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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung zur Verwendung für beispielsweise eine automobile Maschinenhalterung und dergleichen.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Gewöhnlicherweise war eine Vibrationsdämpfungsvorrichtung als eine Art von Vibrationsdämpfungskopplungskörper oder ein Vibrationsdämpfungsstützkörper bekannt, der zwischen den Bauteilen liegt, die ein Vibrationsübertragungssystem bilden, um die Bauteile in einer vibrationsdämpfenden Art und Weise miteinander zu verbinden. Außerdem ist zum Zwecke eines Verbesserns des Vibrationsdämpfungsverhaltens eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung vorgeschlagen, die den Vibrationsdämpfungseffekt basierend auf der Strömungswirkung bzw. Strömungstätigkeit eines nicht kompressiblen Fluids verwendet, das darin abgedichtet ist. Die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung hat einen Aufbau, bei dem ein erstes Befestigungsbauteil bzw. Montagebauteil und ein zweites Befestigungsbauteil bzw. Montagebauteil durch einen elastischen Hauptgummikörper elastisch verbunden sind, und eine Druckaufnahmekammer, deren Wand teilweise durch den elastischen Hauptgummikörper gebildet ist, und eine Ausgleichs- bzw. Gleichgewichtskammer, deren Wand teilweise durch einen flexiblen Film gebildet ist, sind ausgebildet, wobei jede ein darin abgedichtetes, nicht komprimierbares Fluid enthält, während ein Öffnungsdurchgang bzw. Drosseldurchgang (orifice passage) ausgebildet ist, um die Druckaufnahmekammer und die Gleichgewichtskammer miteinander zu verbinden.
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Währenddessen kann in einem Fall einer fluidgefüllten Vibrationsdämpfungsvorrichtung ein Kavitationsgeräusch, das bei einer sehr großen Lasteingabe erzeugt wird, ein Problem werden. Das Kavitationsgeräusch wird erzeugt und als ein abnormales Geräusch wahrgenommen, wenn ein rascher lokaler Druckabfall in der Druckaufnahmekammer aufgrund einer großen Lasteingabe auftritt, um ein lokales Kochen des nicht kompressiblen Fluids oder Luftbläschen aufgrund der Gas-Flüssigkeits-Phasentrennung und dergleichen von gelöstem Gas in der Druckaufnahmekammer zu verursachen, und dann implodieren die Luftbläschen durch eine Aufhebung des Druckabfalls derart, dass die Schockwelle bzw. Druckwelle, die durch das Bläschenzerbersten erzeugt wird, an den Fahrzeugkörper übertragen wird, um als Lärm bzw. Geräusch wahrgenommen zu werden.
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Um eine Erzeugung von Luftbläschen mittels eines Aufhebens des Unterdrucks in der Druckaufnahmekammer sobald als möglich zu verhindern, wurde eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung vorgeschlagen, wie in der japanischen ungeprüften Patentoffenlegung Nr.
JP-A-2003-148548 offenbart ist, die mit einem Kurzschlussdurchgang ausgebildet ist, der die Druckaufnahmekammer und die Gleichgewichtskammer miteinander verbindet und mit einem Ventil versehen ist, das die Verbindung über den Kurzschlussdurchgang an- und ausschaltet. Gemäß
JP-A-2003-148548 wird der Kurzschlussdurchgang, der durch das Ventil abgeschaltet ist, zu einem Verbindungszustand hin umgeschaltet, so dass die Druckaufnahmekammer und die Gleichgewichtskammer miteinander durch einen Kurzschlussdurchgang mit einem kleinen Strömungswiderstand verbunden sind, wenn einmal ein Innendruck der Druckaufnahmekammer signifikant bei einer sehr großen Lasteingabe abfällt. Dies ermöglicht es dem Fluid, von der Gleichgewichtskammer zu der Druckaufnahmekammer über den Kurzschlussdurchgang zu strömen, um den Unterdruck in der Druckaufnahmekammer zu reduzieren, wodurch eine Erzeugung von Luftbläschen, die durch Kavitation erzeugt werden, verhindert wird und das Kavitationsgeräusch vermieden wird.
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Jedoch, da der Aufbau von
JP-A-2003-148548 ein Ventil erfordert, das bei einem gegebenen Druck öffnet und schließt, gab es ein Problem mit Schwierigkeiten beim Vermeiden eines Anstiegs in der Anzahl von Komponenten und einem komplexeren Aufbau.
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US 2011/0042872 offenbart eine flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung, bei der ein Trennelement durch Anbringen eines inneren Öffnungselements innerhalb eines äußeren Öffnungselements ausgebildet ist, wobei die Elemente relativ zu einander verschiebbar sind. Ein eine Öffnung definierendes Fenster wird entweder an einer inneren Umfangsfläche des äußeren Öffnungselements und einer Außenumfangsfläche des inneren Öffnungselements vorgesehen. Ein Öffnungskanal wird unter Verwendung einer Zone definiert, die hergestellt wird durch teilweises Abdecken des die Öffnung definierenden Fensters durch das andere von dem äußeren Öffnungselement und dem inneren Öffnungselement. Die abgedeckte Zone des Fensters ändert sich durch eine relative Verschiebung des inneren Öffnungselements und des äußeren Öffnungselements, so dass sich eine Durchgangslänge entlang der Öffnungskanal in Verbindung mit einer Veränderung der abgedeckten Zone der Öffnung des Fensters ändert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde entgegen dem vorangehend beschriebenen Stand der Technik gemacht und das zu lösende Problem ist, eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit einer neuartigen Struktur zu bieten, bei der durch Kavitation erzeugte Geräusche reduziert werden können oder durch einen einfachen Aufbau mit einer geringen Anzahl von Komponenten vermieden werden kann.
