DE19612198C2 - Fluidgefüllte elastische Befestigung - Google Patents
Fluidgefüllte elastische BefestigungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fluidgefüllte
elastische Befestigung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Eine solche Befestigung ist angepasst, um einen Dämpfungseffekt
von Schwingungen zu erzielen, und zwar auf der Basis von
Strömungen eines Fluids oder einer Resonanz eines Fluids,
welches gezwungen wird, durch einen Mündungsdurchlass zu
strömen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine
solche fluidgefüllte elastische Befestigung, die in der Lage ist
die Dämpfungseigenschaften zu verändern, indem die
Fluidverbindung des Mündungsdurchlasses bzw. der
Mündungsdurchlässe mit Fluidkammern kontrolliert wird.
Aus der Druckschrift DE 43 30 560 C1 ist eine gattungsgemäße
fluidgefüllte elastische Befestigung bekannt. Diese Befestigung
hat eine Stelleinrichtung mit einem topfförmigen Stellglied.
Einstückig mit dem Boden des topfförmigen Stellglieds ist eine
flexible Membran ausgebildet. Die Stelleinrichtung weist ferner
eine Ausnehmung auf, in der eine Rückstellfeder untergebracht
ist.
Als ein Typ eines Schwingungsdämpfers ist eine fluidgefüllte
elastische Befestigung bekannt, die zwischen zwei Elementen
eines Schwingungssystems angeordnet ist, wie es in der JP-A-60-104824
offenbart ist, wobei ein erstes und ein zweites
Befestigungselement voneinander um eine geeignete Distanz
beabstandet sind, die an den jeweiligen beiden Elementen des
Schwingungssystems zur Dämpfung der Schwingungen angebracht
sind, und wobei die beiden Befestigungselemente miteinander
mittels eines elastischen Körpers verbunden sind. Die elastische
Befestigung umfasst weiterhin ein Trennelement, welches durch
das zweite Befestigungselement getragen wird. Eine
Druckaufnahmekammer, die durch den elastischen Körper teilweise
definiert wird, ist auf einer Seite des Trennelements
ausgebildet, während eine Ausgleichskammer mit variablem
Volumen, die teilweise durch eine flexible Membran definiert
ist, auf der anderen Seite des Trennelements ausgebildet ist.
Diese Druckaufnahmekammer und die Ausgleichskammer sind mit
einem geeigneten inkompressiblen Fluid gefüllt und stehen
miteinander über einen Durchlasskanal in Verbindung. Ein Druck
des Fluids in der Druckaufnahmekammer verändert sich infolge der
elastischen Verformung des elastischen Körpers bei Aufbringung
von Schwingungen bzw. Vibrationen auf die elastische
Befestigung. Diese Art der elastischen Befestigung verschafft
eine starke Dämpfungs- oder Isolierwirkung basierend auf der
Resonanz des Fluids, welches durch den Durchlasskanal strömt,
wobei diese Wirkung durch eine elastische Befestigung, die nur
auf die Elastizität des elastischen Körpers vertraut, um die
aufgebrachten Schwingungen zu dämpfen, nicht erzielt werden
kann. Aus diesem Grund wird die elastische Befestigung eines
solchen Typs bevorzugt beispielsweise als eine Befestigung für
den Motor eines Kraftfahrzeuges eingesetzt.
Im Allgemeinen ist eine fluidgefüllte elastische Befestigung
erforderlich, wenn diese als eine Befestigung für den Motor
eines Fahrzeugs eingesetzt wird, die unterschiedliche
Eigenschaften der Dämpfung oder Isolation aufweist, nämlich in
Abhängigkeit von der Art der angelegten Schwingungen, die
unterschiedliche Frequenzen und Amplituden aufweisen. Der
Bereich der Frequenzen der angelegten Schwingungen, die durch
eine Strömung des Fluids durch eine Öffnung effektiv gedämpft
werden können, ist jedoch relativ eng. Deshalb ist eine
fluidgefüllte elastische Befestigung, die einen einzelnen
Durchlasskanal einsetzt, im Allgemeinen nicht dazu in der Lage,
die gewünschten Eigenschaften der Dämpfung in einem
zufriedenstellenden Ausmaß vorzusehen.
Eine andere Art der fluidgefüllten elastischen Befestigung ist
in der JP-A-60-169323 offenbart. Detailliert beschrieben umfasst
die elastische Befestigung eine Tragstange, die an ihrem einen
Ende an einem mittigen Abschnitt der flexiblen Membran befestigt
ist, und die am anderen axialen Ende ein Ventilelement trägt, so
dass das Ventilelement einer Öffnung des Durchlasskanals
gegenüberliegt. Die Membran ist mit einer Abdeckung abgedeckt,
um dazwischen eine luftdichte Betriebskammer zu definieren. In
der so ausgebildeten Betriebskammer ist eine Schraubenfeder
angeordnet, die die Tragstange nach unten unter Vorspannung
setzt, so dass das Ventilelement, welches an dem anderen axialen
Ende der Tragstange vorgesehen ist, die Öffnung des
Durchlasskanals verschließt. Wenn andererseits die
Betriebskammer mit einer geeigneten Unterdruckquelle verbunden
wird, wird die Tragstange in Richtung der Abdeckung
zurückgezogen, und zwar gegen die Druckkraft der Schraubenfeder,
so dass das Ventilelement die Öffnung des Durchlasskanals
freigibt, um eine Fluidverbindung hindurch zu ermöglichen. Bei
der so aufgebauten Befestigung für den Motor wird der
Durchlasskanal selektiv kontrolliert, um entweder in Betrieb
oder außer Betrieb zu sein, um die Fluidverbindung hindurch zu
erlauben oder zu verhindern, und zwar mittels des
Ventilelements, wie oben beschrieben, um so die Eigenschaften
der Dämpfung der Schwingungen einzustellen, basierend auf den
Strömungen des Fluids durch den Durchlasskanal.
Bei der elastischen Befestigung, die wie oben beschrieben
aufgebaut ist, muss das Ventilelement bzw. müssen die
Ventilmittel innerhalb der Druckaufnahmekammer oder der
Ausgleichskammer angeordnet werden, wodurch eine unerwünscht
komplizierte Struktur, erhöhte Kosten der Herstellung und eine
verringerte Effizienz in der Produktion der elastischen
Befestigung entstehen. Darüber hinaus neigt die elastische
Befestigung unabwendbar dazu größer zu werden. Bei der, wie oben
beschrieben, aufgebauten elastischen Befestigung ist die Membran
direkt dem reduzierten Druck in der Betriebskammer ausgesetzt,
da die flexible Membran teilweise die Betriebskammer definiert,
wenn die Betriebskammer mit der Unterdruckquelle verbunden wird,
um das Ventilelement von der Öffnung des Durchlasskanals weg zu
bewegen. Diese Anordnung verursacht eine bemerkenswerte
Verschlechterung eines Ausmaßes der elastischen Verformung der
Membran, d. h. eine Verringerung ihrer Fähigkeit eine Änderung
des Volumens der Ausgleichskammer zu ermöglichen.
Dementsprechend wird das Fluid nicht sehr effektiv durch den
Durchlasskanal strömen, wodurch die elastische Befestigung den
erwünschten Effekt der Dämpfung der Schwingungen nicht mehr
aufzeigt.
Eine andere Art der fluidgefüllten elastischen Befestigung ist
in der JP-A-59-93537 und in der JP-A-59-117929 offenbart, wobei
Verbindungsöffnungen des Durchlasskanals zur Fluidverbindung mit
der Ausgleichskammer einem mittigen Abschnitt der flexiblen
Membran gegenüberliegen, während ein taschenförmiger elastischer
Körper in der Nähe des mittigen Abschnittes der Membran auf
einer der gegenüberliegenden Seiten davon angeordnet ist,
entfernt von der Ausgleichskammer liegend. In diesem
taschenförmigen elastischen Körper ist eine luftdichte
Betriebskammer ausgebildet. Der taschenförmige elastische Körper
wird in entgegensetzten Richtungen, d. h. in Richtung auf die
Membran und von der Membran weg, versetzt, indem selektiv ein
unter Druck stehendes Medium (hydraulischer Druck) zu der
Betriebskammer zugeführt und aus der Betriebskammer abgeleitet
wird, so dass die Membran auf die Verbindungsöffnungen gedrückt
oder davon zurückgezogen wird, um diese zu verschließen oder zu
öffnen. Somit wird der Durchlasskanal selektiv kontrolliert, um
entweder in oder außer Betrieb zu sein, um die Fluidverbindung
hindurch zu erlauben oder zu verhindern.
Bei dem oben erwähnten Typ der elastischen Befestigung ist es
erforderlich, das der Betriebskammer zugeführte, unter Druck
stehende Medium mit einem relativ hohen Überdruck zuzuführen, um
so eine ausreichend große Kraft zu halten, um die Membran auf
die Verbindungsöffnungen zu drücken, um diese zu verschließen.
