DE102005053244B4

DE102005053244B4 - Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005053244B4
Application number: DE102005053244A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Watanabe
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2005-11-08
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2025-11-09
Also published as: JP4400742B2; US7537202B2; JP2006138395A; CN1831367A; DE102005053244A1; KR20060052613A; CN100373074C; US20060097437A1

Abstract

Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10) mit: einem ersten Trägerelement (12) und einem zweiten Trägerelement (14), wobei die Elemente jeweils an Bauteilen angebracht sind, die miteinander verknüpft sind und zusammen ein Schwingungsübertragungssystem bilden; einem gummielastischen Hauptkörper (16), der die ersten und zweiten Trägerelemente elastisch verknüpft, der einen Abschnitt einer Wand einer Druckaufnahmekammer (70) definiert, in der ein inkompressibles Fluid eingeschlossen ist; einem Oszillationselement (56), das einen anderen Abschnitt der Wand der Druckaufnahmekammer definiert; einem Solenoidstellglied (102, 180, 200, 220, 240, 260d ein Jochelement (114, 116) hat, das um die Spule angebracht ist und einen statorseitigen Magnetpfad ausbildet, wobei ein Führungsloch (138) sich entlang seiner Mittelachse erstreckt; und einem bewegbaren Element (112, 182, 214, 222, 242), das eingesteckt in das Führungsloch des Stators positioniert ist, wobei durch die Zufuhr eines elektrischen Stroms zu der Spule die Betätigungskraft in eine axiale Richtung...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung zur Verwendung als Automobilverbrennungsmotorträger, Karosserieträger oder ähnliches, zum Erzeugen einer aktiven oder entgegenwirkenden Dämpfungswirkung einer zu dämpfenden Schwingung und bezieht sich insbesondere auf eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die geeignet ist, um eine aktive Schwingungsdämpfungswirkung durch Einsetzen eines Oszillationselements, das einen Teil der Wand einer Druckaufnahmekammer bildet, wobei ein inkompressibles Fluid darin eingeschlossen ist, und durch Steuern eines Drucks innerhalb der Druckaufnahmekammer durch eine Erregerwirkung des Oszillationselements mit einem Solenoidstellglied bereitzustellen.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Fluidgefüllte aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtungen sind als eine Art der Schwingungsdämpfungsvorrichtung bekannt, die als Schwingungsdämpfungsverbinder oder Schwingungsdämpfungsstütze verwendet wird, die zwischen die Bauteile zwischengesetzt wird, so dass ein Schwingungsübertragungssystem gebildet wird. Eine derartige Schwingungsdämpfungsvorrichtung umfasst typischer Weise eine Druckaufnahmekammer, bei der ein Abschnitt ihrer Wand aus einem gummielastischen Hauptkörper besteht, der ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement verknüpft; und ein Oszillationselement, das einen Teil der Wand der Druckaufnahmekammer bildet und das von außen unter der Steuerung eines Stellglieds betätigt wird. Derartige Vorrichtungen wurden beispielsweise in JP-A-9-49541 und JP-A-2000-283214 überlegt. Bei dieser Art aktiver Schwingungsdämpfungsvorrichtung wird ein Druck innerhalb der Druckaufnahmekammer gemäß der zu dämpfenden Eingangsschwingung reguliert, so dass die Eingangsschwingung aufgehoben werden kann, um eine aktive Schwingungsdämpfungswirkung bereitzustellen.
Bei fluidgefüllten aktiven Dämpfungsschwingungsvorrichtungen dieser Art ist es zum Erzielen einer effektiven Dämpfungswirkung wichtig, Druckschwankungen innerhalb der Druckaufnahmekammer auf eine Frequenz und eine Phase entsprechend einer hohen Genauigkeit zu der Eingangsschwingung zu steuern.
Das Stellglied, das zum Aufbringen einer Betätigungskraft auf das Oszillationselement verwendet wird, ist vorzugsweise ein Solenoidstellglied, wie in JP-A-9-49541 und JP-A-2000-283214 offenbart ist, wie vorstehend angegeben ist. Ein solches Stellglied hat typischer Weise einen Aufbau, bei dem ein bewegbares Element ersetzbar eingesetzt in einem Stator positioniert ist, der ein Jochelement hat, der um eine Spule angebracht ist, um einen Statormagnetpfad auszubilden, und wird ein Strom durch die Spule geleitet, um eine Betätigungskraft in axiale Richtung zwischen dem Stator und dem bewegbaren Element zu bilden.
In dem Fall, dass ein Solenoidstellglied dieser Art beispielsweise bei einem Automobilverbrennungsmotorträger oder einer anderen Schwingungsdämpfungsvorrichtung eingesetzt werden soll, gibt es ein Problem dahingehend, dass das Stellglied und somit die Schwingungsdämpfungsvorrichtung selbst nicht einfach die befriedigende Haltbarkeit und Zuverlässigkeit hinsichtlich der Betriebsfähigkeit zeigen kann. Das liegt an der Tatsache, dass, während in dem Fall eines Automobilverbrennungsmotorträgers die Notwendigkeit besteht, dass die Vorrichtung eine kontinuierliche Schwingungsdämpfung über eine vorbestimmte Zeitdauer in einem Hochfrequenzbereich von mehreren 10 Hz und darüber für eine lange Zeit von mehreren Jahren oder mehr bereitstellen kann, ein typisches Solenoidstellglied nicht gleichbleibend einen derartigen kontinuierlichen Betrieb in einem Hochfrequenzbereich für eine lange Dauer aufrecht erhalten kann.
Im Hinblick auf das vorstehend Genannte wurde überlegt, eine Führungsmanschette an dem Stator anzubringen, um ein Führungsloch mit einer guten Gleiteignung an der Innenumfangswand der Führungsmanschette auszubilden, um einen Führungsmechanismus zu schaffen, der die Beschädigung in dem Fall vermindern wird, bei der das bewegbare Element im Kontakt mit der Innenwand des Führungslochs gelangt.
Da jedoch das Intervall zwischen dem bewegbaren Element und dem Führungsloch insgesamt aus einem sehr kleinen Spalt besteht, ist es schwierig zu verhindern, dass das bewegbare Element in Kontakt mit der Innenwand des Führungslochs aufgrund eines Fehlers der Bauteiltolleranzen und des Zusammenbaus oder einer zeitlichen Veränderung von Teilen gelangt. Insbesondere ist es bei Schwingungsdämpfungsvorrichtungen, wie z. B. bei denjenigen, die vorstehend diskutiert sind, auch wenn das Stellglied selbst ein Hochpräzisionsbauteil ist, in jedem Fall extrem schwierig, einen hohen Genauigkeitsgrad einer Relativposition des Stators und des bewegbaren Elements aufrecht zu erhalten, solange sie in der Schwingungsdämpfungsvorrichtung eingebaut sind, so dass ein Kontakt des bewegbaren Elements mit der Innenwand des Führungslochs in der tatsächlichen Praxis unvermeidbar ist.
Der Grund dafür liegt darin, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtungen typischer Weise gummielastische Elemente zum versetzbaren Stützen des Oszillationselements einsetzen, da aber gummielastische Elemente einer Formschrumpfung unterliegen, ist es nicht möglich, ihre Abmessungen mit einer hohen Genauigkeit wie mit Metallpassungen zu unter Kontrolle zu halten. Somit ist es bei einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung nicht möglich, eine Positionsabweichung in eine achsensenkrechte Richtung des Stators, der an dem zweiten Trägerelement befestigt ist, und des bewegbaren Elements, das an dem Oszillationselement angebracht ist, zu vermeiden, und ist ein Kontakt zwischen dem bewegbaren Element und dem Stator aufgrund der Positionsabweichung unvermeidbar.
In den meisten Fällen tritt der Kontakt zwischen dem bewegbaren Element und dem Stator in Achsensenkrechte Richtung mit dem oberen Ende oder dem unteren Ende des bewegbaren Elements als Kontaktpunkt mit dem Stator auf. Wenn jedoch das bewegbare Element einer relativen Versetzung ausgesetzt wird und in die Verdrehrichtung mit Bezug auf den Stator kippt, gelangen ein erstes axiales Ende und das andere Ende des bewegbaren Elements wechselseitig in die Nähe des Stators an entgegengesetzten Seiten in Achsensenkrechte Richtung, wobei als Ergebnis daraus die Magnetkraft, die an beiden Enden wirkt, bewirkt eine weitergehende Neigung des Stators zu erzeugen. Eine derartige Neigung des Stators ergibt in vielen Fällen den Kontakt des bewegbaren Elements und des Stators, der als Punktkontakt an beiden axialen Enden auftritt. Als Folge gibt es einen beträchtlichen Kontaktflächendruck in den Bereichen des Kontakts des bewegbaren Elements mit dem Stator, so dass eine Abnutzung an den Kontaktbereichen beschleunigt wird, und gibt es die Tendenz, dass Probleme einer unzureichenden Haltbarkeit und von nicht gleichbleibenden Betriebscharakteristiken auftreten.
Zusätzlich ist es typisch, die Kontaktflächen des bewegbaren Elements und des Stators einer Gleitbeschichtung mit Fluorharz zum Verbessern der Gleiteigenschaften, einer korrosionsbeständigen Beschichtung durch einen Plattierprozess oder verschiedenartigen anderen Beschichtungen zu unterziehen. An Kontaktpunkten, die sich aus der Neigung des bewegbaren Elements ergeben, wie vorstehend diskutiert ist, gibt es die Tendenz, dass derartige Beschichtungen sich aufgrund von Kratzen abschälen, was somit die Probleme einer schlechten Haltbarkeit und Betriebsstabilität verschlimmert.
Zur Berücksichtigung derartiger Probleme schlägt JP-A-2002-25820 vor ein Lager vorzusehen, das aus einer Anzahl starrer Kugeln und einem elastischen Element besteht, um eine Struktur zum Kontrollieren einer Vorspannung des bewegbaren Elements bereitzustellen. Jedoch hat dieses Lager einen komplizierten Aufbau und vielzählige Teile und wäre es somit schwierig, dieses im Hinblick auf den Produktionsprozess und die Produktionskosten einzusetzen. Zusätzlich wäre die Dimensionsgenauigkeit des Lagers per se und die Zusammenbaugenauigkeit problematisch, wenn das Lager an das Stellglied angebracht wird. Auch wenn ein derartiges Lager eingesetzt würde, würde es somit nicht notwendiger Weise wirksame Ergebnisse im Hinblick auf Haltbarkeit und Betriebsstabilität ergeben.
Aus der US 6 527 262 B2 ist eine mit Flüssigkeit gefüllte aktive elastische Motoraufhängung bekannt, mit einem elastischen Körper, der zwei Teile der Aufhängung verbindet und zum Teil eine Druckaufnahmekammer definiert, die mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist. Eine flexible Membran definiert teilweise eine Ausgleichskammer, deren Volumen veränderbar ist. Schließlich weist die Motoraufhängung eine bewegliche Schwingungsplatte auf, die über einen Befestigungsbolzen mit einer magnetischen Vorrichtung verbunden ist. Die magnetische Vorrichtung kann den Befestigungsbolzen und damit die Schwingungsplatte in Richtung auf die Ausgleichkammer zu bewegen, so dass das Volumen der Ausgleichskammer verändert werden kann, was sich positiv auf die Schwingungsdämpfung auswirkt.
Die JP 2001 003 980 A betrifft eine mit Flüssigkeit gefüllte aktive Motoraufhängung mit einem elastischen Körper, einer Druckaufnahme- und einer Druckausgleichskammer. Ein Schwingungskörper, der mit einer magnetischen Vorrichtung verbunden ist, kann in Richtung der Druckausgleichskammer bewegt werden, um das Volumen der Druckausgleichskammer zu verändern und dadurch die Schwingungsdämpfungseigenschaften der Motoraufhängung zu verbessern.
