DE10203208A1 - Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem unabhängigen Masseelement - Google Patents
Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem unabhängigen MasseelementInfo
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Abstract
Es ist eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 50) offenbart, die Folgendes aufweist: ein erstes und ein zweites Montageelement (12, 72, 14, 74), die einander räumlich beabstandet angeordnet sind und jeweils an einem von zwei Elementen eines Schwingungssystems anbringbar sind; und einen elastischen Körper (16, 76), der zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement angeordnet ist und diese elastisch verbindet und der einen Verbindungsabschnitt (30, 76) aufweist, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement erstreckt. Der Verbindungsabschnitt (30, 76) hat einen hohlen Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126), in dem ein unabhängiges Masseelement (38, 62, 132) so aufgenommen ist, dass das unabhängige Masseelement relativ zu dem Gehäuseabschnitt relativ versetzbar ist, ohne dass es mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist, und dass es in einen direkten und elastischen Anschlag gegen den Gehäuseabschnitt gebracht wird.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine
Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die eine Schwingungsdämpfungs-
oder Isolierungswirkung auf der Grundlage einer elastischen
Verformung eines elastischen Gummikörpers zeigt, und
insbesondere auf eine derartige Schwingungsdämpfungsvorrichtung,
die einen neuartigen Aufbau hat und in geeigneter Weise zum
Beispiel bei einem Motorträger, einem Karosserieträger und einer
Aufhängungsbuchse für ein Fahrzeug anwendbar ist.
Als eine Schwingungsdämpferbauart wie zum Beispiel ein
Motorträger oder eine Aufhängungsbuchse für ein Fahrzeug zum
flexiblen Verbinden von zwei Elementen eines Schwingungssystems
oder zum Montieren von einem der beiden Elemente an das andere
Element in einer schwingungsdämpfenden Art und Weise ist eine
Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einem aus Gummi geschaffenen
elastischen Körper bekannt, die ein erstes und ein zweites
Montageelement elastisch verbindet, die räumlich zueinander
beabstandet sind, und die an diese beiden Elemente des
Schwingungssystems anbringbar ist. Um die aktuelle Nachfrage
nach einer Steigerung des Dämpfungsfähigkeit des
Schwingungsdämpfers zu genügen, wurde eine fluidgefüllte
Schwingungsdämpfungsvorrichtung entwickelt. Die fluidgefüllte
Schwingungsdämpfungsvorrichtung hat eine Fluidkammer, die
teilweise durch den elastischen Körper definiert ist und mit
einem inkompressibel Fluid gefüllt ist, und sie zeigt eine
verbesserte Schwingungsdämpfungsvorrichtung auf der Grundlage
einer Resonanz oder eines Flusses des inkompressiblen Fluids in
der Fluidkammer, die dann induziert wird, wenn die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer Schwingungslast ausgesetzt
ist.
Beim Aufbringen der Schwingungslast auf eine derartige
Schwingungsdämpfungsvorrichtung wird der elastische Körper
periodisch elastisch verformt. Da der elastische Körper selbst
ein Schwingungssystem bildet, leidet der elastische Körper
wahrscheinlich unter seinem Stoß beim Aufbringen der
Schwingungslast, dessen Frequenzband einer Eigenfrequenz des
elastischen Körpers entspricht. Der Stoß des elastischen Körpers
kann eine Schwingungsdämpfungscharakteristik der
Schwingungsdämpfungsvorrichtung verschlechtern, wodurch die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine gewünschte Dämpfungswirkung
nicht zeigen kann.
Eine Stoßfrequenz: fn des elastischen Körpers kann gemäß der
folgenden Gleichung auf der Grundlage eines Basismodells der
Schwingungsdämpfungsvorrichtung einschließlich des ersten und
des zweiten Montageelements und des elastischen Körpers erhalten
werden, der das erste und das zweite Montageelement elastisch
verbindet:
fn = (N/2L)√(G/ρ)
wobei
L: Abstand einer effektiven freien Länge des elastischen Körpers;
G: dynamischer Elastizitätsmodul;
ρ: Dichte des elastischen Körpers; und
N: Stufe einer Schwingungsbetriebsweise.
L: Abstand einer effektiven freien Länge des elastischen Körpers;
G: dynamischer Elastizitätsmodul;
ρ: Dichte des elastischen Körpers; und
N: Stufe einer Schwingungsbetriebsweise.
Im Allgemeinen muss der Stoß des elastischen Körpers bei einer
ersten Betriebsweise oder einer harmonischen Schwingung (N = 1)
gedämpft werden, da eine Amplitude des Stoßes des elastischen
Körpers bei der ersten Betriebsweise maximiert ist.
Um das Problem des Stoßes des elastischen Körpers zu bewältigen,
wurden verschiedene Möglichkeiten von Stoßbegrenzungselementen
vorgeschlagen, die in der Schwingungsdämpfungsvorrichtung
eingebaut sind.
Zum Beispiel offenbart JP-A-2-256933 ein
Stoßbegrenzungselement einer dynamischen Dämpferbauart, bei dem
ein Paar Stützarme von dem elastischen Körper vorstehen, um
Masseelemente an ihren jeweiligen vorstehenden Endabschnitten zu
stützen. Diese Stützarme und die Masseelemente bilden zusammen
einen dynamischen Dämpfer, der als ein Hilfsschwingungssystem
dient, wobei die mit diesem Stoßbegrenzungselement ausgestattete
Schwingungsdämpfungsvorrichtung dazu in der Lage ist, den Stoß
des elastischen Körpers aufgrund einer Resonanz des
Hilfsschwingungssystems zu begrenzen oder zu beschränken. Des
weiteren offenbart JP-A-10-267069 ein Stoßbegrenzungselement
einer Massendämpferbauart, bei dem ein Ringelement als ein
Massendämpfer dient und so in dem elastischen Körper fest
angeordnet ist, dass es die Masse eines Stoßabschnittes des
elastischen Körpers einstellt.
Jedoch zeigen die offenbarten Stoßelemente der dynamischen
Dämpferbauart und der Massendämpferbauart ihre
Stoßbegrenzungswirkungen ausschließlich hinsichtlich eines sehr
begrenzten Frequenzbands, auf das diese Stoßelemente angepasst
sind. Dies macht es schwierig, eine Eigenfrequenz des
Hilfsschwingungssystems, dass heißt der dynamische Dämpfer der
Schwingungsdämpfungsvorrichtung, und eine Eigenfrequenz eines
Hauptschwingungssystems der Schwingungsdämpfungsvorrichtung in
gewünschter Weise anzupassen, die mit dem Massendämpfer in der
Gestalt des Ringelements ausgestattet ist.
Außerdem ändert sich die Stoßfrequenz des elastischen Körpers
der Schwingungsdämpfungsvorrichtung in Abhängigkeit einer
Federsteifigkeit des elastischen Körpers, die sich aufgrund
einer Änderung der Umgebungstemperatur ändert. Daher ist das
Stoßbegrenzungselement aufgrund der vorstehend genannten
Änderung der Stoßfrequenz des elastischen Körpers möglicherweise
nicht dazu in der Lage, die beabsichtigten
Stößbegrenzungswirkungen zu zeigen, auch wenn die offenbarte
Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit dem Stoßbegrenzungselement
in gewünschter Weise an ihren anfänglichen bzw. statischen
Zuständen angepasst ist. Somit leiden die mit den
Stoßbegrenzungselementen ausgestatteten herkömmlichen
Schwingungsdämpfungsvorrichtungen nach wie vor an einem Problem
beim Bewirken der gewünschten Stoßbegrenzungswirkungen mit hoher
Stabilität.
Es ist daher die Aufgabe dieser Erfindung, eine
Schwingungsdämpfungsvorrichtung vorzusehen, die einen neuartigen
und einfachen Aufbau hat und die dazu in der Lage ist, ein
Problem bezüglich einer Verschlechterung ihres
Schwingungsdämpfungsverhaltens aufgrund eines Stoßes ihres
elastischen Körpers zu eliminieren oder zu minimieren, und die
dazu in der Lage ist, eine ausgezeichnete
Schwingungsdämpfungswirkung über ein breites Frequenzband zu
zeigen.
Die vorstehend genannte und/oder optionale Aspekte dieser
Erfindung können gemäß zumindest einer der folgenden
Ausführungsformen der Erfindung erhalten werden. Jede dieser
Ausführungsformen der Erfindung ist wie die beigefügten
Ansprüche numeriert und hängt von einer anderen Ausführungsform
oder den anderen Ausführungsformen ab, sofern dies angemessen
ist, um mögliche Kombinationen von Elementen oder technischen
Merkmalen der Erfindung anzugeben. Es sollte klar sein, dass das
Prinzip der Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen der
Erfindung und diese Kombinationen der technischen Merkmale
begrenzt ist, sondern dass es anderenfalls auf der Grundlage der
Idee der vorliegenden Erfindung wiedergegeben werden kann, die
in der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen offenbart ist,
oder dass es durch einen Fachmann im Hinblick auf die
Offenbarung der gesamten Beschreibung und den Zeichnungen
wiedergegeben werden kann.
(1) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung zum elastischen
Verbinden von zwei Elementen eines Schwingungssystems in einer
schwingungsdämpfenden Art und Weise, wobei die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung folgendes aufweist: (a) ein
erstes Montageelement, das an einem der beiden Elemente des
Schwingungssystems anbringbar ist; (b) ein zweites
Montageelement, das von dem ersten Montageelement entfernt
angeordnet ist und an dem anderen der beiden Elemente des
Schwingungssystems anbringbar ist; (c) ein elastischer Körper,
der zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement
angeordnet ist und diese elastisch verbindet, wobei der
elastische Körper einen Verbindungsabschnitt hat, der sich
zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement erstreckt und
der einen hohlen Gehäuseabschnitt hat; und (d) ein unabhängiges
Masseelement, das so in dem Gehäuseabschnitt aufgenommen ist,
dass das unabhängige Masseelement relativ zu dem
Gehäuseabschnitt unabhängig versetzbar ist, ohne dass es mit dem
Gehäuseabschnitt verbunden wird, und dass das unabhängige
Masseelement in einen direkten und elastischen Anschlag gegen
den Gehäuseabschnitt gebracht wird.
Bei der gemäß der Ausführungsform (1) der Erfindung aufgebauten
Schwingungsdämpfungsvorrichtung wird das unabhängige
Masseelement relativ zu dem Gehäuseabschnitt versetzt, wenn eine
Schwingungslast zwischen dem ersten und dem zweiten
Montageelement aufgebracht wird und der elastische Körper einer
elastischen Verformung oder Versetzung von diesem ausgesetzt
ist. Insbesondere erhöht sich bei einer Aufbringung einer
spezifischen Schwingungslast, deren Frequenz einer Stoßfrequenz
des elastischen Körpers entspricht, ein Betrag der elastischen
Verformung oder Versetzung des elastischen Körpers, woraus eine
Erhöhung eines Versetzungsbetrags des unabhängigen Masseelements
relativ zu dem Gehäuseabschnitt des Verbindungsabschnitts des
elastischen Körpers resultiert. Dies induziert in wirksamer
Weise eine Rückstoßversetzung des unabhängigen Masseelements
relativ zu dem Gehäuseabschnitt, wodurch das unabhängige
Masseelement wiederholt in einen direkten und elastischen
Anschlag gegen den Gehäuseabschnitt gebracht wird. Dieser
Anschlag (Anlagekontakt) des unabhängigen Masseelements gegen
den Gehäuseabschnitt zeigt eine Schwingungsdämpfungswirkung
bezüglich des elastischen Körpers, wodurch ein Betrag der
Schwingung oder einem Oszillieren des elastischen Körpers
abgeschwächt wird. Demnach ermöglicht die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ein
Beseitigen oder ein Reduzieren eines Problems einer
Verschlechterung ihrer Schwingungsdämpfungsfähigkeit (das heißt
ein Anstieg eines Verhältnisses einer Schwingungsübertragung)
infolge des Stoßes des elastischen Körpers, wodurch ihre
ausgezeichnete Schwingungsdämpfungsfähigkeit hinsichtlich
verschiedener Schwingungsarten über einen breiten
Frequenzbereich bei hoher Stabilität gewährleistet ist. Es
sollte angemerkt sein, dass der Begriff "Verbindungsabschnitt"
so zu interpretieren ist, dass ein Abschnitt des elastischen
Körpers gemeint ist, der sich zwischen dem ersten und dem
zweiten Montageelement erstreckt und bei Aufbringung einer
Schwingungslast zwischen dem ersten und dem zweiten
Montageelement elastisch verformt wird.
Das unabhängige Masseelement ist vorzugsweise aus einem
metallischen Material mit einer höheren spezifischen Dichte
geschaffen. Alternativ kann das unabhängige Masseelement aus
einem nicht-metallischen Material wie zum Beispiel ein
elastischer Gummikörper, ein Kunstharzmaterial und ein
geschäumter Körper geschaffen sein, oder es kann aus einem
Gummimaterial oder einem Kunstharzmaterial geschaffen sein. Es
ist möglich, ein derartiges aus dem nicht-metallischen Material
geschaffenes unabhängiges Masseelement zu verstärken, indem ein
steifes Element an ihm befestigt wird, das aus Metall oder
dergleichen geschaffen ist.