Im allgemeinen ist es bei einem Kraftfahrzeug, welches mit einer
Verbrennungskraftmaschine ausgerüstet ist, ziemlich schwierig,
komprimierte Luft zu erhalten, welche einen Überdruck aufweist,
der höher ist als der atmosphärische Druck, während es relativ
einfach ist, einen Unterdruck oder einen reduzierten Druck der
Luft zu erzielen, der niedriger ist als der atmosphärische
Druck. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist es schwierig, eine
ausreichende Menge an komprimierter Luft zu erhalten, die einen
Überdruck aufweist, die der Betriebskammer zuzuführen ist, um
die Membran auf die Verbindungsöffnungen zu drücken, um diese zu
verschließen, nämlich gegen einen Druck des Fluids, welches
durch den Durchlasskanal strömt. In diesem Fall kann der
Durchlasskanal nicht vollständig mit hoher Stabilitat
geschlossen werden. Wenn ein relativ großer Überdruck auf die
Betriebskammer aufgebracht wird, so kann die Wand der
Betriebskammer nach außen expandiert oder verformt werden,
wodurch das Ausmaß der Verschiebung bzw. Verlagerung der Membran
nachteilig beeinflusst werden kann, d. h. ihre Fähigkeit eine
Änderung des Volumens der Ausgleichskammer zu ermöglichen.
Dementsprechend kann die elastische Befestigung die
beabsichtigten Eigenschaften der Dämpfung oder Isolation der
Schwingungen nicht aufweisen.
Bei einem Versuch die Druckkraft effektiv zu erzielen, um die
Membran auf die Verbindungsöffnungen zu pressen, wurde es als
möglich betrachtet, die Elastizität des taschenförmigen
elastischen Körpers einzusetzen, indem z. B. der elastische
Körper in einen komprimierten Zustand versetzt wird. In einem
Fall, in dem der taschenförmige elastische Körper eine Wanddicke
aufweist, die groß genug ist, um eine effektive Elastizität zu
zeigen, um die Membran anzudrücken, ist der taschenförmige
elastische Körper nicht einfach zu verformen, wenn der
reduzierte Druck auf die Betriebskammer aufgebracht wird, die in
dem elastischen Körper ausgebildet ist. In diesem Fall können
die Verbindungsöffnungen nicht vollständig geöffnet werden, um
die Fluidverbindung über den Durchlasskanal zu ermöglichen, wenn
der taschenförmige elastische Körper im komprimierten Zustand
gehalten wird, so wird die Druckkraft, die durch die Elastizität
des taschenförmigen elastischen Körpers erzielt wird, in einer
relativ kurzen Zeitspanne unerwünscht verringert, und zwar
infolge einer Materialermüdung des Gummi-Materials des
elastischen Körpers. Dementsprechend würde der Durchlasskanal
nicht mehr geeignet kontrolliert, um wahlweise in Betrieb oder
außer Betrieb zu sein, um die Fluidverbindung hindurch zu
erlauben oder zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben erwähnten
Situation entwickelt. Es ist deshalb die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, die Betriebsfähigkeit der oben genannten
fluidgefüllten elastischen Befestigung zu verbessern.
Insbesondere soll eine fluidgefüllte elastische Befestigung
geschaffen werden, die einen einfachen Mechanismus aufweist, um
den Durchlasskanal stabil zu kontrollieren, damit dieser in
Betrieb oder außer Betrieb gesetzt wird, um die Fluidverbindung
zwischen den Fluidkammern zu bewirken oder zu verhindern.
Die oben erwähnte Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch
die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen fluidgefüllten elastischen Befestigung
wird die Verbindungsöffnung des Trennelements durch die flexible
Membran verschlossen, die durch das Druckelement gegen das
Trennelement gedrückt wird. Somit sind für die vorliegende
elastische Befestigung keine Ventilmittel erforderlich, die in
der Druckaufnahmekammer oder in der Ausgleichskammer angeordnet
sind, um die Verbindungsöffnung zu öffnen oder zu verschließen,
wodurch ermöglicht wird, dass der erste Durchlasskanal mittels
einer einfachen Struktur wahlweise in oder außer Betrieb gesetzt
wird.
Bei der vorliegenden elastischen Befestigung wird die
Betriebskammer nicht durch die flexible Membran definiert. Wenn
der Unterdruck an die Betriebskammer angelegt wird, um die
Verbindungsöffnung zu öffnen, um den ersten Durchlasskanal in
Betrieb zu setzen, so wird die Membran nicht dem Unterdruck
ausgesetzt, wodurch eine verbesserte Haltbarkeit erzielt wird.
Mit anderen Worten ausgedrückt, zeigt die Membran ein großes
Ausmaß der Freiheit der elastischen Verformung, um eine
effektive Änderung des Volumens der Ausgleichskammer zu
ermöglichen, wodurch die elastische Befestigung die erwünschten
Eigenschaften der Dämpfung der Schwingungen effektiv aufweist.
Das Druckelement wird auf die Membran durch eine Druckkraft des
Vorspannungselements gedrückt, welches in der Betriebskammer
angeordnet ist, so dass die Verbindungsöffnung des ersten
Durchlasskanals durch die Membran verschlossen wird. Bei dieser
Anordnung ist es nicht erforderlich, ein Druckmedium in der
Betriebskammer anzuwenden, welches einen relativ hohen Druck
aufweist, um das Druckelement auf die Membran zu pressen. Somit
kann die vorliegende elastische Befestigung auf eine einfache
Art und Weise betrieben werden, um den ersten Durchlasskanal zu
öffnen und zu verschließen. Darüber hinaus kann die Membran frei
verformt werden, ohne durch das Druckmedium, welches einen hohen
Druck aufweist, nachteilig beeinflußt zu werden, wobei die
vorliegende elastische Befestigung hervorragende Wirkungen der
Dämpfung der Schwingungen mit großer Stabilität aufweist.
Bei der vorliegenden elastischen Befestigung nach der Erfindung
ist die Gummiplatte, die teilweise die Druckkammer (statischer
Druck) und die Betriebskammer definiert, in der Abdeckung
angeordnet, so dass die Gummiplatte im wesentlichen frei von
inneren Belastungen bzw. Spannungen ist und dass sich die
Gummiplatte in einer radialen Richtung der Abdeckung erstreckt,
die im wesentlichen senkrecht zu der Richtung verläuft, in der
das Druckelement verlagert wird. Bei dieser Anordnung wird die
Gummiplatte während der Rückzieh-Bewegung des Druckelements
einer Scherdeformation unterzogen. Diese Anordnung ist wirksam,
um das Auftreten einer Materialermüdung in der Gummiplatte zu
reduzieren oder zu verhindern, und dementsprechend wird die
Kontrolle des Öffnens oder Schließens der Verbindungsöffnung
durch das Druckelement durch die Materialermüdung der
Gummiplatte nicht nachteilig beeinflußt. Darüber hinaus läßt
sich die Gummiplatte einfach verformen, wenn das Druckelement
nach unten verlagert wird, wodurch die Fluidverbindung über den
Durchlasskanal ermöglicht wird, indem ein relativ schwacher
Unterdruck an die Betriebskammer angelegt wird. Dementsprechend
können die Charakteristika bzw. Eigenschaften der Dämpfung der
Schwingungen vorteilhaft und stabil verändert werden, nämlich in
Abhängigkeit von den auftretenden Schwingungen, während
gleichzeitig eine verbesserte Haltbarkeit vorhanden ist.
Das zwischen dem Druckelement und dem Bodenabschnitt der
Abdeckung angeordnete Vorspannungselement kann vorzugsweise aus
einer Schraubenfeder bestehen.
Erfindungsgemäß umfasst das Druckelement eine Druckplatte,
welche als ein integriertes Teil davon an einem offenen Ende
davon ausgebildet ist, so daß es sich radial nach außerhalb des
Druckelements erstreckt, wobei die Gummiplatte in einem
ringförmigen Zwischenraum zwischen einem äußeren
Umfangsabschnitt der Druckplatte und dem zylindrischen Abschnitt
der Abdeckung angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wirkt eine
Saugkraft, basierend auf dem Unterdruck, der an die
Betriebskammer angelegt wird, effektiv auf das Druckelement
unter Anwesenheit der Druckplatte, wodurch eine noch genauere
Kontrolle geschaffen wird, um den ersten Durchlasskanal zu
öffnen oder zu verschließen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Druckelement eine
umgedrehte tassenförmige Form auf, die zu dem Bodenabschnitt der
Abdeckung hin offen ist, wobei das Vorspannungselement, wie etwa
eine Schraubenfeder in der umgedrehten tassenförmigen Form des
Druckelements eingepasst ist. Bei dieser Anordnung schafft das
umgedrehte tassenförmige Druckelement vorteilhafterweise einen
Zwischenraum, um darin das Vorspannungselement aufzunehmen,
wodurch es ermöglicht wird, daß z. B. eine Schraubenfeder
eingesetzt wird, die eine große Druckkraft aufweist, ohne dabei
die Größe der elastischen Befestigung bzw. Anordnung zu erhöhen.
Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung weist das Druckelement einen Metallring
auf, der an einem äußeren Umfangsabschnitt der Gummiplatte
befestigt ist, wobei der Metallring in den zylindrischen
Abschnitt der Abdeckung mittels einer Presspassung eingesetzt
ist, so dass der äußere Umfangsabschnitt der Gummiplatte mittels
des Metallrings an dem zylindrischen Abschnitt der Abdeckung
befestigt ist. Bei dieser Anordnung ist die Gummiplatte einfach
mit der Abdeckung zusammengebaut, wodurch eine einfache Struktur
und eine verbesserte Effizienz bei der Herstellung der
elastischen Befestigung sicher gestellt ist.
In einem weiteren Aspekt umfasst die elastische Befestigung
weiterhin einen zweiten Durchlasskanal zur Herstellung einer
Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer und der
Ausgleichskammer, wobei der zweite Durchlasskanal ein A/L-
Verhältnis aufweist, welches niedriger ist als das des ersten
Durchlasskanals, wobei "A" einen Querschnittsbereich bzw. eine
Fläche des Querschnitts der Strömung des Fluids durch den ersten
und den zweiten Durchlasskanal darstellt, und "L" eine Länge der
Durchlasskanäle darstellt. Bei dieser Anordnung wird bewirkt,
dass das Fluid wahlweise durch den ersten Durchlasskanal und
durch den zweiten Durchlasskanal strömt, indem die
Verbindungsöffnung des ersten Durchlasskanals selektiv geöffnet
und geschlossen wird. Somit ist die vorliegende elastische
Befestigung dazu in der Lage, hervorragende Dämpfungswirkungen
über einen großen Bereich von Frequenzen der anliegenden
Schwingungen zu erzielen, indem selektiv die Strömungen des
Fluids durch den ersten Durchlasskanal und die Strömungen des
Fluids durch den zweiten Durchlasskanal eingesetzt werden.
Nachstehend ist die vorliegende Erfindung ausführlich anhand
eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren ausführlich beschreiben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Befestigung für einen Motor,
wobei die Befestigung in Übereinstimmung mit einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; und
Fig. 2 eine Teilansicht des Längsschnitts, wobei ein Hauptteil
der Befestigung für den Motor nach der Fig. 1 dargestellt ist,
und zwar in einem Betriebszustand, der sich von dem der Fig. 1
unterscheidet.
In Fig. 1 ist eine fluidgefüllte elastische Befestigung in der
Form einer Halterung bzw. Befestigung 10 für einen Motor zum
Einsatz in einem Kraftfahrzeug dargestellt. Die Motorbefestigung
10 umfasst ein erstes Befestigungselement 12 und ein zweites
Befestigungselement 14, die aus Metall hergestellt sind und die
voneinander beabstandet sind, und zwar um einen geeigneten
Abstand in der axialen Richtung der Motorbefestigung 10.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Befestigungselement 12 und
14 ist ein elastischer Körper 16 angeordnet, so daß die ersten
und zweiten Befestigungselemente 12 und 14 mittels des
elastischen Körpers 16 elastisch miteinander verbunden sind. Die
vorliegende Motorbefestigung 10 ist an dem Kraftfahrzeug so
installiert, dass das erste Befestigungselement 12 an entweder
einem Motor oder der Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist,
während das zweite Befestigungselement 14 dementsprechend
entweder an der Karosserie des Fahrzeugs oder dem Motor
angebracht ist, so dass der Motor bzw. die Leistungseinheit
mittels der Motorbefestigung 10 an dem Fahrzeug befestigt ist,
und zwar zur Dämpfung oder Isolierung der Schwingungen.
Wenn die Motorbefestigung 10 wie oben beschrieben an dem
Kraftfahrzeug montiert ist, so wirkt das Gewicht der
Leistungseinheit auf die Motorbefestigung 10 in der vertikalen
Richtung ein, gesehen in der Fig. 1, wodurch der elastische
Körper 16 verformt wird, so dass die ersten und die zweiten
Befestigungselemente 12 und 14 zueinander in der vertikalen
Richtung um einen geeigneten Betrag verlagert werden. Die
Motorbefestigung 10 nimmt die Schwingungen (Belastung durch die
Schwingung) hauptsächlich in der im Wesentlichen vertikalen
Richtung auf, gesehen in der Fig. 1. Diese Richtung wird als die
"Lastaufnahme-Richtung" bezeichnet.
Das erste Befestigungselement 12 hat im Querschnitt gesehen eine
im Allgemeinen kreisförmige Gestaltung. Eine Schraube 18 zur
Befestigung ist an dem Befestigungselement befestigt und steht
von einem mittigen Abschnitt des ersten Befestigungselements 12
in der axialen Richtung der Motorbefestigung 10 nach oben vor,
während eine Tragstange 20 an dem ersten Element 12 befestigt
ist, um von einem mittigen Abschnitt in der axialen Richtung der
Motorbefestigung 10 nach unten vorzustehen. Ein hutförmiges
Resonanz-Bauteil 22 ist an einem unteren axialen Ende der
Tragstange 20 mittels Verstemmen befestigt. Dieses Resonanz-
Bauteil 22 erstreckt sich im allgemeinen von der Tragstange 20
radial nach außen, und zwar in einer Richtung, die im
wesentlichen senkrecht zu der Lastaufnahme-Richtung verläuft.
Das erste Befestigungselement 12 ist an der (nicht
dargestellten) Leistungseinheit mittels der Schraube 18 (zur
Befestigung) angebracht.
Das zweite Befestigungselement 14 ist ein im allgemeinen
zylindrisches Bauteil, welches einen relativ großen Durchmesser
aufweist. Das zweite Befestigungselement 14 weist eine Schulter
24 an einem axial in der Mitte liegenden Abschnitt davon auf,
und umfasst einen Abschnitt 26 mit kleinem Durchmesser an der
Oberseite der Schulter 24, sowie einen Abschnitt 28 mit großem
Durchmesser an der Unterseite der Schulter 24. Der Abschnitt 26
mit kleinem Durchmesser umfaßt einen eingeengten Abschnitt 30,
und zwar in der Nähe eines oberen offenen Endes des zweiten
Befestigungselements 14. Der eingeengte Abschnitt 30 besteht aus
einem gekrümmten Vorsprung, der von dem Abschnitt 26 mit kleinem
Durchmesser radial nach innen vorsteht. Der Abschnitt 28 mit
großem Durchmesser weist einen Teil 32 zum Verstemmen an einem
unteren offenen Ende des zweiten Befestigungselements 14 auf.
Das erste Befestigungselement 12 ist in der axialen Richtung von
dem zweiten Befestigungselement 14 beabstandet, und zwar um
einen passenden Abstand von dem oberen Ende des zweiten
Befestigungselements 14 aus. Der zwischen diesen beiden
Elementen 12 und 14 angeordnete elastische Körper 16 hat eine im
allgemeinen kegelförmige konische Gestaltung und ist an seiner
Endfläche mit kleinem Durchmesser an dem ersten
Befestigungselement 12 befestigt (durch Bondierung) und an
seiner äußeren Umfangsfläche des Endes mit großem Durchmesser an
der inneren Umfangsfläche des eingeengten Teils 30 des zweiten
Befestigungselements 14 befestigt (durch Bondierung), und zwar
während der Vulkanisation eines Gummi-Materials des elastischen
Körpers 16. Somit werden das erste Befestigungselement 12, das
zweite Befestigungselement 14 und der elastische Körper 16 durch
die Vulkanisation zu einem einstückigen Zwischenprodukt
ausgebildet, so daß das obere offene Ende des zweiten
Befestigungselements 14 durch den elastischen Körper 16
fluiddicht verschlossen wird. Die Tragstange 20 steht von der
Endfläche mit großem Durchmesser des elastischen Körpers 16 vor,
wobei das Resonanz-Bauteil 22, welches durch Verstemmen an dem
unteren Ende der Tragstange 20 befestigt ist, dementsprechend
innerhalb des zweiten Befestigungselements 14 angeordnet ist.
Das erste Befestigungselement 12 weist einen Anschlag 31 auf,
der an einem Abschnitt des äußeren Umfangsabschnittes des
Elementes ausgebildet ist. Noch detaillierter beschrieben steht
der Anschlag 31 radial außerhalb des ersten Befestigungselements
12 vor und liegt dem oberen offenen Ende des zweiten
Befestigungselements 14 gegenüber, wobei dazwischen in der
Lastaufnahme-Richtung ein geeigneter Abstand vorhanden ist.
