DE19607145A1 - Schwingungsdämpfende Stütze - Google Patents
Schwingungsdämpfende StützeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine schwingungsdämpfende Stütze zur Abstützung ei
nes schwingenden Körpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine schwingungsdämpfende Stütze dient beispielsweise zur Abstützung ei
ner Antriebsmaschine eines Fahrzeugs an dem Fahrzeugaufbau unter gleich
zeitiger Schwingungsdämpfung. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf
eine schwingungsdämpfende Stütze dieser Art, die eine Schwingungsisolie
rung hervorruft durch Verwendung der Dämpfungskraft, die beim Durchgang
eines Fluids durch eine Engstelle erzeugt wird, und die eine aktive Stützkraft
durch zwangsweise Änderung des Volumens einer Fluidkammer erzeugen
kann, die begrenzt ist durch ein elastisches Stützmaterial.
Im allgemeinen muß eine Stütze, die als schwingungsdämpfende Stütze für
eine Antriebseinheit eines Fahrzeugs eingesetzt wird, hauptsächlich Leerlauf
schwingungen, innere Schallschwingungen Schallschwingungen während
der Beschleunigung etc. dämpfen. Leerlaufschwingungen haben eine Fre
quenz von 20 bis 30 Hz und eine relativ große Amplitude. Die schwingungs
dämpfende Stütze sollte zur Dämpfung von Leerlaufschwingungen daher eine
hohe dynamische Federkonstante und einen hohen Dämpfungsgrad aufwei
sen. Innere Schallschwingungen und Schallschwingungen während der Be
schleunigung haben eine Frequenz in der Größenordnung von 80 bis 800 Hz
und eine relativ kleine oder mittlere Amplitude. Die Charakteristik der Stütze
sollte daher zur Dämpfung dieser Schwingungsarten eine niedrige dynami
sche Federkonstante und einen niedrigen Dämpfungsgrad aufweisen. Es ist
daher schwierig, eine Stütze, die nur aus normalem elastischem Material be
steht oder in herkömmlicher Weise mit Flüssigkeit gefüllt ist, so auszubilden,
daß sie alle Schwingungen isolieren kann.
Beispielsweise beschreibt die japanische offengelegte Gebrauchsmusteran
meldung 6-30544 eine herkömmliche schwingungsdämpfende Stütze, die
mit Flüssigkeit gefüllt ist und eine aktive Stütz- oder Lagerkraft erzeugen
kann. Bei dieser Stütze werden die Verbindungsglieder, die eine Verbindung
zu dem schwingenden Körper einerseits und zu dem festen Untergrund an
dererseits herstellen, durch ein elastisches Stützmaterial verbunden. Das ela
stische Stützmaterial, eine schwingende Platte oder dergleichen begrenzt ei
ne Hauptfluidkammer. Die schwingende Platte wird elastisch abgestützt
durch eine flache Feder und kann durch einen elektromagnetischen Antrieb
bewegt werden, der eine elektromagnetische Spule und einen Dauermagne
ten umfaßt. Wenn die schwingende Platte durch die elektromagnetische Kraft
in Schwingung versetzt wird, die durch einen elektromagnetischen Antrieb
erzeugt wird, ändert die Hauptfluidkammer ihr Volumen. Diese Volumenän
derung bewirkt eine Verbiegung der Feder in Ausdehnungsrichtung des ela
stischen Stützmaterials, so daß eine aktive Abstützkraft erzeugt wird. Durch
geeigneten Schwingungsantrieb der schwingenden Platte entsprechend der
Schwingung, die auf der Seite des schwingenden Körpers erzeugt wird, wird
es ermöglicht, die Schwingung zu dämpfen, die in Richtung des festen Un
tergrunds übertragen wird. Die Hauptfluidkammer steht über eine Engstelle
mit einer Hilfsfluidkammer in Verbindung. Wenn die Schwingung von der
Seite des schwingenden Körpers das elastische Stützmaterial ausdehnt oder
zusammenzieht, so daß die Hauptfluidkammer ihr Volumen ändert, strömt
das Fluid durch die Engstelle hindurch, so daß eine Dämpfungskraft erzeugt
wird. Es ist also möglich, die passive Funktion einer schwingungsdämpfen
den Stütze zu erreichen, die mit Fluid gefüllt ist.
Bei dieser vorhandenen schwingungsdämpfenden Stütze ist ein Anschlag aus
elastischem Material, wie etwa Gummi, in dem Zwischenraum zwischen der
schwingenden Platte und dem elektromagnetischen Antrieb vorgesehen. Die
ser Zwischenraum kann auf eine sehr geringe Größe eingestellt werden.
Selbst wenn der Zwischenraum sehr klein ist, so daß die Antriebsenergie er
höht wird, ist es möglich, die schwingende Platte zu bewegen, während der
Anschlag verhindert, daß die schwingende Platte und der Antrieb zusammen
treffen.
Bei dieser schwingungsdämpfenden Stütze wird die schwingende Platte ela
stisch abgestützt durch eine ringförmige, flache Feder, die so eng ausgebildet
ist, daß ihre Steifigkeit verhältnismäßig hoch ist. Damit die schwingende
Platte durch den elektromagnetischen Antrieb ausreichend bewegt werden
kann, müssen Maßnahmen zur Verdünnung der flachen Feder und Senkung
ihrer Steifigkeit getroffen werden, oder ein größerer elektromagnetischer
Antrieb für eine höhere Leistungsabgabe wird benötigt.
Wenn die erstgenannte Maßnahme ergriffen wird, ist jedoch die Haltbarkeit
der flachen Feder sehr gering. Es ist daher schwierig, die neutrale Position
der schwingenden Platte in einer günstigen Ausgangsposition zu halten, so
daß die Wirkungsweise rasch verschlechtert wird.
Im allgemeinen wird daher die zweite Maßnahme getroffen, d. h., der Antrieb
wird verstärkt. Wenn der elektromagnetische Antrieb größer ist, wird ein
größerer Dauermagnet benötigt, der teuer ist und eine hohe Energiedichte
aufweist. Dies führt zu höheren Gesamtkosten, einem größeren Gewicht und
einer Größenzunahme der gesamte Stütze. Es ist daher nicht möglich, diese
Maßnahme bei Fahrzeugen mit sehr begrenztem Motorraum anzuwenden.
Selbst wenn es möglich wäre, die Steifigkeit der flachen Feder, die die
schwingende Platte abstützt, ohne Beeinträchtigung ihrer Haltbarkeit zu sen
ken, bleiben die oben genannten Probleme beispielsweise bei einer schwin
gungsisolierenden Stütze für eine Dieselmaschine bestehen. Eine derartige
Maschine erfordert eine ausgezeichnete Schwingungsisolierung bei Leerlauf
schwingungen, die eine große Amplitude aufweisen, während die Maschinen
drehzahl niedrig ist und das Fahrzeug anhält. Es ist daher notwendig, den An
trieb zu vergrößern, der die Lagerkraft erzeugt, und damit die Kraft zu erhö
hen, die in die Hauptfluidkammer eingebracht wird.
Damit der Gummianschlag der schwingungsdämpfenden Stütze der genann
ten Druckschrift als Stoßfänger oder Dämpfungsmaterial dienen kann, muß
er ein gewisses Volumen haben. Bei dieser schwingungsdämpfenden Stütze
ist der Zwischenraum für den Anschlag zwischen der schwingenden Platte
und dem Antrieb jedoch sehr klein für eine höhere Ausgangsleistung. Es ist
daher notwendig, einen Teil der schwingenden Platte oder des Antriebs aus
zuschneiden oder anderweitig zu bearbeiten, damit ein Raum gebildet wer
den kann, in dem sich der Anschlag befindet. Durch Einschneiden wird ein
Teil des Magnetflusses beeinträchtigt ohne daß der Antrieb entsprechend
größer ausgeführt sein muß. Dies führt zu höheren Kosten, einem größeren
Gewicht und größeren Abmessungen der gesamten Stütze. Es ist daher noch
schwieriger, eine derartige Stütze in einem Fahrzeug mit stark begrenztem
Motorraum unterzubringen.
Damit eine schwingungsdämpfende Stütze, die mit Flüssigkeit gefüllt ist und
mit Flüssigkeitsresonanz arbeitet, einen großen Flüssigkeitsresonanzeffekt
beim Dämpfen von Schwingungen erzielen kann, ist es notwendig, eine Hilfs
fluidkammer und eine Engstelle mit ausreichendem Volumen vorzusehen, so
daß wiederum die Abmessungen zunehmen. Aus diesem Grunde ist es
schwierig, eine Stütze dieser Art in einem Fahrzeug oder dergleichen mit be
grenztem Raum unterzubringen.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine schwin
gungsdämpfende, mit Flüssigkeit gefüllt Stütze zu schaffen, die geringe Ab
messungen aufweist und Steuerschwingungen großer Amplitude zur Aufhe
bung von Schwingungen großer Amplitude erzeugen kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentan
spruchs 1.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stütze weist ein elastisches
Stützmaterial auf, das zwischen der Seite des schwingenden Körpers und
derjenigen des festen Untergrunds liegt. Eine Hauptfluidkammer wird gebil
det zwischen dem elastischen Stützmaterial und einem elastisch beweglichen
Teil. Eine Hilfsfluidkammer ist mit der Hauptfluidkammer über einen als
Engstelle ausgebildeten Zwischenraum verbunden. In beiden Kammern und
dem Zwischenraum befindet sich ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit.
Ein Antrieb dient zum Bewegen des beweglichen Teils in der Richtung, in
der die Hauptfluidkammer ihr Volumen ändert. Besonderes Merkmal der Er
findung ist ein rohrförmiges Teil oder Rohr, das eines der beiden Teile
schwingender Körper und fester Untergrund mit dem elastischen Stützmate
rial verbindet. Das rohrförmige Teil weist eine Achse in der Richtung auf, in
der der schwingende Körper abgestützt wird. Das rohrförmige Teil weist ei
nen Halsbereich auf, der sich in einer Position in der Axialrichtung befindet.
Die Hauptfluidkammer liegt innerhalb des rohrförmigen Teils, und die Hilfs
fluidkammer sowie der Zwischenraum, der die Engstelle aufweist, liegen au
ßerhalb des rohrförmigen Teils.
Da das rohrförmige Teil zwischen dem schwingenden Körper oder dem fe
sten Untergrund einerseits und dem elastischen Stützmaterial andererseits
liegt, wird die Schwingung des schwingenden Körpers auf den festen Unter
grund über das elastische Stützmaterial und das rohrförmige Teil übertragen,
die in Reihe liegen. Wenn die Schwingung das elastische Stützmaterial ela
stisch verformt, wird die Hauptfluidkammer, die innerhalb des elastischen
Stützmaterials liegt, vergrößert und verkleinert, so daß sich das Fluid durch
die Engstelle zwischen der Hauptfluidkammer und der Hilfsfluidkammer be
wegt. Der Halsbereich des rohrförmigen Teils bietet ausreichenden Platz um
das rohrförmige Teil herum zur Aufnahme der Hilfsfluidkammer mit der Eng
stelle. Selbst wenn die Hilfsfluidkammer und die Engstelle relativ groß in ih
rem Volumen sind, ragen sie nicht seitlich aus der Stütze heraus, da sie in
nerhalb des Halsbereichs des rohrförmigen Teils liegen.
Das rohrförmige Teil kann einen nach außen offenen V-Längsschnitt aufwei
sen.
Alternativ kann der Querschnitt stufenförmig und nicht kontinuierlich nach
außen erweitert sein. Auf diese Weise kann der rohrförmige Körper ohne wei
teres mit einem Halsbereich versehen sein. Die Ecken können U-förmig aus
gerundet sein, so daß der Querschnitt auch als U erscheinen kann.
Das elastische Stützmaterial kann mit der inneren Oberfläche des rohrförmi
gen Teils auf der Seite des Halsbereiches verbunden sein, der dem schwin
genden Körper oder dem festen Untergrund zugewandt ist, der nicht mit
dem rohrförmigen Teil verbunden ist.
Die Verbindung zwischen dem elastischen Stützmaterial und dem rohrförmi
gen Teil auf der inneren Oberfläche führt dazu, daß das elastische Stützmate
rial ein ausreichendes Volumen und damit eine geringe Steifigkeit aufweisen
kann.
Die Hauptfluidkammer ist entsprechend einer Ausführungsform im Quer
schnitt kreisförmig und koaxial zu dem rohrförmigen Teil. Sie besitzt einen
kleineren Durchmesser als der Halsbereich dieses Teils.
Erfindungsgemäß ist es möglich, die wirksame Druckaufnahmefläche auf der
Seite des elastischen Stützmaterials, auf der die Hauptfluidkammer gebildet
ist, zu reduzieren. Dadurch wird die Bewegung der Feder in Ausdehnungs
richtung des elastischen Stützmaterials in bezug auf die Volumenänderung
der Hauptfluidkammer vergrößert. Folglich ist es möglich, eine Steuerkraft
mit großer Amplitude zu erzeugen, die geeignet ist, Schwingungen mit gro
ßer Amplitude aufzunehmen.