Es ist zu beachten, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung
gemäß dieser Ausführungsform kein Element zum elastischen
Verbinden des unabhängigen Masseelements mit dem
Gehäuseabschnitt hat. Und zwar ist eine äußere Fläche des
unabhängigen Masseelements vollständig von einer inneren Fläche
des Gehäuseabschnitts getrennt. Wenn das unabhängige
Masseelement an seiner Versetzungsmitte relativ zu dem
Gehäuseabschnitt angeordnet ist, dann liegen die
Außenumfangsfläche des unabhängigen Masseelements und die
Innenumfangsfläche des Gehäuseabschnitts einander gegenüber,
wobei zwischen ihnen ein vorgegebener Zwischenraum ist. Somit
ist das unabhängige Masseelement relativ zu dem Gehäuseabschnitt
unabhängig versetzbar, ohne dass es mit dem Gehäuseabschnitt
verbunden ist.
(2) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorstehend
angegebenen Ausführungsform (1), wobei der Gehäuseabschnitt in
dem Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers ausgebildet ist
und sich an einem im Wesentlichen mittleren Abschnitt in jener
Richtung zwischen dem ersten Montageelement und dem zweiten
Montageelement befindet, in der das erste und das zweite
Montageelement über den Verbindungsabschnitt miteinander
verbunden sind. Bei der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß
dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Gehäuseabschnitt an
dem mittleren Abschnitt des Verbindungsabschnitts ausgebildet,
der einem Schwingungsbauch der ersten Harmonischen des Stoßes
des Verbindungsabschnitts des elastischen Körpers entspricht,
und zwar dem im Wesentlichen mittleren Abschnitt zwischen den
Verbindungsenden des Verbindungsabschnitts bezüglich des ersten
und des zweiten Montageelements. Demgemäß ist der
Gehäuseabschnitt wahrscheinlich einer Schwingung oder einem
Oszillieren mit relativ großer Amplitude ausgesetzt, wodurch in
wirksamer Weise die Schlagversetzung des unabhängigen
Masseelements induziert wird und ein verstärkter Anschlag des
unabhängigen Masseelements gegen den Gehäuseabschnitt
gewährleistet wird. Somit zeigt die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
eine gewünschte Wirkung zum Begrenzen oder Beschränken des
Stoßes des elastischen Körpers auf der Grundlage des Anschlags
des unabhängigen Masseelements gegen den Gehäuseabschnitt mit
hoher Effizienz.
(3) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorstehend
angegebenen Ausführungsform (1) oder (2), wobei der
Gehäuseabschnitt ein starres Einfassungselement hat, das mittels
Vulkanisation mit dem elastischen Körper verbunden ist. Bei der
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der
Erfindung dient das starre Einfassungselement zum Verhindern
oder Begrenzen einer Verformung eines Profils der Innenfläche
des Gehäuseabschnitts, wenn der elastische Körper einer
elastischen Verformung infolge einer statischen Last und einer
aktiven Last ausgesetzt ist, die auf die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung wirkt. Und zwar bewirkt die
Verwendung des Einfassungselements eine Stabilisierung eines
gewünschten Zwischenraumabstands zwischen Anlageflächen des
unabhängigen Masseelements und des Gehäuseabschnitts und einer
Amplitude einer Versetzung des unabhängigen Masseelements
relativ zu dem Gehäuseabschnitt. Somit kann die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform der
Erfindung eine gewünschte Stoßbegrenzungswirkung hinsichtlich
ihres elastischen Körpers auf der Grundlage des Anschlags des
unabhängigen Masseelements gegen den Gehäuseabschnitt mit hoher
Stabilität zeigen.
(4) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorstehend
angegebenen Ausführungsform (3), wobei das Einfassungselement
eine Anlagefläche hat, die zum Anschlagen gegen das unabhängige
Masseelement angepasst ist, und die Anlagefläche des
Einfassungselements ist durch eine Anlagegummilage bedeckt, die
einstückig mit dem elastischen Körper ausgebildet ist. Die gemäß
dieser Ausführungsform der Erfindung aufgebaute
Schwingungsdämpfungsvorrichtung ermöglicht ein Beseitigen oder
Minimieren eines Anschlaglärms, der beim Anschlagen des
unabhängigen Masseelements gegen das Einfassungselement erzeugt
wird, während sie die Verwendung eines unabhängigen
Masseelements zulässt, das aus einem starren Material wie zum
Beispiel Metall geschaffen ist und blank ist, ohne dass es mit
einer elastischen Lage bedeckt ist. Da die Anlagegummilage
einstückig mit dem elastischen Körper ausgebildet ist, wird die
Anlagegummilage mit hoher Effizienz produziert.
(5) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einer der
vorstehend angegebenen Ausführungsformen (1) bis (4), wobei der
Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers einer
Schubverformung bei einer Aufbringung einer Schwingungslast
zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement ausgesetzt
ist, und das unabhängige Masseelement relativ zu dem
Gehäuseabschnitt in einer Richtung, in der der
Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers der Schubverformung
ausgesetzt ist, unabhängig versetzbar ist und gegen diesen
anschlägt. Bei der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung schlägt das unabhängige
Masseelement gegen den Gehäuseabschnitt in der Richtung an, in
der der Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers der
Schubverformung ausgesetzt ist, so dass der Gehäuseabschnitt mit
relativ großer Amplitude elastisch versetzt wird oder
oszilliert. Daher kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß
dieser Ausführungsform eine hohe Stoßbegrenzungswirkung
hinsichtlich ihres elastischen Körpers auf der Grundlage des
Anschlags (Anlagekontakt) des unabhängigen Masseelements gegen
den Gehäuseabschnitt zeigen, wodurch in wirksamer Weise
verhindert wird, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung an
einer Verschlechterung ihrer Schwingungsdämpfungsfähigkeit
aufgrund des Stoßes ihres elastischen Körpers leidet.
(6) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorstehend
angegebenen Ausführungsform (5), wobei der in dem
Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers ausgebildete
Gehäuseabschnitt sich an einem mittleren Abschnitt zwischen dem
ersten und dem zweiten Montageelement befindet und sich in einer
Richtung erstreckt, die senkrecht zu jener Richtung ist, in der
der Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers der
Schubverformung ausgesetzt ist. Dieser Aufbau ermöglicht es,
dass ein ausreichendes Volumen des Gehäuseabschnitts erhalten
wird, wodurch es möglich ist, ein ausreichendes Volumen des
unabhängigen Masseelements zu erhalten, das in dem
Gehäuseabschnitt aufzunehmen ist. Demgemäß kann die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform in
wirksamer Weise die Stoßbegrenzungswirkung hinsichtlich ihres
elastischen Körpers auf der Grundlage des Anschlags
(Anlagekontakt) des unabhängigen Masseelements gegen den
Gehäuseabschnitt zeigen.
(7) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorstehend
angegebenen Ausführungsform (6), wobei das unabhängige
Masseelement eine längliche Form hat und sich kontinuierlich in
einer Längsrichtung des Gehäuseabschnitts erstreckt. Dieser
Aufbau ermöglicht es, dass das unabhängige Masseelement eine
möglichst große Masse innerhalb einer vorbestimmten Volumengröße
des Gehäuseabschnitts hat, wodurch eine verbesserte
Stoßbegrenzungswirkung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung auf
der Grundlage des Anschlags des unabhängigen Masseelements gegen
den Gehäuseabschnitt gewährleistet ist, wobei der
Gehäuseabschnitt mit einer kompakten Größe geschaffen ist.
(8) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einer der
vorstehend genannten Ausführungsformen (1) bis (7), wobei das
erste Montageelement ein inneres Schaftelement hat und das
zweite Montageelement ein äußeres Buchsenelement hat, das radial
außerhalb des inneren Schaftelements mit einem
dazwischenliegenden radialen Zwischenraum angeordnet ist,
während der elastische Körper zwischen dem inneren Schaftelement
und dem äußeren Buchsenelement angeordnet ist. Der elastische
Körper hat ein Paar Leerstellen, die über seine gesamte axiale
Länge durch ihn hindurch an verschiedenen Abschnitten
ausgebildet sind und sich in einer diametralen Richtung
senkrecht zu einer Achse des inneren Schaftelements
gegenüberliegen, in der eine Schwingungslast zwischen dem
inneren Schaftelement und dem äußeren Buchsenelement aufgebracht
wird, wodurch ein Paar elastische Verbindungsabschnitte des
elastischen Körpers vorgesehen sind. Das Paar elastische
Verbindungsabschnitte verbindet das innere Schaftelement mit dem
äußeren Buchsenelement elastisch in jeweiligen diametralen
Richtungen senkrecht zu der Achse des inneren Schaftelements,
und der Gehäuseabschnitt ist in jedem elastischen
Verbindungsabschnitt des Paares elastische Verbindungsabschnitte
des elastischen Körpers abgebildet.
Die gemäß der Ausführungsform (8) der Erfindung aufgebaute
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gewährleistet ein erhöhtes
Verhältnis der Federkonstanten des elastischen Körpers in den
beiden einander senkrechten diametralen Richtungen, und zwar
eine erste diametrale Richtung, in der das Paar Leerstellen
einander zugewandt ist, und eine zweite diametrale Richtung, die
senkrecht zu der ersten diametralen Richtung ist. Dies führt zu
einem hohen Freiheitsgrad beim Abstimmen der
Federcharakteristika der Schwingungsdämpfungsvorrichtung. Daher
ist die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung in geeigneter Weise auf eine
Aufhängungsbuchse oder einen Motorträger für Fahrzeuge
anwendbar. Außerdem wird der Stoß des elastischen Körpers, der
bei einer Aufbringung der Schwingung mit einer spezifischen
Frequenz zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren
Buchsenelement erzeugt wird, in wirksamer Weise auf der
Grundlage des Anschlags des unabhängigen Masseelements gegen die
jeweiligen Gehäuseabschnitte begrenzt. Und zwar ermöglicht der
vorstehende angegebene Aufbau gemäß der Ausführungsform (8) der
Erfindung das Vorsehen eines zylindrischen elastischen Trägers,
der einen einfachen Aufbau hat und eine ausgezeichnete
Schwingungsdämpfungswirkung hinsichtlich einer eingegebenen
Schwingung über einen breiten Frequenzbereich zeigen kann.
(9) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorstehend
angegebenen Ausführungsform (8), wobei jeder elastische
Verbindungsabschnitt des Paares ein Durchgangsloch hat, das sich
durch diese axial hindurch erstreckt, um so den Gehäuseabschnitt
zu bilden, während das unabhängige Masseelement stangenförmig
ist und in dem jeweiligen Durchgangsloch eines Paares elastische
Verbindungsabschnitte so angeordnet ist, dass sich das
unabhängige Masseelement durch das Durchgangsloch hindurch
erstreckt, und während es mit einem Vorsprung versehen ist, um
zu verhindern, dass es von dem Durchgangsloch getrennt wird.
Dieser Aufbau erleichtert den Anschlag des unabhängigen
Masseelements gegen den Gehäuseabschnitt äußerst wirksam während
des Stoßes des elastischen Körpers, wobei der elastische Körper
wahrscheinlich einer Schubverformung mit relativ hoher Amplitude
ausgesetzt ist. Der Aufbau der Ausführungsform (9) ermöglicht
das wirksame Vorsehen eines elastischen zylindrischen Trägers,
der die Verschlechterung seiner Schwingungsdämpfungsfähigkeit
infolge des Stoßes des elastischen Körpers beseitigen oder
reduzieren kann, während er eine ausgezeichnete
Schwingungsdämpfungswirkung hinsichtlich Schwingungen über einen
breiten Frequenzbereich mit hoher Stabilität zeigt.
(10) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einer der
vorstehend angegebenen Ausführungsformen (1) bis (9), wobei das
zweite Montageelement einen zylindrischen Abschnitt hat und das
erste Montageelement im Wesentlichen koaxial an einer von axial
entgegengesetzten Seiten des zylindrischen Abschnitts des
zweiten Montageelements mit einem dazwischenliegenden axialen
Zwischenraum angeordnet ist, während der elastische Körper eine
im Wesentlichen abgeschrägte zylindrische Form hat und sich von
dem ersten Montageelement radial nach außen zu einem offenen
Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des zweiten
Montageelements erstreckt, so dass er das erste Montageelement
mit dem zylindrischen Abschnitt des zweiten Montagebauelements
elastisch verbindet. Der offene Endabschnitt des zylindrischen
Abschnitts des zweiten Montageelements ist durch den elastischen
Körper fluiddicht geschlossen, wodurch innerhalb des
zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements eine
Fluidkammer ausgebildet ist, die teilweise durch den elastischen
Körper definiert ist und mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt
ist, so dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine
Schwingungsdämpfungswirkung auf der Grundlage von Flüssen des
inkompressiblen Fluids zeigt. Der in dem Verbindungsabschnitt
des elastischen Körpers ausgebildete Gehäuseabschnitt befindet
sich an einem mittleren Abschnitt zwischen dem ersten und dem
zweiten Montageelement in einer Richtung, in der das erste
Montageelement und der zylindrische Abschnitt des zweiten
Montageelements über den Verbindungsabschnitt miteinander
verbunden sind, und er erstreckt sich in einer Umfangsrichtung
des elastischen Körpers.
Die gemäß dieser Ausführungsform (10) der Erfindung aufgebaute
Schwingungsdämpfungsvorrichtung kann eine ausgezeichnete
elastische Stützkapazität und eine ausgezeichnete
Schwingungsdämpfungscharakteristik hinsichtlich einer
Schwingungslast zeigen, die in einer axialen Richtung des
zweiten Montageelements aufgebracht wird, in der sich das erste
und das zweite Montageelement zueinander bewegen. Aus diesem
Grund ist die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform in geeigneter Weise auf einen Motorträger für
ein Fahrzeug zum Beispiel anwendbar. Des weiteren ist der Stoß
des elastischen Körpers bei einer Aufbringung der
Schwingungslast zwischen dem ersten und dem zweiten
Montageelement in wirksamer Weise auf der Grundlage des
Anschlags des unabhängigen Masseelements gegen den
Gehäuseabschnitt begrenzt. Daher ermöglicht dieser Aufbau gemäß
der Ausführungsform der Erfindung das Vorsehen einer nicht
zylindrischen Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die einen
einfachen Aufbau hat und eine ausgezeichnete
Schwingungsdämpfungswirkung hinsichtlich einer eingegebenen
Schwingung über einen breiten Frequenzbereich zeigen kann.
