DE102012005991B4

DE102012005991B4 - Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012005991B4
Application number: DE102012005991.4A
Authority: DE
Inventors: Tatsunori Masuda; Kentaro Yamamoto; Gen Isawa; Katsuhiro Sakurai
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyo Tire Corp
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2032-03-24
Also published as: US20120248669A1; US8807545B2; DE102012005991A1; JP5248645B2; JP2012215214A; CN102734375B; CN102734375A

Abstract

Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung miteinem ersten Befestigungselement (12), das auf der Seite einer Vibrationsquelle oder auf der Seite einer Halterung angeordnet wird;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;einer ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44), deren Kammerwände teilweise von einer ersten Membran (38) aus einem Elastomer gebildet werden und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist;einem Trennelement (40), das die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) trennt; und miteinem ersten Durchflußkanal (50), der die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) verbindet;wobei das Trennelement (40) umfaßteine zweite Membran (60) aus einem Elastomer mit einem äußeren Umfangsabschnitt (60A), der vom Trennelement (40) flüssigkeitsdicht gehalten wird, und mit einem flexiblen Membranabschnitt (60B) innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts (60A);eine zweite Neben-Flüssigkeitskammer (53), die durch die zweite Membran (60) von der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) abgetrennt wird;einen zweiten Durchflußkanal (54), der die erste Neben-Flüssigkeitskammer (44) mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer (53) verbindet und der auf einen Frequenzbereich abgestimmt ist, der höher liegt als der Frequenzbereich, auf den der erste Durchflußkanal (50) abgestimmt ist; undeine Gegenwand (78), die einer Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts (60B) der zweiten Membran (60) auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) in einem Abstand gegenüberliegt,dadurch gekennzeichnet, dass:- im flexiblen Membranabschnitt (60B) ein Ventilabschnitt (72) mit einer Wandfläche (40A) des Trennelements (40) um eine Öffnung (54A) des zweiten Durchflußkanals (54) in Kontakt steht und durch Umgeben der Öffnung (54A) in der Form einer umgebenden Wand die Öffnung (54A) verschließt, wobei der Ventilabschnitt (72) von der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts (60B) vorsteht, der vom Ventilabschnitt (72) umgebene Raum innerhalb des Ventilabschnitts (72) in der Form der umgebenden Wand die zweite Neben-Flüssigkeitskammer (53) bildet,- außerhalb des Ventilabschnitts (72) im flexiblen Membranabschnitt (60B) eine Durchgangsöffnung (76) ausgebildet ist, und- an der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts (60B) auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) ein Vorsprung (84) ausgebildet ist, der mit der Gegenwand (78) in Druckkontakt steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtungen werden zum Beispiel für Aufhängungen verwendet, an denen eine Vibrationsquelle wie ein Kraftfahrzeugmotor angebracht wird, um die Übertragung von Vibrationen auf einen Fahrzeugkörper zu verhindern.
Eine allgemein bekannte flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung umfaßt ein erstes Befestigungselement, das auf der Seite des Fahrzeugkörpers angeordnet wird; ein zweites Befestigungselement, das auf der Seite der Vibrationsquelle angeordnet wird; einen Antivibrations-Basiskörper, der sich zwischen dem ersten Befestigungselement und dem zweiten Befestigungselement befindet und der aus einem Elastomer besteht; eine Haupt-Flüssigkeitskammer, bei der der Antivibrations-Basiskörper einen Teil der Kammerwände bildet; eine Neben-Flüssigkeitskammer, bei der eine Membran einen Teil der Kammerwände bildet; und einen Durchflußkanal, über den die Haupt-Flüssigkeitskammer und die Neben-Flüssigkeitskammer miteinander in Verbindung stehen.
Wenn auf eine solche flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung normale Vibrationen einwirken, werden die Vibrationen aufgrund der Resonanzwirkung der Flüssigkeitssäule durch den Fluß der Flüssigkeit im Durchflußkanal gedämpft oder beseitigt. Wenn jedoch starke Vibrationen einwirken, wird die Antivibrationsvorrichtung zu einer Quelle für unnormale Geräusche, die bis in das Fahrzeuginnere dringen können.
Solche unnormalen Geräusche werden zum Beispiel durch Kavitation in der Flüssigkeitskammer erzeugt. Die Kavitation ist ein Phänomen, bei dem beim Einwirken von starken Vibrationen auf die Antivibrationsvorrichtung der Durchflußkanal gewissermaßen verstopft und die Innenseite der Haupt-Flüssigkeitskammer in einen Zustand mit einem übermäßigen negativen Druck gerät (das heißt in einen Zustand, in dem der Flüssigkeitsdruck in der Haupt-Flüssigkeitskammer kleiner ist als ein vorgegebener Wert). Wenn dabei der Druck in der Haupt-Flüssigkeitskammer kleiner wird als der Sättigungs-Dampfdruck der eingeschlossenen Flüssigkeit, entsteht in der Flüssigkeit eine große Anzahl von Blasen. Das Zusammenfallen dieser Blasen erzeugt Geräusche, die nach außen übertragen werden.
Um das Entstehen solcher Kavitationsgeräusche zu verhindern, beschreibt zum Beispiel die JP 2007-107 712 A einen Aufbau, bei dem in einem Trennelement, das die Haupt-Flüssigkeitskammer von der Neben-Flüssigkeitskammer abtrennt, ein Kurzschlußdurchgang ausgebildet ist, der einen Kurzschluß zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer und der Neben-Flüssigkeitskammer ermöglicht, wobei ein Ventilelement aus einer plattenförmigen Metallfeder den Kurzschlußdurchgang im Normalbetrieb verschließt. Immer dann, wenn die Haupt-Flüssigkeitskammer in einen Zustand mit einem übermäßigen negativen Druck gerät, öffnet sich das Ventilelement, so daß die Flüssigkeit von der Neben-Flüssigkeitskammer durch den Kurzschlußdurchgang in die Haupt-Flüssigkeitskammer strömen kann. Die JP 2007-270 866 A beschreibt eine Anordnung, bei der ein dem obigen Ventilelement ähnliches Ventilelement von einer Feder gehalten wird.
Die JP 2008-175 321 A beschreibt einen Aufbau, bei dem an einem Trennelement, das die Haupt-Flüssigkeitskammer von der Neben-Flüssigkeitskammer trennt, eine bewegliche Membran angebracht ist, wobei in einem Abschnitt der beweglichen Membran eine schlitzartige Öffnung ausgebildet ist, die als Ventilelement dient. Das Ventilelement ist bezüglich einem die Bewegung des Ventilelements beschränkenden Element zur Seite der Neben-Flüssigkeitskammer hin verschoben, so daß es die Funktion eines Rückschlagventils ausübt.
