DE102012004659A1

DE102012004659A1 - Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012004659A1
Application number: DE102012004659A
Authority: DE
Inventors: Tatsunori Masuda; Kentaro Yamamoto; Takahiro Ohguchi; Gen Isawa; Katsuhiro Sakurai
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyo Tire Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: DE102012004659B4; JP2012189166A; JP5198605B2; CN102678811A; US20120228813A1; CN102678811B; US8864114B2

Abstract

An einem Trennelement (40) in einer flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung (10) ist ein Ventilelement (62) zum Öffnen und Schließen eines zweiten Durchflußkanals (60) senkrecht zur Fließrichtung der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal (60) angeordnet. Das Ventilelement (62) umfaßt einen flexiblen Membranabschnitt (62B) mit einem Ventilabschnitt (70), der den zweiten Durchflußkanal (60) aufgrund einer elastischen Verformung durch den Fluß der Flüssigkeit im Durchflußkanal (60) öffnet und schließt, und Verbindungsöffnungen (72) für den zweiten Durchflußkanal (60). Der Ventilabschnitt (70) umfaßt einen zylindrischen Pufferabschnitt (74), der von der Membranoberfläche des flexiblen Membranabschnitts (62B) vorsteht und die Öffnungen (60A, 60B) des zweiten Durchflußkanals (60) bei einer elastischen Verformung des flexiblen Membranabschnitts (62B) umgibt und der eine vorstehende Höhe (Q) aufweist, die größer ist als die Wanddicke (P) des zylindrischen Pufferabschnitts (74).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung.
Als Antivibrationsvorrichtung für zum Beispiel eine Motoraufhängung, an der eine Vibrationsquelle wie ein Kraftfahrzeugmotor derart angebracht ist, daß die Übertragung von Vibrationen von der Vibrationsquelle auf die Fahrzeugkarosserie verhindert wird, ist eine flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung mit dem im folgenden beschriebenen Aufbau bekannt.
Die bekannte flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung umfaßt ein erstes Befestigungselement, das auf der Seite der Vibrationsquelle angebracht wird; ein zweites Befestigungselement, das sich auf der Seite befindet, die eine Halterung darstellt; einen Antivibrations-Basiskörper, der sich zwischen dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement befindet und aus einem Elastomer besteht; eine Haupt-Flüssigkeitskammer, bei der der Antivibrations-Basiskörper einen Teil der Kammerwand bildet; eine Neben-Flüssigkeitskammer, bei der eine Membran einen Teil der Kammerwand bildet; und einen Durchflußkanal, über den die Haupt-Flüssigkeitskammer und die Neben-Flüssigkeitskammer miteinander in Verbindung stehen. Aufgrund des Durchflußeffekts für die Flüssigkeit, den der offene Durchflußkanal bewirkt, und des Vibrationenkontrolleffekts des Antivibrations-Basiskörpers weist die flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung eine Vibrationen dämpfende Funktion und eine gegen Vibrationen isolierende Funktion auf (siehe zum Beispiel die JP-A-2006-118547 und die JP-A-2010-139023 ).
Bei dieser Art von flüssigkeitsgefüllter Antivibrationsvorrichtung ist es bekannt, zur Dämpfung von Vibrationen in einem großen Frequenzbereich eine Anzahl von Durchflußkanälen vorzusehen, die auf verschiedene Frequenzen abgestimmt sind und zwischen denen geeignet umgeschaltet wird. Insbesondere hat die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung den in der internationalen Veröffentlichung WO 2010/032344 A1 beschriebenen Aufbau vorgeschlagen, der auf eine einfache Anordnung zum Umschalten zwischen den Durchflußkanälen gerichtet ist.
Die WO 2010/032344 A1 beschreibt daher einen Aufbau, bei dem an einem Trennkörper ein Ventilelement aus einer elastischen Membran zum Öffnen und Schließen eines zweiten Durchflußkanals vorgesehen ist. Der äußere Umfangsabschnitt des Ventilelements ist am Trennkörper angebracht. Der Fluß eines Fluids durch den zweiten Durchflußkanal bewirkt durch eine elastische Verformung eines innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts befindlichen flexiblen Membranabschnitts ein Verschließen der Öffnung des zweiten Durchflußkanals. Der zweite Durchflußkanal ist offen, wenn sich der flexible Membranabschnitt, in dem sich eine Verbindungsöffnung befindet, zu der Öffnung des zweiten Durchflußkanals einen Abstand aufweist. Bei diesem Aufbau wird der zweite Durchflußkanal bei Schwingungen mit relativ kleinen Amplituden nicht geschlossen, so daß der zweite Durchflußkanal bei hohen Frequenzen genutzt wird. Bei Schwingungen mit relativ großen Amplituden nimmt der Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal zu, und das Ventilelement unterliegt der elastischen Verformung, so daß der zweite Durchflußkanal geschlossen wird. Dadurch kommen die guten Dämpfungseigenschaften eines ersten Durchflußkanals bei niedrigen Frequenzen zum Tragen. Da bei diesem Aufbau der zweite Durchflußkanal durch die elastische Verformung des Ventilelements geschlossen wird, das aus einer elastischen Membran besteht, nimmt der zweite Durchflußkanal aufgrund der Rückstellkraft des Ventilelements wieder den offenen Zustand an, wenn der Fluß des Fluids kleiner wird. Es ist daher kein Vorspannelement wie eine Feder, eine Umschaltkammer für einen negativen Druck oder dergleichen erforderlich, so daß mit einem geringen Aufwand zwischen den Dämpfungseigenschaften der Durchflußkanäle umgeschaltet werden kann.
Wenn bei diesem Aufbau zum Beispiel durch eine Fahrt über eine schlechte Straße Schwingungen mit großen Amplituden erzeugt werden, besteht jedoch die Möglichkeit, daß die Fähigkeit zur Stoßabsorption des Ventilelements nicht mehr ausreicht, da bei dem Ventilelement der Ventilabschnitt, der die Öffnung des zweiten Durchflußkanals durch eine elastische Verformung verschließt, aus einer flachen Membran besteht und daher praktisch kein Raum für eine weitere Verformung des Ventilabschnitts besteht, wenn der zweite Durchflußkanal beim Auftreten der Schwingung mit einer großen Amplitude geschlossen ist. Nach dem Schließen des zweiten Durchflußkanals kann daher die kinetische Energie des Ventilelements kaum noch absorbiert werden, so daß auf den Trennkörper eine große Last übertragen wird, die dazu führen kann, daß unnormale Geräusche erzeugt werden.