(11) Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einer der
vorstehend angegebenen Ausführungsformen (1) bis (10) der
Erfindung, wobei der Gehäuseabschnitt ein Gehäusekörperelement,
das an den elastischen Körper befestigt ist und an seiner
Öffnung in einer Fläche des elastischen Körpers offen ist, und
ein Abdeckungselement hat, das daran angepasst ist, dass es die
Öffnung des Gehäusekörperelements abdeckt, während das
unabhängige Masseelement innerhalb des Gehäusekörperelements
aufgenommen ist, dessen Öffnung durch das daran befestigte
Abdeckungselement geschlossen ist. Dieser Aufbau der
Ausführungsform (11) der Erfindung ermöglicht eine einfache
Herstellung einer nichtzylindrischen
Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die eine ausgezeichnete
Schwingungsdämpfungsfähigkeit hinsichtlich Schwingungen zeigen
kann, deren Frequenzen der Stoßfrequenz des elastischen Körpers
entsprechen.
Um eine gewünschte Stoßbegrenzungswirkung einer
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
und einen reduzierten Stoßlärm beim Anschlag des unabhängigen
Masseelements gegen den Gehäuseabschnitt zu gewährleisten,
können zumindest eine der Anlageflächen des unabhängigen
Masseelements und des Gehäuseabschnitts vorzugsweise eine Shore-
Härte D von 80 oder weniger und weiter bevorzugt innerhalb eines
Bereiches von 20 bis 40 haben, die entsprechend einem ASTM-
Verfahren D-2240 (vergleichbar mit der DIN 53505) gemessen wird.
Für die vorstehend erwähnte verbesserte Stoßbegrenzungswirkung
und den reduzierten Anschlaglärm ist zumindest eine der
Anlageflächen des unabhängigen Masseelements und des
Gehäuseabschnitts außerdem so eingerichtet, dass sie einen
Elastizitätsmodul innerhalb eines Bereiches von 1 bis 104 MPa und
weiter bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 1 bis 103 MPa hat,
und eine Dämpfungstangente ist nicht kleiner als 10-3 und weiter
bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 0,01 bis 10.
Vorzugsweise hat das unabhängige Masseelement in seiner
einfachen Form eine Masse innerhalb eines Bereiches von 10 bis
1000 g, und weiter bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 50
bis 500 g. Und zwar verrichtet das unabhängige Masseelement
wahrscheinliche seine Schlagversetzung bei einer elastischen
Versetzung des elastischen Körpers, wenn die Masse des
unabhängigen Masseelements auf 1000 g oder weniger und weiter
bevorzugt auf 500 g oder weniger festgelegt ist. Wenn die Masse
des unabhängigen Masseelements auf 10 g oder mehr und weiter
bevorzugt auf 50 g oder mehr festgelegt ist, dann kann die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung in wirksamer Weise eine
gewünschte Stoßbegrenzungswirkung auf der Grundlage des
Anschlags des unabhängigen Masseelements gegen den
Gehäuseabschnitt zeigen. Es sollte angemerkt sein, dass, wenn
die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine Vielzahl unabhängige
Masseelemente hat, jedes aus der Vielzahl unabhängige
Masseelemente vorzugsweise so angeordnet ist, dass es eine Masse
hat, die innerhalb des vorstehend angegebenen bevorzugten
Bereiches gehalten ist.
Um eine ausgezeichnete Stoßbegrenzungs- oder
Schwingungsdämpfungswirkung der Schwingungsdämpfungsvorrichtung
gemäß dieser Erfindung zu gewährleisten, ist vorzugsweise ein
Zwischenraum zwischen den Anlageflächen des unabhängigen
Masseelements und des Gehäuseabschnitts so angeordnet, dass sich
das unabhängige Masseelement relativ zu dem Gehäuseabschnitt
über eine Distanz von 0,2 bis 1,6 mm und weiter bevorzugt über
eine Distanz von 0,2 bis 1,0 mm in jener Richtung hin und her
bewegbar ist, in der eine Schwingungslast auf den
Gehäuseabschnitt aufgebracht wird.
Die vorstehend genannte Aufgabe sowie optionale Aspekte,
Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche
Bedeutung der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
detaillierten Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsbeispielen der Erfindung ersichtlich, die zusammen
mit den beigefügten Zeichnungen zu betrachten ist:
Fig. 1 zeigt eine Ansicht im Querschnitt eines ersten
Ausführungsbeispiels einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung in der Gestalt eines Motorträgers;
Fig. 2 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Ansicht eines
Hauptabschnitts des Motorträgers gemäß der Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht entlang einer Linie 3-3 in
der Fig. 2;
Fig. 4 zeigt eine Ansicht im Querschnitt eines zweiten
Ausführungsbeispiels der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung in der Gestalt eines Motorträgers;
Fig. 5 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Ansicht eines
Hauptabschnitts des Motorträgers gemäß der Fig. 4;
Fig. 6 zeigt eine Querschnittansicht entlang einer Linie 6-6 in
der Fig. 5;
Fig. 7 zeigt eine Ansicht eines axialen oder vertikalen
Querschnitts eines dritten Ausführungsbeispiels der
Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
in der Gestalt eines Motorträgers; und
Fig. 8 zeigt eine ausschnittartige vergrößerte Ansicht eines
Hauptabschnitts des Motorträgers gemäß der Fig. 7.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 ist ein Motorträger 10 für ein
Fahrzeug gezeigt, der gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
aufgebaut ist. Der Motor 10 hat ein erstes Montageelement in der
Gestalt eines inneren Schaftelements 12 und ein zweites
Montageelement in der Gestalt eines äußeren Buchsenelements 14,
das radial außerhalb des inneren Schaftelements 12 mit einem
dazwischenliegenden radialen Zwischenraum angeordnet ist. Ein
elastischer Träger 16 ist zwischen dem inneren Schaftelement 12
und dem äußeren Buchsenelement 14 angeordnet und verbindet diese
elastisch. Der Motorträger 10 ist so an dem Fahrzeug angebracht,
dass das innere Schaftelement 12 an einer Leistungseinheit oder
an einer Karosserie des Fahrzeugs (nicht gezeigt) angebracht
ist, während das äußere Buchsenelement 14 an dem anderen von der
Leistungseinheit und der Karosserie angebracht ist, so dass die
Leistungseinheit durch die Karosserie des Fahrzeugs über den
Motorträger 10 in einer schwingungsdämpfenden oder isolierenden
Art und Weise gestützt ist. Wenn der Motorträger 10 an dem
Fahrzeug gemäß vorstehender Beschreibung angebracht ist, dann
wirkt eine statische Last oder ein Gewicht der Leistungseinheit
an dem inneren Schaftelement 12, woraus eine elastische
Verformung des elastischen Körpers 16 resultiert, so dass das
innere Schaftelement 12 in eine im Wesentlichen koaxiale oder
konzentrische Beziehung mit dem äußeren Buchsenelement 14
gebracht wird, wie dies in der Fig. 1 gezeigt ist. Der
Motorträger 10 ist daran angepasst, dass er hauptsächlich eine
Schwingungslast dämpft, die in einer diametralen Richtung (in
der vertikalen Richtung bei Betrachtung der Fig. 1) aufgebracht
wird, in der das innere Schaftelement 12 und das äußere
Buchsenelement 18 vor der Montage des Motorträgers 10 an das
Fahrzeug voneinander versetzt sind. Diese diametrale Richtung
wird als "Lastaufnahmerichtung" bezeichnet, sofern dies
angemessen ist.
Genauer gesagt ist das innere Schaftelement 12 ein dickwandiges
zylindrisches Element mit einem relativ kleinen Durchmesser, und
es ist aus einem starren Material wie zum Beispiel eine
Aluminiumlegierung geschaffen. Das innere Schaftelement ist an
der Leistungseinheit oder der Karosserie des Fahrzeugs mittels
einer Schraube befestigt, die in eine Bohrung 18 des inneren
Schaftelements 12 geschraubt ist.
Das äußere Buchsenelement 14 ist im Allgemeinen ein dünnwandiges
zylindrisches Element mit einem relativ großen Durchmesser, und
es ist aus einem starren Material wie zum Beispiel eine
Aluminiumlegierung geschaffen. Ein Paar Montageplatten 20, 20
ist einstückig an einer Außenumfangsfläche des äußeren
Buchsenelements 14 so ausgebildet, dass es von dem äußeren
Buchsenelement 14 in entgegengesetzten Richtungen einer geraden
Tangente an der Außenumfangsfläche des äußeren Buchsenelements
14 nach außen vorsteht. Die einstückig ausgebildeten
Montageplatten 20, 20 haben Gewindelöcher 22, 22, die jeweils
durch diese hindurch ausgebildet sind. Die Montageplatten 20, 20
bilden zusammen eine Montagefläche 24, die annähernd eben ist.
Wenn das äußere Buchsenelement 14 an seiner Montagefläche 24 an
der anderen von der Leistungseinheit und der Karosserie des
Fahrzeugs angeordnet ist, dann werden Montageschrauben in die
Gewindelöcher 22, 22 geschraubt, wodurch das äußere
Buchsenelement 14 an der anderen der Leistungseinheit und der
Karosserie des Fahrzeugs befestigt wird.
Der elastische Körper 16 ist zwischen dem inneren Schaftelement
12 und dem äußeren Buchsenelement 14 angeordnet, die sich in
deren radialer Richtung gegenüberliegen. Der elastische Körper
16 hat eine im Allgemeinen dickwandige zylindrische Form, und er
wird an seiner Innenumfangsfläche mit einer Außenumfangsfläche
des inneren Schaftelements 12 verbunden und an seiner
Außenumfangsfläche mit einer Innenumfangsfläche des äußeren
Buchsenelements 14 bei einem Vulkanisierungsprozess eines
Gummimaterials verbunden, wodurch der elastische Körper 16
ausgebildet wird. Somit ist eine einstückig vulkanisierte
Baugruppe vorgesehen, die aus dem inneren Schaftelement 12, dem
äußeren Buchsenelement 14 und dem elastischen Körper 16 besteht.
Der elastische Körper 16 hat eine erste Leerstelle 26 und eine
zweite Leerstelle 28, die entlang jeweiligen Umfangsabschnitten
des elastischen Körpers 16 über eine gesamte axiale Länge des
elastischen Körpers 16 ausgebildet sind. Die erste und die
zweite Leerstelle 26, 28 liegen sich in der Lastaufnahmerichtung
(das heißt die vertikale Richtung bei Betrachtung der Fig. 1)
einander gegenüber. Die erste Leerstelle 26 erstreckt sich mit
einer im Allgemeinen elliptischen Querschnittsform, während sich
die zweite Leerstelle 28 mit einer im Allgemeinen sichelförmigen
Querschnittsform erstreckt.
Die erste und die zweite Leerstelle 26, 28 teilen den
elastischen Körper in zwei Bereiche, und zwar einen
Verbindungsabschnitt in der Gestalt eines Paars elastische
Verbindungsabschnitte 30, 30, die sich zwischen dem inneren
Schaftelement 12 und dem äußeren Buchsenelement 14 erstrecken
und diese verbinden, und einen anderen Abschnitt des elastischen
Körpers 16, der im Wesentlichen nur mit dem äußeren
Buchsenelement 14 verbunden ist und von dem inneren
Schaftelement 12 räumlich beabstandet ist. In diesem Zustand
sind das innere Schaftelement 12 und das äußere Buchsenelement
14 im Wesentlichen nur durch das Paar elastische
Verbindungsabschnitte 30, 30 elastisch verbunden, die sich in
einer axialen Richtung des elastischen Körpers 16 mit einer im
Wesentlichen konstanten Querschnittsform erstrecken, und zwar
eine V-Form gemäß der Fig. 1.
Das Paar elastische Verbindungsabschnitte 30, 30 erstreckt sich
in jeweilige radiale Richtungen mit einer im Wesentlichen
konstanten Querschnittsform zwischen dem inneren Schaftelement
12 und dem äußeren Buchsenelement 14. Das Paar elastische
Verbindungsabschnitte 30, 30 bildet zusammen die vorstehend
genannte V-Form in dem Querschnitt, wobei sich die V-Form in
einer Richtung ausdehnt, in der das innere Schaftelement 12
relativ zu dem äußeren Buchsenelement 14 versetzt wird, wobei an
ihm bei einer Montage des Motorträgers 10 an das Fahrzeug die
radiale statische Last wirkt. Dieser Aufbau bewirkt ein
Reduzieren oder Verhindern einer Zugspannung in den elastischen
Verbindungsabschnitten 30, 30, wenn die Schwingungslast auf den
Motorträger 10 in der Lastaufnahmerichtung aufgebracht wird.
Ein Stoppabschnitt 32 ist einstückig mit dem elastischen Körper
16 ausgebildet und in Umfangsrichtung an einem mittleren
Abschnitt der Innenfläche der ersten Leerstelle 26 so
ausgebildet, dass er sich von dem äußeren Buchsenelement 14
radial nach innen zu dem inneren Schaftelement 12 erstreckt.