Bei dem in der JP 2007-107 712 A beschriebenen Aufbau stehen mit der Metallfeder als Ventilelement und dem Trennelement zwei starre Körper miteinander in Kontakt, die aufeinanderprallen, wenn das Ventilelement nach dem Öffnen des Ventils wieder in die Ausgangsposition zurückkehrt. Dieser Aufprall kann ein unnormales Geräusch verursachen. Außerdem befindet sich die Metallfeder in einer Frostschutzflüssigkeit, so daß Vorkehrungen gegen Rost getroffen werden müssen, die die Kosten erhöhen. Auch bei der in der JP 2007-270 866 A beschriebenen Anordnung kommt ein Ventilelement, das hauptsächlich aus Metall besteht und das direkt mit einer Feder verbunden ist, mit dem Trennelement in Kontakt. Der bei der JP 2007 - 107 712 A genannte Nachteil trifft also auch hier zu.
Bei dem in der JP 2008-175 321 A beschriebenen Aufbau fließt immer etwas Flüssigkeit durch den im Ventilelementabschnitt der beweglichen Membran ausgebildeten Schlitz, so daß die Dämpfungswirkung des Durchflußkanals am äußeren Umfang im Normalbetrieb herabgesetzt ist.
Weitere Beispiele für gattungsgemäße Antivibrationsvorrichtungen sind in der DE 11 2009 002 210 T5 und in der DE 10 2012 004 659 A1 offenbart.
Aufgabe der vorliegenden Einrichtung ist es deshalb, eine flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung zu schaffen, die im Normalbetrieb eine gute Dämpfungswirkung aufweist und bei der bei plötzlichen Druckänderungen durch das Einwirken von Vibrationen mit großer Amplitude keine Kavitation auftritt.
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 einer Halterung angeordnet wird; 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 zumindest teilweise eine Kammerwand bildet und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist; eine erste Neben-Flüssigkeitskammer, deren Kammerwände teilweise von einer ersten Membran aus einem Elastomer gebildet werden und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist; ein Trennelement, das die Haupt-Flüssigkeitskammer von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer abtrennt; und einen ersten Durchflußkanal, der die Haupt-Flüssigkeitskammer mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer verbindet. Das Trennelement umfaßt eine zweite Membran aus einem Elastomer mit einem äußeren Umfangsabschnitt, der eine flüssigkeitsdichte Abdichtung bildet, und einem flexiblen Membranabschnitt innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts; eine zweite Neben-Flüssigkeitskammer, die durch die zweite Membran von der Haupt-Flüssigkeitskammer abgetrennt wird; einen zweiten Durchflußkanal, der die erste Neben-Flüssigkeitskammer mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer verbindet und der auf einen Frequenzbereich abgestimmt ist, der höher liegt als der Frequenzbereich, auf den der erste Durchflußkanal abgestimmt ist; und eine Gegenwand, die der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer in einem Abstand von der zweiten Membran gegenüberliegt. Im flexiblen Membranabschnitt ist ein Ventilabschnitt, der mit einer Wandfläche des Trennelements um eine Öffnung des zweiten Durchflußkanals in Kontakt kommt und die Öffnung durch Umgeben der Öffnung verschließt, derart in der Form einer umgebenden Wand ausgestaltet, daß der Ventilabschnitt von der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts vorsteht. Der vom Ventilabschnitt in der Form der umgebenden Wand umgebene Innenraum bildet die zweite Neben-Flüssigkeitskammer. Im flexiblen Membranabschnitt ist außerhalb des Ventilabschnitts eine Durchgangsöffnung ausgebildet. Auf der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts ist auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer ein Vorsprung ausgebildet, der mit der Gegenwand in Druckkontakt kommt.
Der Vorsprung ist vorzugsweise an einer Stelle ausgebildet, an der er den Ventilabschnitt mit dem flexiblen Membranabschnitt dazwischen überlappt, wobei der Ventilabschnitt und der Vorsprung zwischen der Wandfläche des Trennelements um die Öffnung des zweiten Durchlaßkanals und der Gegenwand in einem zusammengedrückten Zustand gehalten werden. In diesem Fall kann an einer Stelle, an der der Vorsprung den Ventilabschnitt mit dem flexiblen Membranabschnitt dazwischen überlappt, der Vorsprung die Form einer vollständig umgebenden Wand haben. Der Ventilabschnitt und der Vorsprung können bezüglich der mittleren Fläche des flexiblen Membranabschnitts in der Dickenrichtung eine symmetrische Form haben.
Am Membranabschnitt können innerhalb des Ventilabschnitts zur Verstärkung Rippen ausgebildet sein. In der Gegenwand kann an einer Stelle eine mittlere Durchgangsöffnung ausgebildet sein, an der die mittlere Durchgangsöffnung dem Membranabschnitt innerhalb des Ventilabschnitts gegenüberliegt. Um die mittlere Durchgangsöffnung kann am äußeren Umfang eine Anzahl von äußeren Durchgangslöchern ausgebildet sein. Der Vorsprung kann die Form einer umgebenden Wand haben, die die mittlere Durchgangsöffnung vollständig umgibt.
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 oder eines Differentialgetriebes in einem Kraftfahrzeug und ganz allgemein für die Aufhängung von Antriebseinheiten.
Eine Ausgestaltung der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung;
2 einen Querschnitt durch ein Trennelement bei der Antivibrationsvorrichtung der 1;
3 eine Aufsicht auf das Trennelement bei der Antivibrationsvorrichtung der 1;
4A eine Ansicht eines Halteelements bei der Antivibrationsvorrichtung der 1 von unten;
4B eine Schnittansicht des Halteelements der 4A längs der Linie A-A;
5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Trennelements im Normalbetrieb;
6 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils einer zweiten Membran im Trennelement bei einer elastischen Verformung der zweiten Membran; und die
7A bis 7C die zweite Membran im Trennelement, wobei die 7A eine Aufsicht ist, die 7B eine Schnittansicht längs der Linie B-B in der 7A und die 7C eine Ansicht der zweiten Membran von unten.

Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10. Die flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10 ist eine Motoraufhängung für den Motor eines Kraftfahrzeugs mit einem unteren ersten Befestigungselement 12 in zylindrischer Form, das an einer Halterung an einem Fahrzeugkörper angebracht wird, und mit einem oberen zweiten Befestigungselement 14, an dem der Motor angebracht wird, der eine Vibrationsquelle darstellt, und mit einem Antivibrations-Basiskörper 16 aus einem elastischen Gummikörper zwischen dem ersten Befestigungselement 12 und dem zweiten Befestigungselement 14, der das erste Befestigungselement 12 mit dem zweiten Befestigungselement 14 verbindet. Die 1 zeigt die flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10 im unbelasteten Zustand.
Das zweite Befestigungselement 14 ist ein über dem ersten Befestigungselement 12 längs der Achse des ersten Befestigungselements 12 angeordnetes, vorstehendes Teil. Am zweiten Befestigungselement 14 ist ein Anlageabschnitt 18 ausgebildet, der in Flanschform radial nach außen vorsteht. Im oberen Endabschnitt des zweiten Befestigungselements 14 ist ein Schraubenloch 20 ausgebildet, und es ist vorgesehen, das zweite Befestigungselement 14 mit einer Schraube, die in der Zeichnung nicht gezeigt ist und die in das Schraubenloch 20 eingeschraubt wird, an einem Motor zu befestigen.
