DE19607145C2 - Schwingungsdämpfendes Lager - Google Patents

Schwingungsdämpfendes Lager

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DE19607145C2 DE19607145A DE19607145A DE19607145C2 DE 19607145 C2 DE19607145 C2 DE 19607145C2 DE 19607145 A DE19607145 A DE 19607145A DE 19607145 A DE19607145 A DE 19607145A DE 19607145 C2 DE19607145 C2 DE 19607145C2
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions
    • F16F13/264Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions comprising means for acting dynamically on the walls bounding a working chamber

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Description

Die Erfindung betrifft ein schwingungsdämpfendes Lager zur Abstützung ei­ nes schwingenden Körpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Lager ist beispielsweise aus der DE 43 15 184 A1 bekannt. Dort ist ein flüssigkeitsdichter Schwingungsdämpfer gezeigt, mit einem elasti­ schen Element, das gemeinsam mit einer beweglichen und antreibbaren Druckplatte eine Hauptflüssigkeitskammer begrenzt. Die Flüssigkeitskammer ist durch Kanäle mit einer Hilfsflüssigkeitskammer verbunden. Auf der Seite der Druckplatte, die der Hauptflüssigkeitskammer gegenüberliegt, ist eine Feder in der Mitte der Druckplatte angebracht, die die Druckplatte an dem schwingenden Körper oder einer Aufnahme abstützt. Ein ähnliches Lager ist aus der US 5 277 409 bekannt, bei dem eine Flüssigkeitskammer durch das elastische Element und eine flache Feder begrenzt wird, an deren Unterseite die bewegliche Druckplatte angebracht ist.
Ein schwingungsdämpfendes Lager, das im folgenden auch als Stütze be­ zeichnet wird, dient beispielsweise zur Abstützung einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs an dem Fahrzeugaufbau unter gleichzeitiger Schwingungs­ dämpfung. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine schwingungs­ dämpfende Stütze dieser Art, die eine Schwingungsisolierung 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 eine 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 gefüllte 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 eines erfindungsgemäßen Lagers bzw. einer Stütze weist ein elastisches Stützelement auf, das zwischen dem schwingenden Kör­ per und der Aufnahme liegt. Dem schwingende Körper und die Aufnahme sind durch ein rohrförmiges Teil verbunden. Eine Hauptfluidkammer wird gebildet zwischen dem elastischen Stützelement und einer beweglichen Druckplatte, welche die Hauptfluidkammer unmittelbar begrenzt und abdich­ tet. Eine Feder ist in der Mitte der Druckplatte auf der von der Hauptfluid­ kammer abgewandten Seite befestigt und stützt die Druckplatte an dem schwingenden Körper oder der Aufnahme ab. 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 der Druckplatte in der Richtung, in der die Hauptfluidkammer ihr Volumen än­ dert. Das rohrförmige Teil weist nahe der Druckplatte einen Halsbereich auf, an den sich ein radial verlaufender flacher Bodenbereich anschließt, dessen Mitte eine Öffnung der Hauptfluidkammer bildet. Die der Hauptfluidkammer gegenüberliegende Oberfläche der Druckplatte bildet eine ebene Fläche pa­ rallel zu dem flachen Bodenbereich, die größer ist als die Öffnung der Haupt­ fluidkammer. Erfindungsgemäß ist die Feder flach ausgebildet und mit ihrem Umfang mit dem schwingenden Körper oder der Aufnahme fest verbunden und in ihrem mittleren Bereich mit der Druckplatte verbunden. Die der Hauptfluidkammer zugewandte Oberfläche der Druckplatte ist zumindest teil­ weise mit einem elastischen Film zum Abdichten der Hauptfluidkammer überzogen.
Wenn erfindungsgemäß der Antrieb die Druckplatte bewegt, die dem flachen Bodenbereich des rohrförmigen Teils gegenüberliegt, ändert die Hauptfluid­ kammer ihr Volumen. Diese Volumenänderung führt zur Ausdehnung oder Zusammenziehung der Feder in Ausdehnungsrichtung des elastischen Stütz­ materials. Die Hauptfluidkammer ist im Mittelpunkt des flachen Bodenbe­ reichs und des rohrförmigen Teils offen, und die Druckplatte liegt außerhalb dieser Öffnung. Die wirksame Druckaufnahmefläche des elastischen Stützma­ terials wird daher klein im Vergleich zu derjenigen der Hauptfluidkammer auf der Seite der Druckplatte. Die Bewegung der Druckplatte wird daher über die Volumenänderung der Hauptfluidkammer verstärkt und sodann auf die Feder in Ausdehnungsrichtung des elastischen Stützmaterials übertragen.
Die Oberfläche der Druckplatte, die der Hauptfluidkammer gegenüberliegt, bildet eine Ebene parallel zu dem flachen Bodenbereich des Rohres. Die Ebe­ ne ist in ihrer Fläche größer als die Öffnung der Hauptfluidkammer.
Die wirksame Druckaufnahmefläche der Hauptfluidkammer auf der Seite der Druckplatte ist daher in jedem Falle größer als auf der Seite des elastischen Stützmaterials. Im übrigen ist die Oberfläche der Druckplatte, die der Haupt­ fluidkammer zugewandt ist, eine Ebene. Wenn daher die Abmessung auf der Seite der Druckplatte entsprechend ist, erreicht die wirksame Druckaufnah­ mefläche ihren Maximalwert. Daher kann eine Druckplatte mit geringen Ab­ messungen eine große wirksame Druckaufnahmefläche aufweisen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer Maschinenstütze entsprechend ei­ ner 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 obere 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 100, der an der Oberseite des Jochs 10A innerhalb der Erregerspule 10B befestigt ist. Die Pole des Perma­ nentmagneten 100 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, flachen 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 1 OB 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 Restschwingungssignal 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, gefilteter 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 Transferfunktionfilters 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;
xO 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(dxf 2/dt2) + Cf(dxf/dt - dxO/dt) - (ℓ/r)Ke(x1 - R . xp) = 0 (2)
ℓ(xf - xO) = r(x1 - xO) (3)
R . Ke(xl - R . xp) + Kp . xp + fa = 0 (4)
(R - ℓ)Ke(x1 - R . xp) - ℓ . f' = 0 (5)
f = Km . xO - 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 Dauermagneten 10C dient. Mit anderen Worten, wenn die Erregerspule 108 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 108 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 108 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 ist 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 elektromagnetische 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 verbindet, 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 chung 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 Volumen, 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. Stattdessen 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 Zwischenraum, 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 (6)

