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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen dynamischen Dämpfer, der Schwingungen unterdrückt, indem er an einem Dämpfungsobjekt angebracht ist, bei dem Schwingungen ein Problem darstellen, wie beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie oder einem Auspuffrohr.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist als eine Art von Dämpfvorrichtung zum Unterdrücken von Schwingungen an einem Dämpfungsobjekt ein dynamischer Dämpfer bekannt. Bei einem dynamischen Dämpfer wird ein Masseelement über ein Federelement an einem Dämpfungsobjekt, das ein Hauptschwingungssystem bildet, unter elastischer Lagerung angebracht, sodass durch die Masse und die Feder ein Nebenschwingungssystem gebildet wird. Unter Ausnutzung des Resonanzphänomens des Nebenschwingungssystems werden die problematischen Schwingungen am Hauptschwingungssystem reduziert.
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Um bei dem dynamischen Dämpfer die gewünschte Dämpfungswirkung zu erlangen, muss jedoch eine geeignete Masse des Nebenschwingungssystems gewährleistet werden, indem etwa die Eigenschwingungsfrequenz des Nebenschwingungssystems am Hauptschwingungssystem entsprechend den problematischen Schwingungen abgestimmt wird.
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Wenn aus irgendeinem Grund das Federelement verloren geht und das Masseelement sich löst und herabfällt, kommt es zu Stößen gegen das andere Element, woraus sich die Gefahr sekundärer Schäden und dergleichen ergibt, weshalb auch ein Sicherheitsmechanismus zum Verhindern des Lösens und Herabfallens des Masseelements (Ausfallsicherungsmechanismus) benötigt wird.
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Daher wird bei einem dynamischen Dämpfer mit üblichem Aufbau vorgeschlagen, wie beispielsweise in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2012-47316 (Patentdokument 1) offenbart, ein Rastelement, das in ein auf Seiten des Dämpfungsobjekts angebrachtes Basiselement eingreift und ein vollständiges Lösen verhindert, mit Schrauben oder dergleichen am Masseelement zu fixieren.
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Bei diesem Ausfallsicherungsmechanismus des Stands der Technik wird jedoch ein gesondertes Rastelement benötigt, und das Rastelement muss mit Schrauben oder dergleichen am Masseelement fixiert werden, weshalb sich unvermeidlich die Zahl der Bauteile und der Herstellungsschritte erhöht.
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Auch wird bei dem dynamischen Dämpfer des Stands der Technik zum Gewährleisten der Masse lediglich ein großes Masseelement verwendet. Bei Vergrößerung des Masseelements wird nicht nur die Gewährleistung von ausreichend Installationsraum schwierig, sondern auch das Trägheitsmoment des Masseelements nimmt zu, wodurch sich die Schwierigkeit ergibt, dass eine in einer anderen Richtung als der ursprünglichen Translationsbewegung am Masseelement entstehende Bewegung, etwa eine Schaukelbewegung, die durch eine externe Kraft, welche in eine andere Richtung als diejenige der eigentlich zu dämpfenden Schwingungen wirkt, unterdrückt und konvergiert werden muss.
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Dokumente des Stands der Technik
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Patentdokumente
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Patentschrift 1:
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2012-47316 -
DE 20 2014 005 767 U1 offenbart einen Schwingungstilger zum Dämpfen von Schwingungen in einem Fahrzeug, insbesondere zum Dämpfen von Biegeschwingungen, aufweisend wenigstens eine Schwingmasse, wenigstens ein Befestigungsmittel, und wenigstens ein elastisches Verbindungsmittel, das die wenigstens eine Schwingmasse mit dem wenigstens einen Befestigungsmittel verbindet, wobei wenigstens eine Anschlageinrichtung vorgesehen ist, die eine Auslenkung der Schwingmasse entlang der Längsachse des Schwingungstilgers dämpfend begrenzt.
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JP 2003 -
156097 A offenbart eine Struktur zum Verhindern des Fallens eines dynamischen Dämpfers, aufweisend einen Befestigungsbügel, der an dem schwingungsdämpfenden Zielelement an der unteren Seite der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, einen gummielastischen Körper, der an dem Befestigungsbügel befestigt ist, und ein Massenelement mit einer vorbestimmten Masse, die an einem oberen Abschnitt oder einem Seitenabschnitt auf dem gummielastischen Körper getragen wird, wobei der obere Abschnitt an der Befestigungsklammerseite befestigt ist und sich der untere Abschnitt zwischen dem Massenelement und der Straßenoberfläche erstreckt, und dieser verlängerte Abschnitt kann die Straßenoberflächeninterferenz verhindern, die auf die die untere Oberfläche des Massenelements wirkt, und ein Schutzelement, das so ausgebildet ist, dass es das Massenelement tragen kann, wenn der gummielastische Körper gebrochen und heruntergefallen ist, und ein Regulierelement zum Regulieren des Herausfallens des Massenelements, das von dem verlängerten Abschnitt des Schutzelements aus dem verlängerten Teil gefallen ist.
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JP 2002 -
168 285 A offenbart einen dynamischen Dämpfer mit einem Gewicht, einer Halterung und einem elastischen Körper, der zwischen dem Gewicht und der Halterung vorgesehen ist, wobei das Gewicht und eine Seite der Halterung und der elastische Körper einstückig ausgebildet sind, und das Gewicht und die andere Seite der Halterung getrennt von dem einstückig geformten Produkt ausgebildet sind, und das Gewicht und die andere Seite der Halterung an dem einstückigen Produkt befestigt sind.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der beschriebenen Umstände getätigt, und es ist ihre Aufgabe, einen dynamischen Dämpfer mit neuartigem Aufbau bereitzustellen, der mit geringer Anzahl von Bauteilen einen Ausfallsicherungsmechanismus erzielen kann und es ermöglicht, die Masse wirkungsvoll festzulegen, während Bewegungen des Masseelements in anderen Richtungen unterdrückt werden.