Das erste Befestigungselement 12 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 erste Befestigungselement 12 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 zweiten Befestigungselements 14 bildet. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet einen Anlagegummi an der Oberseite des Ansetzteils 30.
Der Antivibrations-Basiskörper 16 hat im wesentlichen eine umgedrehte Becherform, wobei der obere Endabschnitt des Antivibrations-Basiskörpers 16 an das zweite Befestigungselement 14 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 ersten Befestigungselement 12 ist eine erste Membran 38 in der Form einer flexiblen Gummimembran derart angebracht, daß sie in der Axialrichtung X der offenen Unterseite des Antivibrations-Basiskörpers 16 gegenüberliegt und zwischen der ersten Membran 38 und der Unterseite des Antivibrations-Basiskörpers 16 eine flüssigkeitsgefüllte Kammer 36 bildet, in die eine Flüssigkeit wie Wasser, Ethylenglykol oder Silikonöl eingeschlossen ist. Die erste Membran 38 weist an ihrem äußeren Umfangsabschnitt eine ringförmige Verstärkung 39 auf, sie ist mittels der Verstärkung 39 am Bördelabschnitt 28 befestigt.
Die im ersten Befestigungselement 12 ausgebildete flüssigkeitsgefüllte Kammer 36 wird von einem Trennelement 40 in eine Haupt-Flüssigkeitskammer 42 auf der Seite des Antivibrations-Basiskörpers 16 (das heißt der Oberseite) und in eine erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 auf der Seite der ersten Membran 38 (das heißt der Unterseite) unterteilt. Die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 ist eine Flüssigkeitskammer, deren Kammerwände zum Teil von dem Antivibrations-Basiskörper 16 gebildet werden, und die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 eine Flüssigkeitskammer, deren Kammerwände zum Teil von der ersten Membran 38 gebildet werden. Im Bodenteil 24 ist unter der ersten Membran 38 eine Luftkammer 46 ausgebildet. Entsprechend ist die erste Membran 38 eine Membran, die eine Trennwand zwischen der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 und der Luftkammer 46 bildet.
Das Trennelement 40 ist in der Aufsicht kreisförmig, ist mittels des abdichtenden Wandabschnitts 34 an die Innenseite des zylindrischen Bauteils 22 angesetzt und besteht aus einem starren Material wie Metall oder einem Kunstharz. An der Unterseite des Trennelements 40 ist in Kontakt damit eine ringförmige Aufnahmeplatte 48 angeordnet. Durch das Befestigen der Aufnahmeplatte 48 zusammen mit der Verstärkung 39 der ersten Membran 38 im Bördelabschnitt 28 wird das Trennelement 40 derart festgehalten, daß sich das Trennelement 40 in der Axialrichtung X zwischen einem Stufenabschnitt 34A am abdichtenden Wandabschnitt 34 und der Aufnahmeplatte 48 befindet.
Die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 stehen miteinander über einen ersten Durchflußkanal 50 in Verbindung, der ein Drossel-Durchlaßkanal ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Durchflußkanal 50 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, um diese Schüttelvibrationen zu dämpfen. Die Abstimmung erfolgt dadurch, daß die Querschnittfläche und die Länge des ersten Durchflußkanals 50 derart festgelegt werden, daß durch die Resonanzwirkung der durch den ersten Durchflußkanal 50 strömenden Flüssigkeit die Schüttelvibrationen gedämpft werden.
Der erste Durchflußkanal 50 ist an der äußeren Umfangsseite des Trennelements 40 ausgebildet. Das heißt, daß der erste Durchflußkanal 50, der sich in der Umfangsrichtung C des Trennelements 40 erstreckt (siehe 3), von einer den ersten Durchflußkanal bildenden Nut 52 (siehe 2), die am äußeren Umfangsabschnitt des Trennelements 40 ausgebildet ist und die nach außen offen ist, und dem abdichtenden Wandabschnitt 34 gebildet wird. Wie in der 3 gezeigt, weist der erste Durchflußkanal 50 an seinem einen Ende in der Umfangsrichtung C auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 eine Öffnung 50A, die sich zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42 hin öffnet, und an seinem anderen Ende in der Umfangsrichtung C auf der Seite der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 eine Öffnung 50B auf, die sich zur ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 hin öffnet. Über den ersten Durchflußkanal 50 stehen die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 ständig miteinander in Verbindung. Mit anderen Worten wird der erste Durchflußkanal 50 nie geschlossen.
Am Trennelement 40 ist eine zweite Membran 60 aus einem elastischen Gummikörper angebracht. Wie in der 5 gezeigt, weist die zweite Membran 60 einen äußeren Umfangsabschnitt 60A, der flüssigkeitsdicht am Trennelement 40 anliegt (so daß keine Flüssigkeit austritt) und einen flexiblen Membranabschnitt 60B auf, der innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts 60A ausgebildet ist. Im Trennelement 40 wird durch die zweite Membran 60 von der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 eine zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53 abgetrennt, wobei im Trennelement 40 auch ein zweiter Durchflußkanal 54 ausgebildet ist, der einen Drossel-Durchlaßkanal bildet, über den die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 verbunden ist.
Der zweite Durchflußkanal 54 ist ein Hochfrequenzdurchlaß, der auf einen Frequenzbereich abgestimmt ist, der über dem Frequenzbereich liegt, auf den der erste Durchflußkanal 50 abgestimmt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Durchflußkanal 54 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 zweiten Durchflußkanals 54 derart festgelegt werden, daß durch einen niederdynamischen Federeffekt auf der Basis der Resonanzwirkung der durch den zweiten Durchflußkanal 54 strömenden Flüssigkeit Leerlaufvibrationen gedämpft werden.
Wie in der 2 gezeigt, durchsetzt der zweite Durchflußkanal 54 das Trennelement 40 derart, daß sich der zweite Durchflußkanal 54 an der inneren Umfangsseite des Trennelements 40 (das heißt einem Abschnitt des Trennelements 40, der sich in Radialrichtung innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts befindet) in der Dickenrichtung des Trennelements 40 erstreckt, die im vorliegenden Fall mit der Axialrichtung X übereinstimmt. Das heißt, daß wie in der 3 gezeigt an der Oberseite des Trennelementkörpers 56 eine stufige Vertiefung 58 in Kreisform ausgebildet ist und der zweiten Durchflußkanal 54 durch ein kreisförmiges Durchgangsloch im mittleren Abschnitt der stufigen Vertiefung 58 gebildet wird. Die zweite Membran 60 ist derart in die stufige Vertiefung 58 eingesetzt, daß sie der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 auf der Seite der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 gegenüberliegt.