Darüber hinaus sind Gummipuffer 33 an den sich
gegenüberliegenden Oberflächen des Anschlags 31 und des oberen
offenen Endes des zweiten Befestigungselements 14 vorgesehen.
Somit wirkt der Anschlag 31 des ersten Befestigungselements 12
mit dem oberen offenen Ende des zweiten Befestigungselements 14
zusammen, um einen Mechanismus zur Begrenzung (Anschlag) zu
bilden, um ein Ausmaß einer relativen Verlagerung des ersten
Befestigungselements 12 und des zweiten Befestigungselements 14
zu begrenzen, nämlich in Richtung zueinander, wenn die
Schwingungen in Richtung der Begrenzung aufgebracht werden.
Die elastische Befestigung 10 weist weiterhin ein Trennelement
34 sowie eine flexible Membran 36 auf, die übereinanderliegend
zueinander angeordnet sind, so daß die äußeren Umfangsabschnitte
des Trennelements 34 und der Membran 36 in dem Abschnitt 28 mit
großem Durchmesser des zweiten Befestigungselements 14 eingepaßt
sind, und zwar zusammen mit einem Flanschabschnitt 74 einer
Klammer 38, die noch beschrieben wird. Die äußeren
Umfangsabschnitte des Trennelements 34 und der Membran 36 sowie
der Flanschabschnitt 74 der Klammer 38 werden durch und zwischen
der Schulter 24 sowie durch den Teil 32 zum Verstemmen (des
zweiten Befestigungselements 14) geklemmt, wodurch das
Trennelement 34 und die Membran 36 an dem zweiten
Befestigungselement 14 befestigt werden. Dementsprechend ist das
untere offene Ende des zweiten Befestigungselements 14 durch die
Membran 36 fluiddicht verschlossen, welche eine relativ dünne
Gummischicht ist, die eine kreisförmige Form aufweist. Bei der
so aufgebauten elastischen Befestigung 10 verschließen der
elastische Körper 16 und die Membran 36 das obere offene und das
untere offene Ende des zweiten Befestigungselements 14, und
diese wirken mit dem zweiten Befestigungselement 14 so zusammen,
daß ein fluiddichter Zwischenraum 40 festgelegt wird, der mit
einem geeigneten inkompressiblen Fluid gefüllt ist. Ein
Metallring 42 ist an dem äußeren Umfangsabschnitt der Membran 36
befestigt (durch Bondierung), so daß die Membran 36 wirksam
durch und zwischen der Schulter 24 sowie dem Teil 32 zum
Verstemmen geklemmt wird, wie es oben beschrieben ist. Das
inkompressible Fluid, welches den fluiddichten Zwischenraum 40
füllt, wird vorzugsweise z. B. aus den folgenden Stoffen
ausgewählt: Wasser, Alkylen-Glykol, Polyalkylen-Glykol und
Silikonöl. Die Befüllung des fluiddichten Zwischenraums 40 wird
vorteilhafterweise durchgeführt, indem die Montage des
Trennelements 34 und der Membran 36 hinsichtlich des
Zwischenprodukts, welches durch das erste Befestigungselement
10, das zweite Befestigungselement 12 und durch den elastischen
Körper 16 gebildet wird, in einer Masse des ausgewählten
inkompressiblen Fluids durchgeführt wird. Das Trennelement 34
unterteilt den fluiddichten Zwischenraum 40 in zwei Abschnitte
auf axial gegenüberliegenden Seiten davon, nämlich in eine
Druckaufnahmekammer 44, die teilweise durch den elastischen
Körper 16 festgelegt wird, und in eine Ausgleichskammer 46, die
teilweise durch die Membran 36 definiert wird. Bei Aufbringung
von Schwingungen auf die elastische Befestigung 10 verändert
sich der Druck des Fluids in der Druckaufnahmekammer 44, und
zwar infolge der elastischen Deformation bzw. Verformung des
elastischen Körpers 16, während es ermöglicht ist, dass sich das
Volumen der Ausgleichskammer 46 verändert, nämlich durch die
Verlagerung der Membran 36. Das Trennelement 34 besteht aus
einer oberen Metallplatte 48 und aus einer unteren Metallplatte
52, die beide eine im wesentlichen kreisförmige Gestalt
aufweisen und die übereinander liegen. Die oberen und die
unteren Platten 48 und 52 haben an ihren mittigen Abschnitten
Vertiefungen und Vorsprünge, die durch Prägen hergestellt sind,
um so einen äußeren Durchlasskanal 58 und einen inneren
Durchlasskanal 64 zu definieren, nämlich zwischen den sich
gegenüberliegenden Oberflächen der zwei Platten 48 und 52. Der
äußere Durchlasskanal 58 ist an einem radial außen liegenden
Abschnitt des Trennelements 34 ausgebildet und erstreckt sich
über eine geeignete Umfangslänge. Dieser radial äußere
Durchlasskanal 58 steht mit der Druckaufnahmekammer 44 und mit
der Ausgleichskammer 46 über jeweilige Verbindungsöffnungen 54
und 56 in Verbindung. Andererseits ist der innere Durchlasskanal
64 radial innenliegend des äußeren Durchlasskanals 58
ausgebildet und steht mit den Kammern 44 und 46 über jeweilige
Verbindungsöffnungen 60 und 62 in Verbindung. Das inkompressible
Fluid wird gezwungen, zwischen der Druckaufnahmekammer 44 und
der Ausgleichskammer 46 über den radial äußeren und über den
radial inneren Durchlasskanal 58 und 64 zu strömen, und zwar
infolge einer Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 44 und
46 nach der Aufbringung der schwingenden Belastung auf die
Motorbefestigung 10.
Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der radial
innenliegende Durchlasskanal 64 ein größeres A/L-Verhältnis als
der radial außenliegende Durchlasskanal 58, wobei "A" und "L"
jeweils eine Querschnittsfläche und eine Länge jedes Kanals 58
und 64 darstellen, d. h. dass der äußere Durchlasskanal 58
angepasst ist bzw. eingestellt ist, um die Schwingungen mit
niedriger Frequenz und großer Amplitude effektiv zu dämpfen,
während der innere Durchlasskanal 64 angepasst ist, um die
Schwingungen mit hoher Frequenz und kleiner Amplitude effektiv
zu dämpfen. Z. B. ist der äußere Durchlasskanal 58 angepasst, um
eine hohe Wirkung der Dämpfung mit Bezug zu Schwingungen mit
niedriger Frequenz zu zeigen, wie etwa Bewegungen des Motors,
und zwar basierend auf der Resonanz des Fluids, welches durch
den Durchlasskanal 58 strömt. Der innere Durchlasskanal 64 ist
eingestellt, um eine kleine dynamische Federkonstante bezüglich
Schwingungen mit hoher Frequenz zu zeigen, wie etwa die
Schwingungen im Leerlauf des Motors, basierend auf einer
Resonanz des Fluids, welches durch den inneren Durchlasskanal 64
strömt. Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet der radial
innenliegende Durchlasskanal 64 einen ersten Ausfluss, während
der radial außenliegende Durchlasskanal 58 einen zweiten
Ausfluss bildet.
Die obere Metallplatte 48 des Trennelements 34 weist einen
Abschnitt 66 mit großem Durchmesser und einer umgedrehten
tassenförmigen Gestaltung auf, der an einem mittigen Abschnitt
davon ausgebildet ist, während die untere Metallplatte 52 einen
Abschnitt 68 mit kleinem Durchmesser und einer umgedrehten
tassenförmigen Gestaltung aufweist, der an einem mittigen
Abschnitt davon ausgebildet ist. Die obere Wand des Abschnittes
68 mit kleinem Durchmesser und einer umgedrehten tassenförmigen
Gestaltung befindet sich mit dem Boden des Abschnittes 66 mit
großem Durchmesser und einer umgedrehten tassenförmigen
Gestaltung in Anlage, um so den inneren Durchlasskanal 64 zu
definieren, die um den Abschnitt 68 mit kleinem Durchmesser und
einer umgedrehten tassenförmigen Gestaltung herum ausgebildet
ist. Die Verbindungsöffnung 62 zur Fluidverbindung des inneren
Durchlasskanals 64 mit der Ausgleichskammer 46 ist durch eine
geneigte Wand des Abschnittes 68 (mit kleinem Durchmesser und
einer umgedrehten tassenförmigen Gestaltung) der unteren
Metallplatte 52 hindurch ausgebildet, so daß die
Verbindungsöffnung 62 zu dem mittigen Teil der Membran 36 hin
offen ist, nämlich über eine Öffnung des Abschnittes 68 mit
kleinem Durchmesser und einer umgedrehten tassenförmigen
Gestaltung.