Andererseits ist ein Stoppabschnitt 34 einstückig mit dem
elastischen Körper 16 ausgebildet und in Umfangsrichtung an
einem mittleren Abschnitt der Innenfläche der zweiten Leerstelle
28 so ausgebildet, dass er sich von dem äußeren Buchsenelement
14 radial nach innen zu dem inneren Schaftelement 12 erstreckt.
Bei Aufbringung der Schwingungslast auf den Motorträger 10
werden das innere Schaftelement 12 und das äußere Buchsenelement
14 einander in einen Anlagekontakt über die Stoppelemente 32, 34
gebracht, wodurch ein Betrag einer relativen Versetzung von dem
inneren Schaftelement 12 und dem äußeren Buchsenelement 14 in
der Lastaufnahmerichtung begrenzt wird (das heißt in der
vertikalen Richtung bei Betrachtung der Fig. 1).
Das Paar elastische Verbindungsabschnitte 30, 30 hat jeweilige
hohle Gehäuseabschnitte in der Gestalt von Durchgangslöcher 36,
36. Jedes Durchgangsloch 36 ist durch einen radial und in
Umfangsrichtung ungefähr mittleren Abschnitt des entsprechenden
elastischen Verbindungsabschnitts 30 hindurch über eine gesamte
axiale Länge des elastischen Verbindungsabschnitts 30
ausgebildet. Jedes Durchgangsloch 36 erstreckt sich gerade und
parallel zu der Achse des inneren Schaftelements 12 und des
äußeren Buchsenelements 14 mit einer im Wesentlichen konstanten
runden Querschnittsform. Jedes Durchgangsloch 36 hat einen
Innendurchmesser, der ausreichend kleiner ist als eine
Umfangsgröße oder Weite des entsprechenden elastischen
Verbindungsabschnitts 30 und der vorzugsweise innerhalb eines
Bereiches von ungefähr einem Zehntel (1/10) bis zwei Drittel
(2/3) der Umfangsweite des entsprechenden elastischen
Verbindungsabschnitts 30 gehalten ist. Die so ausgebildeten
Durchgangslöcher 36, 36 des Paares elastische
Verbindungsabschnitte 30, 30 nehmen jeweils unabhängige
Masseelemente 38, 38 auf.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 ist jedes unabhängige
Masseelement 38 aus einem metallischen Material wie zum Beispiel
Stahl geschaffen und hat einen Körperabschnitt 40 mit einer im
Allgemeinen runden Stangenform mit einer runden
Querschnittsform, die über seine gesamte axiale Länge konstant
ist. Der Körperabschnitt 40 von jedem unabhängigen Masseelement
38 hat eine axiale Länge, die geringfügig größer ist als die
axiale Länge des entsprechenden Durchgangslochs 36, in dem das
unabhängige Masseelement 38 aufgenommen ist. Jedes unabhängige
Masseelement 38 hat an einem seiner axial entgegengesetzten
Enden einen Abschnitt 42 mit großem Durchmesser, dessen
Durchmesser größer ist als jener des Körperabschnitts 40, und es
hat an dem anderen von seinen axial entgegengesetzten Enden
einen Abschnitt 44 mit kleinem Durchmesser, dessen Durchmesser
kleiner ist als jener des Körperabschnitts 40 und der eine
Außenumfangsfläche hat, an der ein Außengewinde ausgebildet ist.
Jedes unabhängige Masseelement 38 hat des weiteren einen
Hohlraum 46, der in einen mittleren Abschnitt einer Endseite des
Abschnitts 42 mit großem Durchmesser mündet und sich gerade in
seiner axialen Richtung mit einer konstanten runden
Querschnittsform und einer axialen Länge erstreckt, die größer
als die Hälfte der axialen Länge des unabhängigen Masseelements
38 ist. Der Hohlraum 46 ist dazu ausgebildet, das Gewicht des
unabhängigen Masseelements 38 einzustellen.
Jedes unabhängige Masseelement 38 erstreckt sich durch das
Durchgangsloch 36 des entsprechenden elastischen
Verbindungsabschnitts 30 hindurch, wobei sein Abschnitt 44 mit
kleinem Durchmesser von dem entsprechenden Ende des
Durchgangslochs 36 axial nach außen vorsteht. Eine Mutter 48 ist
an den Abschnitt mit kleinem Durchmesser geschraubt. Da der
Abschnitt 42 mit großem Durchmesser und die Mutter 48
verschiedene Außendurchmesser haben, die größer sind als der
Innendurchmesser des Durchgangslochs 36, wird verhindert, dass
das unabhängige Masseelement 38 von dem Durchgangsloch 36
getrennt wird, indem der Abschnitt 42 mit großem Durchmesser und
die Mutter 48 in einen Anlagekontakt mit den jeweiligen axial
entgegengesetzten Endseiten des entsprechenden elastischen
Verbindungsabschnitts 30 sind.
Wie dies aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist,
wirken bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Abschnitt
42 mit großem Durchmesser und die Mutter 48 als ein Vorsprung,
und eine Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 36 dient als ein
Gehäuseabschnitt.
Der Körperabschnitt 40 des unabhängigen Masseelements 38 hat
einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der
Innendurchmesser des entsprechenden Durchgangslochs 36. Und zwar
ist das unabhängige Masseelement 38 in dem Durchgangsloch 36 des
entsprechenden elastischen Verbindungsabschnitts 30 mit einem
dazwischenliegenden Zwischenraum aufgenommen. Wenn das
unabhängige Masseelement 38 und das Durchgangsloch 36 in einer
im wesentlichen koaxialen oder konzentrischen Beziehung
zueinander angeordnet sind, dann liegt die Außenumfangsfläche
des Körperabschnitts 40 des unabhängigen Masseelements 38 der
Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 36 mit einem
dazwischenliegenden, im wesentlichen konstanten radialen
Zwischenraum über dessen gesamtem Umfang gegenüber. Dieser
Aufbau ermöglicht eine unabhängige Versetzung des unabhängigen
Masseelements 38 in der radialen Richtung relativ zu dem
elastischen Verbindungselement 30, das die Innenumfangsfläche
des Durchgangslochs 36 definiert. Diesbezüglich liegen der
Abschnitt 42 mit großem Durchmesser und die Mutter 48, die an
den axial entgegengesetzten Endabschnitten des unabhängigen
Masseelements 38 befestigt sind, den jeweiligen axial
entgegengesetzten Endseiten des entsprechenden elastischen
Verbindungsabschnitts 30 mit einem dazwischenliegenden
geeigneten axialen Zwischenraum gegenüber. Dieser axiale
Zwischenraumabstand ist so bestimmt, dass er die gewünschte
radiale Versetzung des unabhängigen Masseelements 38 relativ zu
dem entsprechenden elastischen Verbindungsabschnitt 30 nicht
unterbricht.
In dem statischen Zustand des Motorträgers 10 gemäß Fig. 2
und 3, wenn keine Schwingung auf den Motorträger 10 aufgebracht
wird, wird jedes unabhängige Masseelement 38 in einen Kontakt
mit der unteren Fläche des entsprechenden Durchgangslochs 36
aufgrund der an ihm wirkenden Schwerkraft gehalten, und es ist
von der oberen Fläche des Durchgangslochs 36 mit einem
dazwischenliegenden vorbestimmten radialen Zwischenraum "δ"
beabstandet. Das Maß des radialen Zwischenraums "δ" ist innerhalb
eines Bereiches von 0,2 bis 1,6 mm und weiter bevorzugt
innerhalb eines Bereiches von 0,2 bis 1,0 mm gehalten. Anders
gesagt ist die Differenz (Db - Da) zwischen dem
Außendurchmesser: Da des Körperabschnitts 40 des unabhängigen
Masseelements 38 und dem Innendurchmesser: Db des
Durchgangslochs 36 innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 1,6 mm
und weiter bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 0,2 bis 1,0 mm
gehalten. Dies ermöglicht eine radiale Hin- und Herbewegung des
unabhängigen Masseelements 38 über eine Distanz innerhalb eines
Bereichs von 0,2 bis 1,6 mm und weiter bevorzugt innerhalb eines
Bereichs von 0,2 bis 1,0 mm.
Ein Material zum Ausbilden des Paares elastische
Verbindungsabschnitte 30, 30, die die Innen- (Wand-) Fläche des
Durchgangslochs 36 definieren, und zwar des elastischen Körpers
16, kann aus verschiedenen bekannten Gummimaterialarten mit
einer eine Shore-Härte D von 80 oder weniger und weiter
bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 20 bis 40 ausgewählt
werden, die entsprechend dem ASTM-Verfahren D-2240 gemessen wird
(vergleichbar mit der DIN 53505).
Bei dem gemäß dem vorstehend beschriebenen gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel aufgebauten Motorträger 10 wird das Paar
elastische Verbindungsabschnitte 30, 30 des elastischen Körpers
16 bei einer Aufbringung der Schwingungslast zwischen dem
inneren Schaftelement 12 und dem äußeren Buchsenelement 14
elastisch verformt.
Die elastische Verformung der elastischen Verbindungsabschnitte
30, 30 beinhaltet deren Druckverformung in diametraler Richtung
des inneren Schaftelements 12 und des äußeren Buchsenelements 14
und eine Schubverformung in einer Umfangsrichtung des inneren
Schaftelements 12 und des äußeren Buchsenelements 14. Da eine
Federkonstante von jedem elastischen Verbindungsabschnitt 30
relativ klein in der Umfangsrichtung ist, in der der elastische
Verbindungsabschnitt 30 der Schubverformung ausgesetzt ist
(nachfolgend als eine Schubrichtung" bezeichnet), entspricht
die Stoßfrequenz des elastischen Verbindungsabschnitts 30
wahrscheinlich einem Frequenzband einer in dem Fahrzeug zu
dämpfenden Schwingung, und zwar hat jeder elastische
Verbindungsabschnitt 30 eine erste harmonische Eigenfrequenz:
fN, die in der Schubrichtung gemessen wird und die durch
folgende Gleichung (1) erhalten wird:
fN = (1/2L)√(K/M) (1),
wobei
L: effektive freie Länge des elastischen Verbindungsabschnitts 30;
M: effektive Masse pro diametrale Längeneinheit; und
K: dynamische Schubfederkonstante des elastischen Körpers 16 (des elastischen Verbindungsabschnitts 30).
L: effektive freie Länge des elastischen Verbindungsabschnitts 30;
M: effektive Masse pro diametrale Längeneinheit; und
K: dynamische Schubfederkonstante des elastischen Körpers 16 (des elastischen Verbindungsabschnitts 30).
Bei dem gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebauten
Motorträger 10 sind das innere Schaftelement 12 und das äußere
Buchsenelement 14 miteinander im wesentlichen nur durch das Paar
elastische Verbindungsabschnitte 30, 30 elastisch verbunden, so
dass die elastische Verformung des Paars elastische
Verbindungsabschnitte 30, 30 einen großen Einfluss auf eine
Schwingungsdämpfungsfähigkeit des Motorträgers 10 ausübt. Daher
können der Stoß der elastischen Verbindungsabschnitte 30, 30 und
eine resultierende erhöhte Amplitude der elastischen Verformung
der elastischen Verbindungsabschnitte 30, 30 die
Schwingungsdämpfungsfähigkeit des Motorträgers 10 in einem
spezifischen Frequenzband, und zwar das Stoßfrequenzband, direkt
verschlechtern.
Bei dem gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel aufgebauten
Motorträger 10 bewirken die elastischen Verformungen des Paares
elastische Verbindungsabschnitte 30, 30 eine gewisse Verformung
oder Versetzung der Innenumfangsflächen der jeweiligen
Durchgangslöcher 36, 36. Diesbezüglich sind die mittleren
Abschnitte der elastischen Verbindungsabschnitte 30, die die
Innenumfangsfläche des entsprechenden Durchgangslochs 36
definieren, wahrscheinlich viel mehr der Schubverformung als der
Druckverformung ausgesetzt. Es ist daher möglich, einen Betrag
der elastischen Verformung der Innenumfangsfläche des
Durchgangslochs 36 verglichen mit dem Fall zu reduzieren oder zu
minimieren, in dem der mittlere Abschnitt des elastischen
Verbindungsabschnitts 30 der Druckverformung ausgesetzt ist.
Somit wird jeder elastische Verbindungsabschnitt 30 elastisch
verformt, wobei die zylindrische Querschnittsform des
Durchgangslochs 36 in ihrer Originalform gehalten wird. Der
radiale Zwischenraum "δ" zwischen der Innenumfangsfläche des
Durchgangslochs 36 und der Außenumfangsfläche des unabhängigen
Masseelements 38 ist im wesentlichen konstant während der
elastischen Verformung des elastischen Verbindungsabschnitts 30.
Dort wo der Stoß von jedem elastischen Verbindungsabschnitt 30
ein Oszillieren des elastischen Verbindungsabschnitts 30 mit
relativ großer Amplitude bewirkt, ist eine auf das unabhängige
Masseelement 38 von dem elastischen Verbindungsabschnitt 30 in
der radialen Richtung aufgebrachte äußere Kraft erhöht, wodurch
eine Versetzung oder eine Schlagbewegung des unabhängigen
Masseelements 38 relativ zu dem Durchgangsloch 36 bewirkt wird.
Infolgedessen werden das unabhängige Masseelement 38 und das
Durchgangsloch 36 als ein Gehäuseabschnitt wiederholt in einen
direkten und elastischen Anschlag gegeneinander in der
Schubrichtung gebracht, und zwar in der Stoßrichtung des
jeweiligen elastischen Verbindungsabschnitts 30. Das wiederholte
Anschlagen des unabhängigen Masseelements 38 bezüglich der
Innenumfangsfläche des Durchgangslochs 36 zeigt eine
Oszillierungsbegrenzungswirkung oder eine Amplituden-
Minimierungswirkung bezüglich einer elastischen periodischen
Versetzung (Schwingungsversetzung des entsprechenden elastischen
Verbindungsabschnitts 30), wodurch der Stoß von jedem
elastischen Verbindungsabschnitt 30, und zwar des elastischen
Körpers 60, in wirksamer Weise begrenzt oder beschränkt wird.