Das heißt, daß wie in der 7 gezeigt die zweite Membran 60 die Form einer Scheibe hat (die Form einer kreisförmigen Membran hat), wobei der äußere Umfangsabschnitt 60A über den ganzen Umfang eine große Wanddicke aufweist und der kreisförmige flexible Membranabschnitt 60B innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts 60A mit der großen Wanddicke ausgebildet ist. Der flexible Membranabschnitt 60B ist in der Dickenrichtung in einer Zwischenposition des äußeren Umfangsabschnitts 60A angeordnet und verschließt den Raum innerhalb der inneren Umfangsfläche des äußeren Umfangsabschnitts 60A. Am äußeren Umfangsabschnitt der stufigen Vertiefung 58 im Trennelement 40 ist ein ringförmiger Begrenzungsvorsprung 64 ausgebildet und außerhalb des Begrenzungsvorsprungs 64 eine Ringnut 62, in die der äußere Umfangsabschnitt 60A der zweiten Membran 60 eingesetzt ist.
Zum Festhalten der zweiten Membran 60 in der stufigen Vertiefung 58 ist ein Halteelement 66 vorgesehen. Das Halteelement 66 besteht aus einem starren Material wie Metall oder einem Kunstharz und ist in einen Stufenabschnitt 68 eingesetzt, der am äußeren Umfangsabschnitt der stufigen Vertiefung 58 ausgebildet ist, wie es in der 5 gezeigt ist. Durch diesen Aufbau wird der äußere Umfangsabschnitt 60A der zweiten Membran 60 vom Halteelement 66 in der Axialrichtung X in die Ringnut 62 des Trennelementkörpers 56 gedrückt und damit der äußere Umfangsabschnitt 60A der zweiten Membran 60 flüssigkeitsdicht festgehalten. Am Halteelement 66 ist gegenüber dem Begrenzungsvorsprung 64 in der stufigen Vertiefung 58 ein Begrenzungsvorsprung 70 ausgebildet, der im wesentlichen die gleiche Ringform hat wie der Begrenzungsvorsprung 64. Die Begrenzungsvorsprünge 64, 70 begrenzen die Verschiebung des äußeren Umfangsabschnitts 60A der zweiten Membran 60 radial nach innen.
Am flexiblen Membranabschnitt 60B der zweiten Membran 60 ist ein Ventilabschnitt 72 ausgebildet, der mit der Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 in Kontakt steht und der auf diese Weise die Öffnung 54A verschließt. Der Ventilabschnitt 72 ist vorstehend an der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts 60B auf der Seite der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 gegenüber der Öffnung 54A angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht der Ventilabschnitt 72 aus einem Gummiwandabschnitt mit einer umgebenden (oder vollständig umlaufenden) Wandform, oder genauer aus einer kurzen zylindrischen Hohlform, die von der der Unterseite des flexiblen Membranabschnitts 60B vorsteht, mit der Umgebung der Öffnung 54A in Kontakt steht und die Öffnung 54A umgibt. Der Ventilabschnitt 72 wird in der Umgebung der Öffnung 54A gegen den Wandabschnitt 40A des Trennelements 40 gedrückt und verschließt dadurch den zweiten Durchflußkanal 54. Der Raum innerhalb des Ventilabschnitts 72 mit der umgebenden Wandform bildet die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53. Das heißt, daß der Raum innerhalb des kreisförmig vorstehenden Ventilabschnitts 72 und zwischen dem Membranabschnitt 60C innerhalb des Ventilabschnitts 72 und der Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53 bildet. Die zweite Membran 60 bildet dabei die Trennwand zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53.
Der Ventilabschnitt 72 hat eine zylindrische Form, um den Aufprall beim Kontakt des Ventilabschnitts 72 mit dem Trennelement 40 abzupuffern und um die Energie zu vermindern, die dabei auf das Trennelement 40 übertragen wird, da der Ventilabschnitt 72 sich in der Axialrichtung X verformen kann, wenn er mit dem Trennelement 40 im Kontakt steht. Dazu ist der Ventilabschnitt 72 so aufgebaut, daß seine Abmessung Q in der Axialrichtung X (die über den flexiblen Membranabschnitt 60B vorstehende Höhe) größer ist als seine Wanddicke P (die mittlere Wanddicke senkrecht zur Axialrichtung X) (P < Q, siehe 7B). Außerdem ist die axiale Abmessung oder vorstehende Höhe Q des Ventilabschnitts 72 größer als die Wanddicke R des flexiblen Membranabschnitts 60B in der Axialrichtung X außerhalb des Ventilabschnitts 72 (Q > R). Die äußere Umfangsfläche des Ventilabschnitts 72 ist derart abgeschrägt, daß die Wanddicke des Ventilabschnitts 72 von seiner Basis zum distalen Ende hin allmählich abnimmt. Der Ventilabschnitt 72 weist damit eine zylindrische Form auf, bei der der distale Endabschnitt des Ventilabschnitts 72 eine kleine Wanddicke besitzt und der Basisabschnitt des Ventilabschnitts 72 zur äußeren Umfangsseite hin eine große Wanddicke. Dadurch läßt sich der Ventilabschnitt 72 in der Axialrichtung X leicht verformen.
Am Membranabschnitt 60C innerhalb des Ventilabschnitts 72 sind Rippen 74 ausgebildet, die den Ventilabschnitt 72 verstärken und von denen jede aus einem vorstehenden Steg besteht. Die Anzahl (im vorliegenden Fall drei) von Rippen 74 erstreckt sich radial von der Mitte des Membranabschnitts 60C zu der inneren Umfangsfläche des Ventilabschnitts 72. Wie in der 7B gezeigt, ist die Oberseite der Rippen 74 so geneigt, daß die Höhe der Rippen 74 radial von der Mitte des Membranabschnitts 60C nach außen zunimmt, wodurch der Basisabschnitt des Ventilabschnitts 72 verstärkt wird.
Wie in der 5 gezeigt, ist im flexiblen Membranabschnitt 60B an einer Stelle, an der keine Überlappung mit der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 vorliegt, wenigstens eine Durchgangsöffnung 76 ausgebildet. Das heißt, daß die Durchgangsöffnung 76 an einer Stelle ausgebildet ist, an der sie in der Axialrichtung X nicht die Öffnung 54A überlappt. Die Durchgangsöffnungen 76 sind außerhalb des Ventilabschnitts 72 ausgebildet. Wie in der 7C gezeigt, sind in Abständen an mehreren Stellen am Umfang um den Ventilabschnitt 72 Durchgangsöffnungen 76 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind in gleichen Abständen vier Durchgangsöffnungen 76 im flexiblen Membranabschnitt 60B ausgebildet. Die Durchgangsöffnungen 76 sind so ausgestaltet, daß die Gesamtfläche der Durchgangsöffnungen 76 größer ist als die Fläche der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54.