Die DE 44 17 101 A1 betrifft einen Schwingungsisolator der zwischen einer Schwingungsquelle sowie einer Basis, an der die Schwingungsquelle gelagert ist, angeordnet ist. Der Schwingungsisolator weist einen elastischen Körper auf, der Teile der Außenwand einer Hauptfluidkammer bildet, eine Hilfs-Fluidkammer mit einer flexiblen Membran die mit der Hauptfluidkammer über eine Verbindungsöffnung verbunden ist, und ein bewegbares Plattenelement. Ein Betätigungsorgan kann das Plattenelement in die Verbindungsöffnung bewegen, wodurch Haupt- und Hilfs-Fluidkammer voneinander fluidisch getrennt werden.
Die JP 2004 263 808 A betrifft einen Schwingungsisolator mit einem elastischen Körper, der teilweise eine Druckkammer bildet, einem Schwingungskörper, der auf einer Betätigungsvorrichtung gelagert und mittels der Betätigungsvorrichtung entlang einer Längsache der Betätigungsvorrichtung bewegbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung eines neuartigen Aufbaus bereitzustellen, die ein Solenoidstellglied hat und die gleichbleibende Betriebscharakteristiken sowie eine hervorragende Haltbarkeit des bewegbaren Elements bereitstellen kann, während sie eine gewünschte aktive Schwingungsdämpfungsfähigkeit gleichbleibend über eine lange Dauer zeigt.
Die vorstehend genannten und/oder optionalen Aufgaben dieser Erfindung können gemäß zumindest einer der folgenden Ausführungsformen der Erfindung gelöst werden. Die folgenden Ausführungsformen und/oder Elemente, die in jeder Ausführungsform der Erfindung eingesetzt werden, können in jeder möglichen optionalen Kombination angenommen werden. Es ist verständlich, dass das Prinzip der Erfindung nicht auf diese Ausführungsform der Erfindung und Kombinationen der technischen Merkmale beschränkt ist, sondern dass sie auf der Grundlage der Lehre der vorliegenden Erfindung, die in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen offenbart ist, anders ausgefasst werden kann, oder dass sie durch den Fachmann im Lichte der vorliegenden Offenbarung in ihrer Gesamtheit erkannt werden kann.
Die Erfindung stellt eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung bereit, die folgendes aufweist: ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement, wobei die Elemente jeweils an Bauteilen anbringbar sind, die miteinander verknüpft sind, um ein Schwingungsübertragungssystem zu bilden; einen gummielastischen Hauptkörper, der elastisch die ersten und zweiten Trägerelemente verknüpft, wobei ein Abschnitt eine Wand einer Druckaufnahmekammer bildet, in der ein inkompressibles Fluid eingeschlossen ist; ein Oszillationselement, das einen weiteren Abschnitt der Wand der Druckaufnahmekammer definiert; ein Solenoidstellglied mit: einem Stator, der eine Spule und ein Jochelement hat, das um die Spule angebracht ist, um einen statorseitigen Magnetpfad auszubilden, mit einem Führungsloch, das sich entlang einer Mittelachse davon erstreckt; und einem bewegbaren Element, das in dem Führungsloch des Stators eingesteckt ist, so dass eine Betätigungskraft in eine axiale Richtung zwischen dem Stator und dem bewegbaren Element durch die Zufuhr eines elektrischen Stroms zu der Spule gebildet wird, wobei der Stator des Solenoidstellglieds an einem zweiten Trägerelement befestigt ist und das bewegbare Element an dem Oszillationselement befestigt ist, um aktiv einen Druck in der Druckaufnahmekammer durch eine Erregerbetätigung des Oszillationselements zu steuern, und eine Vorspannbaugruppe zum Vorspannen des bewegbaren Elements in eine Richtung in eine Achsensenkrechte Richtung mit Bezug auf den Stator.
Bei der aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist es durch Einsetzen der Vorspannbaugruppe zum Vorspannen des bewegbaren Elements zu einer Seite in die achsensenkrechte Richtung möglich, ein Kippen des bewegbaren Elements mit Bezug auf den Stator zu unterdrücken. Mit dieser Anordnung ist es möglich, das herkömmliche Problem zu vermeiden, bei dem das obere und untere Ende des bewegbaren Elements in die achsensenkrechte Richtung vorgespannt wird, so dass es in Punktkontakt gegen die innere Umfangswand des Führungslochs des Stators gelangt, wobei somit eine Erhöhung des lokalen Kontaktdrucks oder ein Festhängen des bewegbaren Elements an dem Stator verhindert wird, so dass ein gleichmäßiger Betrieb verwirklicht wird. Insbesondere werden auch dann, wenn die Kontaktwände des bewegbaren Elements und des Stators beschichtet werden, Gleiteigenschaften mit niedriger Reibung oder Korrosionsbeständigkeitseigenschaften, die durch die Beschichtung bereitgestellt werden, durchgehend über eine lange Dauer geboten.
Zusätzlich kann durch aktiveres Aussetzen des bewegbaren Elements durch die Vorspannkraft zu einer Seite in die achsensenkrechte Richtung das bewegbare Element der Verschiebung durch eine parallele Bewegung in die achsensenkrechte Richtung insgesamt mit Bezug auf das bewegbare Element unterzogen werden, und kann das bewegbare Element im Wesentlichen in linearen Kontakt in die axiale Richtung mit Bezug auf die Führungslochinnenwand gebracht werden. Durch diesen linearen Kontakt kann die Führungswirkung des Führungslochs, das in dem Stator an dem bewegbaren Element ausgebildet ist, wirksamer eingesetzt werden, um eine durchgehendere axiale Verschiebung des bewegbaren Elements zu erzielen und ebenso zuverlässig einen Punktkontakt des bewegbaren Elements gegen die Führungslochinnenwand zu vermeiden, so dass eine stabile Betriebscharakteristik über eine lange Dauer erzielt werden kann.
Aus der vorhergehenden Diskussion ist offensichtlich, dass im Vergleich mit einer herkömmlichen Konstruktion, deren Auslegung den Kontakt des bewegbaren Elements gegen den Stator einfach vermeidet, die vorliegende Erfindung auf der entgegengesetzten Idee basiert, nämlich auf das bewegbare Element eine Kraft in die Richtung des Kontakts mit dem Stator aktiv aufzubringen. Die Erfindung basiert auf dem neuartigen technischen Konzept, wobei auch dann, wenn das bewegbare Element in Kontakt mit dem Stator gelangen sollte, wenn dieser Kontakt über eine breite Fläche realisiert wird und eine stabilisierende Wirkung hat, möglich ist, die herkömmlichen Probleme einer geminderten Haltbarkeit und einer Instabilität aufgrund des Punktkontakts trotz des Kontakts zu verringern oder zu vermeiden.
Die Vorspannbaugruppe kann an dem Solenoidstellglied angeordnet sein oder an den Schwingungsdämpfungsvorrichtungschassis angeordnet sein, an dem das Solenoidstellglied zusammengebaut wurde. Wenn es an dem Solenoidstellglied angeordnet wird, ist es vorteilhaft, beispielsweise eine Anordnung wie diejenige einzusetzen, die in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung überlegt wird. Die Vorspannkraft der Vorspannbaugruppe kann in der Form einer Magnetkraft oder einer elektromagnetischen Kraft, wie später beschrieben wird, oder einer Elastizität eines gummielastischen Körpers oder ähnlichem bereitgestellt werden. In dieser Ausführungsform kann das Führungsloch in dem Stator durch die Innenumfangswand der rohrförmigen Spindel der Spule gebildet werden oder durch Einsetzen einer Führungsmanschette, die an dem Jochelement des Stators angebracht wird und in Zusammenwirkung mit dem Stator ausgebildet wird, und durch Verwenden der Innenumfangswand dieser Führungsmanschette.
Die Vorspannbaugruppe kann einen Magnetkraftvorspannmechanismus zum Vorspannen zu einer Seite in die achsensenkrechte Richtung als resultierende Kraft von Magnetkräften aufweisen, die in die achsensenkrechte Richtung zwischen dem bewegbaren Element und dem Stator angeregt werden, durch Zuführen eines elektrischen Stroms zu der Spule.
Bei der aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die gemäß dieser Ausführungsform aufgebaut ist, kann die Magnetkraft, die an dem Solenoidstellglied erregt wird, geschickt eingesetzt werden, um die Vorspannbaugruppe zu bilden. Somit ist es möglich, die gewünschte Vorspannbaugruppe mit weniger Teilen und einem einfachen Aufbau vorteilhaft zu verwirklichen.
Der Magnetkraftvorspannmechanismus zum Vorspannen der resultierenden Kraft der Magnetkräfte, die in die achsensenkrechte Richtung an dem bewegbaren Element wirken, zu einer Seite in die achsensenkrechte Richtung kann durch verschiedenartige Strukturen verwirklicht werden. Erfindungsgemäß ist es möglich, dieses durch Vorspannen der Anordnungslage des bewegbaren Elements relativ zu den Magnetpolausbildungsbereichen des Stators in die achsensenkrechte Richtung zu erzielen, so dass der Abstand zwischen dem bewegbaren Element und den Magnetpolen, die bei dem Stator erzeugt werden, über den Umfang des bewegbaren Elements uneinheitlich ist. Alternativ kann dies dadurch verwirklicht werden, dass das bewegbare Element mit einem Durchgangsloch oder einer Nut versehen wird, die nicht magnetisches Material in dem Inneren des bewegbaren Elements einbettet, oder anderenfalls in dem verursacht wird, dass die Linien der Magnetkraft, die durch das Innere des bewegbaren Elements treten, sich hinsichtlich der Anzahl in die Umfangsrichtung unterscheiden. Verschiedenartige Konstruktionen, bei denen ein derartiges Durchgangsloch, eine Nut oder das nicht magnetische Material an der Seite des Stators angeordnet ist, können ebenso geeignet eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß wird die Magnetkraftvorspannmechanismus durch Verändern des Abstands in Umfangsrichtung zwischen den Magnetpolausbildungsbereichen, an denen die Magnetpole an dem Stator erzeugt werden, und den Magnetwirkungsbereichen des bewegbaren Elements, die der Magnetwirkung durch die Magnetpole des Stators ausgesetzt werden, realisiert.
Alternativ kann der Magnetkraftvorspannmechanismus durch ein Verändern der Anzahl der Linien der Magnetkraft in Umfangsrichtung, die durch das Innere des Stators und/oder des bewegbaren Elements tritt, realisiert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird durch Auslegen des nicht einheitlichen Abstands in Umfangsrichtung zwischen den Magnetpolausbildungsbereichen und den Magnetwirkungsbereichen des bewegbaren Elements, die der Magnetwirkung ausgesetzt werden, zum Vorsehen von Bereichen in Umfangsrichtung des bewegbaren Elements, die näher an den Magnetpolausbildungsbereichen liegen, und Bereichen, die weiter von den Magnetpolausbildungsbereichen entfernt sind, der Magnetkraftvorspannmechanismus durch einen einfachen Aufbau realisiert. Durch Verwenden der Tatsache, dass die Magnetwirkung dem Abstand der Magnetpole entspricht, kann das Kippen des bewegbaren Elements durch die aktive Anziehung von Bereichen verringert werden, die nah an den Magnetpolausbildungsbereichen liegen.
Hier umfassen mögliche Ausführungsformen, durch die der Trennabstand veränderlich ausgeführt wird, beispielsweise das Ausbilden einer Nut an dem bewegbaren Element oder dem Stator oder beidem; oder Vorspannen der Anordnungslage des bewegbaren Elements relativ zu dem Stator in die achsensenkrechte Richtung. Gemäß den Ausführungsformen, wie z. B. diesem, kann der Magnetkraftvorspannmechanismus ohne den Bedarf erzielt werden, irgendwelche gesonderten speziellen Bauteile bereitzustellen.