Das rohrförmige Teil weist entsprechend einer Ausführungsform einen radial
vorspringenden, flachen Bodenbereich auf, der dem mit dem rohrförmigen
Teil verbundenen Teil des schwingenden Körpers und des festen Unter
grunds zugewandt ist. Die Hauptfluidkammer öffnet sich im Mittelbereich des
flachen Bodenbereichs. Das bewegliche Teil wird abgestützt an demjenigen
Teil von schwingendem Körper und festem Untergrund, der dem flachen Bo
denbereich gegenüberliegt.
Wenn erfindungsgemäß der Antrieb das bewegliche Teil bewegt, das dem fla
chen Bodenbereich des rohrförmigen Teils gegenüberliegt, ändert die Haupt
fluidkammer ihr Volumen. Diese Volumenänderung führt zur Ausdehnung
oder Zusammenziehung der Feder in Ausdehnungsrichtung des elastischen
Stützmaterials. Die Hauptfluidkammer ist im Mittelpunkt des flachen Boden
bereichs und des rohrförmigen Teils offen, und das bewegliche Teil liegt au
ßerhalb dieser Öffnung. Die wirksame Druckaufnahmefläche des elastischen
Stützmaterials wird daher klein im Vergleich zu derjenigen der Hauptfluid
kammer auf der Seite des beweglichen Teils. Die Bewegung des beweglichen
Teils wird daher über die Volumenänderung der Hauptfluidkammer verstärkt
und sodann auf die Feder in Ausdehnungsrichtung des elastischen Stützmate
rials übertragen.
Vorzugsweise ist die Oberfläche des beweglichen Teils, die der Hauptfluid
kammer gegenüberliegt, eine Ebene parallel zu dem flachen Bodenbereich
des Rohres. Die Ebene ist in ihrer Fläche größer als die Öffnung der Haupt
fluidkammer.
Die wirksame Druckaufnahmefläche der Hauptfluidkammer auf der Seite des
beweglichen Teils ist daher in jedem Falle größer als auf der Seite des elasti
schen Stützmaterials. Im übrigen ist die Oberfläche des beweglichen Teils,
die der Hauptfluidkammer zugewandt ist, eine Ebene. Wenn daher die Ab
messung auf der Seite des beweglichen Teils entsprechend ist, erreicht die
wirksame Druckaufnahmefläche ihren Maximalwert. Daher kann ein bewegli
ches Teil geringer Abmessungen eine große wirksame Druckaufnahmefläche
aufweisen.
Das Zwischenstück, das die Engstelle aufweist, umgibt die äußere Oberfläche
des rohrförmigen Teils und eine Membran, die die äußere Oberfläche dieses
Zwischenstücks umgibt und bildet mit diesem die Hilfsfluidkammer.
Andererseits umgibt das Zwischenstück mit der als Engstelle dienenden Öff
nung das rohrförmige Teil, und es wird seinerseits durch die Hilfsfluidkam
mer umgeben. Der Raum, der das rohrförmige Teil umgibt, wird daher sinn
voll genutzt zur Vergrößerung der Engstelle und der Hilfsfluidkammer. Das
vergrößerte Volumen führt zur Verringerung des Innendruckes der Haupt
fluidkammer bei extremem Anstieg, selbst dann, wenn eine hohe Belastung
auf das elastische Stützmaterial ausgeübt wird. Das größere Volumen der
Hilfsfluidkammer führt auch zur Vergrößerung der Masse im Fluidresonanzsy
stem, das gebildet wird durch das Fluid in der Engstelle als "Masse" und die
in Reihe geschalteten Federn, die gebildet werden durch die Federwirkung
des elastischen Stützmaterials in Ausdehnungsrichtung und die Stützfeder
des beweglichen Teils. Dadurch wird die Dämpfungscharakteristik des
Fluidresonanzsystems verbessert, und die Antriebsbelastung zur Steuerung
wird durch Verwendung der Fluidresonanz reduziert.
Das Zwischenstück, das die als Engstelle dienende Öffnung aufweist, kann
durch ein elastisches Rohr gebildet werden.
Auf diese Weise kann die Öffnung leicht hergestellt werden. Es ist daher
leicht, die Resonanzfrequenz des Fluidresonanzsystems einzustellen und Öff
nungen unterschiedlicher Charakteristika auszubilden.
Andererseits kann das Zwischenstück mit der Engstelle aus einem Metall
rohr gebildet werden. In diesem Falle kann es das innere rohrförmige Teil
bei der Aufnahme von senkrechten Lasten unterstützen. Weiterhin kann das
Zwischenstück gebildet werden durch Umbiegen einer oberen Verlängerung
des rohrförmigen Teils.
Eine derartige Konstruktion hat den Vorteil, daß die Herstellungskosten ver
ringert werden.
Vorzugsweise umfaßt das bewegliche Teil eine Druckplatte, die teilweise die
Hauptfluidkammer begrenzt, und eine flache Feder, die im Mittelbereich der
Oberfläche der Druckplatte mit dieser verbunden ist, die von der Hauptfluid
kammer abgewandt ist. Der Umfang der flachen Feder ist fest verbunden mit
demjenigen Teil von schwingendem Körper und festem Untergrund, das
auch mit dem rohrförmigen Teil verbunden ist.
Wenn erfindungsgemäß die durch den Antrieb erzeugte Kraft auf die Druck
platte übertragen wird, wird diese bei gleichzeitiger elastischer Verformung
der flachen Feder verschoben. Dadurch ändert sich das Volumen der Haupt
fluidkammer. Da die flache Feder den Mittelpunkt der Druckplatte und den
schwingenden Körper bzw. den festen Untergrund miteinander verbindet, ist
die elastische Verformung der flachen Feder relativ stark. Selbst wenn daher
die Feder zur Erhöhung der Haltbarkeit dicker ausgebildet wird, kann die
Druckplatte mit relativ kleiner Kraft relativ weit verschoben werden.
Vorzugsweise ist wenigstens diejenige Oberfläche der Druckplatte, die der
Hauptfluidkammer zugewandt wird, mit einem elastischen Film bzw. einer
Folie überzogen. Der Umfangsrand dieses Filmes liegt auf dem Umfangsrand
der flachen Feder und ist wiederum mit dem schwingendem Körper bzw.
dem festen Untergrund verbunden.
Der elastische Film dient daher als eine Dichtung, die verhindert, daß das
Fluid aus der Hauptfluidkammer zu der Seite der flachen Feder der Druck
platte austreten kann.
Alternativ kann die Druckplatte vollständig mit einem elastischen Film oder
einer Folie durch Abbindungs-Adhäsion überzogen werden. In diesem Falle
wird vermieden, daß die Druckplatte und die flache Feder direkt zusammen
treffen. Vorzugsweise liegt ein elastischer Anschlag zwischen der flachen Fe
der und dem Umfang der Oberfläche der Druckplatte, die der flachen Feder
zugewandt ist.
Der Umfang der flachen Feder, die in Richtung des schwingenden Körpers
oder des festen Untergrundes befestigt ist, folgt nicht der Verschiebung der
Druckplatte. Folglich erweitert und verkleinert sich der Zwischenraum zwi
schen der flachen Feder und dem Umfang entsprechend der Bewegung der
Druckplatte. Wenn die Druckplatte stark in Richtung der flachen Feder ver
schoben wird, verformt sich der Anschlag bis hin zum vollständigen Zusam
mendrücken. Dies ermöglicht es, daß die Druckplatte in Richtung der fla
chen Feder verschoben wird, während sich der Anschlag elastisch verformt.
Da der Anschlag im übrigen am Umfang der Druckplatte liegt, wirkt er früh
zeitig gegen eine Bewegung der Druckplatte.
Der Abstand zwischen dem Umfang der Druckplatte und der flachen Feder
hat keinen Einfluß auf die Ausgangsleistung des Antriebs und kann daher
groß sein. Je größer dieser Zwischenraum ist, desto dicker kann der An
schlag sein, und desto weicher kann das elastische Material des Anschlags
sein. Wenn der Anschlag weich ist, kann er durch eine kleine Kraft weit zu
sammengedrückt werden, so daß eine geringe Antriebsleistung des Antriebs
zu einer großen Verschiebung der Druckplatte ausreicht.
Bei dieser Konstruktion ist es nicht notwendig, das bewegliche Teil oder den
Antrieb mit Einschnitten zur Unterbringung des Anschlags zu versehen.
Der Anschlag kann an dem elastischen Film oder auch als getrenntes ringför
miges Teil ausgebildet sein, das an der Druckplatte befestigt ist. Es ist daher
möglich, die Eigenschaften des Anschlags durch Auswahl der Dicke oder der
Anzahl der Ringe zu variieren.
In Verbindung mit dem elektromagnetischen Antrieb zur Erzeugung einer
elektromagnetischen Kraft kann ein Magnetflußleiter vorgesehen sein, der in
einem Teilbereich des beweglichen Teils angebracht ist, der dem elektro
magnetischen Antrieb zugewandt ist.
Der Abstand zwischen dem Magnetflußleiter, der an dem beweglichen Teil
befestigt ist, und dem elektromagnetischen Antrieb ist wichtig für die von
dem Antrieb abgegebene Leistung. Nach einer Ausführungsform ist der
Magnetflußleiter ein gesondertes Teil. Dadurch werden die Funktion der Bil
dung eines Magnetflusses und die Funktion der Druckaufnahme voneinander
getrennt, so daß beide Funktionen, also der Magnetfluß und die Druckaufnah
me aus der Hauptfluidkammer durch das bewegliche Teil gesondert opti
miert werden können.
Der elektromagnetische Antrieb kann nicht auf der Seite der Hauptfluidkam
mer der Druckplatte angeordnet sein, da eine Abdichtung und dergleichen
erforderlich wäre, und er befindet sich daher auf der anderen Seite. In dieser
Position befindet sich auch die flache Feder. Es ist daher schwierig den Zwi
schenraum zwischen der Druckplatte und dem elektromagnetischen Antrieb
klein zu halten. Wenn die Druckplatte eine Magnetbahn bildet, wird die Aus
gangsleistung des elektromagnetischen Antriebs nicht verbessert. Erfin
dungsgemäß wird die Ausgangsenergie des Antriebs jedoch durch den
Magnetflußleiter als Teil des Magnetkreises erhöht.
Der elektromagnetische Antrieb umfaßt vorzugsweise ein Joch, das das Ende
des rohrförmigen Teils auf der Seite des schwingenden Körpers oder festen
Untergrunds abstützt. Das Joch ist entweder mit dem schwingenden Körper
oder dem festen Untergrund verbunden.
Soweit hier wiederholt auf eine Verbindung mit dem schwingenden Körper
oder dem festen Untergrund Bezug genommen wird, soll klargestellt werden,
daß die Orientierung der erfindungsgemäßen Stütze zwischen dem schwin
gendem Körper und dem Untergrund gegenüber der in den Figuren gezeig
ten Stellung auch umgekehrt gewählt werden kann, daß also das elastische
Stützmaterial auf dem Untergrund und der Antrieb, das rohrförmige Teil etc.
dem schwingenden Körper zugewandt sein kann.
Vorzugsweise ist auch ein Außenrohr vorgesehen, das das innere Rohr oder
rohrförmige Teil umgibt und sich zwischen den beiden Enden des inneren
Rohres erstreckt. Das innere Rohr und das äußere Rohr bilden einen Zwi
schenraum, in dem sich die Hilfsfluidkammer und die Engstelle befinden.
Erfindungsgemäß wird ein Teil der Last zwischen den beiden Enden des in
neren Rohres durch das äußere Rohr übernommen. Dadurch wird die Bela
stung des Innenrohres verringert, so daß dieses schwächer ausgebildet wer
den kann. Im übrigen umgibt und schützt das Außenrohr die Hilfsfluidkam
mer und das Zwischenstück mit der Öffnung zur Verbindung der beiden Flu
idkammern, sowie die Membran, die die Hilfsfluidkammer nach außen be
grenzt.
Vorzugsweise ist ein Fluidresonanzsystem vorgesehen, das gebildet wird
durch das Fluid in der Engstelle als Masse und die Federkraft des elastischen
Stützmaterials in Ausdehnungsrichtung sowie die Federkraft, die das bewegli
che Teil abstützt. Die Frequenz für eine maximale Dämpfung ist in dem Flüs
sigkeitsresonanzsystem im wesentlichen gleich der Frequenz der Schwin
gung, die durch den schwingenden Körper erzeugt wird.
Während die Schwingung mit dieser Frequenz eingetragen wird, erfolgt die
Dämpfung durch Flüssigkeitsresonanz und die erforderliche Antriebsleistung
des Antriebs ist sehr gering. Es ist daher möglich, die Federn in Ausdeh
nungsrichtung des elastischen Materials weit zu dehnen. Dies beruht darauf,
daß die passive Kraft, die durch Fluidresonanz während der Steuerung erzielt
wird, der Kraft des Antriebs hinzuaddiert werden kann.