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Mittel zum Lösen der Aufgabe
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen dynamischen Dämpfer, wobei ein Massestück durch einen elastischen Gummikörper elastisch an ein Lagerungsplattenstück mit der Struktur einer torförmigen Platte gekoppelt ist, bei welcher auf beiden Seiten in Längenrichtung eines Deckplattenabschnitts ein Paar Schenkelplattenabschnitte vorgesehen ist, wobei das Lagerungsplattenstück an einem Dämpfungsobjekt angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Massestück ein Gussteil ist, wobei ein Hauptkörperblockabschnitt, der in einem von dem Lagerungsplattenstück umgebenen Bereich angeordnet ist, und ein vorspringender Blockabschnitt, der von einem mittleren Teil des Hauptkörperblockabschnitts zum Deckplattenabschnitt hin vorspringt, einstückig gebildet sind, an dem Deckplattenabschnitt des Lagerungsplattenstücks eine Öffnung gebildet ist, der vorspringende Blockabschnitt des Massestücks durch die Öffnung tritt und nach außen vorspringt, und ein Ausfallsicherungsmechanismus ausgebildet ist, der in einem Anbringungszustand, in dem der Raum zwischen den beidseitigen Schenkelplattenabschnitten am Lagerungsplattenstück von dem Dämpfungsobjekt bedeckt ist, einen Randteil der Öffnung des Lagerungsplattenstücks, der um den vorspringenden Blockabschnitt herum positioniert ist, enthält und ein Herabfallen des Massestücks verhindert, während eine den beiden Schenkelplattenabschnitten des Lagerungsplattenstücks gegenüberliegende Fläche des Hauptkörperblockabschnitts eine Nachbearbeitungsfläche mit geringer Oberflächenrauheit ist und der elastische Gummikörper an der Nachbearbeitungsfläche anhaftet.
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Bei dem dynamischen Dämpfer mit dem Aufbau gemäß dem vorliegenden Aspekt ist der vom mittleren Teil des Hauptkörperblockabschnitts vorspringende Blockabschnitt einstückig an dem Massestück gebildet, und der vorspringende Blockabschnitt ist derart vorgesehen, dass er vom Schwerpunkt des Hauptkörperblockabschnitts aus in eine Richtung orthogonal zur Längenrichtung vorspringt. So kann ein Anstieg des Trägheitsmoments um den Schwerpunkt des Hauptkörperblockabschnitts herum unterdrückt werden, während durch den vorspringenden Blockabschnitt eine hohe Masse des Massestücks festgelegt werden kann.
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Da das Massestück ein Gussteil ist, lässt sich die einstückig gebildete Form des Hauptkörperblockabschnitts und des vorspringenden Blockabschnitts leicht realisieren. Da zudem die Anhaftungsfläche des elastischen Gummikörpers die Nachbearbeitungsfläche ist, deren Oberflächenrauheit geringer als die einer Gussfläche ist, können Haftfestigkeit und Zuverlässigkeit des elastischen Gummikörpers ohne Einschränkung durch die Materialqualität der Gussform gesichert werden, sodass ein Gussmassestück verwendet werden kann, welches kostengünstiger als ein maschinell bearbeitetes Teil ist.
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Indem ferner der vorspringende Blockabschnitt am Randteil der Öffnung anliegt, wird ein Austreten aus dem Lagerungsplattenstück in Längenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts verhindert, wodurch mittels eines einfachen Aufbaus ein Ausfallsicherungsmechanismus erzielt werden kann, ohne dass ein spezielles Rastelement benötigt wird.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft den dynamischen Dämpfer des ersten Aspekts, wobei an der Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts an einer Nicht-Lagerungsfläche im Verhältnis zu einer Lagerungsfläche, die gegenüber den beiden Schenkelplattenabschnitte des Lagerungsplattenstücks angeordnet ist und an der der elastische Gummikörper anhaftet, ein Neigungswinkel in Vorsprungrichtung der Schenkelplattenabschnitte vom Deckplattenabschnitt verschieden gestaltet ist und die Nicht-Lagerungsfläche mit einer Entformungsverjüngung versehen ist, deren Außenumfangsabmessung nach unten hin abnimmt.
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Bei dem dynamischen Dämpfer des vorliegenden Aspekts ist unter Berücksichtigung einer Lagerungsfedercharakteristik und einer Haftbeständigkeit des elastischen Gummikörpers an der Lagerungsfläche ein Neigungswinkel festgelegt, während die Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts mit einer geeigneten Entformungsverjüngung versehen ist, um die Entformungseigenschaft des Gussmassestücks verbessern zu können.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft den dynamischen Dämpfer des ersten oder zweiten Aspekts, wobei an der Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts an einem Teil, der gegenüber den beiden Schenkelplattenabschnitten des Lagerungsplattenstücks positioniert ist, ein vorstehender Abschnitt gebildet ist und es sich bei einer vorspringenden Vorderendfläche des vorstehenden Abschnitts um die Nachbearbeitungsfläche handelt.
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Bei dem dynamischen Dämpfer gemäß diesem Aspekt ist die vorspringende Vorderendfläche des vorstehenden Abschnitts die Nachbearbeitungsfläche, weshalb die Bearbeitung der Nachbearbeitungsfläche vereinfacht wird. Indem ferner der elastische Gummikörper beispielsweise unter Einbeziehung einer Stufenfläche am Außenumfang des vorstehenden Abschnitts befestigt wird, ist es auch möglich, ausreichend Fläche zum Befestigen des elastischen Gummikörpers am Massestück in wirkungsvoller Weise sicherzustellen.
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Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen dynamischen Dämpfer eines des ersten bis dritten Aspekts, wobei an der Lagerungsfläche des Hauptkörperblockabschnitts, die gegenüber den beiden Schenkelplattenabschnitten des Lagerungsplattenstücks positioniert ist und an der der elastische Gummikörper anhaftet, ein Vertiefungsabschnitt gebildet ist.