Der Abstand, der einen Magnetpolausbildungsbereich und einen Magnetwirkungsbereich trennt, entspricht der Länge von Linien einer Magnetkraft, die ein Magnetpol des Stators erregt und die in die das bewegbare Element eintritt, oder von Linien einer Magnetkraft, die das bewegbare Element erregt und die in einen Magnetpol des Stators eintreten. In Abhängigkeit von der spezifischen Gestalt und der Anordnung des Stators und des bewegbaren Elements kann das dem Abstand zwischen entgegengesetzten Abschnitten in verschiede Richtungen, beispielsweise die axiale Richtung, die achsensenkrechte Richtung, oder die diagonale Richtung darstellen. In den meisten Fällen wird der Abstand zwischen den nächsten Punkten an einem Magnetpolausbildungsbereich an dem Stator und einem Magnetwirkungsbereich an dem bewegbaren Element angenommen.
Die alternative Anordnung kann durch Begrenzen einer Magnetpermeabilität über einen Abschnitt des Magnetpfads an der Seite des Stators beispielsweise realisiert werden. Somit kann der Magnetkraftvorspannmechanismus ohne den Bedarf nach irgendeiner speziellen Konfiguration der Außenumfangswand des bewegbaren Elements oder der Innenumfangswand des Führungslochs erzielt werden, indem eine geeignete Gestalt des Jochelements erzielt wird, das beispielsweise an der Außenseite der Spule positioniert ist. Demgemäß kann die Führungswirkung der Innenumfangswand der Führung vorteilhaft verwendet werden, um einen fortschrittlichen Führungsmechanismus gleichzeitig zu erzielen.
Eine spezifische Konstruktion zum Verändern der Anzahl der Linien der Magnetkraft in Umfangsrichtung kann beispielsweise durch Auslegen des Sättigungsniveaus eines magnetischen Flusses pro Längeneinheit in Umfangsrichtung realisiert werden, so dass dieser sich an dem Umfang verändert. Insbesondere kann durch Versehen von entweder dem Stator, dem bewegbaren Element oder beiden mit einem Raum, wie z. B. einem Durchgangsloch, einer Vertiefung oder ähnlichem, die Dickenabmessung des Bereichs, der durch die Linien der Magnetkraft durchdrungen werden, uneinheitlich ausgeführt werden, um dadurch die Anzahl der Linien der Magnetkraft in Umfangsrichtung uneinheitlich zu machen; oder durch Einbetten eines nicht magnetischen Materials in dem Stator und dem bewegbaren Element ist es möglich, Bereiche zu bilden, die für Linien der Magnetkraft durchdringbar sind, wobei die Bereiche in Umfangsrichtung nicht einheitlich sind. Wenn die Verwendung einer solchen Konstruktion des Massengleichgewichtes des bewegbaren Elements ändert, kann ein Füllmittel in dem Raum eingebettet werden, um das Gleichgewicht zu erhalten.
Die aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorstehend erwähnten Ausführungsformen, kann eine Gleitkontaktfläche für einen Gleitkontakt durch das bewegbare Element aufweisen, wenn das bewegbare Element einer betätigten Verschiebung in die axiale Richtung unterzogen wird, die an einer Innenwand des Führungslochs an einem Abschnitt angeordnet ist, der sich mit einer vorbestimmten Länge in die axiale Richtung erstreckt.
Bei der aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die gemäß dieser Ausführungsform aufgebaut ist, wird durch aktives Anordnen einer Linearkontaktwand, die sich in die axiale Richtung erstreckt, als Gleitkontaktwand das bewegbare Element in Gleitverschiebung gegen die Innenumfangswand des Führungslochs in dem Stator mit einer linearen Konfiguration, die sich in die axiale Richtung erstreckt, zumindest dann angeordnet, wenn das Oszillationselement sich in einem betätigten Erregungszustand befindet. Somit kann ein wiederholtes Berühren und Trennen des bewegbaren Elements und des Stators vermieden werden, was einen höheren Stabilisationsgrad einer axialen Verschiebung des bewegbaren Elements bereitstellt. Ebenso ist es möglich, eine vorrübergehende Vergrößerung der Schlagkraft aufgrund des Aneinanderschlagens des bewegbaren Elements und des Stators zu vermeiden.
Das bewegbare Element kann so ausgelegt sein, dass es die Innenumfangswand des Führungslochs in dem Stator in einer linearen Konfiguration nur dann berührt, wenn es betätigt wird, oder dieses mit einer linearen Konfiguration von dem Anfang berührt, auch wenn es nicht betätigt ist.
Die aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung kann eine Baugruppe zur Ermöglichung einer achsensenkrechten Verschiebung des bewegbaren Elements und des Oszillationselements in die achsensenkrechte Richtung aufweisen, die zwischen dem bewegbaren Element an dem Solenoidstellglied und dem Oszillationselement angeordnet ist, an der das bewegbare Element angebracht wird.
Bei der aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die gemäß dieser Ausführungsform konstruiert ist, wird die achsensenkrechte Verschiebung des bewegbaren Elements erlaubt, ohne dass es einer Beschränkung durch die achsensenkrechte Position des Oszillationselements oder einer verringerten Beschränkung durch die achsensenkrechte Position des Oszillationselements ausgesetzt wird. Somit können negative Wirkungen aufgrund der Positionsgenauigkeit des Oszillationselements vermieden werden, während die Vorspannung des bewegbaren Elements und des Stators in Richtung auf die achsensenkrechte Richtung bei dem Stellglied erzielt werden kann, wodurch eine lineare Kontaktkonfiguration, wie die vorher beschriebene, vorteilhaft realisiert werden kann.
Die Baugruppe zur Ermöglichung der achsensenkrechten Verschiebung kann einen Verbindungsstab aufweisen, der von dem Oszillationselement zu dem bewegbaren Element vorsteht; ein Passloch zum Einsetzen eines vorstehenden entfernten Endabschnitts des Verbindungsstabs kann an dem bewegbaren Element ausgebildet sein und eine Innenumfangswand kann gebildet werden, die geringfügig grösser als eine Außenumfangswand des Verbindungsstabs ist, wobei der Verbindungsstab durch das Passloch eingesteckt wird, das in der axialen Richtung zu dem bewegbaren Element positioniert ist, um eine Verschiebung des Verbindungsstabs in die achsensenkrechte Richtung mit dem Passloch zu gestatten.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Baugruppe zur Ermöglichung einer achsensenkrechten Verschiebung vorteilhaft realisiert werden. In dieser Ausführungsform kann das Befestigen des Verbindungsstabs an dem bewegbaren Element, das in axiale Richtung positioniert ist, während dessen Verschiebung in die achsensenkrechte Richtung gestattet wird, vorteilhaft beispielsweise durch schichtweises Bedecken des bewegbaren Elements in axiale Richtung durch ein Paar Anstoßelemente mit einer hervorragenden Gleitfähigkeit, die außen auf den Verbindungsstab gepasst werden, und durch elastisches Positionieren der Anstoßelemente mit Bezug auf den Verbindungsstab durch einen Vorspanngummiabschnitt oder ähnliches erzielt werden, während die Vorspannkraft des Vorspanngummiabschnitts zum Pressen des Paars Anstoßelemente gegen das bewegbare Element verwendet wird. Bei dieser Art der Anordnung wird die Verschiebung des Verbindungsstabs relativ zu dem bewegbaren Element in die achsensenkrechte Richtung durch das Gleiten zwischen den Anstoßwänden des Paars Anstoßelemente und des bewegbaren Elements gestattet, dass dazwischen schichtweise bedeckt ist.
Wie aus der vorherigen Beschreibung erkennbar ist, wird bei den Schwingungsdämpfungsvorrichtungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, das Kippen des bewegbaren Elements gesteuert, um einen Punktkontakt des bewegbaren Elements gegen den Stator zu vermeiden, um dadurch zu verhindern, dass das bewegbare Element in Kontakt mit einem hohen lokalen Kontaktdruck gegen die Innenwand des Führungslochs gelangt oder diese abträgt oder verkratzt. Somit durchläuft das bewegbare Element für eine lange Dauer die stabile betätigte Verschiebung, die in die axiale Richtung durch das Führungsloch geführt wird, wobei die Verschiebung des bewegbaren Elements an dem Oszillationselement ausgeübt wird, wodurch die gewünschte aktive Schwingungsdämpfungsfähigkeit gleichbleibend für eine lange Zeitdauer dargestellt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend genannten und/oder andere Aufgaben, Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennbar, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und wobei:
1 eine Draufsicht in einem axialen oder vertikalen Querschnitt einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung in der Form eines Verbrennungsmotorträgers eines Aufbaus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine axiale Querschnittansicht eines Solenoidstellglieds des Verbrennungsmotorträgers von 1 ist;
3 eine Draufsicht des Solenoidstellglieds von 2 ist;
4 eine teilweise vergrößerte Ansicht des Solenoidstellglieds von 2 ist;
5 eine axiale Querschnittansicht eines Solenoidstellglieds ist, das bei einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung eines Aufbaus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
6 eine Draufsicht des Solenoidstellglieds von 5 ist;
7 eine axiale Querschnittansicht eines Solenoidstellglieds ist, das bei einem Verbrennungsmotorträger eines Aufbaus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
8 eine Draufsicht des Solenoidstellglieds von 7 ist;
9 eine axiale Querschnittansicht eines Solenoidstellglieds ist, das bei einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung eines Aufbaus gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
10 eine Draufsicht des Solenoidstellglieds von 9 ist;
11 eine axiale Querschnittansicht eines Solenoidstellglieds ist, das bei einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung eines Aufbaus gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
12 eine Draufsicht des Solenoidstellglieds von 11 ist; und
13 eine axiale Querschnittansicht eines Solenoidstellglieds ist, das bei einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung eines Aufbaus gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf 1 wird zunächst eine aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung in der Form eines Automobilverbrennungsmotorträgers 10 des Aufbaus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Anordnung dieses Verbrennungsmotorträgers 10 hat einen Trägerkörper 18, der aus einem metallischen ersten Trägerelement 12 und einem metallischen zweiten Trägerelement 14 besteht, die entgegengesetzt und voneinander beanstandet angeordnet sind, und sind. elastisch durch einen gummielastischen Hauptkörper 16 verknüpft, der zwischen diese gesetzt ist; und ist mit einer Anschlagpassung 20 aus Metall passend eingebaut. Wenn das erste Trägerelement 12 an einer (nicht gezeigten) Antriebseinheit angebracht wird und das zweite Trägerelement 14 an einer (nicht gezeigten) Automobilkarosserie angebracht wird, wird die Antriebseinheit an der Karosserie auf eine schwingungsgedämpfte Art und Weise gestützt. In diesem eingebauten Zustand wird die verteilte Last der Antriebseinheit auf den Verbrennungsmotorträger 10 über das erste Trägerelement 12 und das zweite Trägerelement 14 in die Trägermittelachsenrichtung übertragen, die die vertikale Richtung in 1, wodurch der gummielastische Hauptkörper 16 einer elastischen Verformung in die Richtung ausgesetzt wird, die das erste Trägerelement 12 und das zweite Trägerelement 14 näher zueinander bringt. Die Grundschwingungen, die zu dämpfen sind, werden ebenso über das erste Trägerelement 12 und das zweite Trägerelement 14 in die Richtungen eingegeben, die die zwei Trägerelemente 12, 14 einander näher bringt/voneinander trennt. In der folgenden Beschreibung bezieht sich die vertikale Richtung auf die vertikale Richtung in 1, außer es ist anders angegeben.