Wie in der 5 gezeigt, ist am Halteelement 66 eine Gegenwand 78 ausgebildet, die der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts 60B auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 in einem Abstand gegenüberliegt. Die Gegenwand 78 ist einstückig mit dem Halteelement 66 ausgebildet. Wie in der 4 gezeigt, hat das Halteelement 66 die Form einer Scheibe und weist an seinem äußeren Umfangsabschnitt den Begrenzungsvorsprung 70 auf. Die kreisförmige Gegenwand 78 ist innerhalb des Begrenzungsvorsprungs 70 angeordnet. Im mittleren Abschnitt der Gegenwand 78 ist eine mittlere Durchgangsöffnung 80 ausgebildet, die eine Verbindung der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 mit der zweiten Membran 60 herstellt. Um die mittlere Durchgangsöffnung 80 herum ist eine Anzahl von äußeren Durchgangsöffnungen 82 angeordnet.
Die mittlere Durchgangsöffnung 80 ist an einer Stelle ausgebildet, an der sie dem Membranabschnitt 60C innerhalb des Ventilabschnitts 72 gegenüberliegt. Um einen Druckverlust in der mittleren Durchgangsöffnung 80 zu verhindern, ist die Öffnungsfläche der mittleren Durchgangsöffnung 80 größer als die Querschnittfläche des zweiten Durchflußkanals 54, das heißt größer als die Fläche der Öffnung 54A.
Die Anzahl (vier bei der vorliegenden Ausführungsform) von äußeren Durchgangsöffnungen 82 ist in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung am Umfang ausgebildet, der in der Axialrichtung X den Umfang überlappt, in dem die Durchgangsöffnungen 76 in der zweiten Membran 60 ausgebildet sind, und der den gleichen Durchmesser hat wie letzterer. Die Gesamtfläche der äußeren Durchgangsöffnungen 82 ist größer als die Fläche der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die äußeren Durchgangsöffnungen 82 an Stellen angeordnet, an denen die äußeren Durchgangsöffnungen 82 die einzelnen Durchgangsöffnungen 76 in der zweiten Membran 60 in der Axialrichtung X überlappen, das heißt an Stellen, an denen die äußeren Durchgangsöffnungen 82 den einzelnen Durchgangsöffnungen 76 in der zweiten Membran 60 gegenüberliegen.
Wie in der 5 gezeigt, ist auf der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts 60B der zweiten Membran 60 auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 gegenüber der Stelle, an der sich der Ventilabschnitt 72 befindet, ein Vorsprung 84 ausgebildet, der mit der Gegenwand 78 des Halteelements 66 in Druckkontakt steht. Mit diesem Aufbau wird die Kontaktkraft eingestellt, die der Ventilabschnitt 72 auf die Wandfläche 40a des Trennelements 40 um die Öffnung 54A ausübt. Der Vorsprung 84 kann daher als Einstellvorsprung für die Kontaktkraft des Ventilabschnitts 72 bezeichnet werden.
Wie in der 7 gezeigt, ist der Vorsprung 84 an einer Stelle ausgebildet, an der der Vorsprung 84 den Ventilabschnitt 72 mit dem flexiblen Membranabschnitt 60B dazwischen überlappt, das heißt an einer Stelle, an der der Vorsprung 84 in der Axialrichtung X gesehen den Ventilabschnitt 72 überlappt. Wie in der 5 gezeigt, werden daher der Ventilabschnitt 72 und der Vorsprung 84 in der Axialrichtung X zwischen der Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A und der Gegenwand 78 in einem zusammengedrückten Zustand gehalten. Genauer gesagt hat der Vorsprung 84 an der Stelle, an der Vorsprung 84 den Ventilabschnitt 72 mit dem flexiblen Membranabschnitt 60B dazwischen überlappt, die Form einer umgebenden Wand. Das heißt, daß der Vorsprung 84 ein Gummiwandabschnitt in der Form einer vollständig umgebenden Wand ist, genauer ein kurzer Hohlzylinder ist, der von der Oberseite des flexiblen Membranabschnitts 60B vorsteht, mit der Umgebung der mittleren Durchgangsöffnung 80 in Kontakt steht und auf diese Weise die mittlere Durchgangsöffnung 80 vollständig umgibt. Wie bei dem Ventilabschnitt 72 ist die axiale Abmessung (die über den flexiblen Membranabschnitt 60B vorstehende Höhe) des Vorsprungs 84 größer als die Wanddicke (die mittlere Wanddicke senkrecht zur Axialrichtung X) des Vorsprungs 84.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind wie in der 7 gezeigt der Ventilabschnitt 72 und der Vorsprung 84 bezüglich der mittleren Fläche des flexiblen Membranabschnitts 60B in der Dickenrichtung vertikal symmetrisch ausgebildet. Es ist daher nicht erforderlich, beim Zusammenbau des Trennelements 40 der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 in vertikaler Hinsicht eine bestimmte Einbaurichtung zu beachten. Der Zusammenbau wird dadurch erleichtert.
Innerhalb des Vorsprungs 84 sind auf die gleiche Weise wie bei den Rippen 74 auf der Unterseite innerhalb des Ventilabschnitts 72 auch auf der Oberseite des Membranabschnitts 60C zur Verstärkung Rippen 86 ausgebildet. Die Rippen 86 auf der Oberseite haben die gleiche Form wie die Rippen 74 auf der Unterseite, sind jedoch bezüglich der Rippen 74 versetzt angeordnet (siehe 7A bis 7C).
Bei der flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 mit diesem Aufbau steht im normalen Betriebsbereich, in dem der Flüssigkeitsdruck in der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 auf einem vorgegebenen Wert oder darüber liegt, der Ventilabschnitt 72 der zweiten Membran 60 mit der Umgebung der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 in Kontakt, so daß die Öffnung 54A verschlossen ist. Das heißt, daß im normalen Betriebsbereich die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53 vom Ventilabschnitt 72 von der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 getrennt und gegen diese abgeschlossen ist, so daß keine Flüssigkeit vom zweiten Durchflußkanal 54 in die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 gelangen kann. Wenn jedoch der Flüssigkeitsdruck in der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 kleiner wird als der vorgegebene Wert und die Möglichkeit einer Kavitation besteht, wenn somit durch die entsprechende Verformung des Membranabschnitts 60C und des Ventilabschnitts 72 die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 einen vorgegebenen Wert übersteigt, verformt sich wie in der 6 gezeigt der gesamte flexible Membranabschnitt 60B innerhalb des festgehaltenen äußeren Umfangsabschnitts 60A der zweiten Membran 60 elastisch in Richtung zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42 hin, und der Ventilabschnitt 72 bewegt sich in Richtung zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42 hin (das heißt nach oben) und von der Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A weg. Dadurch wird eine Verbindung zwischen der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 und der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 hergestellt, und aus dem zweiten Durchflußkanal 54 kann Flüssigkeit durch die Durchgangsöffnung 76 im flexiblen Membranabschnitt 60B und die äußeren Durchgangsöffnungen 82 im Halteelement 66 zu der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 strömen. Ein Rückfluß der Flüssigkeit aus der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 in die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53 wird jedoch von der zweiten Membran 60 verhindert, deren Ventilabschnitt 72 wie ein Rückschlagventil wirkt.