Um das Übertragen solcher unnormaler Geräusche aus der Flüssigkeitskammer zu einem Fahrzeuginnenraum zu verhindern, schlägt zum Beispiel die JP-A-2006-118547 einen Aufbau vor, bei dem zwischen einem Trennelementkörper, in dem sich eine bewegliche Platte befindet, und einer Öffnung am äußeren Umfang des Trennelementkörpers ein elastischer Verbindungs-Gummikörper angeordnet wird. Die JP-A-2010-139023 beschreibt einen Aufbau, bei dem ein Abschlußelement, das zum Ausbilden einer Luftkammer zwischen dem Abschlußelement und einer Membran dient, in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufgeteilt ist und zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein elastischer Gummi-Verbindungsabschnitt angeordnet ist. Die Anordnung des Verbindungsabschnitts aus einem elastischen Gummikörper mitten im Übertragungsweg der Vibrationen erhöht jedoch die Herstellungskosten. Außerdem bewirkt das Vorhandensein des elastischen Körpers einen Druckverlust in der Flüssigkeit, durch den die Dämpfungseigenschaften beeinflußt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Einrichtung ist es deshalb, eine flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung zu schaffen, mit der bei einem einfachen Aufbau verschiedene Arten von Vibrationen, die sich in der Frequenz unterscheiden, wirkungsvoll gedämpft werden können, ohne daß dabei unnormale Geräusche entstehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung von Patentanspruch 1.
Die erfindungsgemäße flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung umfaßt somit ein erstes Befestigungselement, das auf der Seite einer Vibrationsquelle oder auf der Seite angeordnet wird, die eine Halterung bildet; ein zweites Befestigungselement, das auf der jeweils anderen Seite angeordnet wird; einen Antivibrations-Basiskörper aus einem Elastomer zwischen dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement; eine Haupt-Flüssigkeitskammer, bei der der Antivibrations-Basiskörper teilweise eine Kammerwand bildet und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist; wenigstens eine Neben-Flüssigkeitskammer, deren Kammerwände teilweise von einer Membran gebildet werden, die aus einer Elastomermembran besteht, und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist; einen ersten Durchflußkanal, der die Haupt-Flüssigkeitskammer mit einer der Neben-Flüssigkeitskammern verbindet; einen zweiten Durchflußkanal, der auf einen Frequenzbereich abgestimmt ist, der höher liegt als der Frequenzbereich des ersten Durchflußkanals und der von der Haupt-Flüssigkeitskammer und den Neben-Flüssigkeitskammern zwei Flüssigkeitskammern verbindet; ein Trennelement, das die Haupt-Flüssigkeitskammer von den Neben-Flüssigkeitskammern abtrennt und den zweiten Durchflußkanal enthält; und ein Ventilelement aus einer elastischen Membran zum Öffnen und Schließen des zweiten Durchflußkanals, wobei das Ventilelement in einer Ventilgehäusekammer im Trennelement orthogonal zur Fließrichtung der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal angeordnet ist. Das Ventilelement umfaßt einen äußeren Umfangsabschnitt, der flüssigkeitsdicht am Trennelement angebracht ist, und einen flexiblen Membranabschnitt, der sich innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts befindet und in dem ein Ventilabschnitt und wenigstens eine Verbindungsöffnung ausgebildet sind. Der Ventilabschnitt liegt der Öffnung des zweiten Durchflußkanals gegenüber, die zu der Ventilgehäusekammer führt, und ist so ausgestaltet, daß die Öffnung durch den Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal aufgrund einer elastischen Verformung des flexiblen Membranabschnitts geschlossen wird. Die Verbindungsöffnung ist an einer Stelle ausgebildet, an der sie sich nicht mit der Öffnung des zweiten Durchflußkanals überlappt, und ist dafür vorgesehen, beim zweiten Durchflußkanal eine Verbindung herzustellen. Der Ventilabschnitt umfaßt einen zylindrischen Pufferabschnitt, der von der Membranoberfläche des flexiblen Membranabschnitts vorsteht, und weist eine zylindrische Form, die die Öffnung des zweiten Durchflußkanals bei der elastischen Verformung der flexiblen Membran umgibt, sowie eine vorstehende Höhe auf, die größer ist als die Wanddicke des zylindrischen Pufferabschnitts.
Die vorstehende Höhe des zylindrischen Pufferabschnitts vom flexiblen Membranabschnitt kann größer sein als die Wanddicke des flexiblen Membranabschnitts außerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts. Der zylindrische Pufferabschnitt kann so ausgebildet sein, daß er sowohl von der vorderen als auch der hinteren Membranoberfläche des flexiblen Membranabschnitts vorsteht. Im zylindrischen Pufferabschnitt kann ein Schlitz ausgebildet sein, der sich in der Höhenrichtung erstreckt. Außerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts kann am flexiblen Membranabschnitt eine Anzahl von Vorsprüngen vorgesehen sein, deren vorstehende Höhe größer ist als die vorstehende Höhe des zylindrischen Pufferabschnitts. In diesem Fall kann die Anzahl von Vorsprüngen aus verschiedenen Arten von Vorsprüngen bestehen, die sich voneinander in der vorstehenden Höhe und/oder der Querschnittfläche unterscheiden. Am distalen Ende des zylindrischen Pufferabschnitts kann eine Anzahl von zusätzlichen Vorsprüngen ausgebildet sein. An einem Membranabschnitt innerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts kann eine Rippe ausgebildet sein.
Die Neben-Flüssigkeitskammern werden vorzugsweise von einer ersten Neben-Flüssigkeitskammer, deren Kammerwände zum Teil von der ersten Membran am zweiten Befestigungselement gebildet werden, und einer zweiten Neben-Flüssigkeitskammer gebildet, deren Kammerwände zum Teil von der zweiten Membran am Trennelement gebildet werden. Das Trennelement trennt dabei die Haupt-Flüssigkeitskammer von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer ab, der erste Durchflußkanal verbindet die Haupt-Flüssigkeitskammer mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer, und der zweite Durchflußkanal verbindet die zweite Neben-Flüssigkeitskammer mit der Haupt-Flüssigkeitskammer oder mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer. Vorzugsweise ist die zweite Neben-Flüssigkeitskammer, die durch die zweite Membran von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer abgetrennt ist, auf der Seite des Trennelements ausgebildet, auf der sich auch die erste Neben-Flüssigkeitskammer befindet, wobei der erste Durchflußkanal die Haupt-Flüssigkeitskammer mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer verbindet und der zweite Durchflußkanal die Haupt-Flüssigkeitskammer mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer verbindet.