Daher kann der gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
aufgebaute Motorträger 10 die Verschlechterung seiner
Schwingungsdämpfungsfähigkeit aufgrund des Stoßes des
elastischen Körpers 16 in dem spezifischen Frequenzband
verhindern oder minimieren. Dies ermöglicht es, dass der
Motorträger 10 eine gewünschte Schwingungsdämpfungswirkung auf
der Grundlage der elastischen Verformungen des elastischen
Körpers 16 hinsichtlich einer eingegebenen Schwingung über einen
breiten Frequenzbereich mit hoher Stabilität zeigt.
Insbesondere ist bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel jedes
Durchgangsloch 36, das das jeweilige unabhängige Masseelement 38
aufnimmt, durch den radial mittleren Abschnitt des
entsprechenden Verbindungsabschnitts 30 hindurch ausgebildet.
Und zwar befindet sich jedes Durchgangsloch 36 an einem
Abschnitt entsprechend einem Schwingungsbauch der ersten
Harmonischen des Stoßes des entsprechenden elastischen
Verbindungsabschnitts 30, so dass das Durchgangsloch 36 einer
relativ starken Schwingung beim Stoß des elastischen
Verbindungsabschnitts 30 ausgesetzt ist. Dieser Aufbau
erleichtert in wirksamer Weise die Schlagversetzung von jedem
unabhängigen Masseelement 38, wodurch eine große
Stoßbegrenzungswirkung des Motorträgers 10 auf der Grundlage des
Anschlags (Anlagekontakt) der unabhängigen Masseelemente 38
gegen die Durchgangslöcher 36 gewährleistet ist.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hat die
Innenumfangsfläche von jedem Durchgangsloch 36 eine zylindrische
Form, während die Außenumfangsfläche des Körperabschnitts 40,
und zwar eine Anlagefläche des jeweiligen unabhängigen
Masseelements 38, ebenfalls eine zylindrische Form hat. Dies
ermöglicht einen direkten und elastischen Anschlag des
Körperabschnitts 40 des jeweiligen unabhängigen Masseelements 38
gegen die Innenumfangsfläche des entsprechenden Durchgangslochs
36 in jeder radialen Richtung im wesentlichen bei gleichem
Zustand. Demgemäß kann der Motorträger 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung in wirksamer Weise eine gewünschte
Stoßbegrenzungswirkung zeigen, auch wenn eine Richtung der
elastischen Verformung von jedem elastischen
Verbindungsabschnitt 30, 30 bezüglich der Schubrichtung von
jedem elastischen Verbindungsabschnitt 30 aufgrund einer
Verlagerung der Schubverformungskomponente und der
Druckverformungskomponente der elastischen Verformung von jedem
elastischen Verbindungsabschnitt 30 geneigt ist.
Bezug nehmend auf die Fig. 4 ist ein Motorträger 50 für ein
Fahrzeug gezeigt, der gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Bei diesem
Ausführungsbeispiel werden die gleichen Bezugszeichen wie bei
dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, um funktional
entsprechende Elemente oder Elemente mit ähnlichem Aufbau zu
identifizieren, die nicht näher beschrieben werden, um eine
doppelte Beschreibung zu vermeiden.
Der Motorträger 50 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels hat
starre Einfassungselemente in der Gestalt von metallischen
Buchsen 52, 52, die um die Durchgangslöcher 36, 36 herum
angeordnet sind, die durch die jeweiligen elastischen
Verbindungsabschnitte 30, 30 hindurch ausgebildet sind. Jede
metallische Buchse 52 ist ein dünnwandiges zylindrisches
Element, das aus metallischen Materialien mit einer größeren
Steifigkeit als zumindest der elastische Körper 16 beschaffen
ist, wie zum Beispiel Eisen und eine Aluminiumlegierung. Jede
metallische Buchse 52 hat eine axiale Länge, die im wesentlichen
gleich wie oder geringfügig größer als jene des entsprechenden
elastischen Verbindungsabschnitts 30 ist, so dass die
metallische Buchse 52 die Innenumfangsfläche des Durchgangslochs
36 im wesentlichen über die gesamte axiale Länge des
Durchgangslochs 36 verstärkt. Die metallische Buchse 52 hat
einen Innendurchmesser, der um einen vorbestimmten Betrag größer
ist als der Innendurchmesser des Durchgangslochs 36. Jede so
ausgebildete metallische Buchse 52 ist im wesentlichen koaxial
um das entsprechende Durchgangsloch 36 herum angeordnet, so dass
die metallische Buchse 52 in dem elastischen Körper 16
eingebettet ist. Und zwar erstreckt sich der elastische Körper
16 in ein Inneres der metallischen Buchse 52, um so eine
Anlagegummilage 54 zu bilden, die sich über eine
Innenumfangsfläche der metallischen Buchse 52 mit im
wesentlichen konstanter Dicke erstreckt. Die Anlagegummilage 54
wird mit der Innenumfangsfläche der metallischen Buchse 52 in
dem Vulkanisierungsprozess des Gummimaterials zum Ausbilden des
elastischen Körpers 16 verbunden. Bei diesem Aufbau definiert
die metallische Buchse 52 im wesentlichen einen
Umfangswandabschnitt des Durchgangslochs 36, wodurch eine hohe
Steifigkeit des Umfangswandabschnitts des Durchgangslochs 36
gewährleistet ist. Des weiteren ist die Innenumfangsfläche des
Durchgangslochs 36 durch die Anlagegummilage 54 gebildet, die an
der Innenumfangsfläche der metallischen Buchse 52 fixiert ist.
Ein Paar Abdeckungselemente 56, 56 ist in axial entgegengesetzte
offene Endabschnitte des Durchgangslochs 36 gepasst. Jedes
Abdeckungselement 56, 56 ist ein rundes scheibenförmiges
Element, das aus einem elastischen Material wie zum Beispiel ein
Kunstharzmaterial oder aus einem starren Material geschaffen
ist. Ein runder Vorsprung 58 ist einstückig an einer der axial
gegenüberliegenden Hauptflächen ausgebildet und steht von dieser
axial nach außen vor, wobei er ein Profil entsprechend dem
jeweiligen offenen Endabschnitt des Durchgangslochs 36 hat. Die
so ausgebildeten Abdeckungselemente 56, 56 werden in den
jeweiligen offenen Endabschnitten des Durchgangslochs 36 mittels
einer Presspassung eingepasst und an diesen befestigt, wodurch
die Öffnung des Durchgangslochs 36 geschlossen wird, um so einen
Aufnahmeraum 60 darin auszubilden, der unabhängig von einem
Außenbereich ist. Ein Material zum Ausbilden der
Abdeckungselemente 56, 56 kann vorzugsweise eine Shore-Härte D
von 80 oder weniger und weiter bevorzugt innerhalb eines
Bereichs von 20 bis 40 haben, die entsprechend dem ASTM-
Verfahren D-2240 (vergleichbar mit der DIN 53505) gemessen wird.
Wie dies aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist,
bilden der Umfangswandabschnitt des Durchgangslochs 36
einschließlich der metallischen Buchse 52 und das
Abdeckungselement 56, 56 zusammen den Gehäuseabschnitt bei dem
gegenwärtigen Ausführungsbeispiel.
Ähnlich wie der Motorträger 10 bei dem ersten
Ausführungsbeispiel nimmt jeder Aufnahmeraum 60, 60 ein
unabhängiges Masseelement 62 auf. Jedes unabhängige Masseelement
62 ist ein festes, rundes, stangenförmiges Element, das aus
einem starren Material wie zum Beispiel Metall geschaffen ist
und sich in seiner axialen Richtung mit einer im wesentlichen
konstanten Querschnittsform über seine ganze axiale Länge gerade
erstreckt. Jedes unabhängige Masseelement 62 hat einen
Außendurchmesser und eine axiale Länge, die geringfügig kleiner
sind als jene des entsprechenden Aufnahmeraums 60.
Wenn jedes unabhängige Masseelement 62 im wesentlichen koaxial
in dem entsprechenden Aufnahmeraum 60 angeordnet ist, dann
liegen eine Außenumfangsfläche des unabhängigen Masseelements 62
und eine Innenumfangsfläche des Aufnahmeraums 60, und zwar die
Fläche der Anlagegummilage 54, einander mit einem
dazwischenliegenden vorbestimmten radialen Zwischenraum radial
gegenüber, der wie bei dem Motorträger 10 des ersten
Ausführungsbeispiels im wesentlichen konstant über einen
gesamten Umfang des unabhängigen Masseelements 62 ist. In diesem
Zustand ist das Maß des radialen Zwischenraums "δ/2" daher
innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 0,8 mm und weiter
bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 0,5 mm gehalten.
Jedes unabhängige Masseelement 62 liegt an seinen axial
entgegengesetzten Endseiten vorstehenden Endseiten der
zylindrischen Vorsprünge 58 des jeweiligen Abdeckungselements
56, 56 mit einem vorbestimmten axialen Zwischenraum gegenüber,
der angemessen dimensioniert ist, so dass er eine gewünschte
Versetzung des unabhängigen Masseelements 62 in dessen radialer
Richtung nicht unterbricht.
Dort wo der Motorträger 50 den Stoß des elastischen Körpers 16
erzeugt, der eine elastische Versetzung oder ein Oszillieren des
elastischen Körpers 16 in einer Richtung bewirkt, in der der
elastische Körper 16 einer Schubverformung ausgesetzt ist,
werden die unabhängigen Masseelemente 62, 62 innerhalb der
jeweiligen Aufnahmeräume 60, 60 mittels eines Schlags versetzt
und schlagen folglich gegen den Umfangswandabschnitt der
jeweiligen Durchgangslöcher 36, 36 an, die teilweise die
jeweiligen Aufnahmeräume 60, 60 definieren. Daher zeigt der
Motorträger 50 eine gewünschte Stoßbegrenzungswirkung
hinsichtlich des elastischen Körpers 16 auf der Grundlage des
jeweiligen Anschlags des unabhängigen Masseelements 62, 62 gegen
die zylindrischen Wandabschnitte der Durchgangslöcher 36, 36.
Dies ermöglicht eine Reduzierung oder Minimierung eines Betrags
der Schwingungslast, die von der Leistungseinheit auf die
Karosserie des Fahrzeugs übertragen wird, wenn der Motorträger
50 einer Schwingung ausgesetzt ist, deren Frequenz innerhalb des
Stoßfrequenzbands seines elastischen Körpers 16 ist. Somit kann
der Motorträger 50 eine gewünschte Schwingungsdämpfungsfähigkeit
hinsichtlich einer eingegebenen Schwingung über einen breiten
Frequenzbereich zeigen.
Bei dem gegenwärtigen Motorträger 50 sind insbesondere die
metallischen Buchsen 52, 52 um die jeweiligen Durchgangslöcher
36, 36 herum eingebettet, wodurch eine elastische Verformung der
Aufnahmeräume 60, 60 bei einer Aufbringung der Schwingungslast
auf die elastischen Verbindungsabschnitte 30, 30 verhindert
wird. Demnach ermöglicht der Motorträger 50 die gewünschte
Stoßbegrenzungswirkung auf der Grundlage des sich wiederholenden
Anschlagens der unabhängigen Masseelemente 62, 62 gegen die
jeweilige zylindrische Wandfläche des Durchgangslochs 36 mit
hoher Stabilität und hoher Effizienz.
Bezug nehmend auf die Fig. 7 ist ein Motorträger 70 für ein
Fahrzeug gezeigt, der gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Motorträger 70 hat
ein erstes Montageelement 72 und ein zweites Montageelement 74,
die einander räumlich beabstandet angeordnet sind, und er hat
einen elastischen Körper 76, der das erste und das zweite
Montageelement 72, 74 elastisch verbindet. Sowohl das erste als
auch das zweite Montageelement 72, 74 sind aus einem
metallischen Material geschaffen und an einer Leistungseinheit
bzw. einer Karosserie des Fahrzeugs anbringbar, um dadurch die
Leistungseinheit an die Karosserie des Fahrzeugs in einer
schwingungsdämpfenden Art und Weise zu montieren. Der
Motorträger 70 nimmt hauptsächlich eine Schwingungslast in einer
axialen oder vertikalen Richtung gemäß der Fig. 7 auf, die
nachfolgend als eine Lastaufnahmerichtung bezeichnet wird,
sofern dies angemessen ist. In der folgenden Beschreibung werden
die Begriffe "oben" und "unten" hauptsächlich auf der Grundlage
der vertikalen oder nach oben gerichteten Richtung gemäß der
Fig. 7 verwendet.
Das erste Montageelement 72 ist ein rundes scheibenförmiges
Element mit relativ großer Dicke, und es hat eine erste
Montageschraube 78, die so an seinem mittleren Abschnitt
gesichert ist, dass sie sich axial nach oben erstreckt. Das
erste Montageelement 72 ist durch die erste Montageschraube 78
an der Leistungseinheit befestigt.