Das hutförmige Resonanz-Bauteil 22, welches mittels der
Tragstange 20 durch das erste Befestigungselement 12 getragen
wird, ist in einem mittigen Abschnitt der Druckaufnahmekammer 44
angeordnet. Der Umfang des Resonanz-Bauteils 22 wirkt mit dem
zugehörigen Abschnitt der inneren Oberfläche der
Druckaufnahmekammer 44 zusammen, um eine ringförmige begrenzte
Fluidpassage 70 festzulegen. Das Resonanz-Bauteil 22 wird
innerhalb der Druckaufnahmekammer 44 in der Richtung der
Lastaufnahme zusammen mit dem ersten Befestigungselement 12
verlagert, nämlich bei der Aufbringung der schwingenden
Belastung auf die Motorbefestigung 10, so daß das Fluid in der
Druckaufnahmekammer 44 dazu gezwungen wird, durch die begrenzte
Fluidpassage 70 zu strömen. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist die begrenzte Fluidpassage 70 angepaßt, um eine ausreichend
niedrige dynamische Federkonstante vorzusehen, und zwar
basierend auf der Resonanz des Fluids, welches durch die
begrenzte Passage 70 strömt, unter Bezugnahme auf Schwingungen
bzw. Vibrationen mit hoher Frequenz, wie etwa von
Dröhngeräuschen, die während des Fahrens des Fahrzeugs mit hoher
Geschwindigkeit erzeugt werden, und die basierend auf dem Fluid,
welches durch die äußeren und durch die inneren Durchlasskanäle
58 und 64 strömt, nicht wirksam gedämpft werden können.
Die Klammer 38, die mittels Verstemmen an dem zweiten
Befestigungselement 14 befestigt ist, zusammen mit dem
Trennelement 34 und der Membran 36, umfaßt einen zylindrischen
Abschnitt 72, der einen relativ großen Durchmesser aufweist,
wobei sich der oben erwähnte Flanschabschnitt 74 radial nach
außerhalb des zylindrischen Abschnittes 72 erstreckt, nämlich
von einem der gegenüberliegenden axialen offenen Enden davon.
Die Klammer 38 weist darüber hinaus eine Befestigungsplatte 75
auf, die an dem anderen axialen offenen Ende des zylindrischen
Abschnittes 72 ausgebildet ist, so daß sie sich radial nach
außen erstreckt. Die Klammer 38 ist an dem zweiten
Befestigungselement 14 befestigt, wobei der Flansch 74 über dem
äußeren Umfangsabschnitt der Membran 36 liegt und mit dem
Abschnitt 28 mit großem Durchmesser des zweiten
Befestigungselements 14 verstemmt ist, so daß sich der
zylindrische Abschnitt in der axialen Richtung weg von dem
zweiten Befestigungselement 14 erstreckt. Die Klammer 38 und das
zweite Befestigungselement 14 sind z. B. mittels einer Schraube
an der Karosserie des Fahrzeugs (nicht dargestellt) befestigt,
und zwar mittels der Befestigungsplatte 75 der Klammer 38.
An der Klammer 38 ist, wie oben beschrieben, sicher eine
metallische Abdeckung 76 befestigt, die einen zylindrischen
Abschnitt 78 und einen Bodenabschnitt 80 aufweist. Die Abdeckung
76 ist im allgemeinen ein zylindrisches Bauteil, welches einen
relativ großen Durchmesser aufweist und welches an seinem oberen
axialen Ende offen ist und an seinem unteren axialen Ende
geschlossen ist. Der axial gesehen obere Teil des zylindrischen
Abschnittes 78 weist einen Durchmesser auf, der geringfügig
größer ist als der andere Teil davon, wobei er mittels einer
Preßpassung in den zylindrischen Abschnitt 72 der Klammer 38
eingesetzt ist. Die Abdeckung 76 ist an der Klammer 38
befestigt, so daß das offene Ende der Abdeckung 76 unter Druck
an dem Flansch 74 der Klammer 38 befestigt ist, und so daß der
Bodenabschnitt 80 der Abdeckung 76 vorsteht, nämlich um einen
geeigneten Betrag, und zwar von einer der axial
gegenüberliegenden Öffnungen der Klammer 36 auf der Seite der
Befestigungsplatte 75, so daß die Abdeckung 76 eine der
gegenüberliegenden Hauptoberflächen der Membran 36 abdeckt, die
von dem Trennelement 34 entfernt liegt.
In einem mittigen Abschnitt der Abdeckung 76 ist ein Druckele
ment 84 angeordnet, welches aus Metall hergestellt ist und
welches im allgemeinen eine umgedrehte tassenförmige Gestaltung
aufweist. Das Druckelement 84 hat eine obere Wand 88, dessen
äußere Oberfläche als eine Druckfläche 83 dient, die flach ist
und eine kreisförmige Gestaltung aufweist. In einem Innenraum
des Druckelements 84 ist ein Vorspannungselement in der Form
einer Schraubenfeder 86 angeordnet, nämlich in einem
komprimierten Zustand zwischen der oberen Wand 88 des
Druckelements 84 und dem Bodenabschnitt 80 der Abdeckung 76. Bei
dieser Anordnung drückt die Schraubenfeder 86 das Druckelement
84 gegen die Membran 36, so daß das offene Ende des
Druckelements 84 von dem Bodenabschnitt 80 der Abdeckung 76 um
ein geeignetes Ausmaß beabstandet ist. Dementsprechend wird die
Druckfläche 83 des Druckelements 84 auf den zugehörigen
Abschnitt der Membran 36 gedrückt, so daß die Membran 36 in
engen Kontakt mit der unteren Metallplatte 52 des Trennelements
34 gebracht wird.
Das Druckelement 84 weist darüber hinaus eine flanschähnliche
ringförmige Druckplatte 90 auf, die an ihrem offenen Ende
einstückig ausgebildet ist, um sich so in einer Richtung nach
radial außerhalb des Druckelements 84 zu erstrecken. Ein
ringförmiger Metallring 92, der einen Durchmesser aufweist, der
größer ist als der Durchmesser der Druckplatte 90, ist radial
außerhalb der Druckplatte 90 angeordnet, wobei dazwischen ein
geeigneter radialer Abstand vorhanden ist. Die Druckplatte 90
und der Metallring 92 sind elastisch miteinander verbunden,
nämlich durch eine scheibenförmige Gummiplatte 94, die
dazwischen angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist
die Gummiplatte 94 an ihrem inneren Umfangsabschnitt an der
Druckplatte 90 befestigt (durch Bondierung), die einstückig mit
dem Druckelement 84 ausgebildet ist, und ist diese an ihrem
äußeren Umfangsabschnitt an dem Metallring 92 befestigt, und
zwar mittels Vulkanisation eines Gummi-Materials der Gummiplatte
94, um so eine integrierte Struktur zu schaffen.
Die integrierte Struktur der Gummiplatte 94 ist mit der
Abdeckung 76 so zusammengebaut, daß der Metallring 92 mittels
einer Preßpassung in den zylindrischen Abschnitt 78 der
Abdeckung 76 eingesetzt ist. Somit ist die Gummiplatte 94
luftdicht an ihrem äußeren Umfangsabschnitt an der inneren
Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 78 der Abdeckung 76
mittels des Metallrings 92 befestigt. Während das Druckelement
84 durch die Schraubenfeder 86 nach oben gedrückt wird, so daß
die Druckfläche 83 die Membran 36 auf die untere Metallplatte 52
des Trennelements 34 drückt, wie es in der Fig. 1 dargestellt
ist, verformt sich die Gummiplatte 94 nicht elastisch, d. h., daß
die Gummiplatte 94 im wesentlichen keine inneren Spannungen
aufweist, während ihre ursprüngliche ringförmige scheibenförmige
Form beibehalten wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, mit der
integrierten Struktur der Gummiplatte 94, die wie oben
beschrieben mit der Abdeckung 76 zusammengebaut ist, drückt das
Druckelement 84 die Membran 36 auf die untere Metallplatte 52,
und zwar lediglich durch die Druckkraft der Schraubenfeder 86
und es wirkt im wesentlichen keine elastische Kraft der
Gummiplatte 94, um das Druckelement 84 auf die untere
Metallplatte 52 zu pressen.
Bei der integrierten Struktur der Gummiplatte 94, die mit der
Abdeckung 76 zusammengebaut ist, wird der umschlossene
Zwischenraum, der durch die und zwischen der Membran 36 und der
Abdeckung 76 definiert wird, in eine Druckkammer 96 (statischer
Druck) und in eine Betriebskammer 100 aufgeteilt, die auf
gegenüberliegenden Seiten der Gummiplatte 94 angeordnet sind.