Entsprechend einer genaueren Beschreibung hat das erste Trägerelement 12 eine umgekehrt kegelstumpfförmige Gestalt. An dem Ende mit großem Durchmesser des ersten Trägerelements 12 ist einstückig ein ringförmiger scheibenförmiger Anschlagabschnitt 22 ausgebildet, der an der äußeren Umfangswand heraussteht. Zusätzlich steht ein einstückiger Befestigungsschaft 24 axial nach oben von dem Ende mit großem Durchmesser vor und ist ein Befestigungsschraubenloch 26, das sich auf der oberen Endwand öffnet, in dem Befestigungsschaft 24 ausgebildet. Durch eine Befestigungsschraube (nicht gezeigt), die in dieses Befestigungsschraubenloch 26 geschraubt wird, wird das erste Trägerelement 12 an der nicht gezeigten Fahrzeugantriebseinheit angebracht.
Das zweite Trägerelement 14 hat eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt mit großem Durchmesser. Ein Absatzabschnitt 28 ist an dem axialmittleren Abschnitt des zweiten Trägerelements 14 ausgebildet; zu beiden Seiten dieses Absatzabschnitts 28 bildet die axial obenliegende Seite eine Ebene 30 mit großem Durchmesser, wobei die axiale Seite eine Ebene 32 mit kleinem Durchmesser bildet. Die Innenumfangswand der Ebene 30 mit großem Durchmesser ist durch eine anhaftende dünne Gummidichtungsschicht 34 abgedeckt. Eine Membran 36, die aus einer dünnen Gummifolie besteht, ist als flexible Folie in der Nähe des unteren offenen Endes der Ebene 32 kleinen Durchmessers angeordnet; durch Vulkanisationsfügen des Außenumfangsrandabschnitts der Membran 36 an der Innenumfangswand der Ebene 32 mit kleinem Durchmesser des zweiten Trägerelements 14 ist das untere offene Ende des zweiten Trägerelements 14 mit einem fluiddichten Verschluss versehen. Eine Verbindungspassung 38 ist mit dem Mittelabschnitt der Membran 36 vulkanisationsgefügt.
Das erste Trägerelement 12 ist axial oberhalb und beabstandet von dem zweiten Trägerelement 14 positioniert, wobei das erste Trägerelement 12 und das zweite Trägerelement 14 elastisch durch den gummielastischen Hauptkörper 16 verknüpft sind.
Der gummielastische Hauptkörper 16 hat insgesamt eine im Wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt, wobei eine konische Einschnittwand 40 an der Endwand großen Durchmessers ausgebildet ist. Das erste Trägerelement 12 ist in das Ende mit kleinem Durchmesser des gummielastischen Hauptkörpers 16 angesetzt und damit vulkanisationsgefügt. Der Anschlagabschnitt 22 des ersten Trägerelements 12 ist gegen die Wand kleinen Durchmessers des gummielastischen Hauptkörpers 16 gesetzt und damit vulkanisationsgefügt, so dass er mit dem gummielastischen Hauptkörper 16 überzogen ist, und steht ein Anstoßgummi 42, der einstückig mit dem gummielastischen Hauptkörper 16 ausgebildet ist, nach oben von dem Anschlagabschnitt 22 vor, wobei eine Vertiefung 44 an der Innenseite des Anstoßgummis 42 ausgebildet ist. Eine Verbindungsmanschette 46 ist mit der Außenumfangswand an dem Ende mit großem Durchmesser des gummielastischen Hauptkörpers 16 vulkanisationsgefügt.
Die Verbindungsmanschette 46, die mit der Außenumfangswand an dem Ende mit großem Durchmesser des gummielastischen Hauptkörpers vulkanisationsgefügt ist, ist in die Ebene 30 mit großem Durchmesser des Trägerelements 14 gepasst und die Ebene 30 mit großem Durchmesser wird dann einem Durchmesserverringerungsprozess unterzogen, um dadurch den gummielastischen Hauptkörper 16 gepaart fluiddicht mit dem zweiten Trägerelement 14 zu sichern. Dadurch wird die axiale obere Öffnung des zweiten Trägerelements 14 mit einem fluiddichten Verschluss durch den gummielastischen Hauptkörper 16 versehen, um dadurch zwischen den gegenüberliegenden Wänden des gummielastischen Hauptkörpers 16 und der Membran 36 in dem Inneren des zweiten Trägerelements 14 eine Fluidkammer 48 auszubilden, die eine abgedichtete Zone bildet, die fluiddicht von dem Außenraum isoliert ist, wobei ein inkompressibles Fluid in dieser Fluidkammer 48 eingeschlossen ist.
Als inkompressibles Fluid, das darin eingeschlossen wird, kann Wasser, ein Alkyl-Glykol, ein Polyalkyl-Glykol, Silikonöl oder ähnliches verwendet werden; in der bevorzugten Praxis wird zum wirksamen Erzielen einer Schwingungsdämpfungswirkung auf der Grundlage einer Fluidresonanzwirkung ein niederviskoses Fluid von 0,1 Pa·s oder weniger eingesetzt werden.
Ein Unterteilungselement 50 und ein Drosselelement 52 sind ebenso mit dem zweiten Trägerelement 14 zusammengebaut, die zwischen den entgegengesetzten Wänden des gummielastischen Hauptkörpers 16 und der Membran 36 angeordnet sind.
Das Unterteilungselement 50 hat einen gummielastischen Stützkörper 54, der sich mit einer vorbestimmten Dicke nach außen erstreckt, und eine Oszillationsplatte 56, die das Oszillationselement bildet, ist mit dem Mittenabschnitt dieses gummielastischen Stützkörpers 54 vulkanisationsgefügt. Die Oszillationsplatte 56 hat die Form eines flachen umgekehrten Bechers und ist an ihrem Außenumfangsrand mit dem Innenumfangsrand des gummielastischen Stützkörpers 54 vulkanisationsgefügt. Ein dicker Polsterabschnitt 58 ist durch Erweitern des gummielastischen Stützkörpers 54 um die Oberseite der Oszillationsplatte 56 ausgebildet.
An der Außenumfangspassung 60 ist der Außenumfangsrand des gummielastischen Stützkörpers 54 vulkanisationsgefügt und ist eine Umfangsvertiefung, die sich mit einem vorbestimmten Abstand in die Umfangsrichtung erstreckt, an der Außenumfangspassung 60 ausgebildet. Die obere axiale Öffnung dieser Außenumfangspassung 60 ist als Flanschabschnitt 64 ausgebildet, der sich in Durchmesserrichtung nach außen aufweitet; der Flanschabschnitt 64 ist angrenzend an den Absatzabschnitt 28 des zweiten Trägerelements 14 und zwischen dem Absatzabschnitt 28 und der Verbindungsmanschette 46 einklemmt gesichert. Mit dieser Anordnung wird das Unterteilungselement 50 so positioniert, dass es sich in die achsensenkrechte Richtung an dem mittleren Abschnitt zwischen den entgegengesetzten Wänden des gummielastischen Hauptkörpers 16 und der Membran 36 erstreckt, wobei sich das Innere des zweiten Trägerelements 14 zu beiden Seiten in die axiale Richtung gabelt. Somit wird an beiden Seiten des Unterteilungselements 50 eine Arbeitsfluidkammer 66 als Teil, dessen Wand durch den gummielastischen Hauptkörper 16 gebildet wird, und die Druckschwankungen auf der Grundlage der elastischen Verformung des gummielastischen Hauptkörpers 16 während eines Schwingungseingangs unterzogen wird, an der oberen Seite davon ausgebildet. An der unteren Seite des Unterteilungselements 50 ist unter dessen eine Ausgleichskammer 68 als Teil ausgebildet, deren Wand durch die Membran 36 gebildet wird, und die eine Volumenänderung gestattet.
Das Drosselelement 52 besteht aus oberen und unteren dünnen Platten 53a, 53b, die aufeinander gelegt sind, und dessen Außenumfangsrand ist angrenzend an den Flanschabschnitt 64 der Außenumfangspassung 60 und zwischen den Flanschabschnitt 64 und den Innenumfangsrand des Endabschnitts mit großem Durchmesser des gummielastischen Hauptkörpers 16 geklemmt und fixiert dadurch von dem zweiten Trägerelement 14 über den gummielastischen Hauptkörper 16 gestützt. Mit dieser Anordnung wird das Drosselelement 52 so positioniert, dass es sich in die achsensenkrechte Richtung an dem mittleren Abschnitt zwischen der entgegengesetzten Wänden des gummielastischen Hauptkörpers 16 und dem Unterteilungselement 50 erstreckt, was das innere der Arbeitsfluidkammer 66 zu beiden Seiten in die axiale Richtung gabelt.
An dem Außenumfangsrandabschnitt des Drosselelements 52 ist ein Umfangsdurchgang 74 ausgebildet, der sich kontinuierlich in Umfangsrichtung zwischen den angrenzenden Wänden der oberen und unteren dünnen Platten 53a, 53b erstreckt. Ein erstes Ende dieses Umfangsdurchgangs 74 verbindet eine Druckaufnahmekammer 70 und das andere Ende verbindet eine Erregerkammer 72. Mit dieser Anordnung wird ein erster Drosseldurchgang 76 ausgebildet, durch den die Druckaufnahmekammer 70 und die Erregerkammer 72 miteinander in Verbindung stehen. Der erste Drosseldurchgang 76 wird beispielsweise auf einen mittleren Frequenzbereich von ungefähr 30–40 Hz entsprechend einer Verbrennungsmotorschwingung oder ähnlichem abgestimmt.
Der Außenrandabschnitt des Drosselelements 52 ist auf den Außenumfangsrandabschnitt des Unterteilungselements 50 gelegt und ein zweiter Drosseldurchgang 78 wird durch Abdecken einer Umfangsvertiefung 62 ausgebildet, die an dem Außenumfangsrand der Außenumfangspassung 60 ausgebildet ist. Dieser zweite Drosseldurchgang 78 verbindet sich an einem Ende mit der Druckaufnahmekammer 70 über die Erregerkammer 72 und den ersten Drosseldurchgang 76, während sich das andere Ende mit der Ausgleichskammer 68 verbindet. Mit dieser Anordnung wird ein zweiter Drosseldurchgang 78 ausgebildet, durch den die Druckaufnahmekammer 70 und die Ausgleichskammer 68 miteinander in Verbindung stehen. Dieser zweite Drosseldurchgang 78 wird auf einen mittleren Frequenzbereich von ungefähr 10 Hz entsprechend einem Verbrennungsmotorschütteln oder ähnlichem abgestimmt.
Die spezifischen Formen und die Abstimmung der Drosseldurchgänge sind nicht auf bestimmte Ausführungen beschränkt; neben den vorstehend diskutierten Ausführungsbeispielen wäre es beispielsweise ebenso möglich, durch den Mittelabschnitt des Drosselelements 52 hindurch zu bohren, um einen ersten Drosseldurchgang einer Durchgangslochform auszubilden, durch den die Druckaufnahmekammer 70 und die Erregerkammer 72 direkt miteinander in Verbindung stehen können, und diesen ersten Drosseldurchgang auf einen hohen Frequenzbereich von ungefähr 50–150 Hz entsprechend einem Rüttelgeräusch oder ähnlichem ab zu stimmten, während der zweite Drosseldurchgang durch direktes Verbinden des Umfangsdurchgangs 74 des Drosselelements 52 und der Umfangsvertiefung 62 der Außenumfangsfassung 60 ausgebildet wird.
Zusätzlich wird der Trägerkörper 18, der auf die vorstehend genannte Art und Weise konstruiert wird, an der Karosserie des Automobils, die nicht gezeigt ist, über die Anschlagpassung 20 angebracht, wobei das zweite Trägerelement 14 in die Anschlagpassung 20 gepasst ist.