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Bei dem dynamischen Dämpfer des vorliegenden Aspekts ist es beispielsweise möglich, die effektive Länge des elastischen Gummikörpers, der das Massestück elastisch am Lagerungsplattenstück lagert, entsprechend der Tiefe der Vertiefung in der Lagerungsfläche zu vergrößern und zugleich eine ausreichende Masse des Massestücks sicherzustellen. Indem ferner beispielsweise ein oder mehrere Vertiefungsabschnitte in der Lagerungsfläche vorgesehen werden, ist es möglich, durch eine Stufenfläche am Boden des Vertiefungsabschnitts und in seiner Umgebung ausreichend Fläche zum Befestigen des elastischen Gummikörpers am Massestück in wirkungsvoller Weise sicherzustellen. Im vorliegenden Aspekt ist es beispielsweise möglich, im Wesentlichen eine gesamte Anhaftungsfläche des elastischen Gummihauptkörpers am Massestück als Vertiefungsabschnitt zu bilden und die Bodenfläche des Vertiefungsabschnitts als Nachbearbeitungsfläche vorzusehen, oder es kann beispielsweise eine kombinierte Verwendung mit dem vorstehenden Abschnitt des dritten Aspekts erfolgen, indem wenigstens ein Vertiefungsabschnitt des vorliegenden Aspekts an der vorspringenden Vorderendfläche des vorstehenden Abschnitts gebildet wird.
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Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen dynamischen Dämpfer eines des ersten bis vierten Aspekts, wobei die Längenabmessung des Hauptkörperblockabschnitts im Verhältnis zu einer Längenabmessung einer Durchtrittrichtung am Lagerungsplattenstück mit torförmiger Plattenstruktur vergrößert ist und die beiden Seitenteile in Längenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts derart angeordnet sind, dass sie aus einem von der Lagerungsplattenstück umgebenen Bereich zu beiden Seiten der Durchtrittrichtung vorspringen.
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Bei dem dynamischen Dämpfer des vorliegenden Aspekts springen die beiden Seiten in Längsrichtung des Hauptkörperblockabschnitts vom Lagerungsplattenstück nach außen vor, wodurch eine Vergrößerung des Lagerungsplattenstücks vermieden und zugleich eine weitere Vergrößerung der Masse erreicht werden kann. Bei diesem Aspekt ist vorzugsweise eine Puffergummischicht an dem vom Lagerungsplattenstück nach außen vorspringenden Hauptkörperblockabschnitt, die seine Oberfläche bedeckt, einstückig mit dem elastischen Gummikörper gebildet.
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Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen dynamischen Dämpfer eines des ersten bis fünften Aspekts, wobei an dem Randteil der Öffnung des Deckplattenabschnitts am Lagerungsplattenstück ein ringförmiger Stufenabschnitt vorgesehen ist und am Randteil der Öffnung ein Pufferungsanschlaggummi vorgesehen ist, der die Fläche gegenüber der Außenumfangsfläche des vorspringenden Blockabschnitts am Massestück bedeckt.
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Bei dem dynamischen Dämpfer des vorliegenden Aspekts wird der Randteil der Öffnung durch den ringförmigen Stufenabschnitt verstärkt, weshalb ein Anschlagmechanismus, der eine übermäßige Verformung des Massestücks durch die Anlage am Öffnungsrandteil des vorspringenden Blockabschnitts einschränkt, mit guter Belastungsfähigkeit und geringer Anzahl von Bauteilen erzielt werden kann.
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Bei dem vorliegenden Aspekt ist die Anlagefläche des vorspringenden Blockabschnitts vorzugsweise derart ausgebildet, dass auch die Innenumfangsfläche des Stufenabschnitts mit dem Pufferungsanschlaggummi bedeckt ist. Dadurch kann die Anlagefläche des vorspringenden Blockabschnitts in einer Abmessungsbreite sichergestellt werden, die größer als die Plattendicke des Deckplattenabschnitts ist, wodurch auch das Volumen des Pufferungsanschlaggummis groß festgelegt werden und eine Verbesserung der Pufferwirkung erzielt werden kann.
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Wirkung der Erfindung
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Bei dem dynamischen Dämpfer mit dem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung ist der vom mittleren Teil des Hauptkörperblockabschnitts vorspringende Blockabschnitt einstückig an dem Massestück gebildet, und der vorspringende Blockabschnitt ist derart vorgesehen, dass er vom Schwerpunkt des Hauptkörperblockabschnitts aus in eine Richtung orthogonal zur Längenrichtung vorspringt. So kann ein Anstieg des Trägheitsmoments um den Schwerpunkt des Hauptkörperblockabschnitts herum unterdrückt werden, während durch den vorspringenden Blockabschnitt eine hohe Masse des Massestücks festgelegt werden kann.
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Da das Massestück ein Gussteil ist, lässt sich die einstückig gebildete Form des Hauptkörperblockabschnitts und des vorspringenden Blockabschnitts leicht realisieren. Da zudem die Anhaftungsfläche des elastischen Gummikörpers die Nachbearbeitungsfläche ist, deren Oberflächenrauheit geringer als die einer Gussfläche ist, können Haftfestigkeit und Zuverlässigkeit des elastischen Gummikörpers ohne Einschränkung durch die Materialqualität der Gussform gesichert werden, sodass ein Gussmassestück verwendet werden kann, welches kostengünstiger als ein maschinell bearbeitetes Teil ist.
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Indem ferner der vorspringende Blockabschnitt am Randteil der Öffnung anliegt, wird ein Austreten aus dem Lagerungsplattenstück in Längenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts verhindert, wodurch mittels eines einfachen Aufbaus ein Ausfallsicherungsmechanismus erzielt werden kann, ohne dass ein spezielles Rastelement benötigt wird.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf einen dynamischen Dämpfer gemäß einer Ausführungsform in einem angebrachten Zustand;
- 2 eine Vorderansicht des dynamischen Dämpfers aus 1;
- 3 eine Seitenansicht des dynamischen Dämpfers aus 1;
- 4 eine Schnittansicht an der Linie IV-IV aus 1;
- 5 eine Schnittansicht an der Linie V-V aus 1;
- 6 eine Schnittansicht an der Linie VI-VI aus 2; und
- 7 eine vertikale Schnittansicht eines dynamischen Dämpfers einer anderen Ausführungsform, die 4 entspricht.