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Die Aufgabe wird durch eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein Aspekt der vorliegend gemachten Erfindung zum Lösen solch eines Problems wird nachfolgend beschrieben. Die konstituierenden Elemente in jedem von den Aspekten, die hierin beschrieben sind, können nach Möglichkeit in einer beliebigen Kombination angenommen werden.
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Das heißt, die vorliegende Erfindung sieht eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung vor, die folgendes aufweist: ein erstes Befestigungsbauteil bzw. Montagebauteil; ein zweites Befestigungsbauteil bzw. Montagebauteil; einen elastischen Hauptgummikörper, der elastisch das erste und das zweite Befestigungsbauteil verbindet; eine Druckaufnahmekammer, deren Wand teilweise durch den elastischen Hauptgummikörper gebildet wird; eine Ausgleichs- bzw. Gleichgewichtskammer, deren Wand teilweise durch einen flexiblen Film gebildet ist, wobei die Druckaufnahmekammer und die Gleichgewichtskammer mit einem nicht komprimierbaren Fluid gefüllt sind; und einen Öffnungs-bzw. Drosseldurchgang, der die Druckaufnahmekammer und die Gleichgewichtskammer miteinander verbindet, wobei die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass: ein turbulenzerzeugender Teil in einem mittleren Abschnitt des Öffnungsdurchgangs in einer Längsrichtung ausgebildet ist, der eine Turbulenz verursacht, die in Abhängigkeit von einer Strömungsrate eines strömenden Fluids zu erzeugen ist.
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Gemäß der fluidgefüllten Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit dem Aufbau, der vorangehend beschrieben ist, wenn das Fluid versucht, durch den Öffnungsdurchgang mit einer hohen Strömungsrate hindurchzuströmen, erzeugt das strömende Fluid eine Turbulenz an dem Turbulenzerzeugungsteil, um eine Begrenzung auf die Strömungsrate des strömenden Fluids zu legen und die Gas-Flüssigkeits-Phasentrennung aufgrund einer kleinräumigen Kavitation an dem Turbulenzerzeugungsteil zu verursachen. Dies reduziert den Druckverlust, der durch die Turbulenz erzeugt wird, wenn das strömende Fluid von dem Öffnungsdurchgang in die Druckaufnahmekammer strömt, um den Druck um die Öffnung des Öffnungsdurchgangs in der Druckaufnahmekammer daran zu hindern, lokal signifikant abzufallen. Als ein Ergebnis werden Luftbläschen, die wahrscheinlich um die Öffnung des Öffnungsdurchgangs herum erzeugt werden, verhindert, was es ermöglicht, ein Geräusch bzw. Lärm, der durch Druckwellen verursacht wird, die zu dem Zeitpunkt eines Bläschenimplodierens emittiert werden, zu reduzieren oder zu vermeiden.
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Ferner wird die Turbulenz an dem Turbulenzerzeugungsteil daran gehindert, eine effizientere Fluidströmung zu ermöglichen, da die Strömungsrate des Fluids, das durch den Öffnungsdurchgang strömt, vergleichsweise gering ist bei einer normalen Vibrationseingabe, die kein Kavitationsproblem verursacht. Deshalb wird ein Vibrationsdämpfungseffekt basierend auf der Strömungswirkung des Fluids durch den Öffnungsdurchgang effektiv erreicht. Mit anderen Worten, da der präventive Effekt gegen das Kavitationsgeräusch basierend auf dem Energieverlust und einer Gas-Flüssigkeits-Phasentrennung an dem Turbulenzerzeugungsteil in Abhängigkeit von der Strömungsrate des Fluids, das durch den Öffnungsdurchgang strömt, erwartet werden kann, werden der Vibrationsdämpfungseffekt und der Präventiveffekt gegen das Kavitationsgeräusch aufgrund des Öffnungsdurchgangs in Erwiderung auf die Vibrationseingabe geeignet ausgeübt.
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Außerdem, da der Turbulenzerzeugungsteil durch eine simple Struktur bzw. einen einfachen Aufbau realisiert werden kann, bei dem lediglich konvexe und konkave Abschnitte an der Wandinnenfläche des Öffnungsdurchgangs ohne einen Bedarf für einen komplizierten Umschaltmechanismus wie in dem konventionellen Ventilsystem ausgebildet sind, kann eine Verringerung in der Anzahl der Komponenten und der nachfolgenden Vereinfachung der Struktur erreicht werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung vorgesehen, wobei ein konkaver bzw. gewölbter Abschnitt ausgebildet ist, um sich an einer Wandinnenfläche des Öffnungsdurchgangs zu öffnen bzw. aufzuweiten, und der Turbulenzerzeugungsteil bzw. der turbulenzerzeugende Teil weist den konkaven Abschnitt auf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mittels eines Variierens des Querschnittsbereichs des Öffnungsdurchgangs bei der Ausbildung des konkaven Abschnitts ein signifikanter Druckverlust (Energieverlust) durch eine Turbulenz an der Ausbildung bzw. Formation des konkaven Abschnitts verursacht, wenn das Fluid versucht, bei einer Strömungsrate so hoch zu strömen, um eine Kavitation zu erzeugen. Dies kann in einer Begrenzung in der Strömungsrate des strömenden Fluids als auch einer Verminderung von Druckfluktuationen aufgrund einer kleinräumigen Kavitation resultieren. Als ein Ergebnis wird der Druckverlust, der durch die Turbulenz verursacht wird, die um die Öffnung des Öffnungsdurchgangs auf der Seite der Druckaufnahmekammer erzeugt wird, reduziert, um die Bläschenformation, die durch eine Kavitation in der Druckaufnahmekammer verursacht wird, und die Erzeugung von Lärm bzw. einem Geräusch abzuschwächen, das dem Bersten von Luftbläschen folgt.