Die Anschlagpassung 20 hat die Gestalt eines abgesetzten Zylinders mit großem Durchmesser, dessen untere Seite einen größeren Durchmesser als die obere Seite hat; der Trägerkörper 18 wird in diesen von der unteren Öffnung eingesetzt und daran durch einen gerasteten Absatzabschnitt 80 gehalten. An der Öffnung an der oberen Seite ist ein Anstoßabschnitt 82 ausgebildet, der sich nach innen erstreckt, und wird eine Anschlagfunktion in die Rückstoßrichtung dadurch erzielt, dass der Anschlagabschnitt 22 des ersten Trägerelements 12 in Anstoß mit dem Anstoßabschnitt 82 über den Anstoßgummi 42 gelangt. Der Anstoßabschnitt 82 ist mit einem Einsteckloch 84 perforiert, das einen geeigneten Spalt mit Bezug auf den Befestigungsschaft 24 des ersten Trägerelements 12 aufrecht erhält, um eine relative Verschiebung des ersten Trägerelements 12 in die achsensenkrechte Richtung zu gestatten. Ein schirmförmiges Abschirmelement 86 ist an dem Befestigungsschaft 24 des ersten Trägerelements 12 angebracht, so dass es sich nach außen erstreckt und das Einsteckloch 84 der Anschlagpassung 20 abdeckt.
Das zweite Trägerelement 14, das in die Anschlagpassung 20 gepasst wurde, wird nun darin gehalten durch den gerasteten Absatzabschnitt 80 gesichert pressgepasst, um dieses zu sichern, so dass es nicht herausrutschen kann. Mehrere Schenkelabschnitte 88, die von der Außenumfangswand vorstehen und sich nach unten erstrecken, sind an der Anschlagpassung 20 befestigt, wobei diese Schenkelabschnitte 88 an der Karosserie des Automobils (nicht gezeigt) positioniert sind und durch Befestigungsschrauben befestigt werden, um den Verbrennungsmotorträger 10 an dem Automobil anzubringen.
Bei dem Trägerkörper 18 ist die Oszillationsplatte 56, die an dem Unterteilungselement 50 angeordnet ist, in engem Kontakt mit der Verbindungspassung 38 übereinander gelegt gesichert, die an der Membran 36 angeordnet ist. Ein Betätigungsstab 90, der als Verbindungsstab funktioniert, und ein Innenstab sind mit der Oszillationsplatte 56 und der Verbindungspassung 38 befestigt, wobei der Betätigungsstab 90 axial nach unten von der Oszillationsplatte 56 und der Verbindungspassung 38 vorsteht.
Eine geklemmte Gummischicht 92, die einstückig mit der Membran 36 ausgebildet ist, deckt im Wesentlichen den gesamten Umfang der Verbindungspassung 38 ab, um dadurch eine fluiddichte Abdichtung an der gepaarten Wand mit der Oszillationsplatte 56 bereitzustellen. Die Oszillationsplatte 56 und die Verbindungspassung 38 werden von oben nach unten an ihren Mitten übereinander gelegt, wobei ein eingestemmter Abschnitt 94, der einstückig an dem oberen Ende des Betätigungsstabs 90 ausgebildet ist, durch diese Mittenabschnitte geführt wird.
Durch den eingestemmten Abschnitt 94 werden die Oszillationsplatte 56 und die Verbindungspassung 38 in engem Kontakt eingestemmt, wobei der Betätigungsstab 90 axial nach unten von der Oszillationsplatte 56 und in Richtung auf das äußere durch die Verbindungspassung 38 vorsteht, was die Oszillationsplatte 56 und die Verbindungspassung 38 vereinheitlicht und einen Einschnitt 96 ausgebildet, der sich in Richtung auf einen Anker 112 öffnet, der später beschrieben wird. In der Nähe der Umfangswand 98 des Einschnitts 96 ist ein Polstergummiabschnitt 100, der eine Gestalt hat, die die Umfangswand 98 abdeckt, einstückig mit der Membran 36 ausgebildet.
Ein elektromagnetischer Oszillator 102, der als Solenoidstellglied dient, ist axial unterhalb des zweiten Trägerelements 14 mit dem vorstehenden Betätigungsstab 90 gelegen, insbesondere an der entgegengesetzten Seite der Oszillationsplatte 56 und der Verbindungspassung 38 von der Arbeitsfluidkammer 66, die durch das zweite Trägerelement 14 gestützt sind.
2 zeigt den elektromagnetischen Oszillator 102 im Querschnitt und 3 zeigt eine Draufsicht. Der elektromagnetische Oszillator 102 besteht aus einem Solenoid 104 und einem Gehäuse 106, das den darin aufgenommenen Solenoid 104 stützt. Genauer gesagt besteht der Solenoid 104 aus einem Stator in der Gestalt eines Magnetpolausbildungselements 110, das ein Spulenelement 108 aufweist, und dem Anker 112, der als bewegbares Element dient, das so positioniert ist, dass es zu einer relativen Verschiebung in die axiale Richtung mit Bezug auf das Spulenelement 108 fähig ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere das Gehäuse nicht ein separates unabhängiges Element. Stattdessen dient das untere Joch 116, das einen Teil des Magnetpolausbildungselements 110 bildet, als das Gehäuse 106.
Das Magnetpolausbildungselement 110 besteht aus dem Spulenelement 108 und einem oberen Joch 114 sowie dem unteren Joch 116, die die um die Umfassung des Spulenelements 108 angebracht sind.
Zusätzlich hat das Spulenelement 108 eine Spule 120, die um eine Spindel 118 gewickelt ist, wobei ein Abdeckungselement 122 aus einem nicht magnetischen Werkstoff so angeordnet ist, dass es den Außenumfang der Spule 120 abdeckt. Das Abdeckungselement 122 wird beispielsweise durch Harzformen erzeugt, nachdem die Spule 120 auf die Spindel 118 gewickelt wurde. Das Abdeckungselement 122 hat eine daran einstückig ausgebildete Energiezufuhröffnung 126, die nach außen von einer Öffnung 124 vorsteht, die durch das untere Joch 116 ausgeführt ist, und Energie wird der Spule 120 über den innerhalb der Energiezufuhröffnung 126 angeordneten Anschluss zugeführt. Die Betriebsspannung, die Frequenzbestandteile aufweist, die der Spule 120 zugeführt wird, ist nicht auf einen Wechselstrom beschränkt, wobei ein pulsierender Strom ebenso akzeptabel ist, und die Steuerung ist nicht auf eine analoge Steuerung beschränkt, sondern sie kann stattdessen digital sein.
Das untere Joch 116, das als Gehäuse 106 dient, hat ein unteres Durchgangsloch 128, das an dem Mittenabschnitt davon ausgeführt ist und ist mit einem ”L-förmigen” Querschnitt ausgebildet, der sich im Wesentlichen vollständig um den Umfang erstreckt, um die Außenumfangswand und die untere Endwand des Spulenelements 108 einzuschließen. Das obere Joch 114 ist an der oberen Endwand des Spulenelements 108 angeordnet. Das obere Joch 114 ist mit einer im Wesentlichen scheibenförmigen Gestalt ausgebildet, die ein oberes Durchgangsloch 130 mit einer Durchmesserabmessung hat, die im Wesentlichen derjenigen des unteren Durchgangslochs 128 des unteren Jochs 116 gleich ist, wobei der Rand an der Innenumfangsseite etwas dicker ausgeführt ist, während der Rand an der Außenumfangsseite so positioniert ist, dass er das Spulenelement 108 in einem Zustand eines Kontakts mit dem oberen Ende des unteren Jochs 116 abdeckt. Das obere Joch 114 und das untere Joch 116 sind als Jochelemente gebildet, die aus ferromagnetischem Werkstoff ausgebildet sind, der einen statorseitigen Magnetpfad bildet, durch den ein Magnetfluss strömt, der durch die Zufuhr eines Stroms zu der Spule 120 erzeugt wird, während die inneren Umfangsrandabschnitte des oberen Durchgangslochs 130 bzw. das untere Durchgangsloch 128, einen oberen Magnetpol 132 und einen unteren Magnetpol 134 bilden, die als Magnetpolausbildungsbereiche dienen, wo sich die Magnetpole ausbilden, wenn ein Strom zu der Spule 120 zugeführt wird.
Innerhalb des Mittellochs der Spule 120, die den Stator bildet, ist eine Führungsmanschette 136 eingebaut, die so angeordnet ist, um die Öffnungen an den oberen und unteren Innenumfangsrandabschnitten abzudecken, die durch das obere Joch 114 und das untere Joch 116 ausgebildet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Stator so aufgebaut, dass er diese Führungsmanschette 136 aufweist, und bildet das Mittelloch der Führungsmanschette 136 eine rohrförmige Führungswand 138, die als Führungsloch dient. Die rohrförmige Führungswand 138 der Führungsmanschette 136 ist nämlich als rohrförmige Wand gebildet, die einen Durchmesser hat, der geringfügig kleiner als derjenige der Magnetpolinnenwände des oberen Jochs 114 und des unteren Jochs 116 ist, und ist geringfügig nach innen in Durchmesserrichtung von den Magnetpolinnenwänden der oberen und unteren Joche 114, 116 positioniert. Diese rohrförmige Führungswand 138 wird vorzugsweise aus einem Werkstoff mit geringer Reibung ausgebildet, wie z. B. Polyethylen oder Polytetrafluorethylen. Die Führungsmanschette 136 kann mit Bezug auf die oberen und unteren Joche 114, 116 fixiert sein, elastisch geschützt sein oder mit einem gewissen Spalt eingebaut sein (Klappern). Es ist nämlich ausreichend, dass die Führungsmanschette 136 den Anker 112 in die axiale Richtung gleichmäßig führt, während verhindert wird, dass sie die oberen und unteren Joche 114, 116 usw. störend beeinflusst.
An dem Außenumfangsrand des Gehäuses 106 ist eine Paarungsvertiefung 140 eingedrückt; wobei ein Raststück 142, das an dem unteren Ende des zweiten Trägerelements 14 ausgebildet ist, in diese Paarungsvertiefung 140 passt und darin gehalten wird, wodurch das Magnetpolausbildungselement 110 des elektromagnetischen Oszillators 102 angebracht wird, um die Öffnung des unteren Endes des zweiten Trägerelements 14 abzudecken. Auf diesem Weg wird in diesem Ausführungsbeispiel der elektromagnetische Oszillator 102 direkt mit dem zweiten Trägerelement 14 befestigt, ohne irgendeinen Halter oder ein separates Element zwischen zu legen, was somit die Positionsabweichung der Mittelachsen der Oszillationsplatte 56 und der Spule 120 während des Zusammenbaus verringert. Da ein geklemmtes Gummielement 144, das durch nach unten weisendes verlängernder Membran 36 ausgebildet wird, zwischen dem Gehäuse 106 des elektromagnetischen Oszillators 102 und dem zweiten Trägerelement 14 geklemmt ist, wird Klappern des elektromagnetischen Oszillators 102 verhindert. Mit dieser Anordnung wird die Mittelachse der Spule 120 im Wesentlichen mit der Mittelachse des Trägerkörpers 18 ausgerichtet und stimmt mit den Mittelachsen des zweiten Trägerelements 14 und der Oszillationsplatte 56 überein. Das Abdeckungselement 146 ist mit dem Boden des Gehäuses 106 verschraubt, um zu verhindern, dass Staub und dergleichen in das untere Durchgangsloch 128 des Gehäuses 106 eindringt.