Die erfindungsgemäße flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung kann nicht nur für die Aufhängung eines Motors in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, sondern auch zum Beispiel für die Aufhängung eines Getriebes in einem Kraftfahrzeug und allgemein immer dann, wenn verschiedene Arten von Vibrationen gedämpft werden sollen, die sich voneinander in der Frequenz unterscheiden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung;
2 einen Längsschnitt durch das Trennelement der Antivibrationsvorrichtung;
3 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Trennelements;
4 eine perspektivische Ansicht des Ventilelements der Ausführungsform;
5A eine Aufsicht auf das Ventilelement;
5B eine Seitenansicht des Ventilelements;
5C eine Ansicht des Ventilelements von unten;
6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in der 5A;
7 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Ventilelements;
8 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Trennelements, wenn Vibrationen in der Kompressionsrichtung auf eine Haupt-Flüssigkeitskammer einwirken;
9 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Trennelements, wenn Vibrationen in der Zugrichtung auf eine Haupt-Flüssigkeitskammer einwirken;
10 graphisch die Beziehung zwischen der Verschiebung eines Ventilabschnitts in der Axialrichtung und einer Last; und
11 graphisch die Beziehung zwischen der Frequenz und der dynamischen Last an der Antivibrationsvorrichtung.
Die in der 1 dargestellte flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10 ist eine Motoraufhängung für den Motor eines Kraftfahrzeugs mit einem oberen ersten Befestigungselement 12, das am Motor angebracht wird, der eine Vibrationsquelle darstellt, mit einem unteren zweiten Befestigungselement 14 in zylindrischer Farm, das als Halterung an der Fahrzeugkarosserie angebracht wird, und mit einem Antivibrations-Basiskörper 16 zwischen dem ersten Befestigungselement 12 und dem zweiten Befestigungselement 14, der das erste Befestigungselement 12 mit dem zweiten Befestigungselement 14 verbindet und der aus einem elastischen Gummikörper besteht. Die 1 zeigt die flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10 im unbelasteten Zustand.
Das erste Befestigungselement 12 ist ein über das zweite Befestigungselement 14 längs der Achse des zweiten Befestigungselements 13 vorstehendes Teil. Am ersten Befestigungselement 12 ist ein Anlageabschnitt 18 ausgebildet, der in Flanschform radial nach außen vorsteht. Im oberen Endabschnitt des ersten Befestigungselements 12 ist ein Schraubenloch 20 ausgebildet, und es ist vorgesehen, daß das erste Befestigungselement 12 mit einer Schraube, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist und die in das Schraubenloch 20 eingeschraubt wird, an einem Motor befestigt wird.
Das zweite Befestigungselement 14 besteht aus einem kreisförmigen zylindrischen Bauteil 22, an das der Antivibrations-Basiskörper 16 anvulkanisiert ist, und einem becherförmigen Bodenteil 24. Vom Bodenteil 24 steht eine Befestigungsschraube 26 nach unten vor, und es ist vorgesehen, daß das zweite Befestigungselement 14 mit der Schraube 26 an einem Fahrzeugkörper befestigt wird. Der untere Endabschnitt des zylindrischen Bauteils 22 ist an einem Bördelabschnitt 28 mittels Umbördeln am oberen offenen Endabschnitt des Bodenteils 24 befestigt. Das Bezugszeichen 30 bezeichnet ein Ansetzteil, das mittels Umbördeln am oberen Endabschnitt des zylindrischen Bauteils 22 befestigt ist und das einen Anschlag für den Anlageabschnitt 18 des ersten Befestigungselements 12 bildet. Das Bezugszeichen 32 bezeichnete einen Anlagegummi an der Oberseite des Ansetzteils 30.
Der Antivibrations-Basiskörper 16 hat im wesentlichen eine Becherform, wobei der obere Endabschnitt des Antivibrations-Basiskörpers 16 an das erste Befestigungselement 12 anvulkanisiert ist und der untere Endabschnitt des Antivibrations-Basiskörpers 16 an den oberen offenen Endabschnitt des zylindrischen Bauteils 22 anvulkanisiert ist. Am unteren Endabschnitt des Antivibrations-Basiskörpers 16 ist durchgehend ein abdichtender, gummischichtartiger Wandabschnitt 34 ausgebildet, der die innere Umfangsfläche des zylindrischen Bauteils 22 bedeckt.
Am zweiten Befestigungselement 14 ist eine erste Membran 38 in der Form einer flexiblen Gummimembran derart angebracht, daß sie in der Axialrichtung X der Unterseite des Antivibrations-Basiskörpers 16 gegenüberliegt und zwischen der ersten Membran 38 und der Innenseite des Antivibrations-Basiskörpers 16 eine flüssigkeitsgefüllte Kammer 36 bildet, in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist. Die erste Membran 38 enthält an ihrem äußeren Umfangsabschnitt eine ringförmige Verstärkung 39 und ist mittels der Verstärkung 39 am Bördelabschnitt 28 befestigt.
Die flüssigkeitsgefüllte Kammer 36 wird von einem Trennelement 40 in eine obere Haupt-Flüssigkeitskammer 42, deren Kammerwände zum Teil von dem Antivibrations-Basiskörper 16 gebildet werden, und eine untere erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 unterteilt, deren Kammerwände zum Teil von der ersten Membran 38 gebildet werden.
Das Trennelement 40 umfaßt einen Trennelementkörper 46, der in Aufsicht kreisförmig ist, der mittels des abdichtenden Wandabschnitts 34 an die Innenseite des zylindrischen Bauteils 22 angesetzt ist und der aus einem starren Material wie Metall oder einem Kunstharz besteht. Das Trennelement 40 umfaßt des weiteren eine Aufnahmeplatte 48, die mit der Unterseite des Trennelementkörpers 46 in Kontakt steht. Die Aufnahmeplatte 48 ist scheibenförmig und weist etwa in ihrer Mitte einen kreisförmigen Öffnungsabschnitt auf, an den eine zweite Membran 50 in der Form einer flexiblen Gummimembran anvulkanisiert ist. Durch das Befestigen der Aufnahmeplatte 48 zusammen mit dem Verstärkungsteil 39 der ersten Membran 38 im Bördelabschnitt 28 wird der Trennelementkörper 46 derart festgehalten, daß der Trennelementkörper 46 in der Axialrichtung X zwischen einem Stufenabschnitt 34A am abdichtenden Wandabschnitt 34 und der Aufnahmeplatte 48 angeordnet ist.
Auf der Seite der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 des Trennelements 40 ist eine zweite Neben-Flüssigkeitskammer 52 ausgebildet, die durch die zweite Membran 50 von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 abgetrennt wird. Das heißt, daß wie in der 2 gezeigt an der Unterseite des Trennelementkörpers 46 ein kreisförmiger Hohlraum 54 ausgebildet ist, und daß durch das flüssigkeitsdichte Verschließen des Hohlraums 54 von unten durch die zweite Membran 50 die zweite Neben Flüssigkeitskammer 52 mit einer in Aufsicht kreisförmigen Gestalt ausgebildet wird, deren Kammerwände zum Teil von der zweiten Membran 50 gebildet werden.