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Währenddessen ist bei der Eingabe einer normalen, zu dämpfenden Vibration, die keine Kavitation involviert, die Strömungsrate des Fluids, das durch den Öffnungsdurchgang strömt, vergleichsweise gering, so dass eine Erzeugung einer Turbulenz an dem konkaven Abschnitt beschränkt ist, und der Druckverlust aufgrund der Turbulenz ist ausreichend verringert, um kein Thema zu sein. Deshalb wird der Vibrationsdämpfungseffekt basierend auf der Resonanzwirkung und dergleichen des Fluids, das durch den Öffnungsdurchgang strömt, effektiv ausgeübt ohne wesentlich durch den konkaven Abschnitt beeinflusst zu sein. Insbesondere, da der Turbulenzerzeugungsteil eher als ein konkaver Abschnitt als ein konvexer Abschnitt gestaltet ist, der in den Öffnungsdurchgang hineinragt, sind nachteilige Effekte des Turbulenzerzeugungsteils auf die die Strömungseigenschaft bei der Eingabe von normalen Vibrationen effektiv abgemildert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Beschränkung der Strömungsrate des strömenden Fluids und die Gas-Flüssigkeits-Phasentrennung in einem kleinen Maßstab usw. durch ein Erzeugen einer Turbulenz an dem Turbulenzerzeugungsteil auferlegt, der in einem mittleren Abschnitt des Öffnungsdurchgangs vorgesehen ist, und eine Erzeugung von Luftbläschen, die durch eine Kavitation um die Öffnung des Öffnungsdurchgangs an der Druckaufnahmekammer verursacht wird, ist reduziert, wodurch das Geräusch, das durch ein Bläschenbersten verursacht wird, mit einem einfachen Aufbau effektiv abgemildert oder eliminiert wird.
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Figurenliste
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Die vorangehende und/oder andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen offensichtlicher werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
- 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung in der Form einer Motorhalterung bzw. Maschinenhalterung als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ist eine Vorderansicht des Unterteilungsbauteils, das die Motorhalterung bildet, die in 1 gezeigt ist;
- 3 ist eine Rückansicht des Unterteilungsbauteils, das in 2 gezeigt ist;
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie 4-4 von 3 genommen ist; und
- 5A und 5B sind Graphen, die Messergebnisse von dynamischen Lasten zeigen, die auf Motorhalterungen mit einem Aufbau bzw. einer Struktur der vorliegenden Erfindung bzw. mit einem konventionellen Aufbau aufgebracht sind, wobei 5A Messergebnisse zur Zeit einer großen Lasteingabe zeigt, die Kavitation verursachen kann, und 5B Messergebnisse zu der Zeit einer normalen, zu dämpfenden Vibrationseingabe zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
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1 zeigt eine automobile Motorhalterung 10 als eine erste Ausführungsform der fluidgefüllten Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit einem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Motorhalterung 10 hat einen Aufbau, bei dem ein erstes Befestigungsbauteil 12 und ein zweites Befestigungsbauteil 14 durch einen elastischen Hauptgummikörper 16 elastisch verbunden sind. In den folgenden Beschreibungen bedeutet „Oben-Unten-Richtung“ im Allgemeinen die Oben-Unten-Richtung in 1, welche mit der Richtung der Mittelachse der Halterung bzw. des Halters übereinstimmt.
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Genauer gesagt ist das erste Befestigungsbauteil 12 ein Bauteil mit hoher Steifigkeit, das aus Metall, wie zum Beispiel Eisen oder einer Aluminiumlegierung oder dergleichen, ausgebildet ist, und ist in einer annähernden Form eines kreisförmigen Blocks als ein Ganzes hergestellt, an dem ein Schraubloch 18 ausgebildet ist, um sich entlang der Mittelachse nach oben und nach unten zu erstrecken, das an der oberen Fläche mündet.
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Außerdem ist ein Buchsenbauteil 20 unterhalb des ersten Befestigungsbauteils 12 angeordnet. Das Buchsenbauteil 20 ist ein Bauteil mit hoher Steifigkeit, wie das erste Befestigungsbauteil 12, das in einer ungefähren Form eines dünnen und großdurchmessrigen kreisförmigen Zylinders hergestellt ist.