Der Anker 112 wird innerhalb des unteren Durchgangslochs 128 des Gehäuses 106 zusammengebaut, indem die Spule 120 eingebaut wurde. Der Anker 112 ist aus einem ferromagnetischen Körper mit einer insgesamt im Wesentlichen zylindrischen Blockgestalt ausgebildet; wobei seine Außendurchmesserabmessung geringfügig kleiner als die Innendurchmesserabmessung der Führungsmanschette 136 ist und er innerhalb der Führungsmanschette 136 passend zusammengebaut wird, so dass er zu einer relativen Verschiebung in die axiale Richtung an im Wesentlichen der gleichen Mittelachse fähig ist. Zusätzlich hat der Anker 112 eine Axiallängenabmessung, die die oberen und unteren Magnetpole 132, 134 überspannt, und in der Umgebung des oberen Magnetpols 132 davon ist eine Umfangsvertiefung 147 ausgebildet, die sich auf der Außenumfangswand öffnet. Der axiale obere Endabschnitt 150 und die untere Endwand 152 des Ankers 112 bilden Magnetwirkungsbereiche; wie dargestellt ist, sind Magnetspalte, bei denen eine effektive Magnetanziehungskraft erregt wird, in einer positionseingestellten Art und Weise zwischen dem oberen Endabschnitt 150 und dem oberen Magnetpol 132 des oberen Jochs 114 und zwischen der unteren Endwand 152 des Ankers 112 und des unteren Magnetpols 134 des unteren Jochs 116 ausgebildet. Die Außenumfangswand des Ankers 112 wird einer Niederreibungsbehandlung oder einer Antikorrosionsbehandlung mit einem von verschiedenartigen Beschichtungsmaterialien unterzogen, die nach dem Stand der Technik bekannt sind.
Hier ist eine ebene Fläche 148, die eine Vorspannbaugruppe (Magnetkraftvorspannmechanismus) bildet, von dem ein Umfangsabschnitt entlang der gesamten axialen Richtung weggeschnitten ist, an dem Anker 112 ausgebildet. Wie in 4 gezeigt ist, wird durch Ausbilden einer ebenen Fläche 148 der achsensenkrechte Abstand ”B1” zwischen den entgegengesetzten Wänden der Innenumfangswände der oberen und unteren Joche 114, 116 und der ebenen Fläche 148 unterschiedlich zu dem achsensenkrechten Abschnitt ”B2” zwischen den entgegengesetzten Wänden der Innenumfangswände der oberen und unteren Joche 114, 116 und der Außenumfangswand gemacht, die eine andere als die ebene Fläche 148 ist, wobei B1 relativ grösser als B2 ist. Mit dieser Anordnung wird der achsensenkrechte Abstand zwischen entgegengesetzten Wänden des oberen Magnetpols 132 und des oberen Endabschnitts 150 des Ankers 112 und dem achsensenkrechten Abstand zwischen entgegengesetzten Wänden des unteren Magnetpols 134 und der unteren Endwand 152 des Ankers 112, bei dem die Magnetkraft durch den durch die Spule 120 fließenden Strom erregt wird, jeweils unterschiedlich zwischen dem Abstand B1 an der ebenen Fläche 148 und dem Abstand B2 an anderen Bereichen sein, wodurch der Abstand, der die oberen und unteren Magnetpole 132, 134 des oberen Endabschnitts 150 und der unteren Endwand 152 trennt, die als Magnetwirkungsbereiche dienen, in die Umfangsrichtung des Ankers 112 uneinheitlich ist.
Ein Durchgangsloch 154 ist als Paarungsloch ausgebildet, durch die Mittelachse in dem Anker 112 gebohrt ist. Ein nach innen vorstehender Abschnitt 156 ist an dem axialmittleren Abschnitt dieses Durchgangslochs 154 ausgebildet und zu beiden Seiten des nach innen weisenden vorstehenden Abschnitts 156 besteht das Durchgangsloch 154 aus einem Abschnitt 158 mit kleinem Durchmesser an der Seite, die axial oberhalb liegt, und einem Abschnitt 160 mit großem Durchmesser an der Seite, die axial unterhalb liegt.
Der Betätigungsstab 90 ist durch das Durchgangsloch 154 des Ankers 112 mit einem Spalt zum Gestatten eines gewissen Spiels geführt und dabei steht das untere Ende davon nach unten über den nach innen vorstehenden Abschnitt 156 des Ankers 112 vor. Mit diesem vorstehenden unteren Ende des Betätigungsstabs 90 ist extern ein ringförmiges Stützelement 157 gepasst, was eine Außendurchmesserabmessung hat, die geringfügig grösser als die Innendurchmesserabmessung des nach innen vorstehenden Abschnitts 156 ist, und ist nicht abnehmbar an dem Betätigungsstab 90 durch eine Schraube 159 gestützt, die in das entfernte Ende des Betätigungsstabs 90 geschraubt ist. Das Stützelement 157 ist gegen die untere Wand des nach innen vorstehenden Abschnitts 156 des Ankers 112 gehalten, wodurch der Anker 112 nicht abnehmbar von dem Stützelement 157 in die axiale Richtung gehalten wird.
An dem Betätigungsstab 90 an der entgegengesetzten Seite des nach innen vorstehenden Abschnitts 156 von dem Stützelement 157 ist ein ringförmiger Halteabschnitt 161 extern gepasst, der eine Außendurchmesserabmessung hat, die grösser als die Innendurchmesserabmessung des nach innen vorstehenden Abschnitts 156 ist, wobei der Halteabschnitt 161 in die obere Wand des nach innen vorstehenden Abschnitts 156 gelegt ist. Zusätzlich wird der Halteabschnitt 161 einer Vorspannkraft in die axiale Richtung durch einen Gummiring 164 ausgesetzt, der extern auf den Betätigungsstab 90 gepasst ist und zwischen eine gestufte Fläche 162, die an dem axial mittleren Abschnitt des Betätigungsstabs 90 ausgebildet ist, und die obere Wand des Halteabschnitts 161 gefirmt ist. Die Festziehkraft der Schraube 159 wirkt an diesem Gummiring 164 zwischen der gestuften Fläche 162 und dem Halteabschnitt 161. Somit zeigt der Gummiring 164 eine Federsteifigkeit, so dass er im Wesentlichen keine Verformung als Reaktion auf eine Betätigungskraft in die axiale Richtung in der Größenordnung von derjenigen zeigt, die an dem Betätigungsstab 90 durch den Anker 112 ausgeübt wird.
Au diesem Weg sind der Halteabschnitt 161 und das Stützelement 157 angrenzend gegen den nach innen vorstehenden Abschnitt 156 des Ankers 112 von oben und unten und werden in Anstoß aufgrund der Elastizität des Gummirings 164 gehalten, so dass der Anker 112 im Wesentlichen fixiert in die axiale Richtung positioniert ist. Durch den Gummiring 164 werden der Betätigungsstab 90 und der Anker 112 verknüpft, während sie relativ zueinander in die axiale Richtung positioniert werden; und eine Betätigungskraft, die an dem Anker 112 durch einen durch die Spule 120 fließenden Strom erregt wird, wird auf den Betätigungsstab 90 in die axiale Richtung ausgeübt. Durch die Verknüpfung des Ankers 112 und der Oszillationsplatte 56 über den Betätigungsstab 90 funktioniert die Oszillationsplatte 56 als das Oszillationselement des elektromagnetischen Oszillators 102, der als Solenoidstellglied dient.
Das Stützelement 157, der Halteabschnitt 161 und der Betätigungsstab 90 sind so angeordnet, dass ein gewisser Spalt zwischen den achsensenkrechten gegenüberstehenden Wänden der Außenumfangswände dieser Elemente einerseits und der Innenumfangswand des Ankers 112 andererseits ausgebildet wird. Durch die Einstellung der Anstoßkraft des Stützelements 157 und des Halteabschnitts 161 gegen den nach innen vorstehenden Abschnitt 156, die durch die Elastizität des Gummirings 164 erzeugt wird, wird bei dem Vorfall, dass der Anker 112 einer externen Kraft in die achsensenkrechte Richtung ausgesetzt wird, die die statische Reibungskraft übersteigt, die zwischen dem Stützelement 157, dem Halteabschnitt 161 und dem nach innen vorstehenden Abschnitt 156 erzeugt wird, eine relative rutschende Verschiebung der Ankers 112 mit Bezug auf den Betätigungsstab 90 in die achsensenkrechte Richtung gestattet werden, wodurch der nach innen vorstehende Abschnitt 156, das Stützelement 157, der Halteabschnitt 161 und der Gummiring 164 eine Verknüpfungseinrichtung zur Gestattung einer relativen Verschiebung bilden, die den Anker 112 und den Betätigungsstab 90 verknüpft, um ihre relative Verschiebung in die achsensenkrechte Richtung zu ermöglichen, und ebenfalls eine Baugruppe zur Gestattung einer achsensenkrechten Verschiebung bildet, die eine relative Verschiebung des Ankers 112 mit Bezug auf das Spulenelement 108 gestattet. Durch diese Anordnung ist es möglich, in vorteilhafter Art und Weise für eine relative Positionsabweichung des Betätigungsstabs 90 und des Ankers 112, die durch einen Abmessungsfehler bei der Herstellung der Bauteile oder einen Positionsfehler während des Zusammenbaus verursacht wird, eine Einstellung vorzunehmen, so dass der Anker 112 stabil in achsensenkrechte Richtung mit Bezug auf die Spule 120 positioniert werden kann, und ebenso für eine zeitweilige axiale Abweichung während des Stellgliedbetriebs einzustellen, um stabile Betriebscharakteristiken zu erzielen.
Das Niveau der relativen Verschiebung des Ankers 112 mit Bezug auf den Betätigungsstab 90 in die achsensenkrechte Richtung wird durch den Abstand zwischen den gegenüberliegenden Wänden des Stützelements 157, des Halteabschnitts 161 und des Außenumfangendes des Betätigungsstabs 90 einerseits und der Innenumfangswand des Ankers 112 andererseits bestimmt; einen Bereich von 0,2–3 mm wird vorzugsweise als zulässiges Niveau dieser Verschiebung eingesetzt. Zum Erzielen einer besseren rutschenden Verschiebung des Ankers 112 wäre es beispielsweise annehmbar, Gleitabschnitte mit einem Werkstoff geringer Reibung, wie z. B. Polyethylen oder Polytetrafluorethylen, an diesen Gleitwänden anzubringen, oder diese einer Niedrigreibungsbehandlung auszusetzen.
Während es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist es bei dem Verbrennungsmotorträger 10 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau möglich, den Stromfluss zu der Spule 120 zu steuern. Diese Steuerung des Stromflusses kann beispielsweise durch eine adaptive Regelung oder eine andere Rückführregelung unter Verwendung des Verbrennungsmotorzündsignals der Antriebseinheit als Bezugssignal und des Schwingungserfassungssignals des Bauteils, das gedämpft wird, als Fehlersignal; oder auf der Grundlage von Steuerdaten erzielt werden, die im Voraus gebildet werden. Mit dieser Anordnung wird es durch Erzeugen einer Magnetkraft, die an dem Anker 112 wirkt, um diesen nach unten in die axiale Richtung zu betätigen, und dann durch Halten des Stromflusses zu der Spule 120 und gestatten, dass die Rückstellkraft des gummielastischen Stützkörpers 54 wirkt, möglich, die Oszillationsplatte 56 einer Betätigungskraft auszusetzen, die der Schwingung entspricht, die gedämpft wird, und somit eine aktive Schwingungsdämpfungswirkung durch eine interne Drucksteuerung der Arbeitsfluidkammer 66 zu erzielen.