Die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 stehen miteinander über einen ersten Durchflußkanal 56 in Verbindung, der ein Drossel-Durchlaßkanal ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Durchflußkanal 56 auf einen niedrigen Frequenzbereich von zum Beispiel etwa 5 Hz bis etwa 15 Hz abgestimmt, die den Schüttelvibrationen entsprechen, die im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs auftreten. Die Abstimmung erfolgt dadurch, daß die Querschnittfläche und die Länge des Durchlaßkanals derart festgelegt werden, daß durch die Resonanzwirkung der durch den ersten Durchflußkanal 56 strömenden Flüssigkeit Schüttelvibrationen gedämpft werden.
Der erste Durchflußkanal 56 ist an der äußeren Umfangsseite des Trennelements 40 ausgebildet. Das heißt, daß der erste Durchflußkanal 56 von einer ersten Nut 58, die am äußere Umfangsabschnitt des Trennelementkörpers 46 ausgebildet ist und die nach außen offen ist, und dem abdichtenden Wandabschnitt 34 gebildet wird und sich in der Umfangsrichtung erstreckt. Der erste Durchflußkanal 56 weist an seinem einen Ende in Umfangsrichtung eine Öffnung auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf, die sich zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42 hin öffnet, und an seinem anderen Ende in Umfangsrichtung eine Öffnung auf der Seite der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 (in der Zeichnung nicht gezeigt), die sich zur ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 hin öffnet.
Die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 52 stehen miteinander über einen zweiten Durchflußkanal 60 in Verbindung, der ein Drossel-Durchlaßkanal ist. Der zweite Durchflußkanal 60 ist auf einen Frequenzbereich abgestimmt, der über dem Frequenzbereich des ersten Durchflußkanals 56 liegt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Durchflußkanal 60 auf einen hohen Frequenzbereich von zum Beispiel etwa 15 Hz bis etwa 50 Hz abgestimmt, der den Leerlaufvibrationen entspricht, die im Leerlaufbetrieb (Standbetrieb) eines Fahrzeugs auftreten. Die Abstimmung erfolgt dadurch, daß die Querschnittfläche und die Länge des Durchflußkanals derart festgelegt werden, daß durch einen niederdynamischen Federeffekt aufgrund der Resonanzwirkung der durch den zweiten Durchflußkanal 60 strömenden Flüssigkeit Leerlaufvibrationen gedämpft werden.
Der zweite Durchflußkanal 60 ist an der Innenseite des Trennelements 40 ausgebildet und erstreckt sich bei dem vorliegenden Beispiel in der Dickenrichtung des Trennelements 40, die im vorliegenden Fall mit der Axialrichtung X übereinstimmt. Das heißt, daß wie in der 2 gezeigt der zweite Durchflußkanal 60 den Trennelementkörper 46 innerhalb der ersten Nut 58 in der Axialrichtung X durchsetzt und bis zum Hohlraum 54 reicht. Das obere Ende des zweiten Durchflußkanals 60 öffnet sich somit zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42, und das untere Ende des zweiten Durchflußkanals 60 öffnet sich zur zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 52.
Die Antivibrationsvorrichtung 10 enthält eine scheiben- oder kreisförmige Membran, die ein Ventilelement 62 bildet, das den zweiten Durchflußkanal 60 öffnet und schließt und das aus einem elastischen Gummikörper besteht. Im Trennelement 40 ist dazu in einem Abschnitt des zweiten Durchflußkanals 60 eine Ventilgehäusekammer 64 ausgebildet, in der das Ventilelement 62 senkrecht zur Fließrichtung der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 60 angeordnet ist. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist das Ventilelement 62 im mittleren Abschnitt des zweiten Durchflußkanals 60 in einer Stellung angeordnet, in der die Membranflächen des Ventilelements 62 senkrecht zur Axialrichtung X liegen, die die Fließrichtung der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 60 ist.
Wie in der 3 gezeigt, ist an der Oberseite des Trennelementkörpers 46 eine stufige Vertiefung 66 ausgebildet, die in der Aufsicht Kreisform hat und in die ein scheibenförmiges Verschlußelement 68 eingesetzt ist, das aus einem starren Material wie Metall oder einem Kunstharz besteht. Das Verschlußelement 68 ist so an der offenen Seite der stufigen Vertiefung 66 befestigt, daß zwischen der stufigen Vertiefung 66 und dem Verschlußelement 68 ein Raum entsteht. Dieser Raum bildet die Ventilgehäusekammer 64. Im mittleren Abschnitt der stufigen Vertiefung 66 ist eine kreisförmige Öffnung 60A des zweiten Durchflußkanals 60 ausgebildet, und im mittleren Abschnitt des Verschlußelements 68 ist ebenfalls eine kreisförmige Öffnung 60B ausgebildet, die den gleichen Durchmesser wie die Öffnung 60A hat und die der Öffnung 60A in der Axialrichtung X genau gegenüberliegt. Die Öffnungen 60A, 60B bilden die Öffnungen des zweiten Durchflußkanals 60, die zur Ventilgehäusekammer 64 führen.
Das Ventilelement 62 ist derart in die stufige Vertiefung 66 eingesetzt, daß sich der äußere Umfangsabschnitt 62A des Ventilelements 62 zwischen der oberen und der unteren Wandfläche 64A, 64B der Ventilgehäusekammer 64 (das heißt der Unterseite des Verschlußelements 68 und der Bodenfläche der stufigen Vertiefung 66) befindet und dort eine flüssigkeitsdichte Abdichtung bildet. Wie in der 4 gezeigt, weist der äußere Umfangsabschnitt 62A des Ventilelements 62 über den ganzen Umfang eine relativ große Wanddicke auf. Innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts 62A mit der großen Wanddicke befindet sich ein flexibler Membranabschnitt 62B mit einer kleinen Wanddicke. Der flexible Membranabschnitt 62B ist in der Dickenrichtung (der Axialrichtung X) etwa in der Mitte des dicken äußeren Umfangsabschnitts 62A ausgebildet.