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Dann werden das erste Befestigungsbauteil 12 und das Buchsenbauteil 20 über - und untereinander auf der gleichen Mittelachse angeordnet und elastisch miteinander durch einen elastischen Hauptgummikörper 16 verbunden. Der elastische Hauptgummikörper 16 ist in einer ungefähren Form eines dicken und großdurchmessrigen Kegelstumpfs hergestellt, dessen kleindurchmessriges Ende durch Vulkanisation an dem ersten Befestigungsbauteil 12 gebondet bzw. geklebt ist, während die Außenumfangsfläche des großdurchmessrigen Endes durch Vulkanisation an die Innenumfangsfläche des Buchsenbauteils 20 gebondet bzw. geklebt ist. Außerdem ist eine großdurchmessrige Vertiefung 22 in dem elastischen Hauptgummikörper 16 ausgebildet. Die großdurchmessrige Vertiefung 22 ist eine Vertiefung, die sich zu der großdurchmessrigen Seitenendfläche des elastischen Hauptgummikörpers 16 hin öffnet, die in einer ungefähren Form einer umgedrehten Schale hergestellt ist, wobei deren Durchmesser zu der Öffnung hin allmählich zunimmt. Der elastische Hauptgummikörper 16 ist als ein einstückig durch Vulkanisation ausgebildetes Produkt ausgebildet, das mit dem ersten Befestigungsbauteil 12 und dem Buchsenbauteil 20 versehen ist, und mittels eines Anwendens eines Crimpprozesses an dem Buchsenbauteil 20 nach einem Vulkanisationsformen des elastischen Hauptgummikörpers 16, wobei die Zugverformung bzw. Zugspannung, die durch eine Kontraktion des elastischen Hauptgummikörpers 16 verursacht wird, nach dem Formen reduziert ist.
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Außerdem ist das Buchsenbauteil 20 mit einem flexiblen Film 24 angehaftet. Der flexible Film 24 ist ein dünner Gummifilm mit einer ungefähren Form einer Scheibe oder eines kreisförmigen Doms, der durch eine Auslenkung in der Oben- und-Unten-Richtung leicht deformierbar hergestellt ist.
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Außerdem wird an dem Außenumfangsrand des flexiblen Films 24 ein Fixierbauteil 26 durch Vulkanisation gebondet bzw. verklebt. Das Fixierbauteil 26 ist in einer ungefähren Form eines dünnen und großdurchmessrigen kreisförmigen Zylinders als ein Ganzes und der obere Teil eines Stufenabschnitts 28, der in dem mittleren Abschnitt ausgebildet ist, hat einen größeren Durchmesser als der untere Teil von diesem, an dem ein innerer Flansch 30 einstückig ausgebildet ist, um von dem Bodenrand einwärts vorzuragen. Dann wird der Außenumfangsrand des flexiblen Films 24 durch Vulkanisation an dem inneren Umfangsrand des inneren Flansches 30 um den ganzen Umfang herum verklebt, und die Bodenöffnung des Fixierbauteils 26 wird durch den flexiblen Film 24 in einer fluiddichten Art und Weise geschlossen. Ferner wird eine erste Dichtgummischicht 32 an der Innenumfangsfläche des kleindurchmessrigen Abschnitts des Fixierbauteils 26 fixiert, während eine zweite Dichtgummischicht 34 an der Innenumfangsfläche des Abschnitts mit größerem Durchmesser des Fixierbauteils 26 fixiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Dichtgummischicht 32 einstückig mit dem flexiblen Film 24 ausgebildet, während die zweite Dichtgummischicht 34 separat von dem flexiblen Film 24 hergestellt ist.
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Dann wird mittels eines äußeren Angepasstseins des Abschnitts mit größerem Durchmesser des Fixierbauteils 26 auf das Buchsenbauteil 20, um durch einen Durchmesserverringerungsprozess, wie zum Beispiel einem rundherum Crimpen, fixiert zu werden, das zweite Befestigungsbauteil 14 aus dem Buchsenbauteil 20 und dem Fixierbauteil 26 zusammengesetzt. Die zweite Dichtgummischicht 34 wird gegen die Außenumfangsfläche des Buchsenbauteils 20 derart gedrückt, dass der Raum zwischen dem Fixierbauteil 26 und dem Buchsenbauteil 20 in einer flüssigkeitsdichten Art und Weise abgedichtet ist.
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Dies ermöglicht es einer Fluidkammer 36 zwischen gegenüberliegenden Flächen des elastischen Hauptgummikörpers 16 und dem flexiblen Film 24 ausgebildet zu werden, welcher von dem äußeren Raum in einer fluiddichten Art und Weise getrennt ist, und ein nicht komprimierbares Fluid ist in der Fluidkammer 36 abgedichtet. Das nicht komprimierbare Fluid, das darin abgedichtet ist, ist nicht besonders beschränkt, jedoch können zum Beispiel eine Flüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, Ethylenglykol, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol, Silikonöl oder eine Gemischflüssigkeit von diesen oder dergleichen angewendet werden. Außerdem wird ein Fluid einer geringen Viskosität von 0,1 Pa·s oder weniger vorzugsweise verwendet, um effizient den Vibrationsdämpfungseffekt basierend auf der Fluidströmungswirkung, die in späteren Absätzen beschrieben wird, zu erlangen.
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Außerdem ist ein Unterteilungsbauteil 38 in der Fluidkammer 36 angeordnet. Wie in 2 bis 4 gezeigt ist, ist das Unterteilungsbauteil 38 in einer ungefähren Form einer Scheibe und ist aus Metall, wie zum Beispiel einer Aluminiumlegierung oder einem harten synthetischen Harz, ausgebildet. Außerdem, wie in 1 gezeigt ist, sind eine obere Vertiefung 40, die sich zu der oberen Fläche hin öffnet, und eine untere Vertiefung 42, die sich zu der Bodenfläche hin öffnet, in der Mitte des Unterteilungsbauteils 38 in der radialen Richtung ausgebildet.