D. h., dass die Druckkammer 96 (statischer Druck), die auf der
Seite des offenen Endes der Abdeckung 76 ausgebildet ist,
teilweise durch die Membran 36 festgelegt wird, und die
Verlagerung oder Verformung der Membran 36 ermöglicht. Die
Betriebskammer 100, die auf der Seite des Bodenabschnitts 80 der
Abdeckung 76 ausgebildet ist, ist mit einer Unterdruckquelle
(nicht dargestellt) mittels einer Luftleitung 98 verbindbar, die
durch einen mittigen Abschnitt des Bodenabschnitts 80
ausgebildet ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die
Druckkammer (statischer Druck) 96 immer in Verbindung mit der
Atmosphäre gehalten, nämlich mittels einer Verbindungsöffnung
102, die durch den zylindrischen Abschnitt 78 der Abdeckung 76
ausgebildet ist.
Wenn die Leitung 98 zu der Atmosphäre hin offen ist, drückt das
Druckelement 84, welches durch die Schraubenfeder 86 nach oben
gedrückt wird, die Membran 36 auf die untere Metallplatte 52,
wodurch die Öffnung des Abschnittes 68 mit kleinem Durchmesser
und umgedrehter tassenförmiger Gestaltung der unteren
Metallplatte 52 fluiddicht durch die Membran 36 verschlossen
wird, um die Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer 44
und der Ausgleichskammer 46 mittels der Verbindungsöffnung 62
abzusperren, d. h. den inneren Durchlasskanal 64 außer Betrieb zu
setzen, um seine Funktion zu erhalten. Wenn die Leitung 98
mittels eines geeigneten Schaltventils (nicht dargestellt) mit
der Unterdruckquelle verbunden wird, und dementsprechend der
Druck in der Betriebskammer 100 auf unterhalb des
atmospharischen Druckes verringert wird, so wird das
Druckelement 84 in Richtung des Bodenabschnitts 80 der Abdeckung
76 zurückgezogen, und zwar infolge einer Druckdifferenz zwischen
den beiden Kammern 96 und 100, gegen die Druckkraft der
Schraubenfeder 86, um so die Membran 36 von der unteren
Metallplatte 52 weg zu bewegen, wie es in der Fig. 2 gezeigt
ist. Somit ist die Verbindungsöffnung 62, die in der geneigten
Wand des Abschnittes 68 mit kleinem Durchmesser und umgedrehter
tassenförmiger Gestaltung ausgebildet ist, zu der
Ausgleichskammer 46 hin offen, um dadurch den inneren
Durchlasskanal 64 in Betrieb zu setzen, um die Fluidverbindung
zwischen den beiden Kammern 44 und 46 herzustellen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Betriebskammer 100
teilweise durch die Druckplatte 90 festgelegt, die eine relativ
hohe Steifigkeit aufweist und die sich von dem offenen Ende des
Druckelements 84 in der Richtung radial nach außen erstreckt. In
dieser Hinsicht weist die Druckplatte 90 eine effektive
Oberfläche auf, die den Unterdruck oder das Vakuum aufnimmt.
Dementsprechend wird eine Saugkraft, die auf dem Unterdruck
basiert, stabil auf die Druckplatte 90 aufgebracht, wodurch das
Druckelement 84 von der Membran 36 weg bewegt wird, um den
inneren Durchlasskanal 64 in Betrieb zu setzen, indem ein
relativ geringer Unterdruck an die Betriebskammer 100 angelegt
wird.
An der unteren Oberfläche der Druckplatte 90 (auf der Seite des
Bodenabschnitts 80 der Abdeckung 76) ist ein ringförmiger
Gummipuffer 104 vorgesehen, der einstückig mit der Gummiplatte
94 ausgebildet ist, so dass sich der Gummipuffer 104 entlang des
äußeren Umfangsabschnittes der unteren Oberfläche der
Druckplatte 90 erstreckt. Der Gummipuffer 104 ist wirksam, um
ein Anschlaggeräusch zu verringern oder zu verhindern, welches
erzeugt werden würde, wenn die Druckplatte 90 mit dem
Bodenabschnitt 80 der Abdeckung 76 in Anlage kommt, wenn das
Druckelement 84 von der Membran 36 weg nach unten zurück gezogen
wird, nämlich durch die Saugkraft des Unterdrucks.
Bei der Motorbefestigung 10, die wie oben beschrieben aufgebaut
ist, wird die Betriebskammer 100 über ein Schaltventil (nicht
dargestellt) selektiv mit der Atmosphäre oder der
Unterdruckquelle verbunden, wodurch die Membran 36 auf die
untere Metallplatte 52 gedrückt wird, um die Öffnung des
Abschnittes 68 mit kleinem Durchmesser und einer umgedrehten
tassenförmigen Gestaltung zu verschließen, oder wird von der
unteren Metallplatte 52 weg bewegt, um die Öffnung frei zu
geben. Somit wird der innere Durchlasskanal 64 selektiv in oder
außer Betrieb gesetzt, um die Fluidverbindung hindurch, d. h.
zwischen den beiden Kammern 44 und 46 zu erlauben. Insbesondere,
wenn die Betriebskammer 100 mit der Atmosphäre verbunden ist, um
den inneren Durchlasskanal 64 außer Betrieb zu setzen, um die
Fluidverbindung hindurch zu unterbinden, wird bewirkt, dass das
Fluid durch den äußeren Durchlasskanal 58 strömt, wodurch die
Motorbefestigung 10 eine ausreichend hohe Dämpfungswirkung
hinsichtlich der Schwingungen mit niedriger Frequenz aufweist,
basierend auf der Resonanz des Fluids, welches durch den äußeren
Durchlasskanal 58 strömt. Andererseits, wenn die Betriebskammer
100 über die Leitung 98 mit der Unterdruckquelle verbunden ist,
um so den inneren Durchlasskanal 64 in Betrieb zu setzen, um die
Fluidverbindung hindurch zu ermöglichen, wird bewirkt, dass das
Fluid durch den inneren Durchlasskanal 64 strömt, der einen
geringeren Widerstand gegenüber der Strömung des Fluids aufweist
wie der äußere Durchlasskanal 58, wodurch die Motorbefestigung
10 eine ausreichend niedrige dynamische Federkonstante aufweist,
nämlich hinsichtlich der Schwingungen mit hohen Frequenzen,
basierend auf der Resonanz des Fluids, welches durch den inneren
Durchlasskanal 64 strömt. Somit wird bewirkt, durch selektive
Verbindung der Betriebskammer 100 mit der Unterdruckquelle und
mit der Atmosphäre, dass das Fluid wahlweise durch den äußeren
Durchlasskanal 58 oder den inneren Durchlasskanal 64 strömt, so
dass die Dämpfungs-Eigenschaften der Motorbefestigung 10
geeignet verändert werden, in Abhängigkeit von den spezifischen
Frequenzen der angelegten Schwingungen, deren Dämpfung erwünscht
ist. Die vorliegende Motorbefestigung 10 ist dazu in der Lage,
hervorragende Dämpfungswirkungen über einen großen Bereich von
Frequenzen der angelegten Schwingungen zu erzielen.
Bei der vorliegenden Motorbefestigung 10 wird die Gummiplatte
94, die die Druckkammer 96 (statischer Druck) und die
Betriebskammer 100 teilweise festlegt, mit der Abdeckung 76
zusammen montiert, so dass die Gummiplatte 94 im wesentlichen
frei von inneren Spannungen oder einer Belastung ist, wenn die
Betriebskammer 100 mit der Unterdruckquelle nicht verbunden ist.
Diese Anordnung ist wirksam, um ein Auftreten der
Materialermüdung in der Gummiplatte 94 zu verhindern. Die
Gummiplatte 94 wird hauptsächlich einer Scherdeformation
ausgesetzt, wenn das Druckelement 84 von der Membran 36 weg
bewegt wird, indem der Unterdruck an die Betriebskammer 100
angelegt wird. Dementsprechend leidet die Gummiplatte 94 nicht
unter großen inneren Spannungen, die durch eine elastische
Verformung verursacht werden würden, und dementsprechend weist
die Gummiplatte eine hervorragende Haltbarkeit auf. Bei der
vorliegenden Motorbefestigung 10 wird deshalb die
Verbindungsöffnung 62 des inneren Durchlasskanals 64
kontrolliert, um mit hoher Stabilitat geöffnet und verschlossen
zu werden, ohne durch die herkömmlich erfahrene Materialermüdung
oder Verschlechterung der Gummiplatte 94 nachteilig beeinflußt
zu werden, wodurch die vorliegende Motorbefestigung 10 die
Wirkungen der Dämpfung der Schwingungen mit verbesserter
Stabilitat und hoher Zuverlässigkeit aufweist.