Die maximale Dämpfung wird im allgemeinen erforderlich bei der Leerlauf
drehzahl, insbesondere eines Fahrzeugmotors und vor allem eines Dieselmo
tors.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer Maschinenstütze entsprechend
einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs und zeigt
die Anordnung einer Maschinenstütze;
Fig. 3 ist ein Diagramm der Frequenz und zeigt die Charakteristik
der dynamischen Feder und der Dämpfung;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Fahrzeugs mit einer
angedeuteten erfindungsgemäßen Maschinenstütze;
Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Charakteristik der Frequenz
der notwendigen Steuerkraft des Antriebs;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm und veranschaulicht den durch die
Steuerung durchgeführten Prozeß;
Fig. 7 ist ein Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 8 bis 17 sind entsprechende Darstellungen einer dritten bis zwölf
ten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine aktive Maschinenstütze als schwingungsdämpfende Abstüt
zung gemäß einer ersten Ausführungsform. Eine aktive Maschinenstütze
dämpft aktiv die Schwingungen, die von der Maschine eines Fahrzeugs auf
den Fahrzeugaufbau übertragen werden.
Fig. 2 zeigt die Gesamtkonstruktion, in der die Maschine in der Praxis unter
gebracht ist.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist die Maschinenstütze 1 kreisförmig, und sie besitzt ei
ne senkrechte Achse. Die Maschinenstütze 1 ist vorgesehen zur senkrechten
Abstützung eines schwingenden Körpers. Die Maschinenstütze 1 umfaßt eine
Verbindungseinrichtung 2 mit einem Bolzen 2a auf ihrer Oberseite zur Mon
tage einer Maschine 30 als Schwingungskörper. Die Verbindungseinrichtung
2 weist einen hohlen, konischen Abschnitt 2b an der Unterseite mit einem
Axialschnitt in der Form eines umgekehrten Trapez auf. Der konische Ab
schnitt 2b besitzt eine senkrechte Achse. Ein elastisches Stützmaterial 3 ist
durch Kleben oder Vulkanisieren an der Unterseite der Verbindungseinrich
tung 2 befestigt und deckt den Umfang und den Boden des konischen Ab
schnitts 2b ab.
Das elastische Stützmaterial 3 ist verhältnismäßig dick und insgesamt kreis
förmig ausgebildet. Es fällt vom Mittelpunkt zum Rand flach ab. Der äußere
Umfang des elastischen Stützmaterials 3 ist durch Kleben mit der inneren
Umfangsfläche eines inneren Rohres 4 verbunden, das koaxial zu dem koni
schen Abschnitt 2b angeordnet ist.
Das innere Rohr 4 besitzt einen radialen, oberen Flansch 4a und eine koni
sche Wand 4b, die sich nach unten und innen von dem radial-inneren Rand
des Flansches 4a erstreckt. Das elastische Stützmaterial 3 ist mit der Innen
fläche der konischen Wand 4b verbunden. Der Boden der konischen Wand 4b
ist bogenförmig nach radial-auswärts umgebogen und bildet einen Halsbe
reich 4c. Das innere Rohr 4 weist weiterhin einen flachen Bereich 4d auf, der
sich waagerecht nach außen vom unteren Ende des Halsbereichs 4c er
streckt. Der flache Bodenbereich 4d weist einen umlaufenden Rand 4e auf.
Im Axialschnitt hat das innere Rohr 4 die Form eines doppelten V, das nach
außen umgelegt und von radial-auswärts offen ist. Das elastische Stützmaterial
3 geht über in einen elastischen Film 3a, der die Unterseite des flachen Bo
denbereichs 4d und den umlaufenden Rand 4e abdeckt.
Das elastische Stützmaterial 3 begrenzt einen zylindrischen Hohlraum 3b in
seinem Inneren, der koaxial zu dem inneren Rohr 4 liegt. Der zylindrische
Hohlraum 3b ist im Durchmesser kleiner als der Halsbereich 4c des inneren
Rohres 4 und weist einen offenen Boden in Höhe des flachen Bodenbereichs
4d auf.
Die oberen, äußere und untere Oberfläche des oberen Flansches 4a des inne
ren Rohres 4 werden erfaßt durch den oberen Bereich 5a eines äußeren Roh
res 5, das koaxial zu dem inneren Rohr 4 liegt. Das äußere Rohr 5 weist eine
zylindrische Wand 5b auf, die sich vom oberen Bereich senkrecht nach unten
erstreckt. Die zylindrische Wand 5b umgibt den Umfang des inneren Rohres
4 mit einem Abstand zwischen beiden. Der Bodenbereich 5c des äußeren
Rohres 5 umgibt und erfaßt den Umfangsrand 4e des inneren Rohres 4, ei
nen oberen Flansch 6a eines Antriebsgehäuses 6 und die Umfangsbereiche
von Teilen, die später erläutert werden sollen und zwischen beiden gestapelt
sind. Der Bodenbereich 5c ist mit diesen Teilen zusammengefaßt.
Das Antriebsgehäuse 6 ist zylindrisch und an der Oberseite offen, und es liegt
koaxial zu dem inneren Rohr 4. Von der Unterseite des Bodens des Antriebs
gehäuses 6 springt ein Bolzen 7 zur Befestigung auf einem Stützglied 35 vor,
das am Fahrzeugaufbau 36 angebracht ist. Der Kopf 7a des Bolzens 7 liegt im
Zentrum 8a eines Ringes 8, der auf die Bodenfläche des Antriebsgehäuses 6
aufgelegt ist.
Das Antriebsgehäuse 6 enthält einen elektromagnetischen Antrieb 10 koaxial
innerhalb des Gehäuses. Der elektromagnetische Antrieb 10 umfaßt ein zylin
drisches Joch 10A, das auf den Ring 8 aufgelegt ist, eine Erregerspule 10B,
die in das Joch 10A angrenzend an dessen Oberseite koaxial zu dem Joch
eingebettet ist, und einen Permanentmagneten 10C, der an der Oberseite des
Jochs 10A innerhalb der Erregerspule 10B befestigt ist. Die Pole des Perma
nentmagneten 10C sind senkrecht gerichtet. Der elektromagnetische Antrieb
10 wird gehalten durch einen Adapter 10a, der zwischen der Innenfläche
des Antriebsgehäuses 6 und der Außenfläche des Jochs 10A liegt.
Unterhalb des inneren Rohres 4 ist eine Druckplatte 11 in der Form einer
dünnen Metallscheibe parallel zu dem flachen Bodenbereich 4d eingefügt. Im
einzelnen berührt eine mittlere obere Oberfläche der Druckplatte 11 ein Di
stanzstück 12, dessen Boden einen Mittelbereich einer kreisförmigen, fla
chen Feder 13 berührt. Ein unterer, mittleren Flächenbereich der flachen
Feder 13 berührt die Oberseite eines Magnetflußleiters 14, der aus Eisen
oder einem anderen magnetisierbaren Metall bestehen kann. Diese Teile
11, 12, 13 und 14 sind miteinander durch Nieten 15 verbunden, die sich
senkrecht durch die Teile hindurch erstrecken. Bei dieser Ausführungsform
bilden die Teile 11 bis 14 eine bewegliche Anordnung.
Die Druckplatte 11 wird vollständig mit einem elastischen Film 11A durch
Abbindungs-Adhäsion überzogen. Der elastische Film 11A besitzt einen größe
ren Durchmesser als die Druckplatte 11 und besitzt einen Umfangsbereich
11a, der sich nach außen über die Druckplatte 11 hinaus erstreckt. Der Um
fangsbereich 11a wird auf den Umfangsbereich der flachen Feder 13 aufge
legt. Diese Umfangsbereiche werden miteinander verbunden, während ein
ringförmiges Distanzstück 5d zwischen den Umfangsbereich 4e des inneren
Rohres 4 und den Flansch 6a des Antriebsgehäuses 6 eingefügt wird.
Der Magnetflußleiter 14 umfaßt einen scheibenförmigen Bodenbereich 14A,
der im wesentlichen die Oberseite des Jochs 10A des elektromagnetischen
Antriebs mit geringem Abstand überdeckt.
Der elastische Film 11A besitzt einen ringförmigen Anschlag 11b, der an sei
ner unteren Oberfläche gebildet ist durch Verstärkung im Umfang der
Druckplatte 11.
Die Dicke und Steifigkeit des Anschlags 11b sollten derart gewählt sein, daß
verhindert wird, daß der Magnetflußleiter 14 und der elektromagnetische
Antrieb 10 miteinander zusammenstoßen. Da der Umfangsbereich der fla
chen Feder 13 an dem Antriebsgehäuse 6 befestigt ist, vergrößert oder ver
kleinert sich der Zwischenraum zwischen dem Umfangsbereich und der
Druckplatte 11 bei senkrechter Bewegung der Druckplatte 11. Wenn die
Druckplatte 11 nach unten bewegt wird und der Zwischenraum zwischen der
Druckplatte und der flachen Feder 13 geringer wird, verformt sich der An
schlag 11b elastisch zur Kontraktion. Wenn der Anschlag 11b sich nicht ela
stisch verformen kann, wird der Anschlag wirksam. Daher können Dicke und
Steifigkeit des Anschlags 11b so gewählt werden, daß ein Zwischenraum ver
bleibt zwischen dem Magnetflußleiter 14 und dem elektromagnetischen An
trieb 10, wenn der Anschlag 11b auf die geringste Größe zusammengezogen
ist.
Das innere Rohr 4 und das äußere Rohr 5 begrenzen einen ringförmigen Zwi
schenraum, in den ein Zwischenteil 16 eingefügt ist, das Kanäle aufweist. Ei
ne Membran 17 umgibt den Umfang des Zwischenteils 16.
Das Zwischenteil 16 ist eine Gummihülse aus elastischem Material, die an der
äußeren Oberfläche der konischen Wand 4b des inneren Rohres 4 anhaftet.
Die Form des Zwischenteils 16 ist ähnlich derjenigen des inneren Rohres 4,
jedoch wird ein ringförmiger Zwischenraum 16A gebildet zwischen dem
Halsbereich des Zwischenteils 16 und dem Halsbereich 4C.
Die Membran 17 wird gebildet durch einen Schlauchabschnitt aus Gummi
oder dergleichen in der Form eines elastischen Films oder einer elastischen
Folie. Der obere und untere Rand der Membran 17 werden eingespannt zwi
schen der inneren Oberfläche des äußeren Rohres 5 und der äußeren Ober
fläche des Zwischenteils 16 auf dem gesamten Umfang. Der axiale Zwischen
bereich der Membran 17 ist lose, kann sich also leicht ausdehnen oder zu
sammenziehen.
Der zylindrische Hohlraum 3b in dem elastischen Stützmaterial 3 und die
Druckplatte 11 begrenzen eine Hauptfluidkammer 18. Das Zwischenteil 16
und die Membran 17 begrenzen eine Hilfsfluidkammer 19 miteinander. Die
Hauptfluidkammer 18 steht mit dem Zwischenraum 16A über einen Kanal
16a in Verbindung, der durch den Halsbereich 4c des inneren Rohres 4 und
das elastische Stützmaterial 3 hindurch gebildet ist. Der Zwischenraum 16A
steht mit der Hilfsfluidkammer 19 über einen Kanal 16b in Verbindung, der
in dem Zwischenteil 16 ausgebildet ist. Der Kanal 16b liegt in Umfangsrich
tung in Abstand von etwa 180° zu dem Kanal 16a. Die Hauptfluidkammer 18,
der Kanal 16A und die Hilfsfluidkammer 19 werden mit Öl oder einem ande
ren Fluid gefüllt.
Die Masse des Fluids in dem Zwischenraum 16A und die Charakteristika des
Fluidresonanzsystems, das durch die Feder in Entspannungsrichtung des ela
stischen Stützmaterials 3 und die flache Feder 13 gebildet wird, wird so ein
gestellt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, daß die Frequenz für die maximale Dämp
fung der Frequenz der Leerlaufschwingungen gleicht, die erzeugt werden,
wenn das Fahrzeug anhält.
Die Erregerspule 10B des elektromagnetischen Antriebs 10 wird über ein
Leitungssystem 20A mit einer Steuereinheit 20 verbunden. Wie in Fig. 2
durch ein Blockdiagramm gezeigt ist, kann die Erregerspule 10B eine spezifi
sche elektromagnetische Kraft erzeugen, die dem Treibersignal y entspricht,
wenn Treiberstrom von der Steuereinheit 20 zugeführt wird.