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Ausführungsform der Erfindung
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Im Folgenden sollen unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
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1 bis 6 zeigen als eine Ausführungsform eines dynamischen Dämpfers einen dynamische Dämpfer 10, wie er beispielsweise an die Karosserie eines Fahrzeugs angebracht wird. Der dynamische Dämpfer 10 weist eine Struktur auf, wobei ein Massestück 14 durch einen elastischen Gummikörper 16 elastisch an einem Lagerungsplattenstück 12 gelagert ist. Indem das Lagerungsplattenstück 12 an einem Dämpfungsobjekt 18 wie etwa einer Fahrzeugkarosserie, die ein Hauptschwingungssystem ist, befestigt wird, wird ein Nebenschwingungssystem aus Masse-Feder gebildet. Die Oben-unten-Richtung in der nachfolgenden Beschreibung bezieht sich auf die Oben-unten-Richtung in 2. Die Links-rechts-Richtung bezieht sich auf die Links-rechts-Richtung in 1.
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Genauer ausgedrückt ist das Lagerungsplattenstück 12 insgesamt torförmig und weist einen sich links und rechts ausdehnenden Deckplattenabschnitt 20 und ein Paar linke und rechte Schenkelplattenabschnitte 22, 22 auf, die sich an beiden Endabschnitten in Längenrichtung des Deckplattenabschnitts 20 im Wesentlichen parallel nach unten erstrecken.
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Am unteren Ende der beiden Schenkelplattenabschnitte 22, 22 sind Anbringungsplattenabschnitte 24, 24 vorgesehen, die sich in zueinander entgegengesetzten Richtungen nach außen ausdehnen. In den Anbringungsplattenabschnitten 24 ist jeweils eine Schraubeneinführbohrung 26 gebildet. Wie in 2 gezeigt, sind die Anbringungsplattenabschnitte 24, 24 über das Dämpfungsobjekt 18 gelegt und das Lagerungsplattenstück 12 ist durch das Einführen von Befestigungsschrauben 28, 28 in die Schraubeneinführbohrungen 26, 26 fest am Dämpfungsobjekt 18 angebracht.
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Außerdem ist am Deckplattenabschnitt 20 eine Öffnung 30 gebildet. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform ungefähr in der Mitte des Deckplattenabschnitts 20 eine runde Öffnung 30 vorgesehen.
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An einem Randteil der Öffnung 30 im Deckplattenabschnitt 20 ist ein nach oben aufragender ringförmiger Stufenabschnitt 32 gebildet. Ein Öffnungsendrandabschnitt 34 der Öffnung 30 ist um die Höhenabmessung A des Stufenabschnitts 32 oberhalb des Deckplattenabschnitts 20 positioniert.
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Für ein solches Lagerungsplattenstück 12 wird beispielsweise ein Pressbearbeitungsteil vorteilhaft verwendet. Das heißt, das gewünschte Lagerungsplattenstück 12 kann durch Stanzen eines Rohblechs und eine anschließend nach Weiterbeförderung durchgeführte Pressbiegeverarbeitung erlangt werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind insbesondere der Deckplattenabschnitt 20 und die beiden Schenkelplattenabschnitte 22, 22 derart gebildet, dass sie sich mit einer Plattenbreitenabmessung, die über ihre Gesamtheit konstant ist, in Links-rechts-Richtung und in Oben-unten-Richtung erstrecken.
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Das Massestück 14 wiederum ist ein einzelnes Gussteil aus einem Metall wie Eisen oder dergleichen und weist einen Hauptkörperblockabschnitt 40 auf, der ein insgesamt länglicher, ungefähr rechteckiger Block ist. In der Mitte in Längenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts 40 ist einstückig ein nach oben vorspringender Blockabschnitt 42 gebildet.
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Der Hauptkörperblockabschnitt 40 weist einen ungefähr rechteckigen Querschnitt auf, der ein wenig kleiner ist als ein Bereich, der von dem Deckplattenabschnitt 20 und den beiden Schenkelplattenabschnitten 22, 22 des Lagerungsplattenstücks 12 umgeben ist. Außerdem erstreckt sich der Hauptkörperblockabschnitt 40 mit einer ungefähr konstanten Querschnittform in Längenrichtung (in 3 in Links-rechts-Richtung).
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Die Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 ist eine schräge Fläche 44, die sich von oben nach unten hin allmählich nach innen neigt. Das heißt, die Oberseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 ist größer als seine Unterseitenfläche, sodass er sich nach unten hin verjüngt. An den beiden Endflächen in Längenrichtung ist der Neigungswinkel der Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 im Vergleich zu den beiden Endflächen in Breitenrichtung ein wenig kleiner.
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An den beiden Endflächen in Breitenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts 40 sind in einem in Längenrichtung mittleren Teil nach außen vorspringende plateauförmige vorstehende Abschnitte 46, 46 gebildet. Das heißt, die Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 ist derart gebildet, dass sie die schräge Fläche 44 und die vorspringenden Vorderendflächen der vorstehenden Abschnitte 46, 46 enthält. Für die vorspringenden Vorderendflächen der vorstehenden Abschnitte 46, 46 ist ein anderer Neigungswinkel als für die schräge Fläche 44 festgelegt. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform der Neigungswinkel der vorspringenden Vorderendflächen der vorstehenden Abschnitte 46, 46 kleiner als derjenige der schräge Fläche 44 gebildet, und sie weisen eine in Oben-unten-Richtung ausgedehnte Flächenform auf und dehnen sich vom oberen Ende bis in Nähe des unteren Endes des Hauptkörperblockabschnitts 40 aus.