Der flexible Membranabschnitt 62B wird durch den Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 60 in der Axialrichtung aus der in der 3 gezeigten neutralen Position elastisch nach oben oder unten verformt. Im Mittelabschnitt des flexiblen Membranabschnitts 62B ist gegenüber der oberen und der unteren Öffnung 60A, 60B des zweiten Durchflußkanals 60 ein Ventilabschnitt 70 ausgebildet, der bei der elastischen Verformung des flexiblen Membranabschnitts 62B eine der Öffnungen 60A, 60B verschließt. An Stellen, an denen sich keine Überlappung mit den Öffnungen 60A, 60B ergibt, sind im flexiblen Membranabschnitt 62B Verbindungsöffnungen 72 ausgebildet. Die Verbindungsöffnungen 72 sind somit an Stellen ausgebildet, an denen sie sich nicht mit den Öffnungen 60A, 60B überlappen. Wie in der 5 gezeigt, sind die Verbindungsöffnungen 72 in Abständen an einer Anzahl von Stellen um den Ventilabschnitt 70 herum angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind in dem flexiblen Membranabschnitt 62B in gleichen Abständen vier Verbindungsöffnungen 72 ausgebildet. Die Verbindungsöffnungen 72 stellen, wenn der Ventilabschnitt 70 von beiden Öffnungen 60A, 60B des zweiten Durchflußkanals 60 entfernt ist, eine Verbindung zwischen den Öffnungen 60A, 60B her (siehe 3), so daß die durch den zweiten Durchflußkanal 60 fließende Flüssigkeit durch die Verbindungsöffnungen 72 strömt und damit der zweite Durchflußkanal 60 offen ist. Die Gesamtfläche der Verbindungsöffnungen 72 ist größer als die Querschnittfläche des zweiten Durchflußkanals 60, das heißt die Fläche jeder der Öffnungen 60A, 60B, damit die Verbindungsöffnungen 72 keinen Drosseleffekt haben.
Der Ventilabschnitt 70 enthält einen zylindrischen Pufferabschnitt 74, der von der Membran-Oberfläche des flexiblen Membranabschnitts 62B vorsteht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der vorstehende zylindrische Pufferabschnitt 74 sowohl an der vorderen als auch der hinteren (an der oberen und der unteren) Membran-Oberfläche des flexiblen Membranabschnitts 62B ausgebildet. Der zylindrische Pufferabschnitt 74 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt aus Gummi, der mit dem Rand der Öffnungen 60, 60B des zweiten Durchflußkanals 60 in Kontakt kommt und die Öffnungen 60A, 60B so umgibt, daß die Öffnungen 60A, 60B verschlossen sind, wenn der flexible Membranabschnitt 62B einer elastischen Verformung unterliegt. Der zylindrische Pufferabschnitt 74 dämpft beim Kontakt des Ventilabschnitts 70 mit dem Trennelement 40 den Aufprall ab und verringert die Energie, die dabei auf das Trennelement 40 übertragen wird, da er eine Verformung des Ventilabschnitts 70 auch dann noch erlaubt, wenn der zweite Durchflußkanal 60 bereits geschlossen ist. Der zylindrische Pufferabschnitt 74 weist dazu eine kleine Wanddicke P und eine große Höhe Q auf (siehe 7), so daß die vorstehende Höhe (die über den flexiblen Membranabschnitt 62B vorstehende Höhe) Q größer ist als die Wanddicke P (P < Q). Entsprechend kann, wie in den 8 und 9 gezeigt, der Ventilabschnitt 70 (das heißt der zylindrische Pufferabschnitt 74) auch dann noch leicht in der Axialrichtung X verformt werden, wenn der zweite Durchflußkanal 60 bereits geschlossen ist. Die vorstehende Höhe Q des zylindrischen Pufferabschnitts 74 ist vorzugsweise größer als die Wanddicke R des flexiblen Membranabschnitts 62B außerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts 74 (Q > R), und die Wanddicke P des zylindrischen Pufferabschnitts 74 erfüllt bezüglich der vorstehenden Höhe Q die Beziehung P < 0,5 Q. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn die Dicke R den Wert 1 hat (zum Beispiel 1 mm beträgt), die vorstehende Höhe Q gleich 2,5 und die Wanddicke P gleich 0,6.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist im zylindrischen Pufferabschnitt 74 ein Schlitz 76 ausgebildet, der sich in der Höhenrichtung des zylindrischen Pufferabschnitts 74 (der Axialrichtung X) erstreckt. Der Schlitz 76 ist ein schmaler Einschnitt (eine kleine Lücke), der bzw. die ein geringes Vor- und Zurückfließen der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 60 erlaubt, auch wenn der zweite Durchflußkanal 60 geschlossen ist. Der Schlitz 76 ist in der Umfangsrichtung des zylindrischen Pufferabschnitts 74 an einer einzigen Stelle ausgebildet. Die Breite des Schlitzes 76 ist vorzugsweise gleich der Wanddicke P des zylindrischen Pufferabschnitts 74, und die Tiefe des Schlitzes 76 in der Axialrichtung X ist vorzugsweise im wesentlichen gleich der vorstehenden Höhe Q des zylindrischen Pufferabschnitts 74. Das heißt, daß sich der Schlitz 76 in der Höhenrichtung vorzugsweise durch den ganzen zylindrischen Pufferabschnitt 74 erstreckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist in jedem der oberen und untern zylindrischen Pufferabschnitte 74 jeweils ein schmaler Schlitz 76 ausgebildet, wobei sich die beiden Schlitze 76 in der Umfangsrichtung jeweils an der gleichen Stelle befinden.
Wie in den 4 bis 6 gezeigt, ist am flexiblen Membranabschnitt 62B außerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts 74 eine Anzahl von säulenförmigen Vorsprüngen 78 ausgebildet, deren vorstehende Höhe größer ist als die vorstehende Höhe des zylindrischen Pufferabschnitts 74. Die Vorsprünge 78 sind an den Membran-Oberflächen des flexiblen Membranabschnitts 62B an Stellen ausgebildet, an denen die Vorsprünge 78 die Öffnungen 60A, 60B des zweiten Durchflußkanals 60 nicht überlappen. Wie in der 5 gezeigt, sind zwischen zwei benachbarten Verbindungsöffnungen 72 am Umfang um den zylindrischen Pufferabschnitt 74 jeweils zwei Vorsprünge 78 ausgebildet (im vorliegenden Fall auf dem gleichen Umfang, auf dem auch die Verbindungsöffnungen 72 ausgebildet sind). Wie in den 5A und 5C gezeigt, sind die Vorsprünge 78 sowohl an der oberen als auch der unteren Membran-Oberfläche des flexiblen Membranabschnitts 62B ausgebildet. Die Vorsprünge 78 sind in vertikaler Richtung symmetrisch angeordnet. Im vorliegenden Fall sind die Vorsprünge 78 so ausgebildet, daß ihre distalen Enden nicht mit den Wandflächen 64A, 64B der Ventilgehäusekammer 64 in Kontakt stehen, wenn sich das Ventilelement 62 in der neutralen Stellung befindet und der Durchflußkanal 60 offen ist. Die Vorsprünge 78 können jedoch auch so ausgebildet sein, daß ihre distalen Enden mit den Wandflächen 64A, 64B der Ventilgehäusekammer 64 in Kontakt stehen, wenn sich das Ventilelement 62 in der neutralen Stellung befindet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Anzahl von Vorsprüngen 78 von drei Arten von Vorsprüngen gebildet, die sich voneinander in der Höhe unterscheiden. Die Anzahl der Vorsprünge 78 besteht somit aus vier ersten Vorsprüngen 78A mit der größten vorstehenden Höhe, zwei dritten Vorsprüngen 78C mit der kleinsten vorstehenden Höhe und zwei zweiten Vorsprüngen 78B mit einer vorstehenden Höhe, die zwischen der größten vorstehenden Höhe und der kleinsten vorstehenden Höhe liegt.