Das zweite Montageelement 74 hat ein zylindrisches Wandelement
80 und ein Bodenwandelement 82, die beide aus Metall geschaffen
sind. Das zylindrische Wandelement 80 hat eine hohle
zylindrische Form mit großem Durchmesser. Das zylindrische
Wandelement 80 hat einen Absatzabschnitt 84 an seinem axial
mittleren Abschnitt und einen gestemmten Abschnitt 86 mit großem
Durchmesser, der sich an einer axial unteren Seite des
Absatzabschnitts 84 befindet und als ein einstückiger Abschnitt
des zylindrischen Wandelements 80 ausgebildet ist. Das
Bodenwandelement 82 ist ein flaches zylindrisches becherförmiges
Element, und es hat einen nach außen gerichteten
Flanschabschnitt 88, der an seinem oberen offenen Ende
einstückig so ausgebildet ist, dass er sich radial nach außen
erstreckt. Das zylindrische Wandelement 80 und das
Bodenwandelement 82 werden in der axialen oder vertikalen
Richtung einander überlagert, und der gestemmte Abschnitt 86 des
zylindrischen Wandelements 80 wird gegen den nach außen
gerichteten Flanschabschnitt 88 des Bodenwandelements 82
gestemmt, wodurch das zweite Montageelement 74 einstückig
gebildet wird, das im Allgemeinen eine zylindrische Becherform
hat. Das Bodenwandelement 82 hat eine zweite Montageschraube 90,
die so an seinem mittleren Abschnitt gesichert ist, dass sie
sich axial nach unten erstreckt. Ferner ist das Bodenwandelement
82 des zweiten Montageelements 74 durch die zweite
Montageschraube 90 an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt.
Das erste Montageelement 72 ist oberhalb des zweiten
Montageelements 74 angeordnet, so dass das erste Montageelement
72 dem zweiten Montageelement in der axialen Richtung mit einem
dazwischenliegenden vorbestimmten axialen oder vertikalen
Zwischenraum gegenüberliegt und von diesem räumlich beabstandet
ist. Der elastische Körper 76 ist zwischen den beiden
Montageelementen 72, 74 angeordnet, um diese elastisch zu
verbinden.
Der elastische Körper 76 hat eine hohle Kegelstumpfform mit
relativ großer Wanddicke. Bei dem Vulkanisierungsprozess eines
Gummimaterials zum Ausbilden des elastischen Körpers 76 wird der
elastische Körper 76 an seinem Abschnitt mit kleinem Durchmesser
mit dem ersten Montageelement 72 so verbunden, dass das erste
Montageelement 72 in dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser
eingebettet ist, und er wird mit seinem Abschnitt mit großem
Durchmesser mit dem zweiten Montageelement 74 so verbunden, dass
eine Außenumfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser
des elastischen Körpers 76 an einer Innenumfangsfläche des
zylindrischen Wandelements 80 gesichert ist. Somit ist eine
einstückig vulkanisierte Baugruppe gebildet, die aus dem
elastischen Körper 76, dem ersten Montageelement 72 und dem
zylindrischen Wandelement 80 des zweiten Montageelements 74
besteht. Es ist zu beachten, dass der elastische Körper 76 bei
dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel stets als ein
Verbindungsabschnitt dient.
Wenn der elastische Körper 76 durch den vorstehend angegebenen
Vulkanisierungsprozess mit dem ersten und dem zweiten
Montageelement 72, 74 verbunden wird, dann wird eine Öffnung des
zweiten Montageelements 74 durch den elastischen Körper 76
fluiddicht geschlossen. Das zweite Montageelement 74 nimmt in
seinem hohlen Innenraum einen Teilungsaufbau 92 und eine
flexible Membran 94 auf, wobei sich der Teilungsaufbau 92 und
die flexible Membran 94 in einer radialen Richtung senkrecht zu
der axialen Richtung des zweiten Montageelements 74 erstrecken.
Die flexible Membran 94 ist ein dünnwandiges rundes Element, das
aus einer leicht verformbaren elastischen Gummilage ausgebildet
ist. Die flexible Membran 94 wird an ihrem Randabschnitt mit
einem ringartigen Befestigungsring 96 bei dem
Vulkanisierungsprozess eines Gummimaterials zum Ausbilden der
flexiblen Membran 94 verbunden. In der flexiblen Membran 94 ist
ein vorgegebener radialer Durchhang, der eine elastische
Verformung der flexiblen Membran 94 mit Leichtigkeit zulässt.
Der Befestigungsring 96 ist fest zwischen dem zylindrischen
Wandelement 80 und dem Bodenwandelement 82 so eingefasst, dass
die flexible Membran 94 an ihrem Randabschnitt durch das zweite
Montageelement 74 fest gestützt ist. Die so zusammengesetzte
flexible Membran 94 schließt die untere Öffnung es zylindrischen
Wandelements 80 des zweiten Montageelements 74 fluiddicht ab,
wodurch eine fluiddicht geschlossene Kammer innerhalb des
zylindrischen Wandelements 80 ausgebildet ist, die teilweise
durch und zwischen dem elastischen Körper 76 und der flexiblen
Membran 94 definiert ist und die mit einem inkompressiblen Fluid
gefüllt ist. Eine Luftkammer 98, die teilweise durch das
Bodenwandelement 82 definiert ist, ist an der unteren Seite der
flexiblen Membran 94 von der Fluidkammer getrennt so
ausgebildet, dass eine Versetzung oder Verformung der flexiblen
Membran 94 zugelassen wird.
Der Teilungsaufbau 92 hat ein Schließelement 100 und ein
Öffnungselement 102, die aus metallischen Materialien geschaffen
sind. Das Schließelement 100 ist ein flaches umgedreht
becherförmiges Element mit einem nach außen gerichteten
Flanschabschnitt 104, der an seinem offenen Endabschnitt
einstückig ausgebildet ist. Das Schließelement 100 ist dem
Öffnungselement 102 mit einer im Allgemeinen runden
scheibenartigen Form überlagert. Der Randabschnitt des
Öffnungselements 102 und der nach außen gerichtete
Flanschabschnitt 104 des Schließelements 100 sind einander
überlagert und zwischen dem zylindrischen Wandelement 80 und dem
Bodenelement 82 fluiddicht eingefasst. Und zwar ist der
Teilungsaufbau 92 an seinem Randabschnitt durch das zweite
Montageelement 74 fest gestützt.
Der Teilungsaufbau 92 teilt die Fluidkammer fluiddicht in zwei
Bereiche, die an axial entgegengesetzten Seiten angeordnet sind,
und zwar eine Druckaufnahmekammer 106, die an seiner oberer
Seite gemäß der Fig. 1 ausgebildet ist und teilweise durch den
elastischen Körper 76 definiert ist, und eine Ausgleichskammer
108, die an der unteren Seite gemäß der Fig. 1 ausgebildet ist
und teilweise durch die flexible Membran 94 definiert ist. Bei
Aufbringung einer Schwingungslast auf den Motorträger 70 ändert
sich der Druck in der Druckaufnahmekammer 106 infolge der
elastischen Verformung des elastischen Körpers 76, während eine
Änderung des Volumens der Ausgleichskammer 108 durch eine
Versetzung der flexiblen Membran 94 zugelassen wird.
Zwischen dem Schließelement 100 und dem Öffnungselement 102 ist
ein Drosselkanal 110 definiert, der an ihren äußeren
Umfangsabschnitten ausgebildet ist und sich in der
Umfangsrichtung erstreckt. Eines der entgegengesetzten Enden des
Drosselkanals 110 mündet in die Druckaufnahmekammer 106 durch
ein Verbindungsloch 111, das durch das Schließelement 100
hindurch ausgebildet ist, und das andere Ende des Drosselkanals
110 mündet in die Ausgleichskammer 108 durch ein Verbindungsloch
113, das durch das Öffnungselement 102 hindurch ausgebildet ist.
Somit werden die Druckaufnahmekammer 106 und die
Ausgleichskammer 108 durch den Drosselkanal 110 hindurch in
einer Fluidverbindung gehalten. Bei dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel ist der Drosselkanal 110 so abgestimmt, dass
eine Resonanz oder Flüsse des Fluids durch den Drosselkanal 110
hindurch eine ausgezeichnete Schwingungswirkungsdämpfung
hinsichtlich niederfrequenter Schwingungen wie zum Beispiel
Motorstöße zeigen.
Das Schließelement 100 hat eine durch seinen mittleren Abschnitt
hindurch ausgebildete runde Öffnung 112, in der eine bewegbare
Gummiplatte 114 angeordnet ist. Die bewegbare Gummiplatte 114
hat eine runde scheibenartige Form mit im Wesentlichen
konstanter Dicke, und sie ist innerhalb der Öffnung 112 so
angeordnet, dass sie sich in der radialen Richtung des
Schließelements 100 erstreckt. Die bewegbare Gummiplatte 114
wird an ihrem Randabschnitt mit dem inneren Randabschnitt des
Schließelements 100 (und zwar der Randabschnitt der Öffnung 112)
beim Vulkanisierungsprozess eines Gummimaterials zum Ausbilden
der bewegbaren Gummiplatte 114 verbunden. Und zwar ist die
bewegbare Gummiplatte 114 durch den Randabschnitt der Öffnung
112 über ihren gesamten Umfang fest gestützt, wobei sich die
bewegbare Gummiplatte 114 ohne Anguß horizontal gemäß der Fig. 7
erstreckt, wodurch die Öffnung 112 des Schließelements 100 durch
die bewegbare Gummiplatte 114 fluiddicht geschlossen ist.
Andererseits hat das Öffnungselement 102 eine Vielzahl durch
seinen mittleren Abschnitt ausgebildete Durchgangslöcher 116.
Die Durchgangslöcher 116 ermöglichen einen Fluidfluss zwischen
der Druckaufnahmekammer 106 und der Ausgleichskammer 108 auf der
Grundlage einer Versetzung der bewegbaren Gummiplatte 114. Die
bewegbare Gummiplatte 114 hat eine angemessene Elastizität, so
dass eine Menge des Fluidflusses durch die Durchgangslöcher 116
hindurch in gewünschter Weise begrenzt ist. Bei dem
gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die bewegbare Gummiplatte
114 so abgestimmt, dass die bewegbare Gummiplatte 114 bei
Aufbringung von Schwingungen im Zwischenfrequenzbereich wie zum
Beispiel eine Motorleerlaufschwingung bewegbar ist, um so eine
Druckänderung der Druckaufnahmekammer 106 zu absorbieren. Somit
zeigt der Motorträger 70 eine ausreichend geringe dynamische
Federkonstante hinsichtlich der Schwingungen im
Zwischenfrequenzbereich.
Der elastische Körper 76, der teilweise die Druckaufnahmekammer
106 definiert, ist mit einem Gehäusekörperelement in der Gestalt
einer Gehäuseeinfassung 118 versehen. Die Gehäuseeinfassung 118
ist ein ringartiges Element mit großem Durchmesser, das aus
einem starren Material wie zum Beispiel Metall geschaffen ist
und eine Umfangsnut hat, die an seiner oberen Endfläche mündet
und sich mit einem konstanten rechteckigen Querschnitt über
seinen gesamten Umfang in Umfangsrichtung erstreckt. Die
Gehäuseeinfassung 118 hat einen Außendurchmesser, der kleiner
ist als der Außendurchmesser des zylindrischen Wandelements 80,
und sie hat einen Innendurchmesser, der größer ist als der
Außendurchmesser des ersten Montageelements 72. Die
Gehäuseeinfassung 118 hat eine axiale Länge (Dicke), die kleiner
ist als eine axiale Länge (Dicke) des elastischen Körpers 76,
welche an jenem radialen Abschnitt gemessen werden, in dem die
Gehäuseeinfassung 118 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die
axiale Länge der Gehäuseeinfassung 118 innerhalb eines Bereiches
zwischen ein Fünftel (1/5) bis ein Halb (1/2) der axialen Länge
des radialen Abschnitts des elastischen Körpers 76 gehalten.
Dies gewährleistet in wirksamer Weise eine gewünschte elastische
Charakteristik des elastischen Körpers 76, auch wenn die
Gehäuseeinfassung 118 in dem elastischen Körper 76 eingebettet
ist.
Die Gehäuseeinfassung 118 ist an einer Außenumfangsfläche des
elastischen Körpers 76 offen angeordnet, wobei die
Gehäuseeinfassung 118 an einem mittleren Abschnitt eines
Verbindungsabschnitts des elastischen Körpers 76 angeordnet ist,
der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement 72,
74 in einer Richtung erstreckt, in der sich das erste und das
zweite Montageelement 72, 74 gegenüber liegen, oder anders
gesagt in einer Richtung, in der sich der elastische Körper 76
direkt zwischen den Verbindungsabschnitten des ersten und des
zweiten Montageelements 72, 74 mit einer effektiven freien Länge
erstreckt. Die Gehäuseeinfassung 118 ist koaxial zu dem
zylindrischen Wandelement 80 angeordnet, wobei ihr offenes Ende
zu der oberen Seite des Motorträgers 70 orientiert ist. Der
Bodenabschnitt der Gehäuseeinfassung 118 wird bei dem vorstehend
genannten Vulkanisierungsprozess des Gummimaterials zum
Ausbilden des elastischen Körpers 76 in den elastischen Körper
76 über eine gegebene axiale Distanz eingebettet und mit diesem
verbunden. Und zwar ist die Gehäuseeinfassung 118 in dem
zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement 72, 74
angeordneten mittleren Abschnitt des elastischen Körpers 76 in
einer im Wesentlichen radialen Richtung angeordnet, in der sich
die beiden Montageelemente 72, 74 gegenüberliegen und
miteinander verbunden sind, während sie teilweise in der
Außenumfangsfläche des elastischen Körpers 76 eingebettet und
mit dieser verbunden ist.