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Indem an der vorspringenden Vorderendfläche der vorstehenden Abschnitte 46, 46 eine Oberflächenbehandlung durchgeführt, wird eine Anhaftungsfläche 48, 48 für den elastischen Gummikörper 16 gebildet. Das heißt, bei dem Massestück 14, das in der vorliegenden Ausführungsform ein Gussteil ist, ist eine Oberfläche, die die Außenumfangsfläche und die Ober- und Unterseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 enthält, eine in einer Gussform gebildete Gussfläche. Die vorspringende Vorderendfläche der vorstehenden Abschnitte 46, 46 dagegen wird nach dem Gießen des Massestücks 14 nachbearbeitet, wodurch eine Nachbearbeitungsfläche als Anhaftungsfläche 48, 48 gebildet wird, die eine geringere Oberflächenrauheit als die Gussfläche aufweist.
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Die Nachbearbeitung der vorspringenden Vorderendfläche der vorstehenden Abschnitte 46, 46 kann durch Schleifen, Polieren oder Zerspanen erfolgen und wird vorzugsweise durch eine Strahlbehandlung wie Kugelstrahlen oder Sandstrahlen durchgeführt. Die Oberflächenrauheit der Anhaftungsflächen 48, 48 ist je nach der gewünschten Haftleistung und dem verwendeten elastischen Gummikörper 16 unterschiedlich und daher nicht eingeschränkt, doch liegt sie vorzugsweise allgemein bei einem Wert der Zehnpunktehöhe der Unregelmäßigkeiten Rz gemäß JIS-Norm bei 100 µm oder weniger und wird in der Praxis in einem Bereich von 5 bis 100 µm festgelegt.
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Außerdem weist der vorspringende Blockabschnitt 42 eine etwas kleinere Außenumfangsform als die Öffnung 30 des Deckplattenabschnitts 20 des Lagerungsplattenstücks 12 auf und springt von der Oberseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 nach oben vor. Bei dem vorspringenden Blockabschnitt 42 ist eine zentrale Achse auf einer Geraden festgelegt, die sich von oben nach unten durch den Schwerpunkt des Hauptkörperblockabschnitts 40 erstreckt.
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Außerdem weist der vorspringende Blockabschnitt 42 eine sich verjüngende Außenumfangsfläche 50 auf, deren Außenumfangslänge nach oben hin allmählich kleiner wird. Insbesondere weist der vorspringende Blockabschnitt 42 in der vorliegenden Ausführungsform eine runde Querschnittform auf, und nach oben hin nimmt sein Außendurchmesser allmählich ab.
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Indem ferner wie oben erwähnt die Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 und des vorspringenden Blockabschnitts 42 jeweils mit einer Entformungsverjüngung versehen ist, dient diese bei dem Massestück 14 als Ablösefläche für die Oberseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40, was auch das Entformen erleichtert.
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Außerdem ist der Hauptkörperblockabschnitt 40 in einem Zustand angeordnet, in dem er durch einen Bereich hindurchtritt, der von dem Deckplattenabschnitt 20 des Lagerungsplattenstücks 12 und den beiden Schenkelplattenabschnitten 22, 22 umgeben ist, und der vorspringende Blockabschnitt 42 ist in einem Zustand angeordnet, in dem er durch die Öffnung 30 des Deckplattenabschnitts 20 des Lagerungsplattenstücks 12 hindurchtritt. In diesem Anordnungszustand ergibt sich, wie in 2 und 4 gezeigt, zwischen dem Hauptkörperblockabschnitt 40 und dem Deckplattenabschnitt 20 des Lagerungsplattenstücks 12 oder zwischen den beiden Schenkelplattenabschnitten 22, 22 und dem Dämpfungsobjekt 18 ein Abstand, und auch zwischen dem vorspringenden Blockabschnitt 42 und der Öffnung 30 des Lagerungsplattenstücks 12 ergibt sich ein Abstand. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform ungefähr in der Mitte des Bereichs, den der Deckplattenabschnitt 20 des Lagerungsplattenstücks 12 und die beiden Schenkelplattenabschnitte 22, 22 umgeben, der Schwerpunkt G des Massestücks 14 festgelegt.
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Dabei ist der Hauptkörperblockabschnitt 40 mit einer Längenabmessung versehen, die größer als die Längenabmessung in Durchtrittrichtung durch das torförmige Lagerungsplattenstück 12 ist, wie in 1, 3, 5 und 6 gezeigt ist. Die Teile auf beiden Seiten in Längenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts 40 sind derart angeordnet, dass sie zu beiden Seiten der Tordurchtrittrichtung des torförmigen Lagerungsplattenstücks 12 hin vorspringen.
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Außerdem ist der vorspringende Blockabschnitt 42, wie in 2, 4 und 5 gezeigt, mit einer Vorsprunghöhe H gebildet, die größer als eine Abmessung h1+h2 ist, wobei zu einer Abmessung h1 von der Oberseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 bis zur Oberseitenfläche des Deckplattenabschnitts 20 des Lagerungsplattenstücks 12 eine Abstandsabmessung h2 zwischen dem Dämpfungsobjekt 18 und der Unterseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 hinzuaddiert wurde. Indem auch in einem Zustand, in dem die Unterseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 an dem die nach unten geöffnete Fläche des Lagerungsplattenstücks 12 bedeckenden Dämpfungsobjekt 18 anliegt und dieses überlagert, wird ein Einrasten des vorspringenden Blockabschnitts 42 an einem Öffnungsrandteil der Öffnung 30 des Deckplattenabschnitts 20 des Lagerungsplattenstücks 12 aufrechterhalten, wodurch ein Herabfallen durch Lösen von dem Lagerungsplattenstück 12 des Massestücks 14 verhindert wird.
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Da in der vorliegenden Ausführungsform am Deckplattenabschnitt 20 des Lagerungsplattenstücks 12 ein Stufenabschnitt 32 der Höhe A vorgesehen ist, ist die Höhe H des vorspringenden Blockabschnitts 42 größer als die Abmessung h1+h2+A unter Hinzurechnung der Höhenabmessung A des Stufenabschnitt 32 zur Abmessung h1+h2 festgelegt. Wenn H≥h1+h2 gilt, kann ein Heranfallen des Massestück 14 durch Lösen von dem Deckplattenabschnitt 20 des Lagerungsplattenstücks 12 verhindert werden, und wenn H≥h1+h2+A gilt, kann auch ein Lösen aus der Öffnung 30 verhindert werden.