Am distalen Ende des zylindrischen Pufferabschnitts 74 ist eine Anzahl von zusätzlichen Vorsprüngen 80 ausgebildet. Die zusätzlichen Vorsprünge 80 sind kleine halbkugelige Vorsprünge, die in Abständen am distalen Endabschnitt des zylindrischen Pufferabschnitts 74 in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Wie in der 5B gezeigt, ist die Höhe der zusätzlichen Vorsprünge 80 kleiner als die Höhe der Vorsprünge 78 (insbesondere kleiner als die Höhe der niedrigsten dritten Vorsprünge 78C). Die zusätzlichen Vorsprünge 80 sind sowohl am oberen als auch am unteren zylindrischen Pufferabschnitt 74 ausgebildet.
Außerdem sind am Membranabschnitt 62C innerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts 74 Rippen 82 ausgebildet, die den zylindrischen Pufferabschnitt 74 verstärken und von denen jede aus einem vorstehenden Steg besteht. Die Anzahl (im vorliegenden Fall drei) von Rippen 82 erstreckt sich radial von der Mitte (identisch mit der Mitte des Ventilabschnitts 70) des Ventilelements 62 zu der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Pufferabschnitts 74. Wie in der 6 gezeigt, ist die Oberseite der Rippen 82 so geneigt, daß die Höhe der Rippen 82 radial von innen nach außen zunimmt, wodurch der Basisabschnitt des zylindrischen Pufferabschnitts 74 verstärkt wird. Wie in der 5 gezeigt, sind die Rippen 82 sowohl am oberen als auch am unteren zylindrischen Pufferabschnitt 74 vorgesehen und derart angeordnet, die die oberen Rippen 82 und die unteren Rippen 82 gegeneinander versetzt sind (siehe 5C).
Wie in der 3 gezeigt, ist an der oberen und unteren Wandfläche 64A, 64B der Ventilgehäusekammer 64 jeweils ein ringförmiger Begrenzungsvorsprung 84 vorgesehen, der mit der inneren Umfangsfläche des äußeren Umfangsabschnitts 62A des Ventilelements 62 mit großer Dicke in Kontakt steht und der eine Verschiebung des äußeren Umfangsabschnitts 62 radial nach innen verhindert.
Bei der beschriebenen Ausführungsform der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 ist, wenn auf die Antivibrationsvorrichtung 10 Vibrationen mit hoher Frequenz und relativ kleiner Amplitude einwirken, wie es im Leerlauf eines Fahrzeugs der Fall ist, das steht, der Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 60 klein, so daß der flexible Membranabschnitt 62B des Ventilelements 62 im wesentlichen keiner elastischen Verformung unterliegt. Wie in der 3 gezeigt, wird daher der zweiten Durchflußkanal 60 nicht von dem Ventilabschnitt 70 verschlossen, und die Flüssigkeit kann im zweiten Durchflußkanal 60 durch die Verbindungsöffnungen 72 im Ventilelement 62 zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 52 hin und her fließen. Aufgrund der Resonanzwirkung der durch den zweiten Durchflußkanal 60 strömenden Flüssigkeit wird ein ausgezeichneter Antivibrationseffekt gegen die hochfrequenten Leerlaufvibrationen erhalten.
Wenn dagegen Vibrationen mit einer niedrigen Frequenz und relativ großer Amplitude auf die flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10 einwirken, wie es im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs der Fall ist, wird der Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 60 groß, und auf den flexiblen Membranabschnitt 62B des Ventilelements 62 wird durch den Fluß der Flüssigkeit in der Flußrichtung X ein Druck ausgeübt, wodurch sich der flexible Membranabschnitt 62B elastisch verformt. Wenn durch die Vibrationen die Flüssigkeit in der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 der Antivibrationsvorrichtung 10 unter Druck gesetzt wird und deshalb von der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 zur zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 52 strömt, bewegt sich daher der Ventilabschnitt 70 wie in der 8 gezeigt zur unteren Öffnung 60A, und das Ventilelement 62 verschließt den zweiten Durchflußkanal 60. Wenn dagegen durch die Vibrationen ein Zug auf die Flüssigkeit in der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 der Antivibrationsvorrichtung 10 ausgeübt wird, strömt die Flüssigkeit von der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 52 zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42, und der Ventilabschnitt 70 bewegt sich wie in der 9 gezeigt zur oberen Öffnung 60B, wodurch der zweite Durchflußkanal 60 wieder vom Ventilelement 62 verschlossen wird. Bei Vibrationen mit einer niedrigen Frequenz fließt daher im wesentlichen keine Flüssigkeit durch den zweiten Durchflußkanal 60, sondern die Flüssigkeit fließt hauptsächlich durch den ersten Durchflußkanal 56 zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 hin und her. Der Resonanzeffekt der durch den ersten Durchflußkanal 56 strömenden Flüssigkeit bewirkt eine Dämpfung der Schüttelvibrationen mit niedriger Frequenz.
Bei der beschriebenen flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 wird der zweite Durchflußkanal 60 durch die elastische Verformung des Ventilelements 62 verschlossen, das aus einer elastischen Gummimembran besteht. Wenn der durch den Fluß der Flüssigkeit auf das Ventilelement 62 ausgeübte Druck klein wird, öffnet sich daher der zweite Durchflußkanal 60 durch die Rückstellkraft, die dem elastischen Ventilelement 62 innewohnt, wieder von selbst. Auch ohne zusätzliche Einrichtung zur Erzeugung einer Vorspannung wie einer Feder und dergleichen wird daher allein unter dem Einfluß der im zweiten Durchflußkanal 60 strömenden Flüssigkeit zwischen den beiden Durchflußkanälen 56, 60 umgeschaltet. Die beschriebene flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10 stellt daher eine umschaltbare Antivibrationsvorrichtung mit einem kompakten und kostengünstigen Aufbau dar.