Bei der beschriebenen flüssigkeitsgefüllten Antivibrationsvorrichtung 10 fließt daher im normalen Betriebsbereich, wenn Vibrationen mit einer relativ großen Amplitude und niedriger Frequenz auf die Antivibrationsvorrichtung 10 einwirken, wie es zum Beispiel durch die Schüttelvibrationen im Fahrbetrieb eines Fahrzeugs der Fall ist, die Flüssigkeit durch den ersten Durchflußkanal 50 für niederfrequente Schwingungen zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 hin und her, während die zweite Membran 60 eine Bewegung der Flüssigkeit zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 verhindert. Die Resonanzwirkung der durch den ersten Durchflußkanal 50 strömenden Flüssigkeit ermöglicht damit eine gute Dämpfung der Schüttelvibrationen.
Wenn dagegen Vibrationen mit relativ kleinen Amplituden und hoher Frequenz auf die Antivibrationsvorrichtung 10 einwirken, wie es zum Beispiel im Leerlauf bei stehendem Fahrzeug der Fall ist, werden der Membranabschnitt 60C der zweiten Membran 60 innerhalb des Ventilabschnitts 72 und der Ventilabschnitt 72 geringfügig elastisch verformt, wobei der geschlossene Zustand der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 aufrecht erhalten bleibt. Die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53 steht dabei über die zweite Membran 60 mit der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 in Druckverbindung, so daß der Druck in der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 der gleiche ist wie in der Haupt-Flüssigkeitskammer 42. Durch den Druckunterschied zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 und der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 fließt daher immer Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 hin und her. Der Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 entspricht den einwirkenden hochfrequenten Vibrationen. Durch die Resonanzwirkung der durch den zweiten Durchflußkanal 54 strömenden Flüssigkeit werden die Leerlaufvibrationen mit hoher Frequenz ausgezeichnet gedämpft.
Wenn durch die Einwirkung von Vibrationen mit großer Amplitude die Fließgeschwindigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 einen bestimmten Wert erreicht, wird der flexible Membranabschnitt 60B derart elastisch verformt, daß sich der Ventilabschnitt 72 der zweiten Membran 60 von der Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A weg in Richtung zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42 bewegt (siehe 6). Dadurch öffnet sich die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53 zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42, und es fließt durch die Durchgangsöffnung 76 im flexiblen Membranabschnitt 60B Flüssigkeit zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42, so daß ein übermäßiger Negativdruck in der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 herabgesetzt und das Auftreten einer Kavitation verhindert werden kann.
Wenn die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 wieder unter einen bestimmten Wert absinkt, nachdem die zweite Membran 60 sich von der Wandfläche 40A des Trennelements 40 entfernt hat, kehrt die zweite Membran 60 aufgrund der Rückstellkraft, die dem elastischen Gummi-Material der zweiten Membran 60 innewohnt, wieder zur Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A zurück und kommt dort zur Anlage. Der bei der Rückkehr der zweiten Membran 60 in die ursprüngliche Position auf die Wandfläche 40A ausgeübte Stoß ist klein, und es entsteht dabei kein unnormales Geräusch.
Auf diese Weise wird bei der Antivibrationsvorrichtung 10 die zweite Membran 60, die im normalen Betriebsbereich die Rolle einer Membran für den Fluß der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 hat, dann zu einem Ventil für einen Druckausgleich, wenn die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 einen bestimmten Wert erreicht oder darüber hinaus ansteigt. Dazu sind bei der beschriebenen Ausführungsform der Antivibrationsvorrichtung 10 nur wenige Teile erforderlich, so daß ein einfacher Aufbau möglich ist. Bei der Ausführungsform der Antivibrationsvorrichtung 10 bestehen die beweglichen Teile, die das Ventil bilden, aus einem elastischen, gummiartigen Körper, der im Gegensatz zu Metallteilen nicht gegen Rost und dergleichen behandelt werden muß, so daß auch die Herstellungskosten gering sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der Ventilabschnitt 72 die Form einer kreisförmig umlaufenden Wand, und die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53 ist innerhalb des Ventilabschnitts 72 ausgebildet. Der Ventilabschnitt 72 ist in der Axialrichtung X auch dann elastisch verformbar, wenn der zweite Durchflußkanal 54 geschlossen ist. Wenn Vibrationen mit einer großen Amplitude einwirken, wie es zum Beispiel bei der Fahrt über eine schlechte Straße der Fall ist, wird der Ventilabschnitt 72 somit auch dann verformt, wenn der zweite Durchflußkanal 54 geschlossen ist. Die Übertragung von Stoßenergie auf das Trennelement 40 wird damit herabgesetzt. Das heißt, daß in diesem Fall, wenn die kinetische Energie des flexiblen Membranabschnitts 60B, der elastisch verformt wird, mit E1 bezeichnet wird und die durch die Verformung des Ventilabschnitts 72 verbrauchte Energie mit E2, die auf das Trennelement 40 übertragene Energie durch die Gleichung E = E1 - E2 ausgedrückt wird. Die auf das Trennelement 40 übertragene Energie wird somit durch diejenige Energiemenge verringert, die durch die Verformung des Ventilabschnitts 72 verbraucht wird, so daß keine unnormalen Geräusche auftreten, wenn der Ventilabschnitt 72 auf das Trennelement 40 auftrifft.
Der am flexiblen Membranabschnitt 60B auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 für die Einstellung der Kontaktkraft des Ventilabschnitts 72 ausgebildete Vorsprung 84 wird zwischen der Gegenwand 78 des Halteelements 66 und dem flexiblen Membranabschnitt 60B zusammengedrückt, wodurch sich die Steifigkeit der zweiten Membran 60 verändert, womit wiederum der Zeitpunkt leicht eingestellt werden kann, zu dem sich der Ventilabschnitt 72 von der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 weg bewegt und den zweiten Durchflußkanal 54 öffnet.
Um die Eigenschaften des zweiten Durchflußkanals 54 bei hohen Frequenzen zu verbessern, ist es nämlich erforderlich, die Steifigkeit der zweiten Membran 60 herabzusetzen, damit die zweite Membran 60 leicht verformbar ist. Wenn dazu nur die Härte des Gummis für die zweite Membran 60 herabgesetzt wird, damit die zweite Membran 60 leicht verformbar ist, wird die zweite Membran 60 bei Vibrationen mit großer Amplitude leicht verformt, so daß die zweite Membran 60 sich bereits in einem frühen Stadium von der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 weg bewegt, wodurch die Dämpfungseigenschaften des ersten Durchflußkanals 50 nicht richtig zur Geltung kommen. Die Ausbildung des Vorsprungs 84 bewirkt jedoch, daß trotz geringer Gummi-Härte und damit leichter Verformbarkeit der zweiten Membran 60 die Steifigkeit des Ventilabschnitts 72 beim Zusammendrücken des Vorsprungs 84 zunimmt, so daß der Zeitpunkt hinausgezögert wird, zu dem sich die zweite Membran 60 von der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 weg bewegt. Die Wahl einer geringen Gummi-Härte hat den zusätzlichen Vorteil, daß der bei der Rückkehr der zweiten Membran 60 auftretende Stoß schwach ist, so daß dabei kein unnormales Geräusch entsteht.