Die Steuereinheit 20 umfaßt einen Mikrocomputer, eine Interface-Schaltung,
soweit erforderlich, einen A/D-Wandler, einen D/A-Wandler, einen Verstär
ker etc. Wenn eine Schwingung bei Leerlauffrequenz oder einer höheren Fre
quenz (beispielsweise bei der inneren Eigenfrequenz) eingeleitet wird, er
zeugt die Steuereinheit 20 ein Treibersignal y, das der Erregerspule 10B zu
geleitet wird und das eine Steuerschwingung zur Folge hat, die dieselbe Peri
ode (Zyklus) aufweist, wie die Schwingung in der Maschinenstütze 1, so daß
die Übertragungskraft der Schwingung auf das Stützglied 35 bei "0" liegt (ge
nauer gesagt, so daß die Erregerkraft, die in die Maschinenstütze 1 durch die
Schwingung der Maschine 30 eingeleitet wird, durch die Steuerkraft ver
schoben wird, die erzielt wird durch elektromagnetische Kraft des elektro
magnetischen Antriebs 10).
In Verbindung mit beispielsweise einer hin- und hergehend laufenden Vier
zylindermaschine werden eine Leerlaufschwingung und eine innere Eigen
schwingung vor allem verursacht durch die Maschinenschwingung der Se
kundärkomponente der Maschinendrehung, die über die Maschinenstütze 1
auf das Stützglied 35 übertragen wird. Der Übertragungsgrad der Schwingung
kann reduziert werden durch Erzeugung und Abgeben eines Treibersignals y
synchron zu der Sekundärkomponente der Maschinendrehung. Bei dieser
Ausführungsform erzeugt ein Impulssignalgenerator 21 ein Impulssignal syn
chron zu der Drehung der Kurbelwelle der Maschine 30 (beispielsweise bei
einer Vierzylinder-Kolbenmaschine ein Impulssignal für eine Kurbelwellen
drehung von 180°) und liefert das Signal als Bezugssignal x. Die Steuereinheit
nimmt das Bezugssignal x als Signal auf, das die Erzeugung von Schwingungen
in der Maschine 30 repräsentiert.
An dem Stützglied 35 ist ein Beschleunigungssensor 22 in der Nähe der Ma
schinenstütze 1 befestigt. Der Beschleunigungssensor 22 erfaßt die Schwin
gung des Stützgliedes 35 in der Form von Beschleunigungen und liefert ein
Signal als das Restschwingungssignal e. Die Steuereinheit 20 nimmt das Rest
schwingungssignal e als Signal auf, das die Schwingung nach dem Eingriff re
präsentiert.
Die Steuereinheit 20 erzeugt und liefert ein Treibersignal y auf der Basis des
Bezugssignals x und des Restschwingungssignals e entsprechend einem gefil
terten X-LMS-Algorithmus, der ein schrittweiser aktualisierter Algorithmus
ist. Genauer gesagt, ist der Algorithmus ein synchroner, gefilterte X-LMS-Al
gorithmus.
Die Steuereinheit 20 weist ein adaptives Digitalfilter W auf, deren Filterfaktor
Wi (i = 0, 1, 2, . . . ., I - 1; I ist die Anzahl der Schritte) variabel ist. Die Steuer
einheit 20 liefert die Filterfaktoren Wi des adaptiven Digitalfilters W der Rei
he nach als Treibersignal y in vorgegebenen Testintervallen von dem Zeit
punkt an, wenn das letzte Bezugssignal x eingegeben worden ist. Wenn not
wendig, aktualisiert die Steuereinheit 20 die Filterfaktoren Wi des adaptiven
Digitalfilters W entsprechenden dem Bezugssignal x und dem Restschwin
gungssignal e, damit die Schwingung, die von der Maschine 30 über die Ma
schinenstütze 1 auf das Stützglied 35 übertragen wird, gedämpft wird.
Entsprechend dem gefilterten X-LMS-Algorithmus kann die Aktualisierungs
gleichung des adaptiven Digitalfilters W durch folgende Gleichung dargestellt
werden (1):
Wi(n+1) = Wi(n) - µRTe(n) (1)
In dieser Gleichung repräsentieren Ausdrücke mit "n" Werte zu dem Zeit
punkt n. µ ist ein Faktor, der als Konvergenzfaktor bezeichnet werden soll
und sich auf die Geschwindigkeit und Stabilität der Konvergenz des Filterfak
tors Wi bezieht. RT ist theoretisch ein Wert (Bezugssignal oder gefiltertes x-
Signal), der dem Bezugssignal x entspricht, das gefiltert ist durch ein Trans
ferfunktionsfilter C′, das heißt, ein Modell der Transferfunktion C zwischen
der Kraft, die durch den elektromagnetischen Antrieb 10 erzeugt wird, und
dem Beschleunigungssensor 22. Bei dieser Ausführungsform ist das Bezugs
signal x gebildet durch eine Reihe von Impulsen als Ergebnis der Anwendung
des synchron gefilterten X-LMS-Algorithmus. Wenn daher Impulsfolgesignale
des Transferfunktionsfilters C′ nacheinander synchron zu dem Bezugssignal x
erzeugt werden, fällt RT mit der Summe zum Zeitpunkt n der Impulsfolge
Wellenform zusammen.
Theoretisch filtert das adaptive Digitalfilter W das Bezugssignal x zur Erzeu
gung des Treibersignals y. Die Filterung entspricht einer Umwandlungsopera
tion von Digital-Operationen. Da das Bezugssignal x als Reihe von Impulsen
gebildet ist, führt die Abgabe des Filterfaktors Wi des adaptiven Digitalfilters
W der Reihe nach als Treibersignal y in vorgegebenen, zeitlich beabstandeten
Intervallen vom Zeitpunkt, an dem das letzte Bezugssignal x eingegeben wor
den ist, wie oben erwähnt wurde, zum selben Ergebnis, wie im Falle, in dem
die Filterung zum Treibersignal y führt.
Ein Modell einer Maschinenstütze 1 ist in Fig. 4 gezeigt, in der folgende Be
zeichnungen verwendet werden:
Mf ist die Masse (kg) des in dem Zwischenraum 16A enthaltenen
Fluids;
Cf ist der viskose Dämpfungskoeffizient (Ns/m) des Fluids in dem Zwischenraum 16A;
Km ist die Federkonstante (N/m) des elastischen Stützmaterials 3 in Stützrichtung;
Ke ist die Federkonstante (N/m) des elastischen Stützmaterials 3 in Ausdehnungsrichtung;
Kp ist die Federkonstante (N/m) der flachen Feder 13;
fa ist die Steuerkraft (N), die durch den elektromagnetischen An trieb 10 auf den Magnetflußleiter 14 ausgeübt wird;
x₀ ist die Amplitude (n), die von der Maschine 30 in die Maschi nenstütze 1 eingeleitet wird;
xf ist die Verschiebung (m) des Fluids in dem Zwischenraum 16A;
xl ist die Verschiebung (m) des oberen Bereichs der Feder in Aus dehnungsrichtung des elastischen Stützmaterials 3;
xp ist die Verschiebung (m) des Magnetflußleiters 14;
f ist die Hebelreaktion (N);
f ist die Kraftübertragung (N) auf das Stützglied 35;
R ist das Verhältnis (Ap/Au) der Druckaufnahmebereiche Ap (m²) der Druckplatte 11 zu dem wirksamen Druckaufnahmebereich Au (m²) der Feder in Ausdehnungsrichtung des elastischen Stützmaterials 3;
r ist das Verhältnis (Au/Ao) des effektiven Druckaufnahmebereichs Au (m²) zu dem Druckaufnahmebereich Ao (m²) des Zwischen raums 16A.
Cf ist der viskose Dämpfungskoeffizient (Ns/m) des Fluids in dem Zwischenraum 16A;
Km ist die Federkonstante (N/m) des elastischen Stützmaterials 3 in Stützrichtung;
Ke ist die Federkonstante (N/m) des elastischen Stützmaterials 3 in Ausdehnungsrichtung;
Kp ist die Federkonstante (N/m) der flachen Feder 13;
fa ist die Steuerkraft (N), die durch den elektromagnetischen An trieb 10 auf den Magnetflußleiter 14 ausgeübt wird;
x₀ ist die Amplitude (n), die von der Maschine 30 in die Maschi nenstütze 1 eingeleitet wird;
xf ist die Verschiebung (m) des Fluids in dem Zwischenraum 16A;
xl ist die Verschiebung (m) des oberen Bereichs der Feder in Aus dehnungsrichtung des elastischen Stützmaterials 3;
xp ist die Verschiebung (m) des Magnetflußleiters 14;
f ist die Hebelreaktion (N);
f ist die Kraftübertragung (N) auf das Stützglied 35;
R ist das Verhältnis (Ap/Au) der Druckaufnahmebereiche Ap (m²) der Druckplatte 11 zu dem wirksamen Druckaufnahmebereich Au (m²) der Feder in Ausdehnungsrichtung des elastischen Stützmaterials 3;
r ist das Verhältnis (Au/Ao) des effektiven Druckaufnahmebereichs Au (m²) zu dem Druckaufnahmebereich Ao (m²) des Zwischen raums 16A.
Die Gleichung der Bewegung dieses Modells kann repräsentiert werden
durch Gleichung (2), die unten angegeben ist. Die Gleichung des Gleichge
wichts der Verschiebung der Aufhängelast ist unten als Gleichung (3) wieder
gegeben. Die Gleichungen des Gleichgewichts der Momente um die Hebel
achsen O₁ und O₂ sind die Gleichungen (4) und (5). Die Gleichung der Über
tragung der Kraft der Maschinenstütze ist die Gleichung (6).
Mf(dxf²/dt²)+Cf(dxf/dt-dx₀/dt)-(l/r)Ke(x₁-R·xp) = 0 (2)
l(xf-x₀) = r (x₁-x₀) (3)
R·Ke(x₁-R·xp)+Kp·xp+fa = 0 (4)
(R-l)Ke(x₁-R·xp)-l·f = 0 (5)
f = Km·x₀-fa+Kp·xp-f (6)
Die Gleichung (6) repräsentiert die Charakteristik der Maschinenstütze 1, die mit Fluid geladen ist, wenn die Steuerkraft fa des elektromagnetischen Antriebs 10 gleich "0" ist. Die dynamische Federkonstante und die Dämp fungscharakteristik sind in Fig. 3 gezeigt. Dagegen wird die Steuerkraft, die notwendig ist, damit der elektromagnetische Antrieb 10 die Übertragungs kraft f in der Gleichung (6) auf "0" bringt, in ihrer Charakteristik in Fig. 5 dargestellt. Der Grund ist, daß die Kraft, die passiv durch die Resonanz des Fluids erzeugt wird, das durch den Zwischenraum 16A während der Steue rung hindurchgeht, der aktiven Steuerkraft hinzugefügt wird, die durch den elektromagnetischen Antrieb 10 erzeugt wird, so daß es möglich ist, den Teil der Kraft zu reduzieren, der durch den elektromagnetischen Antrieb 10 er zeugt wird, wenn die gesamte Steuerkraft die gleiche ist.
l(xf-x₀) = r (x₁-x₀) (3)
R·Ke(x₁-R·xp)+Kp·xp+fa = 0 (4)
(R-l)Ke(x₁-R·xp)-l·f = 0 (5)
f = Km·x₀-fa+Kp·xp-f (6)
Die Gleichung (6) repräsentiert die Charakteristik der Maschinenstütze 1, die mit Fluid geladen ist, wenn die Steuerkraft fa des elektromagnetischen Antriebs 10 gleich "0" ist. Die dynamische Federkonstante und die Dämp fungscharakteristik sind in Fig. 3 gezeigt. Dagegen wird die Steuerkraft, die notwendig ist, damit der elektromagnetische Antrieb 10 die Übertragungs kraft f in der Gleichung (6) auf "0" bringt, in ihrer Charakteristik in Fig. 5 dargestellt. Der Grund ist, daß die Kraft, die passiv durch die Resonanz des Fluids erzeugt wird, das durch den Zwischenraum 16A während der Steue rung hindurchgeht, der aktiven Steuerkraft hinzugefügt wird, die durch den elektromagnetischen Antrieb 10 erzeugt wird, so daß es möglich ist, den Teil der Kraft zu reduzieren, der durch den elektromagnetischen Antrieb 10 er zeugt wird, wenn die gesamte Steuerkraft die gleiche ist.
Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform soll anschließend erläutert werden.
Wenn die Maschine 30 angelassen worden ist und Schwingungen auf die Ma
schinenstütze 1 übertragen werden, führt die Steuereinheit 20 vorgegebene
Vorgänge durch, und sie liefert ein Treibersignal y an den elektromagneti
schen Antrieb 10, so daß die Maschinenstütze 1 eine aktive Steuerkraft zur
Dämpfung der Schwingung erzeugt. Dies wird im einzelnen unten unter Be
zugnahme auf Fig. 6 erläutert, die ein Flußdiagramm darstellt, das schema
tisch den durch die Steuereinheit abgewickelten Vorgang veranschaulicht.