Am Ventilabschnitt 70 ist der zylindrische Pufferabschnitt 74 ausgebildet, der aus einer Gummiwand mit geringer Dicke besteht. Auch nach dem Verschließen des zweiten Durchflußkanals 60 wie in der 8 oder 9 gezeigt ist der zylindrische Pufferabschnitt 74 elastisch verformbar und damit eine weitere elastische Verformung des Ventilabschnitts 70 möglich. Wenn Vibrationen mit einer großen Amplitude einwirken, wie es bei der Fahrt über eine schlechte Straße der Fall ist, kann der Ventilabschnitt 70 sich daher auch dann noch verformen, wenn der zweite Durchflußkanal 60 bereits geschlossen ist. Die Übertragung von Energie auf das Trennelement 40 (das heißt die Wandflächen 64A, 64B der Ventilgehäusekammer 64) wird dadurch herabgesetzt. Wenn die kinetische Energie des Ventilelements 62, das durch den Fluß der Flüssigkeit elastisch verformt wird, mit E1 bezeichnet wird und die durch die Verformung des Ventilabschnitts 70 verzehrte Energie als E2, läßt sich die auf das Trennelement 40 übertragene Energie durch E = E1 – E2 ausdrücken. Die auf das Trennelement 40 übertragene Energie ist somit um das Ausmaß der Energie geringer, die durch die Verformung des Ventilabschnitts 70 verbraucht wird, so daß die Erzeugung von unnormalen Geräuschen ebenfalls entsprechend herabgesetzt ist.
Der am Ventilabschnitt 70 des Ventilelements 62 zum Öffnen und Schließen des zweiten Durchflußkanals 60 ausgebildete zylindrische Pufferabschnitt 74 bewirkt somit eine Verringerung der unnormalen Geräusche, die nach dem Verschließen des zweiten Durchflußkanals 60 bei der Fahrt über eine schlechte Straße durch Schüttelvibrationen mit großer Amplitude entstehen können.
Durch das Ausbilden des zylindrischen Pufferabschnitts 74 am Ventilabschnitt 70 wird die durch den Kontakt des Ventilabschnitts 70 mit dem Trennelement 40 hervorgerufene Laständerung gleichmäßig, und der durch den Kontakt verursachte Aufprall wird schwächer. Dazu tragen insbesondere auch die Vorsprünge 78 und die zusätzlichen Vorsprünge 80 bei, durch die, wenn das Ventilelement 62 einer elastischen Verformung unterliegt, der Ventilabschnitt 70 mit dem Trennelement 40 (das heißt den Wandflächen 64A, 64B der Ventilgehäusekammer 64) zuerst an den ersten Vorsprüngen 78A, dann den zweiten Vorsprüngen 78B, den dritten Vorsprüngen 78C, den zusätzlichen Vorsprüngen 80 und erst zuletzt mit dem Körper des zylindrischen Pufferabschnitts 74 in Kontakt kommt. Dadurch, daß der Ventilabschnitt 70 auf diese Weise nacheinander über verschiedene Stufen mit dem Trennelement 40 in Kontakt kommt, wird die durch den Kontakt des Ventilabschnitts 70 mit dem Trennelement hervorgebrachte Laständerung gleichmäßig über einen gewissen Zeitraum verteilt.
Durch das Ausbilden des Schlitzes 76 mit einer geringen Breite im zylindrischen Pufferabschnitt 74 ist auch nach dem Verschließen des zweiten Durchflußkanals 60 ein geringer Flüssigkeitsfluß möglich. Damit wird vermieden, daß der Ventilabschnitt 70 am Rand der Öffnung 60A, 60B des Trennelements 40 durch eine Saugwirkung hängenbleibt und nicht in die neutrale Stellung zurückkehren kann.
Durch das Ausbilden der Verstärkungsrippen 82 im zylindrischen Pufferabschnitt 74 wird ein Kollaps des zylindrischen Pufferabschnitts 74 bei wiederholter Verformung verhindert. Die Rippen 82, die den Basisabschnitt des zylindrischen Pufferabschnitts 74 verstärken, verändern die Steifigkeit des zylindrischen Pufferabschnitts insgesamt nur wenig, so daß die Rippen 82 die Wirkung der zylindrischen Pufferabschnitts 74 praktisch nicht beeinflussen.
Die 10 zeigt graphisch die Beziehung zwischen der Verschiebung des Ventilabschnitts 70 in axialer Richtung und der Last an der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 mit dem Ventilabschnitt 70 mit dem zylindrischen Pufferabschnitt 74 der vorliegenden Ausführungsform (Beispiel) und einer flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung mit einem flachen Ventilabschnitt nach der WO 2010/032344 A1 (Vergleichsbeispiel). Dabei wird die Beziehung bei einem Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 60 zwischen einer Last und der Auslenkung (Verschiebung) untersucht, wozu mit einem kugelförmigen Körper in der axialen Richtung X auf den Mittelabschnitt des Ventilabschnitts (beim Beispiel den Membranabschnitt 62C im zylindrischen Pufferabschnitt 74) gedrückt wird, wodurch der Ventilabschnitt zu der Wandfläche 64B der Ventilgehäusekammer 64 gedrückt wird. Wie in der 10 gezeigt, ist bei dem Vergleichsbeispiel der Anstieg der Last steil, nachdem der Ventilabschnitt mit dem Trennelement (der Wandfläche) in Kontakt gekommen ist, während bei dem Beispiel die Änderung der Last flacher ist, nachdem der Ventilabschnitt mit dem Trennelement in Kontakt gekommen ist.