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Ferner, wie in 1 bis 3 gezeigt ist, ist eine Umfangsnut 44 entlang dem Außenumfangsrand des Unterteilungsbauteils 38 ausgebildet. Die Umfangsnut 44 erstreckt sich in einer Länge geringfügig weniger als zwei Umrundungen des Umfangs in einer spiralförmigen Art und Weise, die sich zu dem Außenumfang hin öffnet, wobei ein Ende von dieser über ein oberes Verbindungsloch 46 mit der oberen Vertiefung 40 in Verbindung steht, während das andere Ende über ein unteres Verbindungsloch 48 mit der unteren Vertiefung 42 in Verbindung steht.
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Darüber hinaus wie in 1 und 3 gezeigt ist, ist ein konkaver Abschnitt 50 in der Mitte der Umfangsnut 44 in der Längsrichtung als ein Turbulenzerzeugungsteil bzw. ein turbulenzerzeugender Teil ausgebildet, der sich an der Innenumfangsfläche von dieser öffnet. Der konkave Abschnitt 50 ist an einem Teil der Umfangsnut 44 in der Längsrichtung ausgebildet und in der vorliegenden Ausführungsform ist er an einer Stelle, die zu der Seite des unteren Verbindungslochs 48 in der Längsrichtung der Umfangsnut 44 hin versetzt ist. Wie in 3 und 4 gezeigt ist, erstreckt sich der konkave Abschnitt 50 der vorliegenden Ausführungsform in der radialen Richtung mit annähernd einem konstanten Querschnitt, während ein Paar von Seitenwandinnenflächen 52a, 52b, die an beiden Seiten der Umfangsrichtung positioniert sind, in eine Richtung annähernd senkrecht zu der Längsrichtung der Umfangsnut 44.
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Dann, wie in 1 gezeigt ist, wird das Unterteilungsbauteil 38 angeordnet, um sich in der Achsensenkrechtrichtung innerhalb der Fluidkammer 36 zu erstrecken, mit deren Außenumfangsrand, der durch das zweite Befestigungsbauteil 14 gestützt wird. Genauer gesagt wird das Unterteilungsbauteil 38 von oben her in den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des Fixierbauteils 26 eingesetzt, und danach wird das einstückig vulkanisationsgeformte Produkt des elastischen Hauptgummikörpers 16 von oben her in den Abschnitt mit größerem Durchmesser des Fixierbauteils 26 eingesetzt, und dann wird die Durchmesserverringerungsarbeit an dem Fixierbauteil 26 angewendet. Dies ermöglicht es dem Außenumfang des oberen Endes des Unterteilungsbauteils 38 in der Oben-Unten-Richtung zwischen dem elastischen Hauptgummikörper 16 und dem Fixierbauteil 26 eingeklemmt zu werden, während die Außenumfangsfläche des Unterteilungsbauteils 38 gegen den Abschnitt mit kleinerem Durchmesser des Fixierbauteils 26 über die erste Dichtgummischicht 32 derart gedrückt wird, dass das Unterteilungsbauteil 38 durch das zweite Befestigungsbauteil 14 gestützt wird.
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Durch solch eine Anordnung des Unterteilungsbauteils 38 innerhalb der Fluidkammer 36 wird die Fluidkammer 36 in einen oberen und einen unteren Abschnitt über das Unterteilungsbauteil 38 hinweg aufgeteilt. Das heißt, oberhalb des Unterteilungsbauteils 38 ist ein Teil der Wand aus dem elastischen Hauptgummikörper 16 gebildet und eine Druckaufnahmekammer 56 wird ausgebildet, in der Innendruckschwankungen zu der Zeit einer Vibrationseingabe verursacht werden. Währenddessen ist unterhalb des Unterteilungsbauteils 38 ein Teil der Wand aus dem flexiblen Film 24 gebildet und eine Gleichgewichtskammer 58 wird ausgebildet, die es leicht ermöglicht, ein Volumen darin zu ändern. Es ist unnötig zu sagen, dass die Druckaufnahmekammer 56 und die Gleichgewichtskammer 58 jeweils mit einem nicht komprimierbaren Fluid gefüllt sind, das darin abgedichtet ist.
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Außerdem wird dadurch, dass die Öffnung der Umfangsnut 44 auf der Außenumfangsseite durch das zweite Befestigungsbauteil 14 in einer fluiddichten Art und Weise abgedeckt ist, ein tunnelartiger Strömungsdurchgang ausgebildet, um sich entlang des Umfangs zu erstrecken, und ein Ende des tunnelartigen Strömungsdurchgangs steht mit der Druckaufnahmekammer 56 über das obere Verbindungsloch 46 in Verbindung, während das andere Ende von diesem mit der Gleichgewichtskammer 58 über das untere Verbindungsloch 48 in Verbindung steht. Dies ermöglicht es einem Öffnungsdurchgang 60, der die Druckaufnahmekammer 56 und die Gleichgewichtskammer 58 miteinander verbindet, unter Verwendung der Umfangsnut 44 ausgebildet zu werden. Die Abstimmungsfrequenz des Öffnungsdurchgangs 60 der vorliegenden Ausführungsform, welche die Resonanzfrequenz des strömenden Fluids ist, ist niedrig bei ungefähr 10 Hz eingestellt, äquivalent zu jener des Maschinenvibrierens bzw. Motorrüttelns mittels eines Einstellens des Verhältnisses (A/L) einer Querschnittsfläche (A) des Durchgangs zu der Durchgangslänge (L) in Erwägung der Steifigkeit der Wandfeder der Fluidkammer 36.