Der Verfahrensablauf gemäß Fig. 6 ist derart, daß ein Vorgang für eine Zyklus
synchron mit dem Bezugssignal x durchgeführt wird, das eine Reihe von Im
pulsen ist, während ein weiteres Verfahren durchgeführt wird für einen Pro
bevorgang synchron zu den Uhr-Impulsen in vorgegebenen Intervallen, die zu
dem Zeitpunkt beginnen, wen das Bezugssignal x eingegeben wird.
Im ersten Schritt 101 erfolgt die Initialisierung.
Im nächsten Schritt 102 wird das Übertragungsfunktionsfilter C′, das in einer
vorgegebenen Speicherregion gespeichert ist, abgelesen.
Im nächsten Schritt 103 wird der Schalter i, der die Anzahl der Abgaben des
Treibersignals y während eines Zyklus zählt, auf Null zurückgestellt.
Im nächsten Schritt 104 wird der i-te Filterfaktor Wi des adaptiven Digitalfil
ters W als Treibersignal y an die Erregerspule 10B des elektromagnetischen
Antriebs 10 abgegeben.
Im nächsten Schritt 105 wird das Restschwingungssignal e ausgelesen.
Im nächsten Schritt 106 wird das Bezugssignal x durch das Transferfunk
tionsfilter C′ zur Ermittlung oder Berechnung des Bezugssignals RT zur Aktu
alisierung gefiltert. Die besondere Arbeitsweise des Bezugssignals RT bei der
Aktualisierung wird oben erläutert.
Im nächsten Schritt 107 wird der Zähler j auf Null zurückgestellt. Der Zähler
j ist ein Zähler, durch den festgestellt wird, ob eine bestimmte Anzahl von
Vorgängen für die Aktualisierung des Filterfaktors Wi des adaptiven Digitalfil
ters W durchgeführt worden ist oder nicht.
Im nächsten Schritt 108 wird der Filterfaktor Wj des adaptiven Digitalfilters
W gemäß der Gleichung (1) aktualisiert.
Im nächsten Schritt 109 wird nach der Aktualisierung im Schritt 108 festge
stellt, ob oder nicht das nächste Bezugssignal x eingegeben worden ist. Ist
das nicht der Fall, geht das Programm weiter zum Schritt 110 für die Aktuali
sierung des nächsten Filterfaktor des adaptiven Digitalfilters W oder zur Ab
gabe eines Treibersignals y.
Im Schritt 110 wird festgestellt, ob der Zähler j den höchsten Wert TAP der
Abfragen (genauer gesagt, den Wert, der die maximale Zahl der Abfragen mi
nus eins bedeutet, da der Zähler j von Null beginnt) erreicht hat oder nicht.
Diese Anzahl ist die Ziffer, die sich ergeben hat durch Dividieren der maxi
malen Periode des Bezugssignals x durch die Abfragezeit. Diese Periode wird
bestimmt durch die niedrigste Drehgeschwindigkeit der Maschine 30. Diese
beurteilt zur Bestimmung, ob der Filterfaktor Wj des adaptiven Digitalfilters W
um die gewünschte Anzahl aktualisiert worden ist, nachdem das Treiber
signal y, das auf dem Filterfaktor Wi basiert, bei Schritt 104 abgegeben wor
den ist.
Wenn die Antwort im Schritt 110 "nein" lautet, wird der Zählerstand bei
Schritt 111 erhöht, und das Verfahren wird von Schritt 108 an wiederholt.
Wenn die Antwort bei Schritt 110 "ja" lautet, schreitet der Prozeß fort zu
Schritt 112, da angenommen werden kann, daß der Filterfaktor des adapti
ven Digitalfilters W über die gewünschte Anzahl aktualisiert worden ist.
Bei Schritt 113 wird geprüft, ob oder nicht ein Filterfaktor Wi den höchsten
Wert Wmax des Treibersignals überschreitet, das der maximalen Steuerkraft
entspricht, die der elektromagnetische Antrieb 10 abgeben kann. Ist das
nicht der Fall, schreitet der Prozeß weiter zu Schritt 114, bei dem der Kor
rekturfaktor β auf "1" gesetzt wird. Ist das der Fall, geht das Verfahren weiter
zu Schritt 115, bei dem der Korrekturfaktor β auf eine Ziffer gesetzt wird,
die größer als "0", jedoch kleiner als "1" ist.
In Schritt 115 wird das Resultat der Multiplikation jedes Filterfaktors Wi mit
dem Korrekturfaktor β auf einen Wert unterhalb des höchsten Wertes Wmax,
jedoch in der Nähe dieses Wertes gesetzt.
Im nächsten Schritt 116 wird jeder Filterfaktor Wi mit dem Korrekturfaktor
β multipliziert, und der Filterfaktor Wi wird ersetzt durch das Ergebnis der
Multiplikation.
Die Schritte 112 bis 116 werden aus folgenden Gründen durchgeführt. Wenn
ein Treibersignal y erzeugt würde unter Verwendung des Filterfaktors Wj der
in Schritt 108 aktualisiert worden ist, und wenn ein Höchstwert vorgegeben
ist für das Treibersignal y, das abgegeben werden kann, überschreitet auf
grund der Charakteristik der Steuereinheit 20, des elektromagnetischen An
triebs 10, etc., das Treibersignal y den Höchstwert, so daß es zwangsweise
auf diesen Wert korrigiert würde, während das Treibersignal y nicht abgege
ben würde, wie es ist, und folglich wäre dies eine Äquivalenz zu dem Treiber
signal y, bei dem höhere harmonische Komponenten, die tatsächlich nicht
existieren, überlagert werden, so daß die Dämpfungssteuerung beeinträchtigt
werden kann.
Mit anderen Worten, durch Durchführung der Schritte 112 bis 116 wird das
Treibersignal y, wenn es den Höchstwert überschreitet, insgesamt reduziert
in derselben Form, und nur seine Höhe wird korrigiert, so daß die Überlage
rung mit unnötigen harmonischen Komponenten leicht vermieden werden
kann.
Nach Abschluß des Schrittes 116 schreitet das Verfahren weiter zu Schritt
117. Hier wird der Schalter i um eine Stelle hochgerückt. Danach, wenn die
Zeit, die dem vorgegebenen Abfrageintervall entspricht, verstrichen ist,
nachdem Schritt 104 zuvor durchgeführt worden ist, kehrt das Verfahren zu
Schritt 104 zurück und die oben erwähnten Schritte werden wiederholt.
Wenn bei Schritt 109 festgestellt wird, daß das Bezugssignal x eingegeben
worden ist, kehrt das Verfahren zu Schritt 103 zurück, und die oben erwähn
ten Schritte werden wiederholt.
Als Ergebnis der Wiederholung des Verfahrens führt die Steuereinheit 20
dem elektromagnetischen Antrieb 10 der Maschinenstütze 1 Filterfaktoren
Wi des adaptiven Digitalfilters W in der Reihenfolge des Treibersignals y zu,
und zwar in vorgegebenen Abfrageintervallen vom Zeitpunkt an, zu dem das
Bezugssignal x eingegeben wird. Als Ergebnis wird Magnetkraft in der Erre
gerspule 10B entsprechend dem Treibersignal y erzeugt. Da der Magnetfluß
leiter 14 bereits eine bestimmte Magnetkraft aufgrund des Dauermagneten
10C aufweist, kann davon ausgegangen werden, daß die Magnetkraft der Er
regerspule 10B zur Stärkung oder Schwächung der Magnetkraft des Dauer
magneten 10C dient. Mit anderen Worten, wenn die Erregerspule 10B nicht
mit dem Treibersignal y versorgt wird, werden der Magnetflußleiter 14 und
die Druckplatte 11, die an diesem befestigt ist, in die neutrale Position ver
schoben, während die elastische Stützkraft der flachen Feder 13 und die
Magnetkraft des Dauermagneten 10C miteinander ausgeglichen sind. Wenn in
diesem Neutralzustand die Erregerspule 10B mit dem Treibersignal y ver
sorgt wird, und wenn dieses Signal bewirkt, daß die Erregerspule 10B eine
Magnetkraft erzeugt, die entgegengesetzt zu der Polarität des Dauermagneten
10C ist, dann werden die Druckplatte 11 und der Magnetflußleiter 14 so ver
schoben, daß sie einen weiteren Abstand von dem elektromagnetischen An
trieb 10 erreichen. Wenn andererseits die Magnetkraft der Erregerspule 10B
und des Dauermagneten 10C in der Polarität zusammenfallen, werden die
Druckplatte 11 und der Magnetflußleiter 14 so verschoben, daß sie einen ge
ringeren Abstand von dem elektromagnetischen Antrieb 10 erlangen.
Die Druckplatte 11 kann daher vertikal durch die Magnetkraft verschoben
werden, die erzeugt wird durch den elektromagnetischen Antrieb 10. Wenn
die Druckplatte 11 vertikal verschoben wird, ändert sich das Volumen der
Hauptfluidkammer 18. Wegen dieser Änderung verformt sich die Feder in
Ausdehnungsrichtung des elastischen Stützmaterials 3, und aktive Abstütz
kräfte in Gegenrichtung werden in der Maschinenstütze 1 erzeugt. Jeder Fil
terfaktor Wi des adaptiven Digitalfilters W, der zu dem Treibersignal y wird,
wird nacheinander aktualisiert mit Hilfe der Gleichung (1) entsprechend
dem synchronen, gefilterten X-LMS-Algorithmus. Daher wird, nachdem jeder
Filterfaktor Wi des adaptiven Digitalfilters W zu einem optimalen Wert kon
vergiert, wenn eine bestimmte Zeit vergangen ist, die Leerlaufschwingung
und die innere Eigenschwingung der Maschine 30 über die Maschinenstütze
1 auf das Stützglied 35 übertragen und durch Zufuhr des Treibersignals y zu
der Maschinenstütze 1 gedämpft.
Insbesondere bei dieser Ausführungsform steht die Hauptfluidkammer 18
über den Zwischenraum 16A mit der Hilfsfluidkammer 19 in Verbindung,
und die Resonanzfrequenz des Fluidresonanzsystems der Leerlauffrequenz
des Systems gleichgesetzt. Wenn daher die Schwingungsfrequenz, die von
der Maschine 30 auf die Maschinenstütze 1 übertragen wird, in der Nähe der
Leerlauffrequenz liegt, tritt Fluidresonanz auf zwischen der Haupt- und der
Hilfsfluidkammer 18, 19 über den Zwischenraum 16A, wenn die elektro
magnetische Kraft des elektromagnetischen Antriebs 10 die Druckplatte
senkrecht bewegt und das Volumen der Hauptfluidkammer 18 geändert wird.
Als Ergebnis kann derselbe elektromagnetische Antrieb 10 eine stärkere
Steuerkraft ausüben. Insbesondere kann ein Steuerschwingung mit einer
großen Amplitude einer Leerlaufschwingung mit großer Amplitude überlagert
werden, die durch die Maschine 30 erzeugt wird, so daß eine ausgezeichnete
Schwingungsisolierung bewirkt werden kann.
In diesem Falle ist es umso günstiger, je größer die passive Kraft ist, die
durch die Fluidkammerresonanz erzeugt wird. Da jedoch die Größe dieser
Kraft abhängt von der Masse des Fluidresonanzsystems, werden die Volumina
des Zwischenraums 16A und der Hilfsfluidkammer 19 besonders signifikant.
In diesem Zusammenhang kann durch Formgebung des inneren Rohres 4 ge
mäß dieser Ausführungsform mit dem Halsbereich 4c ein ausreichender, ge
schlossener Raum um das innere Rohr 4 herum gebildet werden. In diesem
Raum befinden sich der Zwischenraum 16A und die Hilfsfluidkammer 19. Es
ist, ohne daß die Maschinenstütze 1 besonders groß sein muß, möglich, den
Zwischenraum 16A und die Hilfsfluidkammer 19 groß auszubilden. Dadurch
wird genügend Masse für das Fluidresonanzsystem geboten, so daß Steuer
schwingungen mit großer Amplitude erzeugt werden können. Das große Vo
lumen hat den Vorteil einer Begrenzung des Innendrucks in der Hauptfluid
kammer 18 gegenüber einer extremen Steigerung, selbst dann, wenn eine
hohe Last auf das elastische Stützmaterial 3 ausgeübt wird. Außerdem ist bei
dieser Ausführungsform das Zwischenstück 16, das den Zwischenraum 16A
bildet, hinsichtlich seiner Form in gewünschter Weise ausgebildet.
Andererseits gilt, daß, je kleiner die Steuerkraft ist, die für den elektro
magnetischen Antrieb 10 notwendig ist, desto kleiner auch der elektro
magnetische Antrieb 10 sein kann. Selbst wenn der Zwischenraum 16A im
Volumen vergrößert wird, besteht keine Notwendigkeit, die gesamte Maschi
nenstütze 1 groß auszuführen. Wenn der elektromagnetische Antrieb 10 klein
ausgebildet sein kann, ist es ebenfalls möglich, die Größe des Dauermagneten
10C zu reduzieren, der relativ teuer ist. Dies führt zu einer Kostensenkung.