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Außerdem ist der elastische Gummikörper 16, der das Massestück 14 elastisch am Lagerungsplattenstück 12 lagert, zwischen den beiden Seitenflächen in Breitenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts 40 und den gegenüberliegenden Flächen der beiden Schenkelplattenabschnitten 22, 22 des Lagerungsplattenstücks 12 vorgesehen. Insbesondere erstreckt sich der elastische Gummikörper 16 in der vorliegenden Ausführungsform zwischen den den beiden Schenkelplattenabschnitten 22, 22 gegenüberliegenden Flächen des Hauptkörperblockabschnitts 40 in ungefähr horizontaler Richtung mit einer linear ungefähr konstanten Querschnittform.
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Am Hauptkörperblockabschnitt 40 des Massestücks 14 sind an den den beiden Schenkelplattenabschnitt 22, 22 gegenüberliegenden Stellen die Anhaftungsflächen 48, 48 angeordnet, und der elastische Gummikörper 16 ist mittels Vulkanisationskleben an den Haftflächen (Nachbearbeitungsflächen) 48, 48 angebracht. Das heißt, an der Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 handelt es sich bei den vorspringenden Vorderendflächen (Anhaftungsflächen 48, 48) der vorstehenden Abschnitte 46, 46 um die Lagerungsflächen, an denen der elastische Gummikörper 16 anhaftet. Die Fläche an der Außenumfangsfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40, die nicht die vorspringenden Vorderendflächen (Anhaftungsflächen 48, 48) der vorstehenden Abschnitte 46, 46 ist, also die schräge Fläche 44, ist eine Fläche (Nicht-Lagerungsfläche), die von der Fläche (Lagerungsfläche) getrennt ist, die direkt an der Anhaftungsendfläche des elastischen Gummikörpers 16 anhaftet, welcher das Lagerungsplattenstück 12 und das Massestück 14 aneinanderkoppelt. Allerdings kann an dieser Nicht-Lagerungsfläche (schrägen Fläche 44) eine Gummiüberzugsschicht (52) angebracht sein, die einstückig mit dem elastischen Gummikörper 16 gebildet ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der elastische Gummikörper 16 in einem Formhohlraum, in den das Lagerungsplattenstück 12 und das Massestück 14 eingesetzt sind, durch Vulkanisationsformen eines Gummimaterials gebildet, und gleichzeitig mit dem Bilden wird der elastische Gummikörper 16 durch Vulkanisationskleben am Lagerungsplattenstück 12 und am Massestück 14 angeklebt.
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Auf die Oberfläche des Massestücks 14 ist außerdem eine Gummiüberzugsschicht 52 einstückig mit dem elastischen Gummikörper 16 aufgebracht. Die Oberfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 ist mit Ausnahme des mittleren Teils der Bodenfläche im Wesentlichen vollständig von der Gummiüberzugsschicht 52 bedeckt. Auch die Oberfläche des vorspringenden Blockabschnitts 42 ist mit Ausnahme des vorspringenden Vorderendabschnitts vollständig von der Gummiüberzugsschicht 52 bedeckt.
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Außerdem ist am Deckplattenabschnitt 20 des Lagerungsplattenstücks 12 ein Puffergummi 54 als ein Pufferungsanschlaggummi gebildet, der am Randteil der Öffnung 30 angebracht ist, welcher den Stufenabschnitt 32 enthält. Der Puffergummi 54 ist derart gebildet, dass er nicht nur die Innenumfangsfläche der Öffnung 30 gegenüber dem vorspringenden Blockabschnitt 42, sondern auch die Innenumfangsfläche des Stufenabschnitts 32 bedeckt. Der Puffergummi 54 ist in der vorliegenden Ausführungsform über eine Gummiüberzugsschicht 56, die an der Innenfläche des Lagerungsplattenstücks 12 anhaftet, einstückig mit dem elastischen Gummikörper 16 gebildet.
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An dem Lagerungsplattenstück 12 ist auf diese Weise durch die Innenumfangsfläche des Puffergummis 54, der den Bereich bedeckt, der sich von der Innenumfangsfläche der Öffnung 30 zur Innenumfangsfläche des Stufenabschnitts 32 erstreckt, eine Anlagefläche ausgebildet, die in Bezug auf die Außenumfangsfläche 50 des vorspringenden Blockabschnitts 42 des Massestücks 14 dieser mit einem bestimmten Abstand in einer Richtung orthogonal zur zentralen Achse des vorspringenden Blockabschnitts 42 gegenüberliegt.
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Eine Verschiebungsmenge des Massestücks 14 in einer Richtung orthogonal zur zentralen Achse des vorspringenden Blockabschnitts 42 wird durch Anlage an der Innenumfangsfläche des Puffergummis 54 am vorspringenden Blockabschnitt 42 puffernd eingeschränkt.
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Am Deckplattenabschnitt 20 des Lagerungsplattenstücks 12 wird durch die Unterseitenfläche des Puffergummis 54 eine Fläche ausgebildet, die in Oben-unten-Richtung der Oberseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 des Massestücks 14 gegenüberliegt. Eine Verschiebungsmenge des Massestücks 14 nach oben wird durch Anlage am Puffergummi 54 puffernd eingeschränkt.
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Eine Verschiebungsmenge des Massestücks 14 nach unten wird puffernd eingeschränkt, indem der Hauptkörperblockabschnitt 40 über die Gummiüberzugsschicht 52, die den Außenumfangsrandabschnitt der Unterseitenfläche des Hauptkörperblockabschnitts 40 bedeckt, am Dämpfungsobjekt 18 in Anlage gelangt.