Bei der Untersuchung des Auftretens von unnormalen Geräuschen (der Beziehung zwischen der Frequenz und einer dynamischen Last) an der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 des Beispiels und der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung des Vergleichsbeispiels ist bei der Einwirkung von Vibrationen mit einer Amplitude von ±0,5 mm bei der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 des Beispiels die dynamische Last wesentlich geringer und die Erzeugung von unnormalen Geräuschen wesentlich schwächer als bei der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung des Vergleichsbeispiels.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind zur Ausbildung der verschiedenen Arten von Vorsprüngen 78 am flexiblen Membranabschnitt 62B des Ventilelements 62 die vorstehenden Höhen der Vorsprünge 78 unterschiedlich groß. Es können jedoch auch durch Ändern des Durchmessers der Vorsprünge 78 und dergleichen die Querschnittflächen der Vorsprünge 78 verschieden groß gemacht werden. Die verschiedenen Arten von Vorsprüngen 78 können auch dadurch ausgebildet werden, daß sowohl die vorstehenden Höhen als auch die Querschnittflächen der Vorsprünge 78 geändert werden. Statt der drei verschiedenen Arten von Vorsprüngen, das heißt der ersten Vorsprünge 78A, der zweiten Vorsprünge 78B und der dritten Vorsprünge 78C können auch die vorstehenden Höhen oder Querschnittflächen der Vorsprünge in zwei oder mehr als drei Arten verändert werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist eine zweite Neben-Flüssigkeitskammer 52 vorgesehen, wobei der zweite Durchflußkanal 60 die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 52 verbindet. Als Neben-Flüssigkeitskammer kann jedoch auch nur die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 vorgesehen werden, wobei dann der zweite Durchflußkanal 60 die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 verbindet. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 52 auf der Seite des Trennelements 40 ausgebildet, auf der sich auch die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 befindet, und der zweite Durchflußkanal 60 verbindet die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 52. Es ist jedoch auch ein Aufbau möglich, bei dem die zweite Neben-Flüssigkeitskammer auf der Seite des Trennelements ausgebildet ist, auf der sich die Haupt-Flüssigkeitskammer befindet, wobei dann die zweite Neben-Flüssigkeitskammer durch eine zweite Membran von der Haupt-Flüssigkeitskammer abgetrennt ist und der zweite Durchflußkanal die zweite Neben-Flüssigkeitskammer mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer verbindet. Unter der Voraussetzung, daß die Durchflußkanäle eine Verbindung zwischen verschiedenen Flüssigkeitskammer herstellen, kann zum Beispiel der zweite Durchflußkanal ein Durchflußkanal sein, der die Haupt-Flüssigkeitskammer mit einer der Neben-Flüssigkeitskammern verbindet, oder ein Durchflußkanal sein, der zwei Neben-Flüssigkeitskammern miteinander verbindet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-118547 A [0003, 0007]
JP 2010-139023 A [0003, 0007]
WO 2010/032344 A1 [0004, 0005, 0059]

Claims

Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung mit einem ersten Befestigungselement (12), das auf der Seite einer Vibrationsquelle oder auf einer Seite angeordnet wird, die eine Halterung bildet; einem zweiten Befestigungselement (14), das auf der jeweils anderen Seite angeordnet wird; einem Antivibrations-Basiskörper (16) aus einem Elastomer zwischen dem ersten Befestigungselement (12) und dem zweiten Befestigungselement (14); einer Haupt-Flüssigkeitskammer (42), deren Kammerwände zum Teil vom Antivibrations-Basiskörper (16) gebildet werden und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist; wenigstens einer Neben-Flüssigkeitskammer (44; 52), deren Kammerwände teilweise von einer Membran (38) gebildet werden, die aus einem Elastomer besteht, und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist; einem ersten Durchflußkanal (56), der die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) mit einer der Neben-Flüssigkeitskammern (44; 52) verbindet; einem zweiten Durchflußkanal (60), der auf einen Frequenzbereich abgestimmt ist, der höher liegt als der Frequenzbereich des ersten Durchflußkanals (56) und der von der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) und den Neben-Flüssigkeitskammern (44; 52) jeweils zwei Flüssigkeitskammern verbindet; einem Trennelement (40), das die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) von den Neben-Flüssigkeitskammern (44; 52) abtrennt und den zweiten Durchflußkanal (60) enthält; und mit einem Ventilelement (62) aus einer elastischen Membran zum Öffnen und Schließen des zweiten Durchflußkanals (60), wobei das Ventilelement (62) in einer Ventilgehäusekammer (64) im Trennelement (40) senkrecht zur Fließrichtung der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal (60) angeordnet ist, wobei das Ventilelement (62) einen äußeren Umfangsabschnitt (62A), der flüssigkeitsdicht am Trennelement (40) angebracht ist, und einen flexiblen Membranabschnitt (62B) umfaßt, der sich innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts (62A) befindet und in dem ein Ventilabschnitt (70) und wenigstens eine Verbindungsöffnung (72) ausgebildet sind, der Ventilabschnitt (70) der Öffnung (60A, 60B) des zweiten Durchflußkanals (60) gegenüberliegt, die zu der Ventilgehäusekammer (64) führt, und so ausgestaltet ist, daß die Öffnung (60A, 60B) durch den Fluß einer Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal (60) aufgrund einer elastischen Verformung des flexiblen Membranabschnitts (62B) geschlossen wird, und wobei die Verbindungsöffnung (72) an einer Stelle ausgebildet ist, an der sie sich nicht mit der Öffnung (60A, 60B) des zweiten Durchflußkanals (60) überlappt, und dafür vorgesehen ist, beim zweiten Durchflußkanal (60) eine Verbindung herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilabschnitt (70) einen zylindrischen Pufferabschnitt (74) umfaßt, der von der Membranoberfläche des flexiblen Membranabschnitts (62B) vorsteht, und eine zylindrische Form, die die Öffnung (60A, 60B) des zweiten Durchflußkanals (60) bei der elastischen Verformung des flexiblen Membranabschnitts (62B) umgibt, sowie eine vorstehende Höhe (Q) aufweist, die größer ist als die Wanddicke (P) des zylindrischen Pufferabschnitts (74).
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorstehende Höhe (Q) des zylindrischen Pufferabschnitts (74) vom flexiblen Membranabschnitt (62B) größer ist als die Wanddicke (R) des flexiblen Membranabschnitts (62B) außerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts (74).
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Pufferabschnitt (74) so ausgebildet ist, daß er sowohl von der vorderen als auch hinteren Membranoberfläche des flexiblen Membranabschnitts (62B) vorsteht.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im zylindrischen Pufferabschnitt (74) ein Schlitz (76) ausgebildet ist, der sich in der Höhenrichtung (X) erstreckt.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts (74) eine Anzahl von Vorsprüngen (78) vorgesehen ist, deren vorstehende Höhe großer ist als die vorstehende Höhe (Q) des zylindrischen Pufferabschnitts (74).
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Vorsprüngen (78) aus verschiedenen Arten von Vorsprüngen (78A, 78B, 78C) besteht, die sich voneinander in der vorstehenden Höhe und/oder der Querschnittfläche unterscheiden.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am distalen Ende des zylindrischen Pufferabschnitts (74) eine Anzahl von zusätzlichen Vorsprüngen (80) ausgebildet ist.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Membranabschnitt innerhalb des zylindrischen Pufferabschnitts (74) eine Rippe (82) ausgebildet ist.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Neben-Flüssigkeitskammern eine erste Neben-Flüssigkeitskammer (44), deren Kammerwände zum Teil von der ersten Membran (38) am zweiten Befestigungselement (14) gebildet werden, und eine zweite Neben-Flüssigkeitskammer (52) umfassen, deren Kammerwände zum Teil von der zweiten Membran (50) am Trennelement (40) gebildet werden, wobei das Trennelement (40) die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) abtrennt, der erste Durchflußkanal (56) die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) verbindet, und der zweite Durchflußkanal (60) die zweite Neben-Flüssigkeitskammer (52) mit der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) oder mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) verbindet.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Neben-Flüssigkeitskammer (52), die durch die zweite Membran (50) von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) abgetrennt ist, auf der Seite des Trennelements (40) ausgebildet ist, auf der sich auch die erste Neben-Flüssigkeitskammer (44) befindet, wobei der erste Durchflußkanal (56) die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) verbindet und der zweite Durchflußkanal (60) die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer (52) verbindet.