Während die Dämpfungscharakteristik des Fluidresonanzsystems ebenfalls
wesentlich ist, ist es durch geeignete Einstellung der Querschnittsfläche des
Kanals 16a, der den Zwischenraum 16A und die Hauptfluidkammer 18 ver
bindet, möglich, das Aufhängungsverhältnis r des in Fig. 4 gezeigten Modells
zu reduzieren und damit die gewünschte Dämpfungscharakteristik zu erhal
ten.
Bei dieser Ausführungsform ist die Hauptfluidkammer 18 im Durchmesser
klein und die Druckplatte 11 liegt außerhalb des zylindrischen Hohlraums 3b,
der die Hauptfluidkammer 18 definiert. Es ist daher möglich, die Fläche der
Oberfläche der Druckplatte 11 zu vergrößern, die in Richtung der Hauptfluid
kammer 18 gerichtet ist. Folglich ist es möglich, die effektive Druckaufnah
mefläche Au auf der Seite des elastischen Stützmaterials 3 kleiner zu halten
als die Fläche Ap auf der Seite der Druckplatte 11 (Au < Ap), und verhältnis
mäßig das Verhältnis R von Ap zu Au (Ap/Au) zu vergrößern. Wenn daher die
Bewegung der Druckplatte 11 über die Änderung des Volumens der Hauptflu
idkammer 18 auf die Feder in Ausdehnungsrichtung des elastischen Stützma
terials 3 übertragen wird, wird die Verschiebung verstärkt. Die verstärkte
Verschiebung kann die Verbindungseinrichtung 2 erheblich verschieben, ob
gleich eine bestimmte Menge der Verschiebung in dem elastischen Stützma
terial 3 absorbiert wird. Das bedeutet, daß der kleine, elektromagnetische
Antrieb 10 eine Steuerschwingung großer Amplitude erzeugen kann. Dadurch
kann auch die Größe des elektromagnetischen Antriebs 10 reduziert und zur
Reduzierung der Größe der gesamten Maschinenstütze 1 beigetragen werden.
Der zylindrische Hohlraum 3b in dem elastischen Stützmaterial 3, der die
Hauptfluidkammer 18 begrenzt, wird gebildet durch Formen des elastischen
Stützmaterials 3 durch Vulkanisation mit eingebettetem Kern und anschlie
ßendes Entfernen des Kerns. Bei dieser Ausführungsform ist der zylindrische
Hohlraum 3b im Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Halsbe
reichs 4c, so daß es nicht sehr schwierig ist, den zylindrischen Hohlraum 3b
herzustellen.
Wenn versucht werden sollte, die wirksame Druckaufnahmefläche Au auf der
Seite des elastischen Stützmaterials 3 zu reduzieren, wäre das elastische
Stützmaterial 3 klein im Volumen, so daß seine Federwirkung in Abstützri
chtung hart sein könnte. Bei dieser Ausführungsform divergiert der obere Be
reich des inneren Rohres 4 in Radialrichtung, und das elastische Stützmate
rial 3 ist mit der inneren Oberfläche des erweiterten Bereichs verbunden.
Durch diesen Aufbau wird das elastische Stützmaterial 3 groß genug im Volu
men, und sein Umfangsbereich wird dicker, so daß die Federkonstante der
Feder in Stützrichtung gesenkt werden kann. Folglich ist es möglich zu ver
hindern, daß der Übertragungsgrad der Schwingung von der Maschine 30 auf
das Stützglied 35 gesenkt wird. Dagegen ist es leicht, die Federkonstante der
Feder in Expansionsrichtung des elastischen Stützmaterials 3 anzuheben. Da
her ist es möglich, die Charakteristik der Federn in Stütz- und Ausdehnungs
richtung innerhalb gewünschter Bereiche einzustellen.
Wenn die obere Oberfläche der Druckplatte 11 eine Ebene bildet, die parallel
zum flachen Bodenbereich 4d verläuft, weist die Druckplatte 11 die wirksam
ste Druckaufnahmefläche, bezogen auf ihren Äquivalenzmaßstab, auf. Daher
kann für denselben, wirksamen Druckaufnahmebereich die Druckplatte sehr
klein ausgebildet sein und zur Reduzierung der Maschinengröße beitragen.
Bei dieser Ausführungsform wird das bewegliche Teil gebildet durch die
Kombination der Druckplatte 11 hinsichtlich einer Druckaufnahmefunktion,
der flachen Feder 13 hinsichtlich der Federfunktion und des Magnetflußlei
ters 14 hinsichtlich der Magnetleitungsfunktion. Jede Funktion kann indivi
duell eingestellt werden, so daß die gewünschte Charakteristika leicht erzielt
werden können. Insbesondere wird die Druckplatte 11 elastisch abgestützt
durch die flache Feder 13 und ihn ihrem Mittelbereich befestigt, während
der Umfangsbereich der flachen Feder 13 an dem Antriebsgehäuse 6 befe
stigt ist. Selbst wenn daher die flache Feder 13 zur Erhöhung ihrer Haltbar
keit verstärkt wird, ist es möglich, die Verschiebung der Druckplatte 11 zu
vereinfachen, ohne daß der elektromagnetische Antrieb 10 vergrößert wer
den muß.
Die Druckplatte 11 dieser Ausführungsform ist vollständig überzogen mit ei
nem elastischen Film 11a, dessen Umfang mit dem Antriebsgehäuse 6 ver
bunden ist. Daher besteht keine Notwendigkeit, beispielsweise eine Dichtnut
zu schaffen, beispielsweise in dem Antriebsgehäuseflansch 6a, und einen
Dichtring einzulegen. Dies hat den Vorteil der Kostenreduzierung. Insbeson
dere ist bei dieser Ausführungsform die flache Seite des Bodenbereichs 4d
einschließlich des umlaufenden Randes 4e vollständig überzogen durch den
elastischen Film 3a. Der durch den elastischen Film 3a überzogene Bereich
wird auch erfaßt durch den Bodenbereich 5c, so daß eine bessere Abdichtung
erreicht wird.
Da der Magnetflußleiter 14 ein Bauteil ist, das von der Druckplatte 11 ge
trennt ist, ist es möglich, die Position des Teils des Magnetflusses in der Nä
he des elektromagnetischen Antriebs 10 verlaufen zu lassen, so daß die Aus
gangsleistung erhöht wird.
Bei dieser Ausführungsform wird der Anschlag 11b im unteren Umfangsbe
reich der Druckplatte 11 vorgesehen. Selbst wenn die Ausgangsleistung ab
nimmt, wenn die Druckplatte 11 geneigt ist, oder aus anderen Gründen,
wirkt der Anschlag 11b rechtzeitig entgegen, so daß die Neigung der Druck
platte 11 frühzeitig ausgeglichen werden kann. Außerdem ist der elastische
Anschlag 11b in ausreichendem Abstand angeordnet von dem Antrieb 10, der
eine Wärmequelle darstellt. Das hat den Vorteil, daß die Haltbarkeit des An
schlags 11b zusätzlich verbessert wird.
Da der Magnetflußleiter 14 ein getrenntes Teil ist, besitzt der Abstand zwi
schen dem Umfangsbereich der Druckplatte 11 und der flachen Feder 13
keine Beziehung zur Ausgangsleistung, so daß sie dicker und weicher sein
kann. Ein weicherer Anschlag 11b kann durch eine kleine Kraft zusammen
gedrückt werden. Es ist daher möglich, die Verschiebung der Druckplatte 11
zu verstärken, ohne daß es notwendig ist, das Ausgangssignal des elektro
magnetischen Antriebs 10 zu verstärken.
Es besteht keine Notwendigkeit, den Magnetflußleiter 14, das Joch 10A des
Magnetflußleiters, etc. zur Bildung des Anschlags 11b zu bearbeiten. Es ist da
her nicht möglich, daß der Anschlag 11b die Ausgangsleistung des elektro
magnetischen Antriebs 10 senkt.
Da der Anschlag 11b an der Druckplatte 11 befestigt ist, ist es nicht möglich,
daß er sich löst, und es besteht keine besondere Notwendigkeit für Störun
gen in der Anordnung. Außerdem kann der Anschlag 11b in einfacher Weise
durch Verdickung in einer Ringform an dem elastischen Film 11A unterhalb
der Druckplatte 11 hergestellt werden, ohne daß die Produktionskosten we
sentlich erhöht werden müssen.
Bei dieser Ausführungsform kann das äußere Rohr das innere Rohr 4 verstär
ken, dessen konische Wand 4b die Festigkeit des inneren Rohres 4 gegen
senkrechte Lasten schwächt. Das äußere Rohr 5 kann daher die Haltbarkeit
der Maschinenstütze 1 insgesamt verbessern. Das äußere Rohr 5 dient zu
gleich zum Schutz der Membran 17 etc. und hat daher den Vorteil, daß diese
Teile gegenüber einer Beschädigung durch hochgewirbelte Steine und der
gleichen geschützt werden.
Die Konstruktion dieser Ausführungsform gestattet es daher, die Maschinen
stütze 1 klein auszuführen und Schwingungen großer Amplitude zu steuern.
Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Maschinenstützen 1 von Fahrzeugen, bei
denen Leerlaufschwingungen großer Amplitude gedämpft werden sollen und
der Montageplatz sehr begrenzt ist.
Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der eine schwin
gungsdämpfende Stütze gemäß der vorliegenden Erfindung an einer soge
nannten aktiven Maschinenstütze vorgesehen ist, die die Schwingungen, die
von der Maschine auf einen Fahrzeugaufbau übertragen werden, aktiv dämpft.
Fig. 7 ist ein Schnitt der Maschinenstütze 1 ähnlich der Darstellung der Fig.
1 für die erste Ausführungsform. Der Gesamtaufbau und die Steuerung sind im
wesentlichen die gleichen wie bei der ersten Ausführungsform, so daß eine
erneute Beschreibung und Darstellung fortgelassen wird. Ähnliche Teile wie
bei der ersten Ausführungsform tragen dieselben Bezugsziffern. Eine erneute
Beschreibung entfällt.
Diese Ausführungsform ist gekennzeichnet durch ein Zwischenstück 40, das
aus einem Metallrohr gebildet ist und das an die Stelle des Zwischenstücks
16 der ersten Ausführungsform tritt, das aus elastischem Material besteht. Im
einzelnen wird das Zwischenstück 40 gebildet aus einem Rohr, das an der
äußeren Oberfläche eines inneren Rohres 4 anhaftet. Ein ringförmiger Zwi
schenraum 16A befindet sich zwischen den Teilen 4 und 40 im Halsbereich
4c des Rohres. Das Zwischenstück 40 bildet im übrigen, ähnlich wie die er
ste Ausführungsform, einen Kanal 16b, der den Zwischenraum 16A mit der
Hilfsfluidkammer 19 verbindet.
Das Zwischenstück 40 kann das innere Rohr 4 verstärken, das in senkrech
ter Richtung nur wenig belastbar ist. Das hat den Vorteil, daß die Haltbarkeit
der Maschinenstütze 1 insgesamt verbessert wird.
Im übrigen wird zu der Funktion und den Vorteilen auf die Ausführungen zur
ersten Ausführungsform Bezug genommen.
Fig. 8 ist ein senkrechter Schnitt ähnlich Fig. 1 und 7 und zeigt eine Maschi
nenstütze 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Da die Ge
samtkonstruktion und die Steuerung im wesentlichen der ersten Ausfüh
rungsform entsprechen, sollen die entsprechenden Darstellungen und Erläu
terungen fortgelassen werden. Im übrigen werden Teile, die Teilen der er
sten Ausführungsform gleichen, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. Eine
erneute Beschreibung entfällt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Druckplatte 11 nicht vollständig durch ei
nen elastischen Film überzogen. Der Umfang der Druckplatte 11 ist nach un
ten gebogen und bildet einen ringförmigen Rand 11c. Eine elastisches Mate
rial ist durch Vulkanisation mit dem Rand 11c verbunden und bildet einen
Anschlag 11b. Die Druckplatte 11 ist an einem Magnetflußleiter 14 etc. mit
Nieten 15 befestigt. Die obere Oberfläche der Druckplatte 11 ist bedeckt
durch einen kreisförmigen, elastischen Film 41. Der elastische Film 41 weist
einen Randbereich 41a auf, der auf dem Umfangsbereich einer flachen Feder
13 liegt. Diese Randbereiche werden gehalten durch den Bodenbereich 5c
des äußeren Rohres 5.
Die Köpfe der Nieten 15 liegen außerhalb der Hauptfluidkammer 18, und der
elastische Film 41 besitzt keine Löcher, durch die die Nieten 15 sich er
strecken, so daß die Dichtfunktion weiter verbessert wird.
Die übrigen Funktionen und Vorteile entsprechen der ersten Ausführungs
form.