Der elastische Körper 76 erstreckt sich in ein Inneres der
Gehäuseeinfassung 118 und ist mit einer Innenfläche der
Gehäuseeinfassung 118 verbunden, wodurch eine Anlagegummilage
122 ausgebildet ist, die sich über eine gesamte Fläche der
Innenfläche der Gehäuseeinfassung 118 mit im Wesentlichen
konstanter Dicke erstreckt, um die Innenfläche der
Gehäuseeinfassung 118 abzudecken. Wenn die Gehäuseeinfassung 118
mit dem elastischen Körper 76 gemäß der vorstehenden
Beschreibung zusammengebaut ist, dann ist eine Aufnahmenut 124
in dem im Wesentlichen mittleren Abschnitt der effektiven freien
Länge des elastischen Körpers 76 so ausgebildet, dass die
Aufnahmenut 124 an der Außenumfangsfläche mündet und sich in der
Umfangsrichtung mit im Wesentlichen konstanter rechteckiger
Querschnittsform erstreckt. Die Anlagegummilage 122 ist
vorzugsweise so eingerichtet, dass sie eine Shore-Härte D von 80
oder weniger und weiter bevorzugt innerhalb eines Bereiches von
20 bis 40 hat, die entsprechend dem ASTM-Verfahren D-2240
(vergleichbar mit der DIN 53505) gemessen wird, während die
Präsenz der hinter der Anlagegummilage 122 angeordneten
Gehäuseeinfassung 118 berücksichtigt wird.
Die Öffnung der Aufnahmenut 124 ist durch ein Abdeckungselement
126 geschlossen. Genauer gesagt hat das Abdeckungselement 126
eine ringartige Form, die im Wesentlichen dem Profil der Öffnung
der ganzen Aufnahmenut 124 entspricht. Das Abdeckungselement 126
hat einen ringartigen Vorsprung 128, der einstückig an seiner
unteren Fläche so ausgebildet ist, dass er axial nach unten
gemäß der Fig. 1 vorsteht. Das Abdeckungselement 126 wird fest
in der Aufnahmenut 124 befestigt, wenn der ringartige Vorsprung
128 mittels einer Presspassung in die Aufnahmenut 124 gepasst
wird. Wenn die Öffnung der Aufnahmenut 124 gemäß der
vorstehenden Beschreibung geschlossen ist, dann ist ein
Aufnahmeraum 130 vorgesehen, der teilweise durch die Aufnahmenut
124 definiert ist und unabhängig von dem Außenraum ist.
Wie dies aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist,
bilden die Gehäuseeinfassung 118 und das Abdeckungselement 126
zusammen den Gehäuseabschnitt.
Ein unabhängiges Masseelement 132 ist in dem Aufnahmeraum 130
aufgenommen. Das unabhängige Masseelement 132 ist ein
Ringelement, das aus einem starren Material wie zum Beispiel
Metall geschaffen ist und sich in der Umfangsrichtung mit im
Wesentlichen konstanter runder Querschnittsform erstreckt. Wenn
das unabhängige Masseelement 132 in einem im Allgemeinen
mittleren Abschnitt des Aufnahmeraums 130 angeordnet ist, dann
liegt die Außenumfangsfläche des unabhängigen Masseelements 132
einem Umfangswandabschnitt des Aufnahmeraums 130 mit einem
dazwischenliegenden Zwischenraum über seinem gesamten Umfang
gegenüber. Dies ermöglicht eine unabhängige Versetzung des
unabhängigen Masseelements 132 relativ zu dem
Umfangswandabschnitt des Aufnahmeraums 130, und zwar der
Gehäuseabschnitt.
In dem statischen Zustand des Motorträgers 70, wenn keine
Schwingungslast auf den Motorträger 70 aufgebracht wird, dann
wird das unabhängige Masseelement 132 aufgrund der an ihm
wirkenden Schwerkraft in Kontakt mit der unteren Fläche des
Aufnahmeraums 130, und zwar der Bodenfläche der Aufnahmenut 124,
gehalten, und es ist von der oberen Fläche der Aufnahmenut 130,
und zwar die vorstehende Endseite des ringartigen Vorsprungs 128
über einen dazwischenliegenden vorbestimmten axialen
Zwischenraum "δ" räumlich beabstandet, wie dies in der Fig. 8
gezeigt ist. Das Maß des radialen Zwischenraums "δ" ist innerhalb
eines Bereiches von 0,2 bis 1,6 mm und weiter bevorzugt
innerhalb eines Bereiches von 0,2 bis 1,0 mm gehalten. Des
weiteren ist der Abstand: δ' zwischen radial inneren bzw. äußeren
Flächen des Aufnahmeraums 130 und den Abschnitten der
Außenumfangsfläche des unabhängigen Masseelements 132, dessen
Abschnitte in einen Anlagekontakt mit den radial inneren und
äußeren Flächen des Aufnahmeraums 130 sind, innerhalb eines
Bereiches von 0,1 bis 0,8 mm und weiter bevorzugt innerhalb
eines Bereiches von 0,1 bis 0,5 mm gehalten. Dieser Aufbau
gestattet eine Hin- und Herbewegung des unabhängigen
Masseelements 132 über eine Distanz innerhalb eines Bereiches
von 0,2 bis 1,6 mm und weiter bevorzugt innerhalb eines
Bereiches von 0,2 bis 1,0 mm zwischen den axial bzw. radial
gegenüberliegenden Innenflächen des Umfangswandabschnitts des
Aufnahmeraums 130, das heißt in der axialen und radialen
Richtung der Gehäuseeinfassung 118.
Bei dem gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel aufgebauten
Motorträger 70 ändert sich der Druck des Fluids innerhalb der
Druckaufnahmekammer 106 bei einer Aufbringung der
Schwingungslast zwischen dem ersten und dem zweiten
Montageelement 72, 74 in der axialen Richtung, das heißt in der
Hauptlastaufnahmerichtung. Die Druckänderung der
Druckaufnahmekammer 106 bewirkt Flüsse des Fluids durch den
Drosselkanal 110 hindurch sowie eine elastische Verformung der
bewegbaren Gummiplatte 114 und einen resultierenden Fluss des
Fluids durch die Durchgangslöcher 116 hindurch. Somit zeigt der
gegenwärtige Motorträger 70 die gewünschte
Schwingungsdämpfungswirkung auf der Grundlage der Resonanz oder
der Flüsse des Fluids durch den Drosselkanal 110 und die
Durchgangslöcher 116.
Wenn der Motorträger 70 der vorstehend angegebenen
Schwingungslast unterworfen ist, dann ist der elastische Körper
76 einer sich wiederholenden Schubverformung in jene 07659 00070 552 001000280000000200012000285910754800040 0002010203208 00004 07540n
entgegengesetzten Richtungen ausgesetzt, in denen sich der
elastische Körper 76 zu und von der Druckaufnahmekammer 106
bewegt. Dies bewirkt möglicherweise den Stoß des elastischen
Körpers 76 bei einer Aufbringung von Schwingungen über ein
spezifisches Frequenzband. Wie bei dem Motorträger 10 des ersten
Ausführungsbeispiels bewirkt der Stoß des elastischen Körpers
76, der von der elastischen Versetzung oder dem Oszillieren des
elastischen Körpers 76 in jener Richtung begleitet wird, in der
der elastische Körper 67 der Schubverformung ausgesetzt ist, in
wirksamer Weise die Schlagversetzung des unabhängigen
Masseelements 132 in dem Aufnahmeraum 130, woraus ein sich
wiederholendes Anschlagen des unabhängigen Masseelements 132
gegen die Innenumfangsfläche des Gehäuses resultiert, das aus
der Aufnahmenut 124 und der Schließplatte 126 besteht. Dieses
wiederholte Anschlagen des unabhängigen Masseelements 132 gegen
die Innenumfangsfläche des Gehäuses ist zum Begrenzen oder
Beschränken des Stoßes des elastischen Körpers 67 wirksam. Somit
kann der Motorträger 70 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels
eine Verschlechterung seiner Schwingungsdämpfungsfähigkeit beim
Aufbringen einer Schwingungslast innerhalb einer Stoßfrequenz
des elastischen Körpers 67 reduzieren oder minimieren, während
seine gewünschten Schwingungsdämpfungscharakteristika
hinsichtlich einer eingegebenen Schwingung über einen breiten
Frequenzbereich mit hoher Stabilität gewährleistet sind.
Insbesondere ist die starre Gehäuseeinfassung 118 fest in dem
elastischen Körper 76 angeordnet. Diese Gehäuseeinfassung 118
ist zum Verhindern einer unerwünschten Verformung des
Aufnahmeraums 130 bei einer Aufbringung der Schwingungslast
wirksam, wodurch ein gewünschter Anschlag des unabhängigen
Masseelements 132 gegen das Gehäuse gewährleistet wird, das aus
der Aufnahmenut 124 und der Abdeckung 126 besteht. Das
Vorhandensein der starren Gehäuseeinfassung 118 bewirkt außerdem
eine Beschränkung oder Begrenzung von unregelmäßigen
Verformungen des elastischen Körpers 76, wodurch die
Schwingungsdämpfungscharakteristika des Motorträgers 70 weiter
stabilisiert werden.
Während die vorliegende Erfindung mit ihren gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben wurde, die
lediglich der Darstellung dienen, sollte klar sein, dass die
Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt ist sondern anderweitig ausgeführt werden kann.
Zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung in ähnlicher Weise
auf einen fluidgefüllten zylindrischen elastischen Träger
anwendbar, wie er in der JP-A-1-153830 offenbart ist, während
die vorliegende Erfindung auf einen soliden oder nicht
fluidgefüllten zylindrischen elastischen Motorträger 10
angewendet wird.
Die Anzahl der in einem Aufnahmeraum aufzunehmenden unabhängigen
Masseelemente ist nicht speziell auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel begrenzt. Es ist zum Beispiel möglich, eine
Vielzahl unabhängige Masseelemente in einem Aufnahmeraum
aufzunehmen. In diesem Fall kann die Vielzahl unabhängigen
Masseelemente einen einheitlichen Aufbau haben, oder sie kann
alternativ unterschiedliche Aufbauten haben. Die Vielzahl
unabhängige Masseelemente kann aneinander in Reihe oder parallel
in einer Richtung ausgerichtet sein, in der eine Schwingungslast
aufgebracht wird.
Das Profil der Innenfläche des Gehäuseabschnitts und das Profil
der Außenfläche des unabhängigen Masseelements sind nicht
speziell auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern sie können in gewünschter Weise bestimmt werden, wobei
ein Aufbau oder eine Größe eines Bereiches berücksichtigt wird,
in dem der Gehäuseabschnitt ausgebildet wird. Zum Beispiel kann
die Innenfläche des Gehäuseelements ein polygonales oder
sphärisches Profil haben. Die Außenfläche des unabhängigen
Masseelements kann ein plattenartiges oder sphärisches Profil
haben. Insbesondere ist das unabhängige Masseelement mit dem
sphärischen Profil dann vorteilhaft, wenn eine Vielzahl
Schwingungslasten behandelt werden, die auf das unabhängige
Masseelement in unterschiedlichen Richtungen aufgebracht werden.
Die Fläche des unabhängigen Masseelements kann mit einer dünnen
Gummilage bedeckt sein, um dadurch in wirksamer Weise ein
Problem eines Anschlaglärms zu beseitigen, der beim Anschlagen
des unabhängigen Masseelements gegen den Gehäuseabschnitt
erzeugt wird, auch wenn der Gehäuseabschnitt aus einem starren
Material wie zum Beispiel Metall geschaffen ist.
Die Distanz der Hin- und Herbewegung des unabhängigen
Masseelements relativ zu dem Gehäuseabschnitt in der
Lastaufnahmerichtung ist nicht spezifisch begrenzt. Bei dem
Motorträger 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann zum
Beispiel der axiale Zwischenraumabstand zwischen axial
gegenüberliegenden Endseiten des unabhängigen Masseelements 62
und dem jeweiligen Abdeckungselement 56, 56 vergrößert sein,
sofern das unabhängige Masseelement 62 nicht zum Abschwächen
oder Begrenzen des Stoßes der elastischen Verbindungselemente
30, 30 des elastischen Körpers 16 verwendet wird.
Während die vorliegende Erfindung bei den dargestellten
Ausführungsbeispielen auf den Schwingungsdämpfer für ein
Fahrzeug angewendet wird, ist die vorliegende Erfindung in
geeigneter Weise auf andere Schwingungsdämpfer anwendbar, die
bei dem Fahrzeug verwendet werden, wie zum Beispiel ein
Karosserieträger, ein Differentialträger und eine
Aufhängungsbuchse, und sie kann bei verschiedenen anderen
Vorrichtungsarten außer bei Fahrzeugen verwendet werden.
Es ist außerdem ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung in
verschiedenen anderen Änderungen, Abwandlungen und
Verbesserungen ausgeführt sein kann, die für den Fachmann
naheliegen, ohne dass der Umfang der Erfindung verlassen wird,
der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Es ist eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70)
offenbart, die Folgendes aufweist: ein erstes und ein zweites
Montageelement (12, 72, 14, 74), die einander räumlich
beabstandet angeordnet sind und jeweils an einem von zwei
Elementen eines Schwingungssystems anbringbar sind; und einen
elastischen Körper (16, 76), der zwischen dem ersten und dem
zweiten Montageelement angeordnet ist und diese elastisch
verbindet und der einen Verbindungsabschnitt (30, 76) aufweist,
der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement
erstreckt. Der Verbindungsabschnitt (30, 76) hat einen hohlen
Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126), in dem ein unabhängiges
Masseelement (38, 62, 132) so aufgenommen ist, dass das
unabhängige Masseelement relativ zu dem Gehäuseabschnitt relativ
versetzbar ist, ohne dass es mit dem Gehäuseabschnitt verbunden
ist, und dass es in einen direkten und elastischen Anschlag
gegen den Gehäuseabschnitt gebracht wird.