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Indem bei dem derart aufgebauten dynamischen Dämpfer 10 wie oben beschrieben das Lagerungsplattenstück 12 durch die Befestigungsschrauben 28, 28 am Dämpfungsobjekt 18 befestigt ist, ist er in einem Zustand angebracht, in dem ein unterseitiger Öffnungsabschnitt zwischen den Schenkelplattenabschnitten 22, 22 des Lagerungsplattenstücks 12 vom Dämpfungsobjekt 18 bedeckt ist. Entsprechend einer Schwingungsfrequenz, die am Dämpfungsobjekt 18 gedämpft werden soll, werden die Masse des Massestücks 14 und die Federkonstante des elastischen Gummikörpers 16 angepasst, und die Eigenschwingungsfrequenz des Masse-Feder-Systems, welches das Nebenschwingungssystem ausbildet, wird abgestimmt, um die gewünschte Dämpfungswirkung zu erreichen.
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Selbst wenn in einem Zustand der Anbringung des dynamischen Dämpfers 10 am Dämpfungsobjekt 18 beispielsweise der elastische Gummikörper 16 versagen sollte, wird ein Heraustreten in horizontaler Richtung aus dem Lagerungsplattenstück 12 des Massestücks 14 verhindert, indem der vorspringende Blockabschnitt 42 und der Öffnungsendrandabschnitt 34 der Öffnung 30 in Anlage aneinander gelangen. Auf diese Weise wird ein den Randteil der Öffnung 30 (Öffnungsendrandabschnitt 34) enthaltender Ausfallsicherungsmechanismus gebildet, der ein Herabfallen des Massestücks 14 verhindert. Im angebrachten Zustand des dynamischen Dämpfers 10 ist die Entfernung zwischen dem Massestück 14 (Hauptkörperblockabschnitt 40) und dem Dämpfungsobjekt 18 so klein gebildet, dass beim Eintreten der zu dämpfenden Schwingungen kein Kontakt stattfindet, und wenn der elastische Gummikörper 16 versagt, gelangen der Hauptkörperblockabschnitt 40 und das Dämpfungsobjekt 18 in Anlage aneinander, sodass ein Herabfallen des Massestücks 14 verhindert wird.
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Da bei dem vorliegenden dynamischen Dämpfer 10 der vorspringende Blockabschnitt 42 in Bezug auf den Schwerpunkt G des Hauptkörperblockabschnitts 40 im Wesentlichen gerade nach oben vorspringt, wird auch, wenn das Massestück 14 schwingt, die Entstehung eines Drehmoments um den Schwerpunkt herum verhindert, und auch im Falle einer Schaukelbewegung kann das Trägheitsmoment klein gehalten werden. Auch wenn das Massestück 14 also wie in der vorliegenden Ausführungsform in einer Richtung länger ist, wird die Gefahr gesenkt, dass das Massestück 14 und das Lagerungsplattenstück 12 oder das Dämpfungsobjekt 18 gegeneinanderstoßen. So kann auch die Masse des Massestücks 14 groß festgelegt werden, was den Freiheitsgrad beim Abstimmen auf die zu dämpfende Schwingungsfrequenz erhöht.
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Indem der vorspringende Blockabschnitt 42 des Massestücks 14 in die Öffnung 30 des Lagerungsplattenstücks 12 geführt ist, wird ein Heraustreten des Massestücks 14 aus dem Lagerungsplattenstück 12 wirksam verhindert, und anhand dieses einfachen Aufbaus wird ein Ausfallsicherungsmechanismus erzielt. Auch wird der vorspringende Blockabschnitt 42, der einen Teil des Ausfallsicherungsmechanismus bildet, wirksam als ein Teil der Masse des Massestücks 14 genutzt.
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Indem zusätzlich die Anhaftungsflächen 48, 48 des Massestücks 14 für den elastischen Gummikörper 16 einer Nachbearbeitung unterzogen werden und ihre Oberflächenrauheit gesenkt wird, wird eine Verbesserung der Anhaftung zwischen dem Massestück 14 und dem elastischen Gummikörper 16 erreicht, was die Gefahr reduziert, dass sich das Massestück 14 und der elastische Gummikörper 16 an den Anhaftungsflächen 48, 48 voneinander lösen. Dies senkt die Gefahr eines Heraustretens des Massestücks 14 aus dem Lagerungsplattenstück 12 weiter.
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Da anhand des oben beschriebenen einfachen Aufbaus ein Ausfallsicherungsmechanismus erzielt wird, kann insbesondere auch die Auslegungsfreiheit des Lagerungsplattenstücks 12 und des Massestücks 14 gesteigert werden. Dies ermöglicht es, wie in der vorliegenden Ausführungsform ein torförmiges Lagerungsplattenstück 12 zu verwenden und ein Massestück 14 zu verwenden, dessen Längenabmessung größer als die Abmessung in Durchtrittrichtung des Lagerungsplattenstücks 12 ist, wodurch die Masse des Massestücks 14 noch größer festgelegt werden kann.
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Da das Massestück 14 zudem aus einem Gussteil gebildet ist, weist das Massestück im Vergleich zur Bildung mittels Extrusion oder durch Schneiden eines blockförmigen Metallstücks eine ausgezeichnete Auslegungsfreiheit auf und lässt sich kostengünstig herstellen.
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Außerdem sind auf beiden Seitenfläche in Breitenrichtung des Hauptkörperblockabschnitts 40 die vorstehenden Abschnitte 46, 46 vorgesehen, und die vorspringenden Vorderendflächen der vorstehenden Abschnitte 46, 46 dienen als die Anhaftungsflächen 48, 48, und ihr Neigungswinkel ist anders gestaltet als an der übrigen Außenumfangsfläche, die nicht die Anhaftungsfläche 48, 48 des Massestücks 14 ist. Daher kann an den Anhaftungsflächen 48, 48 eine Neigungsfläche in Entsprechung zur Schwingungscharakteristik festgelegt werden, während zugleich die Entformbarkeit verbessert werden kann, indem die übrige Außenumfangsfläche, die nicht die Anhaftungsfläche 48, 48 ist, mit einer Entformungsverjüngung versehen wird.