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Ferner öffnet sich ein konkaver Abschnitt 50 als ein Turbulenzerzeugungsteil an der Wandinnenfläche des Öffnungsdurchgangs 60 an der Innenumfangsseite. Dies macht den Querschnittsbereich des Öffnungsdurchgangs 60 teilweise größer an einer Stelle an dem Umfang, an dem der konkave Abschnitt 50 ausgebildet ist (siehe 1). In der vorliegenden Ausführungsform sind die Seitenwandinnenflächen 52a, 52b des konkaven Abschnitts 50 ungefähr senkrecht zu der Längsrichtung des Öffnungsdurchgangs 60, und der Querschnittsbereich bzw. die Querschnittsfläche des Öffnungsdurchgangs 60 wird bei der Ausbildung des konkaven Abschnitts 50 drastisch vergrößert.
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Die Motorhalterung bzw. die Maschinenhalterung 10 mit dem vorangehend beschriebenen Aufbau liegt zwischen einer Leistungseinheit und einem Fahrzeugkörper, wobei das erste Befestigungsbauteil 12 an der Leistungseinheit montiert ist, die nicht gezeigt ist, und wobei das zweite Befestigungsbauteil 14 an dem Fahrzeugkörper montiert ist, der nicht gezeigt ist.
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In einem an dem Fahrzeug montierten Zustand solch einer Motorhalterung 10 wird eine Fluidströmung durch den Öffnungsdurchgang 60 zwischen der Druckaufnahmekammer 56 und der Gleichgewichtskammer 58 aufgrund der relativen Druckschwankungen in den zwei Kammern erzeugt, sobald einmal eine Niederfrequenzvibration mit hoher Amplitude äquivalent zu jener des Motorrüttelns eingegeben ist. Als ein Ergebnis wird der gewünschte Vibrationsdämpfungseffekt (hoher Abklingeffekt) basierend auf Strömungseffekten, wie zum Beispiel einem Resonanzeffekt des Fluids erreicht.
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Währenddessen, wenn eine sehr hohe Last zwischen dem ersten Befestigungsbauteil 12 und dem zweiten Befestigungsbauteil 14 eingegeben wird, um einen großen Unterdruck in der Druckaufnahmekammer 56 zu erzeugen, versucht das Fluid aufgrund der relativen Druckschwankungen in den zwei Kammern von der Gleichgewichtskammer 58 in die Druckaufnahmekammer 56 über den Öffnungsdurchgang 60 zu strömen. Unter diesen Umständen wird ein Kavitationsgeräusch in der Motorhalterung 10 dadurch reduziert oder vermieden, dass der konkave Abschnitt 50 ausgebildet ist, um sich an der Wandinnenfläche des Öffnungsdurchgangs 60 zu öffnen bzw. auszuweiten.
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Solch ein präventiver Effekt gegen ein Kavitationsgeräusch gilt zum Beispiel in der folgenden Art und Weise als ausgeübt. Das heißt, Luftbläschen, die durch eine Kavitation erzeugt werden, sind bekannt dafür, um die Öffnung des Öffnungsdurchgangs 60 in der Druckaufnahmekammer 56 herum erzeugt zu werden, von welcher angenommen wird, durch einen drastischen Abfall des Flüssigkeitsdrucks in der Druckaufnahmekammer 56 um die Öffnung des Öffnungsdurchgangs 60 herum aufgrund eines lokalen Druckverlusts verursacht zu werden, der durch Wirbel mit kleiner Größe verursacht wird, welche aus einer Turbulenz resultieren, die erzeugt wird, wenn das Fluid von dem Öffnungsdurchgang 60 in die Druckaufnahmekammer 56 strömt. Da die Magnitude solch eines Druckverlusts signifikant mit der Strömungsrate des Fluids verbunden ist bzw. damit in Beziehung steht, das durch den Öffnungsdurchgang 60 strömt, wird der Druckverlust als wirksam bei einem Reduzieren der Strömungsrate des Fluids erachtet, das durch den Öffnungsdurchgang 60 strömt.
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Nun ist in dem Öffnungsdurchgang 60 der Motorhalterung 10 der Querschnittsbereich bzw. die Querschnittsfläche teilweise an der Formation des konkaven Abschnitts 50 modifiziert, um die Erzeugung eines Energieverlusts des strömenden Fluids durch ein Vorliegen einer Turbulenz an dem konkaven Abschnitt 50 zu verstärken, im Gegensatz zu einem Öffnungsdurchgang mit der konventionellen Struktur mit einem konstanten Querschnittsbereich des Durchgangs. Mit anderen Worten ist mittels eines Ausbildens des konkaven Abschnitts 50 der Strömungswiderstand hergestellt, zu steigen, wenn die Fluidströmungsrate durch den Öffnungsdurchgang 60 erhöht wird. Dies hält die Fluidströmungsrate durch den Öffnungsdurchgang 60 nieder und verringert den Druckverlust, wenn das Fluid von dem Öffnungsdurchgang 60 in die Druckaufnahmekammer 56 strömt, wodurch Kavitationsluftbläschen verhindert werden, die durch einen lokalen Unterdruck einer signifikanten Magnitude verursacht werden.