Der Vorsprung 84 ist an einer Stelle ausgebildet, an der er den Ventilabschnitt 72 überlappt, und der Vorsprung 84 und der Ventilabschnitt 72 werden zwischen der Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A und der Gegenwand 78 in einem zusammengedrückten Zustand gehalten. Die Steifigkeit des Ventilabschnitts 72 wird dadurch derart erhöht, daß der Zeitpunkt, an dem sich die zweite Membran 60 von der Öffnung 54A weg bewegt, sehr wirksam gesteuert werden kann. Durch das Ausbilden des Ventilabschnitts 72 und des Vorsprungs 84 in vertikal symmetrischer Form erfolgt das Zusammendrücken des Ventilabschnitts 72 und des Vorsprungs 84 vertikal gleichmäßig. Auch wenn bei der vorliegenden Ausführungsform der Vorsprung 84 aus einem einzigen zylindrischen Vorsprung besteht, kann der Vorsprung 84 alternativ auch aus mehreren einzelnen Vorsprüngen bestehen, durch die die Kontaktkraft beim Zusammendrücken des Ventilabschnitts 72 eingestellt werden kann.
Durch das Ausbilden der Verstärkungsrippen 74, 86 innerhalb des Ventilabschnitts 72 bzw. des Vorsprungs 84 wird verhindert, daß der Ventilabschnitt 72 und der Vorsprung 84 bei wiederholtem Ablösen und Zurückkehren von bzw. zu der jeweiligen Anlagefläche kollabieren, so daß neben einer Verringerung der unnormalen Geräusche auch eine hohe Zuverlässigkeit der Antivibrationsvorrichtung 10 erreicht wird.
In der Gegenwand 78 des Halteelements 66 sind um die mittlere Durchgangsöffnung 80 herum die äußeren Durchgangsöffnungen 82 ausgebildet. Bei der Antivibrationsvorrichtung 10 steht der Vorsprung 84 mit dem Umfang der mittleren Durchgangsöffnung 80 in Kontakt, so daß die mittlere Durchgangsöffnung 80 flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Wenn der Ventilabschnitt 72 die Öffnung 54A des zweiten Durchlaßkanals 54 verschließt, wirkt daher der Flüssigkeitsdruck in der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 über die mittlere Durchgangsöffnung 80 auf den Membranabschnitt 60C innerhalb des Ventilabschnitts 72 ein. Wenn dagegen sich der Ventilabschnitt 72 sich von der Öffnung 54 weg bewegt hat, fließt Flüssigkeit durch die Durchgangsöffnungen 76 am äußeren Umfang des Ventilabschnitts 72 und die äußeren Durchgangsöffnungen 82 in der Gegenwand 78 zu der Haupt-Flüssigkeitskammer 42. Bei einer Ausführungsform der Antivibrationsvorrichtung 10, bei der der Vorsprung 84 die mittlere Durchgangsöffnung 80 nicht abdichtend umgibt, kann bzw. können entweder die mittlere Durchgangsöffnung 80 oder die äußeren Durchgangsöffnungen 82 weggelassen werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform sind neben der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 zwei Neben-Flüssigkeitskammern vorgesehen, die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 und die zweite Neben-Flüssigkeitskammer 53. Es können jedoch auch drei und mehr Neben-Flüssigkeitskammern vorgesehen werden. In diesem Fall können über den ersten Durchflußkanal und den zweiten Durchflußkanal jeweils eine oder mehrere Neben-Flüssigkeitskammern mit der Haupt-Flüssigkeitskammer verbunden sein.
Bei der beschriebenen Ausführungsform verbindet der zweite Durchflußkanal 54 die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44, deren Kammerwände zum Teil von der ersten Membran 38 gebildet werden, die der Luftkammer 46 gegenüberliegt, mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53, deren Kammerwände zum Teil von der zweiten Membran 60 gebildet werden, die der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 gegenüberliegt. Die Drücke in der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 und der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 können sich erheblich unterscheiden, wodurch die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 ansteigt und die Dämpfungswirkung der zweiten Membran 60 erhöht ist. Die erste Membran 38 kann statt der Luftkammer 46 auch der Außenluft gegenüberliegen. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist daher die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 über den zweiten Durchflußkanal 54 mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 verbunden und die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 eine Neben-Flüssigkeitskammer, deren Kammerwände zum Teil von einer Membran gebildet werden, die eine Trennwand zur Luftkammer 46 oder der Außenluft darstellt.
Die flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung 10 ist vorzugsweise so aufgebaut, daß das erste Befestigungselement 12 eine zylindrische Form hat, daß das zweite Befestigungselement 14 auf der Achse des ersten Befestigungselements 12 angeordnet ist, daß die erste elastische Membran 38 aus einem Elastomer am ersten Befestigungselement 12 angebracht ist und zwischen der ersten Membran 38 und dem Antivibrations-Basiskörper 16 innerhalb des ersten Befestigungselements 12 die flüssigkeitsgefüllte Kammer 36 ausgebildet ist, daß das Trennelement 40 die flüssigkeitsgefüllte Kammer 36 in die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 auf der Seite des Antivibrations-Basiskörpers 16 und die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 auf der Seite der ersten Membran 38 unterteilt, daß am äußeren Umfangsabschnitt des Trennelements 40 der erste Durchflußkanal 50 ausgebildet ist, der die Haupt-Flüssigkeitskammer 42 mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 verbindet, und daß der zweite Durchflußkanal 54 an einem Abschnitt des Trennelements 40, der sich innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts befindet, die erste Neben-Flüssigkeitskammer 44 mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer 53 verbindet. Auch in diesem Fall liegt die erste Membran 38, die einen Teil der Kammerwände der ersten Neben-Flüssigkeitskammer 44 bildet, der Luftkammer 46 oder der Außenluft gegenüber.