Da die Gummiplatte 94 ausreichend weiche Federeigenschaften
aufweist, und zwar infolge der Scherverformung der Gummiplatte
während der Rückzugsbewegung des Druckelements 84, kann die
Gummiplatte 94 einfach verformt werden, so daß das Druckelement
84 mit hoher Stabilität in Richtung des Bodenabschnitts 80 der
Abdeckung 76 gesaugt wird, indem ein relativ niedriger
Unterdruck an die Betriebskammer 100 angelegt wird. Bei der
vorliegenden Erfindung wird durch Erhöhung der Dicke der
Wandstarke der Gummiplatte 94 oder durch geeignete Auswahl des
Materials der Gummiplatte 94 die Gummiplatte 94 wirksam vor
einer Abnutzung durch Hitze geschützt, sowie ein Ausmaß der
Durchlässigkeit für Luft durch die Gummiplatte 94 einfach
kontrolliert werden kann. Die Gummiplatte 94 kann ein
ausreichend hohes Ausmaß der Steifigkeit aufweisen, indem deren
Windstärke erhöht wird oder indem deren Material geeignet
ausgewählt wird, ohne jegliches Verstärkungsmaterial (wie etwa
Gewebe) an der Gummiplatte 94 zu befestigen, wodurch sich eine
Verringerung der Kosten der Herstellung der Motorbefestigung 10
ergibt.
Bei der Motorbefestigung 10, die in Übereinstimmung mit der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wird die Betriebskammer
100 unabhängig von der Druckkammer 96 (statischer Druck)
ausgebildet, so daß die Membran 36 nicht direkt dem Unterdruck
ausgesetzt ist, der an die Betriebskammer 100 angelegt wird,
wodurch die Haltbarkeit der Membran 36 sichergestellt wird. Dem
entsprechend erhält die Membran 36 ein ausreichend hohes Ausmaß
an Flexibilität zusammen mit Stabilität, oder mit anderen Worten
ausgedrückt, ist die Membran sehr gut dafür geeignet, die
Änderung des Volumens der Ausgleichskammer 46 zu ermöglichen.
Somit zeigt die vorliegende Motorbefestigung 10 wirksam die
gewünschten Eigenschaften zur Dämpfung der Schwingungen.
Die vorliegende Motorbefestigung 10 erfordert kein Druckmedium,
welches einen relativ hohen Druck aufweist, um das Druckelement
84 auf die Membran 36 zu drücken, um den inneren Durchlasskanal
64 außer Betrieb zu setzen. Darüber hinaus kann ein Unterdruck
(negativer Druck), der von der Verbrennungskraftmaschine des
Kraftfahrzeuges erhalten wird, eingesetzt werden, um das
Druckelement 84 von der Membran 36 weg zu bewegen. Somit können
die Eigenschaften der Dämpfung der Schwingungen mit der
vorliegenden Motorbefestigung 10 mittels einer einfachen
Struktur verändert werden.
Während die vorliegende Erfindung in ihrer derzeit bevorzugten
Ausführungsform beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass
die Erfindung nicht auf die Details der beschriebenen
Ausführungsform beschränkt ist, sondern modifiziert werden kann.
Der Aufbau des Druckelements 84 ist nicht auf die beschriebene
Ausführungsform beschränkt, sondern es kann auch einen anderen
Aufbau aufweisen, solange das Druckelement angepasst ist, um
durch die Druckkraft der Schraubenfeder betätigt zu werden, um
die flexible Membran zu drücken, um die Verbindungsöffnung des
ersten Durchlasskanals zu verschließen, während das Druckelement
durch den Unterdruck, der an die Betriebskammer angelegt wird,
von der flexiblen Membran gegen die Druckkraft der
Schraubenfeder weg bewegt wird.
Z. B. kann das Druckelement aus einem harten Material, wie etwa
Kunstharz hergestellt sein, oder kann das Druckelement eine
hohle Struktur aufweisen.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird der innere oder erste
Durchlasskanal 64, der ein größeres Verhältnis A/L (wobei "A"
und "L" jeweils eine Querschnittsfläche und eine Länge jedes
Durchlasskanals 58 und 64 darstellen) aufweist, selektiv
geöffnet oder verschlossen (in oder außer Betrieb gesetzt), um
die Fluidverbindung hindurch zu ermöglichen oder zu verhindern.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann gleichermaßen bei
jeder anderen Art von fluidgefüllter elastischer Befestigung
eingesetzt werden, wie etwa bei einer Befestigung, die einen
einzelnen Durchlasskanal aufweist, der selektiv geöffnet oder
geschlossen wird, um die Eigenschaften der Dämpfung der
Schwingungen zu verändern, oder bei einer Befestigung, die eine
Mehrzahl von Verbindungsöffnungen zur Fluidverbindung des
Durchlasskanals mit der Ausgleichskammer aufweist, so dass die
Querschnittsflächen und Längen des Durchlasskanals verändert
werden, nämlich in Abhängigkeit von den erwünschten
Eigenschaften der Dämpfung der Schwingungen bzw. Vibrationen,
indem eine oder mehrere der Verbindungsöffnungen selektiv
geöffnet oder geschlossen werden.
Der Aufbau und die Formen der Durchlasskanäle sind nicht auf die
der beschriebenen Ausführungsform beschränkt, sondern können
geeignet modifiziert werden, nämlich in Abhängigkeit von den
erforderlichen Eigenschaften der Dämpfung der Schwingungen,
unter der Voraussetzung, daß die Verbindungsöffnung des ersten
Durchlasskanals, die zu der Ausgleichskammer hin offen ist und
die selektiv durch die Membran geöffnet oder verschlossen wird,
der Druckfläche 83 des Druckelements 84 hinter der Membran
gegenüberliegt, welches an einem mittigen Abschnitt der
Abdeckung angeordnet ist.
Das Resonanz-Bauteil 22 in der beschriebenen Ausführungsform ist
nicht essentiell, um die vorliegende Erfindung auszuführen.
Während die beschriebene Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in Form einer fluidgefüllten elastischen
Motorbefestigung für ein Kraftfahrzeug vorliegt, ist es
offensichtlich, dass das Prinzip der vorliegenden Erfindung
gleichermaßen bei verschiedenen anderen fluidgefüllten
elastischen Befestigung anwendbar ist, nämlich zum Einsatz bei
einem Kraftfahrzeug und für andere Anwendungen.
Claims (13)
1. Fluidgefüllte elastische Befestigung (10) mit:
einem ersten und einem zweiten Befestigungselement (12, 14), die voneinander beabstandet sind;
einem das erste mit dem zweiten Befestigungselement (12, 14) elastisch verbindenden Körper (16);
einem von dem zweiten Befestigungselement (14) getragenen Trennelement (34), das auf seiner einen Seite zusammen mit dem elastischen Körper (16) eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Druckaufnahmekammer (44) eingrenzt;
einer flexiblen Membran (36), die auf einer der gegenüberliegenden anderen Seiten des Trennelements (34) zusammen mit dem Trennelement (34) eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Ausgleichskammer (46) eingrenzt; wobei
das Trennelement (34) einen mit der Druckaufnahmekammer (44) und der Ausgleichskammer (46) verbindbaren, ersten Durchlasskanal (64) und zumindest eine Verbindungsöffnung (62) aufweist, die zu einem mittigen Abschnitt der Membran (36) hin offen ist, um eine Fluidverbindung des ersten Durchlasskanals (64) mit der Ausgleichskammer (46) zu ermöglichen;
einer Abdeckung (76), die einen zylindrischen Abschnitt (78) und einen Bodenabschnitt (80) aufweist, wobei der Bodenabschnitt (80) eines der gegenüberliegenden axialen Enden des zylindrischen Abschnittes (78) verschließt und die Abdeckung (76) an dem anderen axialen Ende des zylindrischen Abschnittes (78) von dem zweiten Befestigungselement (14) getragen wird, so dass ein Zwischenraum (96, 100) zwischen der Membran (36) und dem Bodenabschnitt (80) eingegrenzt ist;
einem in einem mittigen Abschnitt des Zwischenraums (96, 100) angeordneten, einen Innenraum bildenden Druckelement (84), mit dem die Membran (36) zu und weg von der Verbindungsöffnung (62) verlagerbar ist;
einem zwischen dem Druckelement (84) und dem Bodenabschnitt (80) der Abdeckung (76) angeordneten Vorspannungselement (86), mit dessen Hilfe die Membran (36) gegen die Verbindungsöffnung (62) des Trennelements (34) drückbar und dadurch die Verbindungsöffnung (62) verschließbar ist; und
einer ringförmigen Gummiplatte (94), die in einem zwischen einem äußeren Umfangsabschnitt des Druckelements (84) und dem zylindrischen Abschnitt (78) der Abdeckung (76) befindlichen radialen Zwischenraum angeordnet ist und den Zwischenraum (96, 100) innerhalb der Abdeckung (76) in eine teilweise mittels der Membran (36) festgelegte Statikdruckkammer (96) und in eine teilweise mittels des Bodenabschnitt (80) der Abdeckung (76) festgelegte luftdicht verschlossene Betriebskammer (100) aufteilt; wobei,
wenn ein Unterdruck in die Betriebskammer (100) angelegt ist, das Druckelement (84) in Richtung auf den Bodenabschnitt (80) der Abdeckung (76) angesaugt wird, so dass die Membran (36) von der Verbindungsöffnung (62) weg bewegt wird, um zur Herstellung einer Fluidverbindung des ersten Durchlasskanals (64) mit der Ausgleichskammer (46) die Verbindungsöffnung (62) zu öffnen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckelement (84) unabhängig von der flexiblen Membran (36) gebildet ist, und
das Druckelement (84) aus Metall oder einem vergleichbar harten Material gefertigt ist.