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Der Energieverlust, der durch den konkaven Abschnitt 50 verursacht wird, wird ausreichend genug ausgeübt, wenn eine sehr große Last, die ein Kavitationsproblem verursacht, aufgrund der hohen Strömungsrate in dem Öffnungsdurchgang 60 eingegeben wird, was in einer effektiven Unterdrückung solch einer Strömungsrate resultiert. Währenddessen, wenn eine zu dämpfende Vibration gleich jener des Motorvibrierens und dergleichen eingegeben wird, beeinflusst der Energieverlust, der durch den konkaven Abschnitt 50 verursacht wird, die Strömungscharakteristik des Fluids aufgrund der vergleichsweise geringen Strömungsrate in dem Öffnungsdurchgang 60 kaum, weshalb der Vibrationsdämpfungseffekt aufgrund der Strömungstätigkeit des Fluids effektiv ausgeübt wird. Deshalb ermöglicht es der simple Aufbau mit der Ausbildung des konkaven bzw. gewölbter Abschnitts 50, der sich an der Wandinnenfläche des Öffnungsdurchgangs 60 öffnet bzw. aufweitet, eine Erzeugung des Kavitationsgeräuschs zu verhindern, während der gewünschte Vibrationsdämpfungseffekt effektiv erreicht wird.
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Außerdem tritt an der Formation des konkaven Abschnitts 50 Kavitation aufgrund des lokalen Druckverlusts wahrscheinlicher auf, der durch Wirbel mit kleiner Größe verursacht wird, die aus einer Turbulenz resultieren, während der Querschnittsbereich bzw. die Querschnittsfläche des Öffnungsdurchgangs 60 teilweise größer gemacht wird, so dass die Kapazität pro Einheitslänge des Durchgangs und deshalb das gelöste Gasvolumen pro Einheitslänge des Durchgangs größer wird. Aus diesen Gründen können Kavitationsluftbläschen auch an der Ausbildung des konkaven Abschnitts 50 bei der Eingabe einer sehr großen Last auftreten. Als ein Ergebnis kann das abgedichtete Fluid, das primär als ein nicht komprimierbares Fluid (Fluid, das durch den Öffnungsdurchgang 60 strömt) betrachtet werden kann, auch solche Eigenschaften eines komprimierbaren Fluids aufgrund der Gas-Flüssigkeits-Phasentrennung aufweisen, und an der Öffnung zu der Druckaufnahmekammer 56, die sich stromabwärts von dem konkaven Abschnitt 50 befindet, wird eine Übereinstimmung bzw. Ähnlichkeit des strömenden Fluids zu den Druckschwankungen verbessert, während der Druckunterschied aufgrund der Kompressibilität der Luftbläschen, die in dem konkaven Abschnitt 50 erzeugt werden, abgeschwächt wird, und als ein Ergebnis kann der Unterdruck, der in der Druckaufnahmekammer 56 kreiert wird, reduziert werden, was es entsprechend ermöglicht, eine Erzeugung von Kavitationsluftbläschen niederzuhalten bzw. zu unterdrücken, die durch die Gas-Flüssigkeits-Phasentrennung in der Druckaufnahmekammer 56 erzeugt werden.
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Es wurde durch experimentelle Tests verifiziert, dass die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung betrifft, das Kavitationsgeräusch im Gegensatz zu einer fluidgefüllten Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit dem konventionellen Aufbau reduziert. Das heißt, 5A und 5B zeigen Messergebnisse einer dynamischen Last, die auf eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit dem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Öffnungsdurchgang 60, der mit dem konkaven Abschnitt 50 versehen ist (Beispiel), aufgebracht ist, und Messergebnisse einer dynamischen Last, die auf eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung mit dem konventionellen Aufbau ohne den konkaven Abschnitt 50 (Vergleichsbeispiel) ausgeübt ist. In dem Experiment, um die Messergebnisse zu erlangen, die in 5A und 5B gezeigt sind, wurden Messungen durch ein Eingeben von Vibrationslasten mit der Frequenz von 10 Hz und der Amplitude von ± 1,5 mm als eine Bedingung eines Eingebens großer Lasten ausgeführt, die ein Kavitationsproblem verursachen (5A), während andere Messungen durch ein Eingeben von Vibrationslasten mit der Frequenz von 10 Hz und der Amplitude von ± 0,5 mm als eine Bedingung eines Eingebens einer normalen, zu dämpfenden Vibration ausgeführt wurden (5B).
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Gemäß den Messergebnissen von 5A ist es offensichtlich, dass die dynamische Last des Beispiels viel geringer als jene des Vergleichsbeispiels bei einer großen Lasteingabe ist, die ein Kavitationsproblem verursacht. Aus diesen Messergebnissen ist es ableitbar, dass die Druckwelle, die durch Kavitation verursacht wird, in dem Beispiel, das zu der vorliegenden Erfindung gehört, verringert ist, im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel, das den konventionellen Aufbau betrifft, und daher wurde die Verringerung des Geräuschs bestätigt, das durch Kavitation verursacht wird.
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Währenddessen ist gemäß den Messergebnissen von 5B die Differenz in dynamischen Lasten zwischen dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel signifikant kleiner als jene der Messergebnisse von 5A, was uns dazu führt, zu glauben, dass das Beispiel einen Vibrationsdämpfungseffekt äquivalent zu dem Vergleichsbeispiel aufweist.