1. Schwingungsdämpfendes Lager mit
  • - einem elastischen Stützelement (3) zwischen einem schwingenden Kör­ per und einer Aufnahme;
  • - einem rohrförmigen Teil (4), das den schwingenden Körper oder die Auf­ nahme mit dem elastischen Stützelement (3) verbindet und eine Achse in einer Richtung aufweist, in der der schwingende Körper abgestützt wird;
  • - einer Hauptfluidkammer (18), die sich innerhalb des rohrförmigen Teils (4) zwischen dem elastischen Stützelement (3) und einer beweglichen Druckplatte (11) befindet, wobei die der Hauptfluidkammer (18) zuge­ wandte Oberfläche der Druckplatte (11) die Hauptfluidkammer (18) un­ mittelbar begrenzt und abdichtet;
  • - einer Feder (13), die in der Mitte der Druckplatte (11) auf der von der Hauptfluidkammer (18) abgewandten Seite der Druckplatte (11) befestigt ist und die Druckplatte (11) an dem schwingenden Körper oder der Auf­ nahme abstützt;
  • - einer Hilfsfluidkammer (19) mit variablem Volumen außerhalb des rohr­ förmigen Teils (4);
  • - einem Zwischenraum (16A) außerhalb des rohrförmigen Teils, der über Kanäle (16a, 16b) mit den Kammern (18, 19) verbunden ist;
  • - einem Fluid in den Kammern (18, 19) und dem Zwischenraum (16A); und
  • - einem Antrieb (10) zum Verschieben des Druckplatte (11) in einer Rich­ tung, in der die Hauptfluidkammer (18) ihr Volumen ändert;
  • - wobei das rohrförmige Teil (4) nahe der Druckplatte (11) einen Halsbe­ reich (4c) aufweist, an den sich ein radial verlaufender flacher Bodenbe­ reich (4d) anschließt, dessen Mitte eine Öffnung der Hauptfluidkammer (18) bildet und
  • - wobei die der Hauptfluidkammer (18) gegenüberliegende Oberfläche der Druckplatte (11) eine ebene Fläche parallel zu dem flachen Bodenbereich (4d) bildet, die größer ist als die Öffnung der Hauptfluidkammer (18);
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Feder (13) flach ausgebildet und mit ihrem Umfang mit dem schwingenden Körper oder der Aufnahme fest verbunden ist und in ih­ rem mittleren Bereich mit der Druckplatte (11) verbunden ist, und
  • - daß wenigstens die der Hauptfluidkammer (18) zugewandte Oberfläche der Druckplatte (11) mit einem elastischen Film (11A) zum Abdichten der Hauptfluidkammer (18) überzogen ist.
2. Schwingungsdämpfendes Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Umfangsrand des elastischen Films (11A) auf den Umfangsrand der flachen Feder (13) gelegt ist und daß der Umfangsrand des elastischen Films (11A) fest mit der Seite des schwingenden Körpers oder der Aufnahme verbunden ist.
3. Schwingungsdämpfendes Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckplatte (11) vollständig mit einem elastischen Film (11A) durch Abbindungs-Anhaften überzogen ist.
4. Schwingungsdämpfendes Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.
5. Schwingungsdämpfendes Lager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anschlag (11b) ein ringförmiges Teil ist, das fest mit der Druck­ platte (11) verbunden ist.
6. Schwingungsdämpfendes Lager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anschlag (11b) ein ringförmiger elastischer Film ist, der auf den Umfang der flachen Feder (13) aufgelegt und mit der Seite des schwingenden Körpers oder der Aufnahme fest verbunden ist.
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