einem ersten und einem zweiten Befestigungselement (12, 14), die voneinander beabstandet sind;
einem das erste mit dem zweiten Befestigungselement (12, 14) elastisch verbindenden Körper (16);
einem von dem zweiten Befestigungselement (14) getragenen Trennelement (34), das auf seiner einen Seite zusammen mit dem elastischen Körper (16) eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Druckaufnahmekammer (44) eingrenzt;
einer flexiblen Membran (36), die auf einer der gegenüberliegenden anderen Seiten des Trennelements (34) zusammen mit dem Trennelement (34) eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Ausgleichskammer (46) eingrenzt; wobei
das Trennelement (34) einen mit der Druckaufnahmekammer (44) und der Ausgleichskammer (46) verbindbaren, ersten Durchlasskanal (64) und zumindest eine Verbindungsöffnung (62) aufweist, die zu einem mittigen Abschnitt der Membran (36) hin offen ist, um eine Fluidverbindung des ersten Durchlasskanals (64) mit der Ausgleichskammer (46) zu ermöglichen;
einer Abdeckung (76), die einen zylindrischen Abschnitt (78) und einen Bodenabschnitt (80) aufweist, wobei der Bodenabschnitt (80) eines der gegenüberliegenden axialen Enden des zylindrischen Abschnittes (78) verschließt und die Abdeckung (76) an dem anderen axialen Ende des zylindrischen Abschnittes (78) von dem zweiten Befestigungselement (14) getragen wird, so dass ein Zwischenraum (96, 100) zwischen der Membran (36) und dem Bodenabschnitt (80) eingegrenzt ist;
einem in einem mittigen Abschnitt des Zwischenraums (96, 100) angeordneten, einen Innenraum bildenden Druckelement (84), mit dem die Membran (36) zu und weg von der Verbindungsöffnung (62) verlagerbar ist;
einem zwischen dem Druckelement (84) und dem Bodenabschnitt (80) der Abdeckung (76) angeordneten Vorspannungselement (86), mit dessen Hilfe die Membran (36) gegen die Verbindungsöffnung (62) des Trennelements (34) drückbar und dadurch die Verbindungsöffnung (62) verschließbar ist; und
einer ringförmigen Gummiplatte (94), die in einem zwischen einem äußeren Umfangsabschnitt des Druckelements (84) und dem zylindrischen Abschnitt (78) der Abdeckung (76) befindlichen radialen Zwischenraum angeordnet ist und den Zwischenraum (96, 100) innerhalb der Abdeckung (76) in eine teilweise mittels der Membran (36) festgelegte Statikdruckkammer (96) und in eine teilweise mittels des Bodenabschnitt (80) der Abdeckung (76) festgelegte luftdicht verschlossene Betriebskammer (100) aufteilt; wobei,
wenn ein Unterdruck in die Betriebskammer (100) angelegt ist, das Druckelement (84) in Richtung auf den Bodenabschnitt (80) der Abdeckung (76) angesaugt wird, so dass die Membran (36) von der Verbindungsöffnung (62) weg bewegt wird, um zur Herstellung einer Fluidverbindung des ersten Durchlasskanals (64) mit der Ausgleichskammer (46) die Verbindungsöffnung (62) zu öffnen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Druckelement (84) unabhängig von der flexiblen Membran (36) gebildet ist, und
das Druckelement (84) aus Metall oder einem vergleichbar harten Material gefertigt ist.
2. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach Anspruch
1, wobei das Druckelement (84) eine Druckplatte (90)
aufweist, die einstückig damit ausgebildet ist, an einem
offenen Ende davon, um sich radial nach außen von dem
Druckelement zu erstrecken, wobei die Gummiplatte (94) in
einem ringförmigen Zwischenraum zwischen einem äußeren
Umfangsabschnitt der Druckplatte und dem zylindrischen
Abschnitt (78) der Abdeckung (76) angeordnet ist.
3. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach Anspruch
1 oder 2, wobei das Druckelement (84) eine umgedrehte
tassenförmige Gestaltung aufweist, die zu dem
Bodenabschnitt (80) der Abdeckung (76) hin offen ist, wobei
das Vorspannungselement (86) in der umgedrehten Tassenform
des Druckelements angeordnet ist.
4. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wobei das Druckelement einen Metallring
(92) umfasst, der an einem äußeren Umfangsabschnitt der
Gummiplatte (94) befestigt ist, wobei der Metallring
mittels einer Presspassung in den zylindrischen Abschnitt
(78) der Abdeckung (76) eingepasst ist, so dass der äußere
Umfangsabschnitt der Gummiplatte an dem zylindrischen
Abschnitt der Abdeckung mittels des Metallrings befestigt
ist.
5. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, wobei die Druckplatte (90) an einem
äußeren Umfangsabschnitt an ihrer unteren Oberfläche mit
einem ringförmigen Gummipuffer (104) versehen ist, der sich
mit dem Bodenabschnitt der Abdeckung in Anlage befindet,
wenn das Druckelement in Richtung des Bodenabschnitts
gesaugt wird.
6. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, wobei das Druckelement (84) eine obere
Wand (88) aufweist, deren äußere Oberfläche als eine
Druckfläche (83) dient, die an der Membran (36) anliegt, um
die Verbindungsöffnung (62) des Trennelements (34) zu
verschließen.
7. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, weiterhin mit einem zweiten
Durchlasskanal (58) zur Fluidverbindung zwischen der
Druckaufnahmekammer (44) und der Ausgleichskammer (46),
wobei der zweite Durchlasskanal ein A/L-Verhältnis
aufweist, welches geringer ist als das des ersten
Durchlasskanals (64), wobei "A" eine Querschnittsfläche der
Strömung von Fluid durch den ersten und durch den zweiten
Durchlasskanal darstellt, sowie "L" eine Länge des
Durchlasskanals darstellt.
8. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, wobei das Trennelement (34) aus einer
oberen Platte (48), die einen Abschnitt (66) mit großem
Durchmesser und umgedrehter tassenförmiger Gestaltung
aufweist, sowie aus einer unteren Platte (52) besteht, die
einen Abschnitt (68) mit kleinem Durchmesser und
umgedrehter tassenförmiger Gestaltung aufweist, wobei die
obere und untere Platte einander überlagert sind, um den
ersten Durchlasskanal (64) festzulegen, der sich durch
einen radial innenliegenden Abschnitt des Trennelements
(34) erstreckt, sowie um den zweiten Durchlasskanal (58)
festzulegen, der sich durch einen radial außenliegenden
Abschnitt des Trennelements erstreckt.
9. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem der
Ansprüche 1 bis 8, wobei die Verbindungsöffnung (62) des
Trennelements (34) durch eine geneigte Wand des Abschnittes
(68) mit kleinem Durchmesser und umgedrehter tassenförmiger
Gestaltung des Trennelements (34) ausgebildet ist.
10. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem
der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Vorspannungselement (86)
eine Schraubenfeder umfasst.
11. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem
der Ansprüche 1 bis 10, wobei der zylindrische Abschnitt
(78) der Abdeckung (76) eine Verbindungsöffnung (102)
aufweist, die dort hindurch ausgebildet ist, und wobei die
Statikdruckkammer (96) mittels dieser Verbindungsöffnung
mit dem atmosphärischen Druck verbunden ist.
12. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem
der Ansprüche 1 bis 11, weiterhin mit einem Resonanz-
Bauteil (22), welches durch das erste Befestigungselement
(12) getragen wird und welches in der Druckaufnahmekammer
(44) angeordnet ist, wobei das Resonanz-Bauteil mit einer
inneren Oberfläche des elastischen Körpers (16)
zusammenwirkt, um eine ringförmige begrenzte Fluidpassage
(70) festzulegen.
13. Fluidgefüllte elastische Befestigung nach einem
der Ansprüche 1 bis 12, weiterhin mit einem Anschlag zur
Begrenzung eines Betrages der relativen Verlagerung des
ersten und des zweiten Befestigungselements (12, 14) in
Richtung einer Belastung, wobei der Anschlag ein Halteteil
(31) umfasst, welches an einem Abschnitt eines äußeren
Umfangsabschnittes des ersten Befestigungselements (12)
ausgebildet ist, um dort in einer Richtung nach radial
außerhalb vorzustehen, wobei das zweite Befestigungselement
(14) ein oberes offenes Ende aufweist, welches dem
Halteteil gegenüberliegt, nämlich in einer Lastaufnahme-
Richtung, in der die elastische Befestigung eine
schwingende Belastung aufnimmt.
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