Fig. 9 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Maschinenstütze ähnlich derje
nigen der vorangegangenen Ausführungsformen. Da im übrigen die Gesamt
konstruktion und die Steuerung der ersten Ausführungsform entsprechen,
soll die Beschreibung insoweit nicht wiederholt werden. Teile, die Teilen der
ersten Ausführungsform entsprechen, tragen dieselben Bezugsziffern. Eine
erneute Erläuterung entfällt.
Bei dieser Ausführungsform ist der Umfang der Druckplatte 11 nach unten
gebogen und bildet einen Rand 11e ähnlich dem Rand 11c in Fig. 8, jedoch
entfällt der Anschlag 11b. Zwischen der flachen Feder 13 und dem Umfangs
rand 41a des elastischen Film 41 ist ein ringförmiger, elastischer Film 42 als
Anschlag versehen, der dem Rand 11e zugewandt ist.
Der elastische Film 42 wirkt als Anschlag ebenso und in ähnlicher Weise wie
bei den vorangegangenen Ausführungsformen. Der elastische Film 42 ist ein
unabhängiges Bauteil, das alternativ aus zwei oder mehreren Filmen oder Fo
lien bestehen kann. Die Anschlagcharakteristik kann leicht einstellbar sein
durch geeignete Auswahl der Dicke oder der Anzahl der Folien.
Im übrigen sind die Funktionen und Vorteile dieser Ausführungsform ähnlich
wie diejenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Fig. 10 ist ein senkrechter Axialschnitt einer Maschinenstütze ähnlich Fig. 1
und zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung. Da der Gesamtaufbau
und die Steuerung im wesentlichen der ersten Ausführungsform entspre
chen, soll die Stütze insgesamt nicht noch einmal erläutert werden. Im übri
gen tragen diejenigen Teile, die auch bei anderen Ausführungsformen vorhan
den sind, deren Bezugsziffern, und eine erneute Beschreibung soll fortgelas
sen werden.
Bei dieser Ausführungsform befindet sich der elektromagnetische Antrieb 10
nicht in einem Gehäuse. Vielmehr weist das elektromagnetische Antriebsjoch
10A einen oberen Umfangsbereich auf, der sich nach oben erstreckt und in
einem radial nach außen vorspringenden Flansch 10b endet. Der Flansch 10b
ist mit dem Bodenbereich 5c des äußeren Rohres 5 verbunden. Der Kopf 7a
des Bolzens 7 ist im Mittelpunkt des Bodens des Jochs 10A befestigt.
Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß sie die Anzahl der erforderlichen
Teile, im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, reduziert, so daß die Ko
sten gesenkt werden. Im übrigen sind die Funktionen und Vorteile die glei
chen wie bei der ersten Ausführungsform.
Fig. 11 ist ein senkrechter Axialschnitt einer Maschinenstütze 1 ähnlich Fig.
1 und zeigte eine sechste Ausführungsform der Erfindung. Da die Gesamtkon
struktion und die Steuerung im wesentlich die gleichen wie bei der ersten
Ausführungsform sind, werden insoweit nähere Ausführungen fortgelassen.
Außerdem werden Teile, die auch bei der ersten Ausführungsform vorgese
hen sind, mit deren Bezugsziffern versehen und nicht erneut beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform ist das äußere Rohr 5 fortgelassen, das bei allen
vorangegangen Ausführungsformen vorgesehen ist. Statt dessen ist der Um
fangsrand 4e des inneren Rohres 4 nach unten und sodann nach innen gebo
gen und mit dem Flansch 6a des Antriebsgehäuses 6 verbunden. Der Um
fangsrand erfaßt das Distanzstück 5d etc. Das innere Rohr 4 ist im Interesse
einer ausreichenden Festigkeit etwas dicker ausgebildet.
Dieser Aufbau hat den Vorteil, daß die Anzahl der verwendeten Teile redu
ziert wird. Wenn nicht die Gefahr besteht, daß die Membran 17 und die zuge
hörigen Teile durch aufgewirbelte Steine beschädigt wird, besteht keine Not
wendigkeit, diese Teile mit einem äußeren Rohr zu schützen. Es ist daher
vorteilhaft, die hier gezeigte Ausführungsform zu verwenden. Im übrigen be
steht hinsichtlich der Funktionen und Vorteile im wesentlichen Übereinstim
mung der ersten Ausführungsform.
Fig. 12 ist ein Axialschnitt durch eine Maschinenstütze 1 ähnlich Fig. 1 und
zeigt eine siebte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform ist
eine Kombination der zweiten und sechsten Ausführungsform. Ähnlich wie
bei der zweiten Ausführungsform ist das mit einer Öffnung versehene Zwi
schenstück 40 ein Metallrohr. Im übrigen ist ebenso wie bei sechsten Ausfüh
rungsform das größere Rohr fortgelassen, und der Umfangsrand des inneren
Rohres 4 ist mit dem Antriebsgehäuse 6 verbunden.
Das Zwischenstück 40 kann das innere Rohr 4, das wegen des Fehlens des
äußeren Rohres 5 stärker belastet ist, unterstützen. Im übrigen besteht hin
sichtlich aller Funktionen und Einzelheiten Übereinstimmung mit der ersten
Ausführungsform.
Fig. 13 ist ein senkrechter Axialschnitt einer Maschinenstütze 1 ähnlich Fig.
1 und zeigt eine achte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungs
form stellt eine Verbesserung der siebten Ausführungsform dar.
Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der siebten Ausführungsform
dadurch, daß das mit der Öffnung versehene Zwischenstück 40 gebildet ist
durch Umbiegen einer Verlängerung des oberen Flansches 4a des inneren
Rohres 4. Außerdem überdecken die oberen und unteren Bereiche der Mem
bran 17 die obere Seite des Flansches 4a und die Außenseite des Umfangs
randes 4e des inneren Rohres 4.
Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß sie die Produktionskosten weiter re
duziert. Die Form der Membran 17 hat den Vorteil, daß sie Haftverbindung
zwischen der Membran 17 und dem inneren Rohr 4 verbessert und damit die
Lebensdauer der Stütze hinsichtlich der Luftdichtigkeit etc. erhöht. Im übri
gen besteht hinsichtlich der Funktionen und Vorteile Übereinstimmung der
ersten Ausführungsform.
Fig. 14 ist ein senkrechter Schnitt ähnlich Fig. 1 und zeigt eine neunte Aus
führungsform der Erfindung. Da die Gesamtkonstruktion und die Steuerung
mit der ersten Ausführungsform im wesentlichen übereinstimmen, sollen
diese Teile nicht erneut erläutert werden. Außerdem sollen Teile, die bereits
in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, deren Bezugsziffern tragen
und nicht erneut erläutert werden.
Bei dieser Ausführungsform ist das äußere Rohr 5 fortgelassen, und die Form
des inneren Rohres unterscheidet sich von derjenigen der vorangegangenen
Ausführungsformen. Im einzelnen weist das innere Rohr 4 einen oberen Axi
alabschnitt 4a, einen mittleren Axialabschnitt oder Hals 4c, der im Durch
messer kleiner ist, und einen oberen radialen Bereich 4b auf, der beide ver
bindet. Das elastische Stützmaterial 3 ist mit der Innenseite des oberen Axial
abschnitts 4a und der oberen Oberfläche des oberen Radialabschnitts 4b ver
bunden. Das innere Rohr 4 ist im Material stärker im Interesse einer ausrei
chenden Festigkeit.
Die Form des mit der Öffnung versehenen Zwischenstücks 16 unterscheidet
sich ebenfalls von der ersten Ausführungsform. Das Zwischenstück 16 besteht
aus einem zylindrischen, elastischen Material und ist um den Halsbereich 4c
herumgelegt. Das Zwischenstück 16 weist eine ringförmige Nut auf, die den
Zwischenraum 16A an dem inneren Umfang des Zwischenstücks bildet.
Der Halsbereich 4c bietet ausreichend Platz. Durch Anordnung des Zwischen
raums 16A und der Hilfsfluidkammer 19 in diesem Raum wird es ermöglicht,
im wesentlichen dieselben Vorteile der ersten Ausführungsform zu erzielen.
Außerdem kann das elastische Stützmaterial 3 in seinem Volumen ausrei
chend bemessen werden. In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, im
wesentlichen die Wirkungen und Vorteile der ersten Ausführungsform zu er
reichen. Im übrigen besteht Übereinstimmung mit der ersten Ausführungs
form.
Fig. 15 ist ein senkrechter Schnitt einer Maschinenstütze 1 ähnlich Fig. 1
und zeigt eine zehnte Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform
weist ein äußeres Rohr 5 zusätzlich zu den Teilen der neunten Ausführungs
form auf.
Das innere Rohr 4 weist einen oberen radialen Flansch 4a auf, der sich nach
außen erstreckt und mit dem oberen Bereich 5a des äußeren Rohres 5 ver
bunden ist. Der bodenseitige Rand 4e des inneren Rohres 4 wird zusammen
mit dem Distanzstück 5d etc. durch den Bodenbereich 5c des äußeren Roh
res 5 erfaßt. Im Kern ist diese Ausführungsform eine Kombination der ersten
Ausführungsform und des Innenrohres 4 der neunten Ausführungsform. Bei
dieser Ausführungsform sind jedoch das innere Rohr 4 und das äußere Rohr
5 etwas dicker in der Materialstärke.
Da durch eine derartige Konstruktion die axiale Festigkeit der Maschinen
stütze 1 weiter erhöht wird, ist diese Maschinenstütze geeignet zur Abstüt
zung schwerer Maschinen oder dergleichen. Im übrigen besteht hinsichtlich
der Funktionen und Vorteile Übereinstimmung mit der ersten Ausführungs
form.
Fig. 16 ist ein senkrechter Schnitt einer Maschinenstütze ähnlich Fig. 1 und
zeigt eine elfte Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist das mit der
Öffnung versehene Zwischenstück 40 der zehnten Ausführungsform durch
ein Zwischenstück 40 ersetzt worden, das aus einem Metallrohr besteht.
Da das Metallrohr die axiale Festigkeit der Maschinenstütze 1 weiter erhöht,
ist die Maschinenstütze geeignet zur Abstützung sehr schwerer Maschinen.
Im übrigen besteht hinsichtlich der Funktionen und Vorteile weitgehend
Übereinstimmung der ersten Ausführungsform.
Fig. 17 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Maschinenstütze ähnlich Fig. 1
und zeigt eine zwölfte Ausführungsform. Diese Ausführungsform stellt eine
Verbesserung der elften Ausführungsform dar.
Bei dieser Ausführungsform ist das äußere Rohr 5 fortgelassen, das bei der
elften Ausführungsform vorgesehen ist. Im übrigen wird das mit der Öffnung
versehene Zwischenstück 40 gebildet durch Umbiegen einer Verlängerung
des oberen Bereichs 4a des inneren Rohres 4.
Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß die Produktionskosten gesenkt wer
den.
Im übrigen besteht hinsichtlich der Wirkungsweise und der Vorteile Überein
stimmung mit der ersten Ausführungsform.
Bei jeder der Ausführungsformen wird eine schwingungsdämpfende Stütze
gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Maschinenstütze 1 verwendet,
die eine Maschine 30 abstützt. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht
beschränkt auf eine schwingungsdämpfende Einrichtung für Maschinenstüt
zen. Vielmehr kann die Erfindung auch angewendet werden für die Abstüt
zung von Werkzeugmaschinen und anderen Einrichtungen, die Schwingungen
erzeugen.
Bei jeder Ausführungsform ist das innere Rohr 4 im Längsschnitt V-förmig
oder stufenförmig erweitert, so daß es einen Halsbereich 4c bildet. Alternativ
können die Ecken der V-Form oder der stufenförmig erweiterten Form zur
Bildung einer U-Form im wesentlichen für denselben Zweck abgerundet wer
den.
Bei jeder der Ausführungsformen wird das Treibersignal erzeugt entspre
chend einem synchronen, gefilterten X-LMS-Algorithmus, jedoch sollte der
anwendbare Algorithmus auf diesen nicht beschränkt sein. Beispielsweise
können einfache, gefilterte X-LMS-Algorithmen oder frequenzkontrollierte
LMS-Algorithmen verwendet werden.
Wenn die Charakteristika des Systems stabil sind, kann das Treibersignal y
durch einen Analogfilter oder einen Digitalfilter mit festem Faktor erzeugt
werden, ohne die Verwendung eines Algorithmus, wie eines LMS-Algorith
mus.
Wie zuvor erläutert wurde, ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
das elastische Stützmaterial mit dem schwingenden Körper oder der Stütz
einrichtung über ein rohrförmiges Bauteil mit einem Halsbereich verbunden.
Die Hauptfluidkammer liegt innerhalb des rohrförmigen Teiles, und außer
halb des Rohres befinden sich die Hilfsfluidkammer und der Zwischenraum.