Bei dem Verbrennungsmotorträger 10 dieses Ausführungsbeispiels ist es durch Ausbilden einer genuteten ebenen Fläche 148 an dem elektromagnetischen Oszillator 102, der das Solenoidstellglied bildet, möglich, das Kippen des Ankers 112 während der erregten Betätigung in die axiale Richtung durch die Zufuhr des Stroms zu der Spule 120 zu verringern. Da der Abstand zwischen der ebenen Fläche 148 und den oberen und unteren Magnetpolen 132, 134 in die Umfangsrichtung des Ankers 112 im Vergleich mit anderen Bereichen in Umfangsrichtung grösser ist, wird insbesondere die Magnetkraft, die an dem Bereich wirkt, in dem die ebene Fläche 148 ausgebildet ist, niedriger als die Magnetkraft sein, die an anderen Bereichen wirkt, wodurch die sich ergebende Kraft der achsensenkrechten Magnetkraftkomponente der Magnetkraft, die an dem Anker 112 wirkt, in eine Richtung an der entgegengesetzten Seite von der ebenen Fläche 148 in achsensenkrechte Richtung (die rechte Seite in 1) erzeugt wird.
Durch diese Anordnung wird die Magnetkraft, die in eine Richtung wirkt, auf die oberen und unteren Enden des Ankers 112 ausgeübt, so dass das Kippen des Ankers 112 verringert werden kann. Durch die Verringerung des Kippens des Ankers 112 kann ein Punktkontakt des Ankers 112 mit dem oberen oder unteren Joch 114, 116 oder mit der Führungsmanschette 136 verringert oder vermieden werden, was dadurch die Betriebsstabilität verbessert und ebenso eine Beschichtung an dem Anker 112 schützt, so dass die Gleitcharakteristiken mit niedriger Reibung oder die Korrosionsbeständigkeit, die durch die Beschichtung bewirkt wird, gleichbleibend für eine lange Dauer bereitgestellt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die relative Verschiebung des Betätigungsstabs 90 und des Ankers 112 durch das Stützelement 157 möglich, das eine Baugruppe zur Gestattung einer Verschiebung in die achsensenkrechte Richtung bildet. Daher kann, wenn die Magnetkraft, die in eine Richtung wirkt, an dem Anker 112 durch die Zufuhr eines Stroms zu der Spule 120 ausgeübt wird, was verursacht, dass der Anker 112 in die achsensenkrechte Richtung verschoben wird, der Anker 112 eine Verschiebung selbst durch Laufen, was somit die Wirkungen an dem Betätigungsstab 90 vermeidet. Zusätzlich kann durch diese Baugruppe zur Gestattung der achsensenkrechten Verschiebung der Anker 112 sich in die achsensenkrechte Richtung selbst bewegen, wenn eine Magnetkraft, die in eine Richtung wirkt, auf den Anker 112 ausgeübt wird, wodurch es möglich ist, das Kippen des Ankers 112 rasch zu verringern.
Bei diesem elektromagnetischem Oszillator 102 ist es durch das Einstellen der Nuttiefe der ebenen Fläche 148 an dem Anker 112 ebenso wie der relativen Positionen des Ankers 112 und der oberen und unteren Magnetpole 132, 134 möglich, an dem Anker 112 eine größere aktive Magnetanziehungskraft zu erzeugen, die zu der einen Seite in die achsensenkrechte Richtung gerichtet ist, so dass die Außenumfangswand des Ankers 112 einen Zustand eines linearen Kontakts mit der rohrförmigen Führungswand 138 der Führungsmanschette 136 annimmt. Durch Ausführen dieser rohrförmigen Führungswand 138 als Gleitwand und Erzeugen eines Zustands eines linearen Kontakts mit der rohrförmigen Führungswand 138 wird es möglich, die Führungswirkung, die durch die rohrförmige Führungswand 138 bereitgestellt wird, aktiv einzusetzen, um eine stabilere Erregungsbetätigung in die axiale Richtung zu erzielen.
Während die vorliegende Erfindung genau in ihrem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel lediglich zum Zweck der Darstellung beschrieben wurde, ist verständlich, dass die Erfindung unter keinen Umständen auf die Details des dargestellten Ausführungsbeispiels zu beschränken ist, sondern dass sie anders ausgeführt werden kann. Es ist ebenso verständlich, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenartigen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen, die dem Fachmann offensichtlich sind, ohne Abweichen von dem Grundgedanken und dem Anwendungsbereich der Erfindung ausgeführt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 ist als Nächstes ein elektromagnetischer Oszillator 180, der als Solenoidstellglied dient, als Bauteil einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer Konstruktion gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der elektromagnetische Oszillator 180 hat eine obere Vertiefung 184 und eine untere Vertiefung 186 als Magnetkraftvorspannmechanismus, der die über einen Teil des Umfangs des Ankers 182 ausgebildet ist. Insbesondere unterscheiden sich bei diesem elektromagnetischen Oszillator 180 durch das Ausbilden von oberen und unteren Vertiefungen 184, 186 an dem Anker 182 Zonen zum Gestatten eines Durchtritts von Linien einer Magnetkraft entlang dem Umfang des Ankers 182. Es ist dadurch möglich, in die Umfangsrichtung die Anzahl der Linien der Magnetkraft zu verändern, die durch den Anker 182 fließen, um in eine Richtung in die Umfangsrichtung eine resultierende Kraft der Magnetkraftkomponenten zu erzeugen, die in die achsensenkrechte Richtung wirkt. Die spezifischen Formen der oberen und unteren Vertiefungen 184, 186 sind nicht lediglich auf die Vertiefungsgestalt beschränkt, die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, wobei es möglich ist, statt dessen ein Durchgangsloch auszubilden oder mehrere Vertiefungen oder Durchgangslöcher dieser Art auszubilden. Wenn die Ausbildung derartiger Vertiefungen oder Durchgangslöcher das Massengleichgewicht des Ankers 182 ändert, kann das Gleichgewicht mit einem Füllstoff oder ähnlichem wiederhergestellt werden.
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 wird als nächstes ein elektromagnetischer Oszillator 200, der als Solenoidstellglied dient, als Bauteil einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer Konstruktion gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, wobei die Abschnitte 210, 212 mit breiterem Durchmesser einer größeren Durchmesserabmessung überlappend in Umfangsrichtung in Durchgangslöchern 206, 208 ausgebildet sind, die durch die Mitten des oberen Jochs 202 und des unteren Jochs 204 gebohrt sind, die den Magnetpfad bilden. Der Anker 214 diese elektromagnetischen Oszillators 200 hat im Wesentlichen eine rohrförmige Gestalt. Durch diese Auslegung ist der Abstand zwischen dem Anker 214 und den Magnetpolen 132, 134, die an den Abschnitten 210, 212 mit breiterem Durchmesser ausgebildet sind, grösser und kann die Magnetkraft, die an dem Anker 214 wirkt, in Umfangsrichtung verändert werden. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel gibt es keine Änderung des Massengleichgewichts aufgrund der Ausführung des Ankers 214 mit einer Nut oder Vertiefung und gibt es auch keine Änderung der Außendurchmesserabmessung, so dass die Führungswirkung, die durch die Führungsmanschette 136 ermöglicht wird, effektiv eingesetzt werden kann.
Unter Bezugnahme auf 9 und 10 wird als Nächstes ein elektromagnetischer Oszillator 220 gezeigt, der als Solenoidstellglied als Bauteil einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer Konstruktion gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient. Bei diesem elektromagnetischen Oszillator 220 ist ein Durchgangsloch 154 des Ankers 222 an einer exzentrischen Lage ausgebildet, wodurch die Anzahl von Linien der Magnetkraft, die durch den Anker fließen, in Umfangsrichtung verändert werden kann. Mit diesem elektromagnetischen Oszillator 220 ist es möglich, das Kippen des Ankers durch eine einfache Anordnung zum Ausbilden des Durchgangslochs 154 des Ankers 222 an einer exzentrischen Lage zu verringern.
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 ist als Nächstes ein elektromagnetischer Oszillator 240, der als Solenoidstellglied dient, als Bauteil einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer Konstruktion gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der Anker 242 in 11 ist in einer Außenansicht gezeigt. Bei diesem elektromagnetischen Oszillator 240 verändert sich die Vertiefungsabmessung einer Umfangsvertiefung 246 in Umfangsrichtung, die an dem Anker 242 ausgebildet ist. An ihrem unteren Rand ist ein Absatzabschnitt 250 ausgebildet, dessen Höhenabmessung sich in Umfangsrichtung verändert. Die Höhenabmessung der unteren Endwand 152 verändert sich in Umfangsrichtung. Die Steigungen der Umfangsvertiefung 246 und des Absatzabschnitts 250 sind mit einer ähnlichen Steigung bei überlappenden Bereichen in Umfangsrichtung ausgebildet. Durch diese mit einer Steigung versehene Umfangsvertiefung 246 und den Absatzabschnitt 250 verändert sich der Abstand, der den Anker 242 von dem oberen Magnetpol 132 und dem unteren Magnetpol 134 trennt, in Umfangsrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel verändert sich insbesondere der axiale Abstand zwischen den Außenumfangsrandecken des unteren Endes der oberen und unteren Magnetpole (der obere Endabschnitt 150 und die untere Endwand 152) des Ankers 242 und den Innenumfangsrandecken des oberen Endes der oberen und unteren Magnetpole 132, 134 – wenn der Anker 242 und die oberen und unteren Magnetpole 132, 134 in nächster Nähe positioniert sind und die hinsichtlich der erregten Magnetkraft dominiert – in Umfangsrichtung. Demgemäß verändert sich der Abstand zwischen den entgegengesetzten Ecken in Umfangsrichtung. Diese Änderung des axialen Abstands, der die entgegengesetzten Ecken trennt, bildet einen Kreis von 360° in Umfangsrichtung, wobei der Abschnitt, an dem die zwei Ecken einander am Nächsten sind, und der Abschnitt, an dem die zwei Ecken am Weitesten voneinander getrennt sind, entgegengesetzt zueinander in die achsensenkrechte Richtung gelegen sind. Der Abstand zwischen dem entgegengesetzten oberen Magnetpol 132 und dem oberen Endabschnitt 150 des Ankers 242 und der Abstand zwischen dem entgegengesetzten unteren Magnetpol 134 und der unteren Endwand 152 des Ankers 242 verändern sich in der gleichen Phase miteinander in Umfangsrichtung.
Zusätzlich kann durch Einsetzen eines Ankers 242 dieser Gestalt eine Änderung des Abstands, der die oberen und unteren Magnetpole 132, 134 und den Anker 242 trennt, wesentlich verringert werden, wenn der Anker 242 eine betätigte Verschiebung durchläuft (relative Änderung der axialen Position des Ankers 242 mit Bezug auf die oberen und unteren Joche 114, 116). Auch wenn insbesondere die Position der nächsten Nähe der Innenumfangsrandecken des oberen Endes der oberen und unteren Magnetpole 132, 134 und der Außenumfangsrandecken des unteren Endes der oberen und unteren Magnetpole (der obere Endabschnitt 150 und die untere Endwand 152) des Ankers 242, die hinsichtlich der erregten Magnetkraft (Magnetanziehungskraft) dominiert, sich allmählich in die Umfangsrichtung während der betätigten Verschiebung des Ankers 242 ändern sollte, wird der Abstand zwischen den Innenumfangsrandecken des oberen Endes der oberen und unteren Magnetpole 132, 134 und den Außenumfangsrandecken des unteren Endes der oberen und unteren Magnetpole des Ankers 242 im Wesentlichen konstant zumindest innerhalb eines Amplitudenbereichs in axiale Richtung an den Außenumfangsrandecken des unteren Endes der oberen und unteren Magnetpole des Ankers 242 gehalten. Somit ist es während der betätigten Verschiebung des Ankers 242 möglich, eine plötzliche Änderung der Magnetkraft zu unterdrücken, die an dem Anker 242 wirkt. Aus diesem Grund ist es auch bei dem Vorfall einer Veränderung des Abstands, der den Anker 242 und die oberen und unteren Magnetpole 132, 134 trennt, aufgrund eines Herstellungsfehlers oder einer Änderung über die Zeit an dem gummielastischen Stützkörper 54, der den Anker 242 stützt, möglich, eine plötzliche Änderung der Magnetkraft zu unterdrücken, so dass stabile Schwingungsdämpfungscharakteristiken über eine lange Dauer erzielt werden.