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Indem ferner in der vorliegenden Ausführungsform am Randteil der Öffnung 30 des Deckplattenabschnitts 20 der ringförmige Stufenabschnitt 32 vorgesehen ist, kann auch für das Lagerungsplattenstück 12, für das ein Stanzblechstück verwendet wird, eine ausgezeichnete Festigkeit sichergestellt werden. Im separaten Zustand des dynamischen Dämpfers 10 vor seiner Anbringung kann so die Gefahr reduziert werden, dass sich der geöffnete Teil des torförmigen Lagerungsplattenstücks 12 aufweitet oder anderweitig verformt. Auch kann wirkungsvoll verhindert werden, dass sich das Lagerungsplattenstück 12 durch die Wärme beim Vulkanisieren des elastischen Gummikörpers 16 verformt. Indem ferner am Randteil der Öffnung 30 der Puffergummi 54 vorgesehen ist, kann die Entstehung von Geräuschen durch Verlagern des Massestücks 14 in Oben-unten-Richtung und Anschlagen am Lagerungsplattenstück 12 wirksam verhindert werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform beschrieben, doch ist die vorliegende Erfindung nicht als auf die konkreten Angaben in der Ausführungsform beschränkt auszulegen, und ihre Ausführung durch einen einschlägigen Fachmann kann verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen beinhalten.
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Beispielsweise sind die vorspringenden Vorderendflächen (Anhaftungsflächen 48, 48) der vorstehenden Abschnitte 46, 46 in der vorliegenden Ausführungsform als sich in Oben-unten-Richtung ausdehnende ebene Flächen gebildet, doch können auch, wie in einem Aspekt des dynamischen Dämpfers 10', der in 7 gezeigt ist, an den vorspringenden Vorderendflächen der vorstehenden Abschnitte 46, 46 sich nach außen öffnende Vertiefungsabschnitte 60, 60 vorgesehen sein. Indem in diesem Aspekt die Vertiefungsabschnitte 60, 60 an den Anhaftungsflächen 48, 48 vorgesehen sind, kann eine Vergrößerung der Anhaftungsfläche erreicht werden. Auch ist es möglich, ein größeres Gummivolumen für den elastischen Gummikörper 16 zu erzielen, was den Freiheitsgrad beim Abstimmen auf die zu dämpfende Schwingungsfrequenz und die Haltbarkeit erhöht. Insbesondere da die vorspringenden Vorderendflächen der vorstehenden Abschnitte 46, 46 Nachbearbeitungsflächen sind, lassen sich die Vertiefungsabschnitt 60, 60 durch Ausführen einer Zerspanung an den vorspringenden Vorderendflächen der vorstehenden Abschnitte 46, 46 ohne Weiteres bilden, und es kann eine große Auslegungsfreiheit hinsichtlich der Form der Vertiefungsabschnitte 60, 60 unter Einhaltung eines hohen Standards sichergestellt werden.
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Die vorstehenden Abschnitte 46, 46 der oben beschriebenen Ausführungsform und des Aspekts aus 7 sind nicht zwingend erforderlich, und die Lagerungsfläche, an der der elastische Gummikörper 16 anhaftet, kann als mit der Nicht-Lagerungsfläche (schrägen Fläche 44) fortlaufende ebene Fläche gebildet sein, und anstelle der vorstehenden Abschnitte kann an der schrägen Fläche 44 ein Vertiefungsabschnitt vorgesehen sein.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Dämpfungsobjekt 18 den gesamten Öffnungsteil des Lagerungsplattenstücks 12 bedeckt, doch kann es den Öffnungsteil des Lagerungsplattenstücks auch teilweise bedecken. Das heißt, dass am Dämpfungsobjekt auch ein Abstand vorgesehen sein kann, der kleiner als die Breitenabmessung des Masseelements ist, und wenn etwa der elastische Gummikörper versagt, kann das Dämpfungsobjekt verhindern, dass das Masseelement aus dem Lagerungsplattenstück heraustritt.
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Die Richtungsangaben oben, unten, links und rechts in der oben beschriebenen Ausführungsform sind nicht auf die Richtungen beim Anbringen des erfindungsgemäßen dynamischen Dämpfers 10 beschränkt.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform sind an der schräge Fläche 44 des Hauptkörperblockabschnitts 40 und an den Innenflächen des Randteils der Öffnung 30 und des Lagerungsplattenstücks 12 des Deckplattenabschnitts 20 die Gummiüberzugsschicht 52, der Puffergummi 54 und die Gummiüberzugsschicht 56 angebracht, doch sind diese Gummis für die vorliegende Erfindung nicht zwingend erforderlich. Das heißt, es reicht aus, wenn nur der elastische Gummikörper 16 vorgesehen ist, der das Lagerungsplattenstück 12 und das Massestück 14 elastisch koppelt.
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Außerdem wurde in der oben beschriebenen Ausführungsform als der dynamische Dämpfer ein dynamischer Dämpfer für ein Fahrzeug angegeben, doch ist der dynamische Dämpfer auch für andere Anwendungen als Fahrzeuge benutzbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10,10':
- dynamischer Dämpfer
- 12:
- Lagerungsplattenstück
- 14:
- Massestück
- 16:
- elastischer Gummikörper
- 18:
- Dämpfungsobjekt
- 20:
- Deckplattenabschnitt
- 22:
- Schenkelplattenabschnitt
- 30:
- Öffnung
- 32:
- Stufenabschnitt
- 40:
- Hauptkörperblockabschnitt
- 42:
- vorspringender Blockabschnitt
- 44:
- schräge Fläche (Nicht-Lagerungsfläche
- 46:
- vorstehender Abschnitt
- 48:
- Anhaftungsfläche (Nachbearbeitungsfläche, Lagerungsfläche)
- 54:
- Puffergummi (Pufferungsanschlaggummi)
- 60:
- Vertiefungsabschnitt