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Wie vorangehend beschrieben ist, wurde es durch die Messergebnisse des Experiments bestätigt, dass der Vibrationsdämpfungseffekt durch den Öffnungsdurchgang bei einer Eingabe einer normalen, zu dämpfenden Vibration in der fluidgefüllten Vibrationsdämpfungsvorrichtung, die die vorliegende Erfindung betrifft, effektiv ausgeübt wird, während das Geräusch, das durch Kavitation verursacht wird, zu dem Zeitpunkt einer sehr großen Lasteingabe abgemildert wird.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden vorangehend beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezifischen Beschreibungen begrenzt. Zum Beispiel ist in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform der konkave Abschnitt 50 in dem Öffnungsdurchgang 60 nahe der Gleichgewichtskammer bzw. Ausgleichskammer 58 ausgebildet, aber die Ausbildungsstelle des konkaven Abschnitts 50 in dem Öffnungsdurchgang 60 ist nicht besonders begrenzt und sie kann an einer Stelle näher an der Druckaufnahmekammer 56 oder einer Stelle gleichweit entfernt von sowohl der Druckaufnahmekammer 56 als auch der Gleichgewichtskammer 58 ausgebildet sein.
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Außerdem kann der konkave Abschnitt 50 in einer Vielzahl an dem Öffnungsdurchgang 60 ausgebildet sein, in welchem Fall die Form und Größe voneinander differieren können. Ferner ist die spezifische Form des konkaven Abschnitts 50, die in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform gezeigt ist, lediglich ein Beispiel, und die Seitenwandinnenflächen des konkaven Abschnitts können sich verjüngend und beispielsweise gegen die Längsrichtung des Öffnungsdurchgangs 60 geneigt hergestellt sein, und die Querschnittsfläche bzw. der Querschnittsbereich des Öffnungsdurchgangs 60 kann sich allmählich an der Formation des konkaven Abschnitts 50 ändern.
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Darüber hinaus muss der konkave Abschnitt nicht notwendigerweise ausgebildet sein, um sich an der Innenfläche der Innenumfangswand des Öffnungsdurchgangs zu öffnen bzw. auszuweiten, sondern kann ausgebildet sein, um sich an der Innenfläche der oberen und unteren Wand zu öffnen bzw. auszuweiten oder an der Außenumfangswand des Öffnungsdurchgangs.
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Außerdem ist in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform der konkave Abschnitt 50 als ein turbulenzerzeugender Teil bzw. Turbulenzerzeugungsteil veranschaulicht, aber dieser Turbulenzerzeugungsteil kann eine Struktur bzw. einen Aufbau derart haben, dass die Querschnittsfläche des Öffnungsdurchgangs 60 teilweise modifiziert wird, um so einen größeren Energieverlust in dem strömenden Fluid als in anderen Abschnitten des Öffnungsdurchgangs zu verursachen, und beispielsweise kann selbst ein Vorsprung oder dergleichen, der den Durchgang teilweise einengt, angewendet werden.
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Außerdem ist der Öffnungsdurchgang nicht auf den einen begrenzt, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, sondern ein linearer Durchgang, der sich in der axialen Richtung erstreckt, kann beispielsweise angewendet werden. Außerdem, selbst wenn sich der Öffnungsdurchgang in der Umfangsrichtung erstreckt, kann er in einer Länge ausgebildet sein, die etwas weniger als eine Umrundung oder nicht weniger als zwei Umrundungen des Umfangs beträgt.
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Ferner kann der Öffnungsdurchgang in einer Vielzahl mit voneinander verschiedenen Abstimmungen vorgesehen werden, in welchem Fall der Turbulenzerzeugungsteil in zumindest einem von den Öffnungsdurchgängen vorgesehen ist. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf eine umschaltbare fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung anwendbar, die die Vielzahl von Öffnungsdurchgängen mit Ventilen oder selbst einer aktiven fluidgefüllten Vibrationsdämpfungsvorrichtung an- und ausschalten kann, die eine beliebige Vibrationseingabe durch ein Aufbringen bzw. Anwenden einer aktiven Erregungskraft auf die Druckaufnahmekammer versetzen kann.
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Außerdem ist der anwendbare Bereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die Motorhalterung begrenzt, sondern kann auf die Hilfsrahmenhalterung, Karosseriehalterung und Differenzialhalterung usw. ausgeweitet werden. Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht lediglich auf die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung für Automobile anwendbar, sondern ist außerdem vorzugsweise auf die fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung für Motorräder, Eisenbahnwagons, Industriefahrzeuge und dergleichen anwendbar.
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Eine fluidgefüllte Vibrationsdämpfungsvorrichtung (10) weist folgendes auf: ein erstes Befestigungsbauteil (12); ein zweites Befestigungsbauteil (14); einen elastischen Hauptgummikörper (16), der das erste und das zweite Befestigungsbauteil (12, 14) elastisch verbindet; eine Druckaufnahmekammer (56), deren Wand teilweise durch den elastischen Hauptgummikörper (16) gebildet ist; eine Ausgleichs- bzw. Gleichgewichtskammer (58), deren Wand teilweise durch einen flexiblen Film (24) gebildet ist, wobei die Druckaufnahmekammer (56) und die Gleichgewichtskammer (58) mit einem nicht komprimierbaren Fluid gefüllt sind; und einen Öffnungsdurchgang (60), der die Druckaufnahmekammer (56) und die Gleichgewichtskammer (58) miteinander verbindet. Ein Turbulenzerzeugungsteil (50) ist in einem mittleren Abschnitt des Öffnungsdurchgangs (60) in einer Längsrichtung ausgebildet, der eine in Abhängigkeit von einer Strömungsrate eines strömenden Fluids zu erzeugende Turbulenz verursacht.