13 stellt einen elektromagnetischen Oszillator 260 dar, der als Solenoidstellglied dient, der als Bauteil einer aktiven Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer Konstruktion gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist. Der Anker 112 in 13 ist in einer Außenansicht gezeigt. Die planare Gestalt des elektromagnetischen Oszillators 260 ist der Gestalt des elektromagnetischen Oszillators 240 ähnlich, der in 12 gezeigt ist. Bei diesem elektromagnetischen Oszillator 260 unterscheiden sich die Höhenabmessungen des oberen Magnetpols 266 und des unteren Magnetpols 268, die an dem oberen Joch 265 und dem unteren Joch 264 ausgebildet sind, in Umfangsrichtung. Mit Bezug auf die Steigung des oberen Magnetpols 266 und des unteren Magnetpols 268 haben sie eine ähnliche Steigung in Bereichen, die sich in Umfangsrichtung überlappen. Durch Verändern der relativen Position der oberen und unteren Magnetpole 266, 268 relativ zu dem Anker 112 in Umfangsrichtung kann die Magnetkraft, die an dem Anker 112 wirkt, in Umfangsrichtung verändert werden.
Während die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf gewisse bevorzugte Beispiele gezeigt wurde, sind diese lediglich beispielhaft und sollte die Erfindung in keinem Fall so ausgelegt werden, dass sie auf die spezifische Offenbarung der Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Beispielsweise wäre es möglich, als Vorspannbaugruppe eine Kombination eines Magnetkraftvorspannmechanismus zum Verändern der Anzahl der Linien der Magnetkraft durch den Anker in Umfangsrichtung zusätzlich zu dem Magnetkraftvorspannmechanismus zum Verändern des Abstands von den Magnetpolen in Umfangsrichtung zu verwenden. Insbesondere durch Anordnen eines Durchgangslochs oder einer Vertiefung, wie in dem zweiten Ausführungsbeispiel, das in 5 dargestellt ist, wird die Anzahl der Linien der Magnetkraft, die durch den Anker 112 fließt, in Umfangsrichtung verändert, wie auch der Abstand von den Magnetpolen in Umfangsrichtung verändert wird.
Es ist natürlich möglich, den Magnetkraftvorspannmechanismus für sowohl das bewegbare Element als auch den Stator vorzusehen. Beispielsweise kann durch Verändern der Lagen der oberen und unteren Magnetpole 132, 134 in Umfangsrichtung in dem ersten Ausführungsbeispiel, das vorhergehend diskutiert ist, der Abstand zwischen dem Anker 112 und den oberen und unteren Magnetpolen 132, 134 merklich verändert werden.
Der Magnetkraftvorspannmechanismus ist nicht auf die vorstehend diskutierten Formen beschränkt und kann andere Formen annehmen beispielsweise durch Ausbilden des bewegbaren Elements aus einer Kombination von Werkstoffen, die unterschiedliche magnetische Durchlässigkeiten haben, um zu verursachen, dass sich die an dem bewegbaren Element wirkende Magnetkraft in Umfangsrichtung verändert.
Zusätzlich ist die spezifische Form der Baugruppe zum Gestatten der achsensenkrechten Verschiebung zum Gestatten einer relativen Verschiebung des Ankers 112, des Betätigungsstabs 90 und des Spulenelements 108 in die achsensenkrechte Richtung nicht auf die vorstehend beschriebene Form beschränkt.
Beispielsweise kann anstelle des Gummirings 164 eine Schraubenfeder in dem komprimierten Zustand zwischen der gestuften Fläche 162 des Betätigungsstabs 90 und der oberen Endwand des Halteabschnitts 161 eingebaut werden, um dadurch den Anker 112 aktiver in Richtung auf die Seite des Stützelements 157 vorzuspannen; oder kann ferner der Halteabschnitt 161 anstelle des Einbaus einer Schraubenfeder in dem komprimierten Zustand zwischen der gestuften Fläche 162 des Betätigungsstabs 90 und der oberen Endwand des nach innen vorstehenden Abschnitts 156 des Ankers 112 weggelassen werden. Als Einrichtung zum Stützen des Ankers 112 auf eine nicht abnehmbare Art und Weise in die axiale Richtung von dem Betätigungsstab 90 wäre es beispielsweise möglich, den Anker. 112 durch Ausbilden eines Außengewindes an dem entfernten Ende des Betätigungsstabs 90 und durch Schrauben eines Mutterelements mit einem Außendurchmesser, der demjenigen des Stützelements 157 ähnlich ist, anstelle des Stützelements 157 zu stützen.
Die Vorspannbaugruppe kann beispielsweise mit einem Permanentmagneten, einer Federeinrichtung, die einen gummielastischen Körper einsetzt, oder ähnlichem anstelle des Magnetkraftvorspannmechanismus realisiert werden, wie vorstehend beschrieben ist. Eine Vorspannbaugruppe, wie z. B. ein Permanentmagnet zum Ausüben einer Vorspannkraft in die achsensenkrechte Richtung könnte eher als an dem Solenoidstellglied eingebaut, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist, statt dessen an dem Schwingungsdämpfungsvorrichtungschassis, an dem das Solenoidstellglied eingebaut ist, an der Erregungseinrichtung davon oder an dem Verbindungsstab (Betätigungsstab) angeordnet sein, der mit der Erregungseinrichtung verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung ist analog auf Automobilkarosserieträger und Elementträger ebenso wie auf Träger, Dämpfer und andere Schwingungsdämpfungsvorrichtungen bei verschiedenen Arten anwendbar, die nicht unter Automobile gefasst werden.
Es ist ebenso verständlich, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenartigen anderen Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, die ein Fachmann offensichtlich sind, ohne von dem Grundgedanken an dem Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
Somit ist die aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung 1 offenbart, wobei erste und zweite Trägerelemente 12, 14 durch einen gummielastischen Hauptkörper 16 verknüpft sind, eine Druckaufnahmekammer 70, in der ein inkompressibles Fluid eingeschlossen ist, durch den gummielastischen Hauptkörper an einem Teil und durch ein Oszillationselement 56 an dem anderen Teil definiert ist. Ein Solenoidstellglied 102, 180, 200, 220, 240, 260, das mit einem bewegbaren Element 112, 182, 214, 222, 242 ausgelegt ist, das in ein Führungsloch 138 eines Stators (110 eingesteckt ist, der ein Jochelement 114, 116 hat, ist um eine Spule 120 angebracht, um einen statorseitigen Magnetpfad auszubilden, wobei das Führungsloch an der Mittelachse liegt, so dass ein Strom, der durch die Spule tritt, eine Betätigungskraft in die axiale Richtung zwischen dem Stator und dem bewegbaren Element bildet. Der Stator des Solenoidstellglieds ist an dem zweiten Trägerabschnitt fixiert und das bewegbare Element ist an dem Oszillationselement angebracht. Eine Vorspannbaugruppe 132, 134, 150, 152, 184, 186, 214, 242, 266, 268 ist zum Vorspannen des bewegbaren Elements in eine achsensenkrechte Richtung zu dem Stator angeordnet.

Claims

Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10) mit: einem ersten Trägerelement (12) und einem zweiten Trägerelement (14), wobei die Elemente jeweils an Bauteilen angebracht sind, die miteinander verknüpft sind und zusammen ein Schwingungsübertragungssystem bilden; einem gummielastischen Hauptkörper (16), der die ersten und zweiten Trägerelemente elastisch verknüpft, der einen Abschnitt einer Wand einer Druckaufnahmekammer (70) definiert, in der ein inkompressibles Fluid eingeschlossen ist; einem Oszillationselement (56), das einen anderen Abschnitt der Wand der Druckaufnahmekammer definiert; einem Solenoidstellglied (102, 180, 200, 220, 240, 260) mit: einem Stator (110), der eine Spule (120) und ein Jochelement (114, 116) hat, das um die Spule angebracht ist und einen statorseitigen Magnetpfad ausbildet, wobei ein Führungsloch (138) sich entlang seiner Mittelachse erstreckt; und einem bewegbaren Element (112, 182, 214, 222, 242), das eingesteckt in das Führungsloch des Stators positioniert ist, wobei durch die Zufuhr eines elektrischen Stroms zu der Spule die Betätigungskraft in eine axiale Richtung zwischen dem Stator und dem bewegbaren Element gebildet wird, wobei der Stator des Solenoidstellglieds an dem zweiten Trägerelement fixiert ist und das bewegbare Element an dem Oszillationselement angebracht ist, und dadurch einen Druck in der Druckaufnahmekammer durch eine Erregungsbetätigung des Oszillationselements aktiv steuert, und einer Vorspannbaugruppe (132, 134, 150, 152, 184, 186, 214, 242, 266, 268), welche das bewegbaren Elements in eine Richtung in eine achsensenkrechte Richtung mit Bezug auf den Stator vorspannt, wobei die Vorspannbaugruppe einen Magnetkraftvorspannmechanismus (132, 134, 150, 152, 184, 186, 214, 242, 266, 268) aufweist, welcher das bewegbare Element zu einer Seite in die achsensenkrechte Richtung einer sich ergebenden Kraft von Magnetkräften vorspannt, die in die achsensenkrechte Richtung zwischen dem bewegbaren Element (112, 182, 214, 222, 242) und dem Stator (110) durch die Zufuhr des elektrischen Stroms zu der Spule (120) erregt werden, und wobei der Magnetkraftvorspannmechanismus durch Verändern eines Abstands zwischen Magnetpolausbildungsbereichen (132, 134, 150, 152, 214, 242, 266, 268), an denen Magnetpole an dem Stator erzeugt werden, und Magnetwirkungsbereichen (150, 152) des bewegbaren Elements, das einer Magnetwirkung durch die Magnetpole des Stators ausgesetzt wird, in Umfangsrichtung realisiert wird.
Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1, wobei eine Gleitkontaktfläche für einen Gleitkontakt durch das bewegbare Element (112, 182, 214, 222, 242), wenn das bewegbare Element eine betätigte Verschiebung in die axiale Richtung durchläuft, an einer Innenwand des Führungslochs (138) an einem Abschnitt angeordnet ist, der sich mit einer vorbestimmten Länge in die axiale Richtung erstreckt.
Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei eine eine achsensenkrechte Verschiebung gestattende Baugruppe (157), welche eine relative Verschiebung des bewegbaren Elements (112, 182, 214, 222, 242) und des Oszillationselements (56) in die achsensenkrechte Richtung gestattet, und zwischen dem bewegbaren Element an dem Solenoidstellglied (102, 180, 200, 220, 240, 260) und dem Oszillationselement angeordnet ist, an dem das bewegbare Element angebracht wird.
Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, wobei die Baugruppe (157) einen Verbindungsstab (90) vorsieht, welcher die achsensenkrechte Verschiebung gestattet, und der von dem Oszillationselement (56) zu dem bewegbaren Element (112, 182, 214, 222, 242) vorsteht, wobei an dem bewegbaren Element ein Paarungsloch (154) ausgebildet ist, in das ein vorstehender entfernter Endabschnitts des Verbindungsstabs einsteckbar ist, und die Baugruppe eine Innenumfangswand hat, die geringfügig grösser als eine Außenumfangswand des Verbindungsstabs ist, wobei der Verbindungsstab, der durch das Paarungsloch eingesteckt ist, in axiale Richtung zu dem bewegbaren Element positioniert wird, wodurch eine Verschiebung des Verbindungsstabs in die achsensenkrechte Richtung innerhalb des Paarungslochs gestattet wird.