Die beschriebene Ausführungsform dient zwar zum Dämpfen der Schüttelvibrationen und der Leerlaufvibrationen bei einem Fahrzeug. Die beschriebene Antivibrationsvorrichtung 10 ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern kann zum Dämpfen aller Arten von Vibrationen verwendet werden, die sich in der Frequenz unterscheiden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform steht der Ventilabschnitt 72 der zweiten Membran 60 im normalen Betriebsbereich mit dem Umfang der Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer 42 in Kontakt und verschließt die Öffnung 54A flüssigkeitsdicht. Wenn jedoch die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit im zweiten Durchflußkanal 54 einen bestimmten Wert erreicht oder übersteigt, unterliegt der flexible Membranabschnitt 60B der zweiten Membran 60 derart einer elastischen Verformung, daß sich der Ventilabschnitt 72 von der Wandfläche 40A des Trennelements 40 um die Öffnung 54A des zweiten Durchflußkanals 54 weg bewegt und durch die Durchgangsöffnung 76 im flexiblen Membranabschnitt 60B Flüssigkeit zur Haupt-Flüssigkeitskammer 42 strömen kann. Die beschriebene Antivibrationsvorrichtung 10 kann daher die Kavitation verhindern, die bei einer plötzlichen Änderung des Drucks ausgelöst wird, wenn Vibrationen mit großer Amplitude einwirken, während durch den ersten Durchflußkanal Vibrationen niedriger Frequenz und den zweiten Durchflußkanal Vibrationen hoher Frequenz gedämpft werden. Der Stoß, der bei der Rückkehr der zweiten Membran 60 in ihre ursprüngliche Position auftritt, ist klein, so daß keine unnormalen Geräusche auftreten. Eine Behandlung zur Rostverhinderung und dergleichen ist unnötig. Der Ventilabschnitt 72 hat die Form einer umgebenden elastischen Wand, die sich von der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts 60B erhebt und die bei einer Deformation Energie absorbiert, so daß der Aufprall auf das Trennelement 40 bei der elastischen Verformung der zweiten Membran 60 schwach ist und auch dadurch keine unnormalen Geräusche entstehen.

Claims

Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung mit einem ersten Befestigungselement (12), das auf der Seite einer Vibrationsquelle oder auf der Seite einer Halterung angeordnet wird; 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; einer ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44), deren Kammerwände teilweise von einer ersten Membran (38) aus einem Elastomer gebildet werden und in die eine Flüssigkeit eingeschlossen ist; einem Trennelement (40), das die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) von der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) trennt; und mit einem ersten Durchflußkanal (50), der die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) verbindet; wobei das Trennelement (40) umfaßt eine zweite Membran (60) aus einem Elastomer mit einem äußeren Umfangsabschnitt (60A), der vom Trennelement (40) flüssigkeitsdicht gehalten wird, und mit einem flexiblen Membranabschnitt (60B) innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts (60A); eine zweite Neben-Flüssigkeitskammer (53), die durch die zweite Membran (60) von der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) abgetrennt wird; einen zweiten Durchflußkanal (54), der die erste Neben-Flüssigkeitskammer (44) mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer (53) verbindet und der auf einen Frequenzbereich abgestimmt ist, der höher liegt als der Frequenzbereich, auf den der erste Durchflußkanal (50) abgestimmt ist; und eine Gegenwand (78), die einer Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts (60B) der zweiten Membran (60) auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) in einem Abstand gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, dass: - im flexiblen Membranabschnitt (60B) ein Ventilabschnitt (72) mit einer Wandfläche (40A) des Trennelements (40) um eine Öffnung (54A) des zweiten Durchflußkanals (54) in Kontakt steht und durch Umgeben der Öffnung (54A) in der Form einer umgebenden Wand die Öffnung (54A) verschließt, wobei der Ventilabschnitt (72) von der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts (60B) vorsteht, der vom Ventilabschnitt (72) umgebene Raum innerhalb des Ventilabschnitts (72) in der Form der umgebenden Wand die zweite Neben-Flüssigkeitskammer (53) bildet, - außerhalb des Ventilabschnitts (72) im flexiblen Membranabschnitt (60B) eine Durchgangsöffnung (76) ausgebildet ist, und - an der Membranfläche des flexiblen Membranabschnitts (60B) auf der Seite der Haupt-Flüssigkeitskammer (42) ein Vorsprung (84) ausgebildet ist, der mit der Gegenwand (78) in Druckkontakt steht.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (84) an einer Stelle ausgebildet ist, an der der Vorsprung (84) den Ventilabschnitt (72) mit dem flexiblen Membranabschnitt (60B) dazwischen überlappt, wobei der Ventilabschnitt (72) und der Vorsprung (84) zwischen der Wandfläche (40A) des Trennelements (40) um die Öffnung (54A) und der Gegenwand (78) in einem zusammengedrückten Zustand gehalten werden.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (84) an der Stelle, an der der Vorsprung (84) den Ventilabschnitt (72) mit dem flexiblen Membranabschnitt (60B) dazwischen überlappt, die Form einer umgebenden Wand hat.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilabschnitt (72) und der Vorsprung (84) bezüglich der Fläche in der Mitte des flexiblen Membranabschnitts (60B) in der Dickenrichtung eine symmetrische Form haben.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Membran (60) derart aufgebaut ist, daß der flexible Membranabschnitt (60B) elastisch derart verformt wird, daß sich der Ventilabschnitt (72) von der Wandfläche (40B) des Trennelements (40) um die Öffnung (54A) des zweiten Durchlaßkanals (54) weg zur Haupt-Flüssigkeitskammer (42) hin bewegt und es dadurch der Flüssigkeit ermöglicht, durch die Durchgangsöffnung (76) im flexiblen Membranabschnitt (60B) zur Haupt-Flüssigkeitskammer (42) zu strömen.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Membranabschnitt (60C) innerhalb des Ventilabschnitts (72) Rippen (74) ausgebildet sind.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gegenwand (78) gegenüber dem flexiblen Membranabschnitt (60B) innerhalb des Ventilabschnitts (72) eine mittlere Durchgangsöffnung (80) ausgebildet ist, daß um die mittlere Durchgangsöffnung (80) eine Anzahl von äußeren Durchgangsöffnungen (82) ausgebildet ist, und daß der Vorsprung (84) die Form einer die mittlere Durchgangsöffnung (80) umgebenden Wand hat.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (38) eine Trennwand zwischen der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) und einer Luftkammer (46) oder der Außenluft bildet.
Flüssigkeitsgefüllte Antivibrationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Befestigungselement (12) eine zylindrische Form hat, das zweite Befestigungselement (14) auf der Achse des ersten Befestigungselements (12) angeordnet ist, die erste Membran (38) am ersten Befestigungselement (12) angebracht ist und zwischen der ersten Membran (38) und dem Antivibrations-Basiskörper (16) innerhalb des ersten Befestigungselements (12) eine flüssigkeitsgefüllte Kammer (36) ausgebildet ist, das Trennelement (40) die flüssigkeitsgefüllte Kammer (36) in die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) auf der Seite des Antivibrations-Basiskörpers (16) und die erste Neben-Flüssigkeitskammer (44) auf der Seite der ersten Membran (38) unterteilt, der erste Durchflußkanal (50) am äußeren Umfangsabschnitt des Trennelements (40) ausgebildet ist und die Haupt-Flüssigkeitskammer (42) mit der ersten Neben-Flüssigkeitskammer (44) verbindet, und daß der zweite Durchflußkanal (54) in einem Abschnitt des Trennelements (40), der sich innerhalb des äußeren Umfangsabschnitts befindet, die erste Neben-Flüssigkeitskammer (44) mit der zweiten Neben-Flüssigkeitskammer (53) verbindet.