladungsverbrennungsbetriebsart oder eine stöchiometrische
Verbrennungsbetriebsart einsetzt für ihren
Kraftstoffverbrennungsbetrieb.
10. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die
vorgegebene Höhe des Unterdrucks niedriger ist als eine Höhe
des Unterdrucks in dem Unterdruckaufbringungsbereich, wenn die
Brennkraftmaschine die stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart
einsetzt.
11. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
11, die des weiteren eine Druckregulierbegrenzungsvorrichtung
aufweist, die betreibbar ist, um einen Betrieb des
Druckregulierventils wie nötig zu begrenzen.
12. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die
Unterdruckquelle (18) einen Unterdruck aufweist, der in einem
Luftansaugsystem einer Brennkraftmaschine erzeugt wird, die
wahlweise eine geschichtete Ladungsverbrennungsbetriebsart oder
eine stöchiometrische Verbrennungsbetriebsart einsetzt für
ihren Kraftstoffverbrennungsbetrieb, wobei die
Druckregulierbegrenzungsvorrichtung betätigt wird, wenn der
Motor die geschichtete Ladungsverbrennungsbetriebsart einsetzt.
13. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
12, wobei das zumindest eine Druckregulierventil (84) eine
Ventilbohrung (86) umfasst, die bei einem von entgegengesetzten
offenen Enden mit der Atmosphäre und bei dem anderen offenen
Ende mit dem Unterdruckaufbringungsbereich (50, 52) verbunden
ist, ein Ventilelement (88), das beweglich ist zu dem offenen
Ende der Ventilbohrung an der Seite des
Unterdruckaufbringungsbereichs hin und davon weg, und eine
Schraubenfeder (90), die geeignet ist zum Vorspannen des
Ventilelements zu dem offenen Ende der Ventilbohrung an der
Seite des Unterdruckaufbringungsbereichs, um das offene Ende
der Ventilbohrung fluiddicht zu schließen, wobei die
Schraubenfeder eingestellt wird, um eine geeignete
Vorspannkraft zu haben, so dass das Ventilelement von dem
offenen Ende der Ventilbohrung wegbewegt wird gegen die
Vorspannkraft, wenn die Höhe des Unterdrucks in dem
Unterdruckaufbringungsbereich höher ist als die vorgegebene
Höhe des Unterdrucks.
14. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
13, die des weiteren folgendes aufweist: eine Fluidkammer (48,
56, 58), die teilweise definiert ist durch den elastischen
Körper (16), der angeordnet ist zwischen dem ersten und zweiten
Montageelement, und die gefüllt ist mit einem
nichtkompressiblen Fluid; und ein bewegliches Element (44), das
teilweise die Fluidkammer an einem seiner entgegengesetzten
Seiten definiert und die Betriebsluftkammer (50) an seiner
anderen Seite, die fern von der Fluidkammer ist, wobei das
bewegliche Element oszilliert wird durch die periodische
Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer, um eine
Druckänderung des Fluids in der Fluidkammer zu induzieren, um
dadurch die oszillierende Kraft zwischen dem ersten und zweiten
Montageelement zu erzeugen.
15. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei das
bewegliche Element (44) ein elastisches Element (44) aufweist,
das eine elastische Kraft zum Rückstellen des beweglichen
Elements zu seiner ursprünglichen Position liefert.
16. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 14, die des
weiteren folgendes aufweist: ein Teilungselement (34), das
gestützt ist durch das zweite Montageelement (14) und geeignet
ist, um die Fluidkammer (48, 56, 58) fluiddicht zu teilen in
eine Druckaufnahmekammer (56), die teilweise definiert ist
durch den elastischen Körper (16) an einer seiner
entgegengesetzten Seiten, auf die eine Vibrationslast
aufgebracht wird, und eine Betriebsfluidkammer (48), die
teilweise definiert ist durch das bewegliche Element (44) an
der anderen entgegengesetzten Fläche des Teilungselements, auf
die die oszillierende Kraft aufgebracht wird; einen
Blendenkanal (60), der ausgebildet ist durch das
Teilungselement hindurch und eine Fluidverbindung ermöglicht
zwischen der Druckaufnahmekammer und der Betriebsfluidkammer.
17. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, die
des weiteren eine Ausgleichskammer (58) aufweist, die teilweise
definiert ist durch eine flexible Membran (28) und gefüllt ist
mit dem nichtkompressiblen Fluid, wobei die Ausgleichskammer
(58) in Fluidverbindung gehalten wird mit der Fluidkammer über
einen Fluidkanal.
18. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 16, die des
weiteren eine Ausgleichskammer (58) aufweist, die teilweise
definiert ist durch eine flexible Membran (28) und gefüllt ist
mit dem nichtkompressiblen Fluid, wobei die Ausgleichskammer in
Fluidverbindung gehalten wird mit einer aus der
Druckaufnahmekammer (56) oder der Betriebsfluidkammer (48) über
einen Fluidkanal (62), wobei der Fluidkanal abgestimmt ist auf
ein niedrigeres Frequenzband als das Frequenzband, auf das der
Blendenkanal (60) abgestimmt ist.
19. Pneumatisch betätigte aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
18, wobei das zweite Montageelement (14) ein im allgemeinen
zylindrisches Element ist und axial entgegengesetzte offene
Enden (24, 26) hat, die fluiddicht geschlossen sind durch den
elastischen Körper (16) und eine flexible Membran (28) jeweils,
um dadurch einen fluiddichten Raum zu definieren, der mit einem
nichtkompressiblen Fluid gefüllt ist, das fluiddicht innerhalb
dem zweiten Montageelement eingeschlossen ist, wobei die aktive
Vibrationsdämpfungsvorrichtung des weiteren folgendes aufweist:
ein Teilungselement (34), das starr angeordnet ist innerhalb
dem fluiddichten Raum und fluiddicht den fluiddichten Raum
teilt in eine Druckaufnahmekammer (56), die teilweise definiert
ist durch den elastischen Körper an einer seiner
entgegengesetzten Seiten, und eine Ausgleichskammer (58), die
teilweise definiert ist durch die flexible Membran auf seiner
anderen Seite; und einen Fluidkanal (62), der durch das
Teilungselement (34) ausgebildet ist für eine Fluidverbindung
zwischen der Druckaufnahmekammer und der Ausgleichskammer,
wobei das Teilungselement einen fluiddichten Innenraum (43)
hat, wobei das bewegliche Element (44) starr angeordnet ist
innerhalb dem fluiddichten Innenraum des Teilungselements und
geeignet ist, um den fluiddichten Innenraum in eine
Betriebsfluidkammer (48) auf einer seiner entgegengesetzten
Seiten und die Betriebsluftkammer (50) an seiner anderen Seite
fluiddicht zu teilen, die fern ist von der Druckaufnahmekammer,
wobei das bewegliche Element oszilliert wird durch die
periodische Änderung des Luftdrucks in der Betriebsluftkammer,
um eine Druckänderung des Fluids in die Betriebsfluidkammer zu
induzieren, wobei das Teilungselement ausgebildet ist mit einem
Blendenkanal (60) für eine Fluidverbindung zwischen der
Druckaufnahmekammer und der Betriebsfluidkammer.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11-170006 | 1999-06-16 | ||
JP17000699A JP3509639B2 (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 空気圧式能動型防振装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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