Es kann daher vermieden werden, daß die Hilfsfluidkammer oder der Zwi
schenraum, selbst wenn sie ein relativ großes Volumen haben, weit nach au
ßen überstehen. Es ist daher möglich, die Größe der schwingungsdämpfen
den Maschinenstütze zu beschränken, ohne die schwingungsdämpfenden Ei
genschaften zu verschlechtern.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es einfach,
das rohrförmige Teil mit einem Halsbereich zu versehen.
Bei einer weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das rohrförmige
Teil mit einem Halsbereich eingefügt ist, ist das elastische Stützmaterial in
seinem Volumen ausreichend groß, so daß seine Steifigkeit in Abstützrich
tung gering ist. Daher wird die Übertragungsfähigkeit für Schwingungen
nicht gesenkt.
Bei einer anderen Ausführungsform ist es möglich, eine Steuerkraft großer
Amplitude zu erzeugen, so daß Schwingungen großer Amplitude, wie etwa die
Leerlaufschwingungen einer Dieselmaschine, verringert werden können.
Insbesondere kann bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung zuver
lässig eine Steuerkraft großer Amplitude erzeugt werden.
In diesem Falle ist es nach einer anderen Ausführungsform möglich, eine
äquivalente, wirksame Druckaufnahmefläche mit einem beweglichen Teil ge
ringer Abmessungen herzustellen. Die Größe der Stütze kann daher insge
samt begrenzt werden.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die Dämpfungscharakteristika
des Fluidresonanzsystems verbessert, und es ist möglich, die Antriebslast zu
reduzieren, wenn unter Verwendung der Fluidresonanz gesteuert wird. Auch
dadurch kann die Größe der Stützvorrichtung begrenzt werden.
Entsprechend einer anderen Ausführungsform kann die Resonanzfrequenz
des Fluidresonanzsystems leicht eingestellt werden, und Öffnungen unter
schiedlicher Eigenschaften können gebildet werden. Dadurch können die
Produktionskosten gesenkt werden. Nach einer anderen Ausführungsform
trägt das die Öffnung oder den Zwischenraum bildende Teil einen Teil der
Last des rohrförmigen Teils, so daß dieses verstärkt wird. Dadurch wird die
Haltbarkeit der schwingungsdämpfenden Maschinenstütze in Abstützrichtung
verbessert.
Bei einer anderen Ausführungsform ergibt sich der Vorteil weiterer Reduzie
rung der Herstellungskosten.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist es selbst dann, wenn die flache
Feder im Interesse höher Haltbarkeit verstärkt wird, möglich, die Druckplat
te mit relativ kleiner Kraft über einen großen Weg zu bewegen. Es ist daher
möglich, den Antrieb zu verkleinern.
Entsprechend einem Aspekt der Erfindung kann der elastische Film auf der
Druckplatte verhindern, das Fluid in der Hauptfluidkammer zur Seite der fla
chen Feder der Druckplatte austritt. Es besteht daher keine Notwendigkeit,
bei der Bearbeitung eine Dichtnut etc. herzustellen, die die Kosten erhöhen
würde.
Erfindungsgemäß wird eine direkte Kollision der Druckplatte und der fla
chen Feder vermieden, so daß keine unangenehmen Geräusche entstehen.
Der Anschlag wirkt rechtzeitig gegen eine Verbiegung der Druckplatte, so
daß die Verbiegung rechtzeitig korrigiert werden kann. Es ist im übrigen
möglich, weiches und elastisches Material als Anschlag zu verwenden, so daß
der Anschlag durch geringe Kräfte zusammengedrückt werden kann. Es be
steht weiterhin nicht die Notwendigkeit, Einschnitte in einem wesentlichen
Teil oder dem Antrieb vorzusehen. Es ist möglich, die Größe der Vorrichtung
durch Verwendung eines kleinen Antriebs zu reduzieren, ohne daß die Ver
schiebung der Druckplatte eingeschränkt wird.
Eine unbeabsichtigte Verschiebung des Anschlages kann kaum eintreten, so
daß die Montage vereinfacht wird.
Erfindungsgemäß ist es einfach, die Eigenschaften des Anschlags zu bestim
men und die gewünschten Charakteristika zu realisieren.
Erfindungsgemäß werden die Druckaufnahmefunktion des beweglichen Teils
zur Aufnahme des Innendrucks der Hauptfluidkammer und die Funktion des
Magnetkreises voneinander getrennt. Es ist daher möglich, beide Funktionen
getrennt auszulegen und die gewünschten Charakteristika zu realisieren so
wie die Ausgangsenergie des elektromagnetischen Antriebs anzuheben, so
daß ein verhältnismäßig kleiner elektromagnetischer Antrieb verwendet
werden kann.
Teile, wie ein Gehäuse des elektromagnetischen Antriebs, können zur Ko
stensenkung fortgelassen werden, wie eine der Ausführungsformen zeigt.
Das äußere Rohr wirkt als Verstärkung, so daß die Festigkeit und Haltbarkeit
der schwingungsisolierenden Stütze verbessert wird. Zugleich stützt es die
Membran, die die Hilfsfluidkammer begrenzt.
Bei einer Ausführungsform ist es möglich, die Steuerkraft, die der Antrieb be
nötigt, zu reduzieren und selbst große Schwingungen mit einem kleinen An
trieb aufzufangen, so daß der Schwingungsdämpfer selbst dann angewendet
werden kann, wenn der verfügbare Platz begrenzt ist.
Insbesondere ist es erfindungsgemäß möglich, die Leerlaufschwingung mit
relativ großer Amplitude mit Hilfe eines relativ kleinen Antriebs einzuschrän
ken. Der Schwingungsdämpfer kann daher auf Fahrzeuge mit stark einge
schränktem Montageraum verwendet werden.
Zahlreiche Abwandlungen der geschilderten Ausführungsformen sind natur
gemäß möglich.
Claims (23)
1. Schwingungsdämpfende Stütze mit
- - einem elastischen Stützmaterial (3) zwischen einem schwingenden Kör per und einer festen Aufnahme;
- - einem elastisch abgestützten, beweglichen Teil (11, 13);
- - einer Hauptfluidkammer (18) zwischen dem elastischen Stützmaterial (3) und dem beweglichen Teil (11, 13);
- - einer Hilfsfluidkammer (19) variablen Volumens;
- - einem Zwischenraum (16A) zwischen den beiden Kammern (18, 19);
- - einem Fluid in den Kammern (18, 19) und dem Zwischenraum (16A); und
- - einem Antrieb zur Verschiebung der beweglichen Teile (11, 13) oder des beweglichen Teils in einer Richtung, in der die Hauptfluidkammer (18) ihr Volumen ändert,
gekennzeichnet durch ein rohrförmiges Teil (4), das den schwingenden Kör
per oder Untergrund mit dem elastischen Stützmaterial (3) verbindet, wel
ches rohrförmige Teil (4) eine Achse in einer Richtung aufweist, in der der
schwingende Körper abgestützt wird, welches rohrförmige Teil (4) einen
Halsbereich (4c) in einer Axialposition aufweist, wobei die Hauptfluidkammer
(18) innerhalb des rohrförmigen Teils (4) und die Hilfskammer (19) sowie
der Zwischenraum (16A) außerhalb des rohrförmigen Teils (4) liegen.
2. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das rohrförmige Teil (4) zumindest in einem Teilbereich seines axialen
Querschnitts nach außen V-förmig geöffnet ist.
3. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der axiale Querschnitt des rohrförmigen Teils (4) stufenförmig nach au
ßen erweitert ist.
4. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das elastische Stützmaterial (3) mit der inneren Ober
fläche des rohrförmigen Teils (4) auf derjenigen Seite des Halsbereichs (4c)
verbunden ist, die von dem mit dem rohrförmigen Teil (4) verbundenen Teil
von schwingendem Körper und Untergrund zugewandt ist.
5. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hauptfluidkammer (18) im Querschnitt kreisförmig
ist, koaxial zu dem rohrförmigen Teil (4) liegt und im Durchmesser kleiner
als der Halsbereich (4c) ist.
6. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (4) einen radial vorspringenden
flachen Bereich (4b) aufweist, der den mit dem rohrförmigen Teil (4) verbun
denen Teil von schwingendem Körper und Untergrund näher liegt als der
Halsbereich, daß die Hauptfluidkammer (18) in Richtung eines flachen Bo
denbereichs (4d) des rohrförmigen Teils (4) offen ist und daß das bewegliche
Teil (11, 13) an einem der Teile schwingender Körper und Untergrund ge
genüber dem flachen Bodenbereich (4d) abgestützt ist.
7. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Oberfläche des beweglichen Teils (11, 13), die der Hauptfluidkam
mer (18) zugewandt ist, eine Ebene parallel zu dem flachen Bodenbereich
(4d) bildet und daß die Ebene in ihrer Fläche größer als die Öffnung der
Hauptfluidkammer (18) ist.
8. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekenn
zeichnet durch ein mit einer Öffnung versehenes Zwischenstück (16), das
die äußere Oberfläche des rohrförmigen Teils (4) umgibt, und eine Membran
(17), die die äußere Oberfläche des Zwischenstücks (16) umgibt, welche Öff
nung (16a) des Zwischenstücks auf dessen Innenseite gebildet ist, welche
Hilfsfluidkammer (18) zwischen dem Zwischenstück (16) und der Membran
(17) gebildet ist.
9. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit der Öffnung versehene Zwischenstück (16) aus einem elasti
schen Rohr besteht.
10. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit der Öffnung versehene Zwischenstück (16) aus einem Metallrohr
besteht.
11. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit der Öffnung versehene Zwischenstück (16) durch Umbiegen ei
ner Verlängerung des oberen Bereichs des rohrförmigen Teils (4) gebildet
ist.
12. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (11, 13) eine Druckplatte (11), die
teilweise die Hauptfluidkammer (18) begrenzt, und eine flache Feder (13)
umfaßt, die mit der Mitte der Oberfläche der Druckplatte (11) verbunden ist,
die von der Hauptfluidkammer (18) abgewandt ist, und die mit ihrem Um
fangsbereich fest mit dem schwingenden Körper oder dem Untergrund ver
bunden ist.
13. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens die der Hauptfluidkammer zugewandte Oberfläche der
Druckplatte (11) mit einem elastischen Film (11A) überzogen ist, daß der
Umfangsrand des elastischen Films (11A) auf den Umfangsrand der flachen
Feder (13) gelegt ist und daß der Umfangsrand des elastischen Films fest mit
der Seite des schwingenden Körpers oder des Untergrunds verbunden ist.
14. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckplatte (11) vollständig mit einem elastischen Film (11A) durch
Abbindungs-Anhaften überzogen ist.
15. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ge
kennzeichnet durch einen elastischen Anschlag (11b) zwischen der flachen
Feder (13) und dem Umfang der Oberfläche der Druckplatte (11), der der
flachen Feder (13) zugewandt ist.
16. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (11b) ein ringförmiges Teil ist, das fest mit der Druckplatte
(11) verbunden ist.
17. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlag (11b) ein ringförmiger elastischer Film ist, der auf den Um
fang der flachen Feder (13) aufgelegt und mit der Seite des schwingenden
Körpers oder des Untergrunds fest verbunden ist.
18. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der Antrieb (10) ein elektromagnetischer Antrieb zur
Erzeugung einer elektromagnetischen Kraft ist, und daß ein Magnetflußleiter
(14) vorgesehen ist, der magnetisiert werden kann und mit einem Bereich
des beweglichen Teils (11, 13) verbunden ist, der dem elektromagnetischen
Antrieb (10) zugewandt ist.
19. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der elektromagnetische Antrieb ein Joch (10A) umfaßt, das das Ende des
rohrförmigen Teils (4) auf der Seite des schwingenden Körpers oder des Un
tergrunds trägt, welches Joch fest mit der Seite des schwingenden Körpers
oder des Untergrunds verbunden ist.
20. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekenn
zeichnet durch ein äußeres Rohr (5) aus Metall, das das innere rohrförmige
Teil (4) umgibt und sich zwischen den beiden Enden des rohrförmigen Teils
(4) erstreckt, welches rohrförmige Teil (4) und äußere Rohr (5) einen Zwi
schenraum begrenzen, in dem die Hilfsfluidkammer (19) und der Zwischen
raum (16a) gebildet sind.
21. Schwingungsdämpfe Stütze nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Fluidresonanzsystem gebildet ist durch das Fluid in
dem Zwischenraum (16A) als Masse und die Feder in Expansionsrichtung des
elastischen Stützmaterials (3) und die Feder, die das bewegliche Teil (11, 13)
abstützt, als Feder, wobei die Frequenz zur maximalen Dämpfung in dem
Fluidresonanzsystem im wesentlichen gleich der Frequenz der Schwingung
ist, die durch den schwingenden Körper erzeugt wird.
22. Schwingungsdämpfe Stütze nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß der schwingende Körper die Antriebsmaschine eines Fahrzeugs ist und
daß die Frequenz für die maximale Dämpfung im Fluidresonanzsystem im we
sentlichen gleich der Leerlauffrequenz des Fahrzeugs ist.
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