Claims (16)
1. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) zum elastischen
Verbinden von zwei Elementen eines Schwingungssystems in einer
schwingungsdämpfenden Art und Weise, wobei die
Schwingungsdämpfungsvorrichtung Folgendes aufweist:
ein erstes Montageelement (12, 72), das an einem der beiden Elemente des Schwingungssystems anbringbar ist;
ein zweites Montageelement (14, 74), das von dem ersten Montageelement beabstandet angeordnet ist und an dem anderen der beiden Elemente des Schwingungssystems anbringbar ist;
ein elastischer Körper (16, 76), der zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement angeordnet ist und diese elastisch verbindet, wobei der elastische Körper einen Verbindungsabschnitt (30, 76) aufweist, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement erstreckt und einen in ihm ausgebildeten hohlen Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126) aufweist; und
ein unabhängiges Masseelement (38, 62, 132), das so in dem Gehäuseabschnitt aufgenommen ist, dass das unabhängige Masseelement relativ zu dem Gehäuseabschnitt unabhängig versetzbar ist, ohne dass es mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist, und in einen direkten und elastischen Anschlag gegen den Gehäuseabschnitt bringbar ist.
ein erstes Montageelement (12, 72), das an einem der beiden Elemente des Schwingungssystems anbringbar ist;
ein zweites Montageelement (14, 74), das von dem ersten Montageelement beabstandet angeordnet ist und an dem anderen der beiden Elemente des Schwingungssystems anbringbar ist;
ein elastischer Körper (16, 76), der zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement angeordnet ist und diese elastisch verbindet, wobei der elastische Körper einen Verbindungsabschnitt (30, 76) aufweist, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement erstreckt und einen in ihm ausgebildeten hohlen Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126) aufweist; und
ein unabhängiges Masseelement (38, 62, 132), das so in dem Gehäuseabschnitt aufgenommen ist, dass das unabhängige Masseelement relativ zu dem Gehäuseabschnitt unabhängig versetzbar ist, ohne dass es mit dem Gehäuseabschnitt verbunden ist, und in einen direkten und elastischen Anschlag gegen den Gehäuseabschnitt bringbar ist.
2. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß Anspruch
1, wobei der Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126), der in dem
Verbindungsabschnitt (30, 76) des elastischen Körpers (16, 76)
ausgebildet ist, in einem im Wesentlichen mittleren Abschnitt in
jener Richtung zwischen dem ersten Montageelement (12, 72) und
dem zweiten Montageelement (14, 74) angeordnet ist, in der das
erste und das zweite Montageelement durch den
Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind.
3. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (50, 70) gemäß Anspruch 1
oder 2, wobei der Gehäuseabschnitt ein starres
Einfassungselement (52, 118) aufweist, das mittels
Vulkanisierung mit dem elastischen Körper (16, 76) verbunden
ist.
4. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (50, 70) gemäß Anspruch 3,
wobei das Einfassungselement eine Anlagefläche aufweist, die für
einen Anschlag gegen das unabhängige Masseelement angepasst ist,
wobei die Anlagefläche des Einfassungselements durch eine
Anlagegummilage (54, 122) bedeckt ist, die einstückig mit dem
elastischen Körper (16, 76) ausgebildet ist.
5. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verbindungsabschnitt (30, 76) des
elastischen Körpers (16, 76) bei Aufbringung einer
Schwingungslast zwischen dem ersten und dem zweiten
Montageelement (12, 72, 14, 74) seiner Schubverformung
ausgesetzt ist, und wobei das unabhängige Masseelement (38, 62,
132) in jener Richtung relativ zu dem Gehäuseabschnitt (36, 52,
118, 126) unabhängig versetzbar und mit diesem in einen direkten
und elastischen Anschlag bringbar ist, in der der
Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers der Schubverformung
ausgesetzt ist.
6. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß Anspruch
5, wobei der Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126), der in dem
Verbindungsabschnitt (30, 76) des elastischen Körpers (16, 76)
ausgebildet ist, an einem mittleren Abschnitt zwischen dem
ersten und dem zweiten Montageelement angeordnet ist und sich in
einer Richtung senkrecht zu jener Richtung erstreckt, in der der
Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers der Schubverformung
ausgesetzt ist.
7. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß Anspruch
6, wobei das unabhängige Masseelement (38, 62, 132) eine
längliche Form hat und sich kontinuierlich in einer
Längsrichtung des Gehäuseabschnitts (36, 52, 118, 126)
erstreckt.
8. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7, wobei
das erste Montageelement ein inneres Schaftelement (12) aufweist und das zweite Montageelement ein äußeres Buchsenelement (14) aufweist, das radial außerhalb von dem inneren Schaftelement mit einem dazwischenliegenden radialen Zwischenraum angeordnet ist, während der elastische Körper (16) zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Buchsenelement angeordnet ist,
der elastische Körper ein Paar Leerstellen (26, 28) hat, die durch ihn hindurch über seine gesamte axiale Länge an verschiedenen Abschnitten ausgebildet sind und sich einander in einer diametralen Richtung gegenüberliegen, die senkrecht zu einer Achse des inneren Schaftelements ist und in der eine Schwingungslast zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Buchsenelement aufgebracht wird, wodurch ein Paar elastische Verbindungsabschnitte (30, 30) des elastischen Körpers vorgesehen ist,
das Paar elastische Verbindungsabschnitte das innere Schaftelement und das äußere Buchsenelement miteinander in jeweiligen diametralen Richtungen senkrecht zu der Achse des inneren Schaftelements elastisch verbindet,
der Gehäuseabschnitt (36, 52) in jedem elastischen Verbindungsabschnitt des Paares elastische Verbindungsabschnitte des elastischen Körpers ausgebildet ist.
das erste Montageelement ein inneres Schaftelement (12) aufweist und das zweite Montageelement ein äußeres Buchsenelement (14) aufweist, das radial außerhalb von dem inneren Schaftelement mit einem dazwischenliegenden radialen Zwischenraum angeordnet ist, während der elastische Körper (16) zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Buchsenelement angeordnet ist,
der elastische Körper ein Paar Leerstellen (26, 28) hat, die durch ihn hindurch über seine gesamte axiale Länge an verschiedenen Abschnitten ausgebildet sind und sich einander in einer diametralen Richtung gegenüberliegen, die senkrecht zu einer Achse des inneren Schaftelements ist und in der eine Schwingungslast zwischen dem inneren Schaftelement und dem äußeren Buchsenelement aufgebracht wird, wodurch ein Paar elastische Verbindungsabschnitte (30, 30) des elastischen Körpers vorgesehen ist,
das Paar elastische Verbindungsabschnitte das innere Schaftelement und das äußere Buchsenelement miteinander in jeweiligen diametralen Richtungen senkrecht zu der Achse des inneren Schaftelements elastisch verbindet,
der Gehäuseabschnitt (36, 52) in jedem elastischen Verbindungsabschnitt des Paares elastische Verbindungsabschnitte des elastischen Körpers ausgebildet ist.
9. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 8, wobei
jeder elastische Verbindungsabschnitt (30, 30) des Paares
elastische Verbindungsabschnitte (30, 30) ein Durchgangsloch
(36) hat, das sich axial durch ihn hindurch erstreckt, um den
Gehäuseabschnitt zu bilden, während das unabhängige Masseelement
(38) stangenförmig ist und in dem Durchgangsloch so angeordnet
ist, dass sich das unabhängige Masseelement durch das
Durchgangsloch hindurch erstreckt, und während es mit einem
Vorsprung (42, 48) versehen ist, der seine Trennung von dem
Durchgangsloch verhindert.
10. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (70) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 7, wobei
das zweite Montageelement (74) einen zylindrischen Abschnitt (80) hat und das erste Montageelement (72) im Wesentlichen koaxial an einer von axial entgegengesetzten Seiten des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements mit einem dazwischenliegenden axialen Zwischenraum angeordnet ist, während der elastische Körper (76) eine im Wesentlichen abgeschrägte zylindrische Form hat und sich radial nach außen von dem ersten Montageelement zu einem offenen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements so erstreckt, dass er das erste Montageelement mit dem zylindrischen Abschnitt des zweiten Montageelements elastisch verbindet,
der offene Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements durch den elastischen Körper fluiddicht geschlossen ist, wodurch innerhalb des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements eine Fluidkammer (106, 108) gebildet ist, die teilweise durch den elastischen Körper definiert ist und mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist, so dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine Schwingungsdämpfungswirkung auf der Grundlage von Flüssen des inkompressiblen Fluids zeigt,
der Gehäuseabschnitt (118, 126), der in dem Verbindungsabschnitt (76) des elastischen Körpers (76) ausgebildet ist, an einem mittleren Abschnitt in jener Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement angeordnet ist, in der das erste Montageelement und der zylindrische Abschnitt des zweiten Montageelements durch den Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, und sich in einer Umfangsrichtung des elastischen Körpers erstreckt.
das zweite Montageelement (74) einen zylindrischen Abschnitt (80) hat und das erste Montageelement (72) im Wesentlichen koaxial an einer von axial entgegengesetzten Seiten des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements mit einem dazwischenliegenden axialen Zwischenraum angeordnet ist, während der elastische Körper (76) eine im Wesentlichen abgeschrägte zylindrische Form hat und sich radial nach außen von dem ersten Montageelement zu einem offenen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements so erstreckt, dass er das erste Montageelement mit dem zylindrischen Abschnitt des zweiten Montageelements elastisch verbindet,
der offene Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements durch den elastischen Körper fluiddicht geschlossen ist, wodurch innerhalb des zylindrischen Abschnitts des zweiten Montageelements eine Fluidkammer (106, 108) gebildet ist, die teilweise durch den elastischen Körper definiert ist und mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist, so dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine Schwingungsdämpfungswirkung auf der Grundlage von Flüssen des inkompressiblen Fluids zeigt,
der Gehäuseabschnitt (118, 126), der in dem Verbindungsabschnitt (76) des elastischen Körpers (76) ausgebildet ist, an einem mittleren Abschnitt in jener Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement angeordnet ist, in der das erste Montageelement und der zylindrische Abschnitt des zweiten Montageelements durch den Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, und sich in einer Umfangsrichtung des elastischen Körpers erstreckt.
11. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (70) gemäß Anspruch 10, die
des weiteren Folgendes aufweist: einen Teilungsaufbau (92), der
daran angepasst ist, die Fluidkammer in eine Druckaufnahmekammer
(106), die teilweise durch den elastischen Körper (76) definiert
ist und deren Druck infolge einer elastischen Verformung des
elastischen Körpers änderbar ist, und eine Ausgleichskammer
(108) fluiddicht zu teilen, die teilweise durch eine flexible
Membran (94) definiert ist und deren Volumen infolge einer
elastischen Versetzung der flexiblen Membran änderbar ist; und
einen Drosselkanal (110) für eine Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer und der Ausgleichskammer,
wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine Schwingungsdämpfungswirkung auf der Grundlage einer Resonanz des durch den Drosselkanal hindurch strömenden Fluids zeigt.
einen Drosselkanal (110) für eine Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer und der Ausgleichskammer,
wobei die Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine Schwingungsdämpfungswirkung auf der Grundlage einer Resonanz des durch den Drosselkanal hindurch strömenden Fluids zeigt.
12. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (50, 70) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 10, wobei der Gehäuseabschnitt ein
Gehäusekörperelement (52, 118) aufweist, das an dem elastischen
Körper befestigt ist und an seiner Öffnung in einer Fläche des
elastischen Körpers (16, 76) offen ist, und wobei er ein
Abdeckungselement (56, 126) aufweist, das zum Abdecken der
Öffnung des Gehäusekörperelements angepasst ist,
wobei das unabhängige Masseelement (62, 132) innerhalb des Gehäusekörperelements aufgenommen ist, dessen Öffnung durch das Abdeckungselement geschlossen ist, das an der Öffnung des Gehäusekörperelements befestigt ist.
wobei das unabhängige Masseelement (62, 132) innerhalb des Gehäusekörperelements aufgenommen ist, dessen Öffnung durch das Abdeckungselement geschlossen ist, das an der Öffnung des Gehäusekörperelements befestigt ist.
13. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß Anspruch
1, die des weiteren eine Fluidkammer aufweist, die teilweise
durch den Verbindungsabschnitt des elastischen Körpers (16, 76)
definiert ist und mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist
und deren Druck sich bei Aufbringung einer Schwingungslast
zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement (12, 72, 14,
74) ändert, wobei der Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126), der
das unabhängige Masseelement (38, 62, 132) aufnimmt, in dem
Verbindungsabschnitt (30, 76) ausgebildet ist, der teilweise die
Fluiddruckkammer definiert.
14. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 13, wobei zumindest eine Anlagefläche des
unabhängigen Masseelements (38, 62, 132) und eine Anlagefläche
des Gehäuseabschnitts (36, 52, 118, 126) eine Shore-Härte D von
80 oder weniger haben.
15. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 14, wobei das einzelne unabhängige Masseelement
(38, 62, 132) eine Masse innerhalb eines Bereiches von 10 bis
1000 g hat.
16. Schwingungsdämpfungsvorrichtung (10, 50, 70) gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 15, wobei das unabhängige Masseelement (38, 62,
132) relativ zu dem Gehäuseelement über eine Distanz von 0,2 bis
1,6 mm in jener Richtung hin und her bewegbar ist, in der eine
Schwingungslast auf den Gehäuseabschnitt (36, 52, 118, 126)
aufgebracht wird.
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