DE19641239A1

DE19641239A1 - Schwingungsdämpfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19641239A1
Application number: DE19641239A
Authority: DE
Inventors: Kazushige Aoki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1996-10-07
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2016-10-08
Also published as: DE19641239C2; US5947456A; JPH09100868A; JP3713765B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung zur Isolierung von Schwingungen und Abstützung einer Schwingungen erzeu genden Einrichtung, wie etwa einer Antriebsmaschine eines Fahrzeugs. Es soll sich um eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit geschlossenen Fluidkammern handeln, die in der Lage ist, eine starke, eintreffende Schwin gung zu verringern, ohne eine aufwendige und teure Konstruktion zu erfor dern.

Im allgemeinen wirkt eine Maschinenstütze als Schwingungsdämpfungsvor richtung, die eine Antriebseinheit eines Fahrzeugs abstützt und hauptsächlich benötigt wird zur Isolierung von Schwingungen bei Leerlauf, dröhnenden Ge räuschen und Schwingungen und Geräuschen bei Beschleunigung. Zur Isolie rung von Leerlaufschwingungen die eine relativ große Amplitude und einen Frequenzbereich von 20 bis 30 Hz haben, muß die Schwingungsdämpfungs vorrichtung eine Charakteristik mit hoher dynamischer Federkonstante und hoher Dämpfung besitzen. Andererseits muß zur Reduzierung von Dröhnge räuschen (Echotönen) und/oder Beschleunigungsschwingungen, die eine re lativ kleine Amplitude und einen Frequenzbereich von 80 bis 800 Hz haben, die Schwingungsvorrichtung eine Charakteristik mit niedriger dynamischer Federkonstante und niedriger Dämpfung aufweisen. Es ist daher schwierig, alle Schwingungen durch eine übliche, elastische Maschinenstütze der her kömmlichen Bauart mit geschlossenen Fluidkammern zu isolieren.

Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit geschlossenen Fluidkammern, die eine aktive Stützkraft erzeugt ist vorgeschlagen worden, die den oben er wähnten Anforderungen entsprechen soll. Eine Japanische veröffentlichte Pa tentanmeldung mit dem Aktenzeichen 3-24338 offenbart eine entsprechen de Schwingungsdämpfungsvorrichtung die mit einer Fluidkammer versehen ist, die definiert wird durch ein zur Abstützung vorgesehenes Elastomer und eine bewegliche Platte. Die Fluidkammer ist gefüllt mit Fluid und ändert sich in ihrem Volumen durch Verschiebung der beweglichen Platte mit Hilfe ei nes elektromagnetischen Betätigungsorgans, so daß eine Steuerkraft zur Auf hebung einer auf die Schwingungsdämpfungsvorrichtung ausgeübten Kraft er zeugt wird.

Da jedoch die herkömmlichen Schwingungsdämpfungsvorrichtungen der hier interessierenden Art so ausgebildet worden sind, daß die bewegliche Platte elastisch durch eine ringförmige Plattenfeder abgestützt wird, hat die herkömmliche Schwingungsdämpfungsvorrichtung verschiedene Nachteile. Da beispielsweise eine ringförmige Plattenfeder eine hohe Steifigkeit in be zug auf die Dicke aufweist, ist der elastisch verformbare Bereich der Platten feder schmal, so daß die Verschiebung der beweglichen Platte im Verhältnis zu einer Verschiebungssteuerung begrenzt ist. Wenn im übrigen die Plattenfe der durch eine dünne Platte gebildet wird, durch die der Bereich der pro portionalen Verformung der beweglichen Platte vergrößert wird, ist die Halt barkeit der Plattenfeder eingeschränkt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schwin gungsdämpfungsvorrichtung zu schaffen, die wirksam ist bei unterschiedli chen Schwingungen, ohne daß die Größe und die Herstellkosten zunehmen würden.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus den Merkmalen des Patentan spruchs 1.

Eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungsvorrichtung befindet sich zwischen einer schwingenden Einrichtung und einem anderen Konstruk tionsteil. Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung umfaßt eine Hauptfluidkam mer, eine elastische Stütze, eine bewegliche Platte, ein elektromagnetisches Betätigungsorgan und eine elastische Platte sowie Fluid in der Fluidkammer. Die elastische Stütze begrenzt teilweise die Hauptfluidkammer, die mit dem Fluid gefüllt ist. Die bewegliche Platte begrenzt teilweise die Kammer und be steht aus magnetisierbarem Material. Das elektromagnetische Betätigungsor gan erzeugt eine Kraft zur Verschiebung der beweglichen Platte. Die elasti sche Platte stützt die bewegliche Platte elastisch ab, so daß die bewegliche Platte bewegt werden kann zur Änderung des Volumens der Fluidkammer. Die elastische Platte umfaßt eine Anzahl von rechteckigen Plattenfederberei chen, die in Radialrichtung angeordnet sind. Die elastische Platte wird abge stützt durch ein Stützglied, das das elektromagnetische Betätigungsorgan ab stützt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvorrich tung;

Fig. 2 zeigt schematisch eine Anordnung mit Schwingungs dämpfungsvorrichtung;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Teildarstellung eines wesentli chen Teils der Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Plattenfeder gemäß der er sten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäße Dämpfungsvor richtung;

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm und veranschaulicht die Arbeits weise einer Steuerung der ersten Ausführungsform;

Fig. 7 ist ein Diagramm und zeigt die Beziehung zwischen ei nem Zwischenraum zwischen einem beweglichen Teil und einem elektromagnetischen Betätigungsorgan und einer Anzugskraft, die auf das bewegliche Teil ausgeübt wird, sowie einer Federkraft;

Fig. 8 ist ein Diagramm und veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Zwischenraum zwischen dem bewegli chen Teil und dem elektromagnetischen Betätigungs organ, einer Anzugskraft, die auf das bewegliche Teil ausgeübt wird, und einer Federkraft mit linearer Fe dercharakteristik sowie nicht-linearer Federcharakte ristik;

Fig. 9 ist eine vergrößerte Telldarstellung eines wesentli chen Teils der Fig. 1;

Fig. 10 ist ein Schnitt durch ein wesentliches Teil der Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer zweiten Aus führungsform;

Fig. 11 ist ein Schnitt durch ein wesentliches Teil der Schwingungsdämpfungsvorrichtung einer dritten Aus führungsform;

Fig. 12 ist eine Draufsicht auf eine Plattenfeder der dritten Ausführungsform;

Fig. 13 ist ein Querschnitt eines wesentlichen Teils der Schwingungsdämpfungsvorrichtung bei einer vierten Ausführungsform;

Fig. 14 ist ein Diagramm und veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Zwischenraum zwischen dem bewegli chen Teil und dem elektromagnetischen Betätigungs organ, einer Anzugskraft, die auf das bewegliche Teil ausgeübt wird, und der Federkraft bei variabler Feder charakteristik;

Fig. 15 ist ein Flußdiagramm und zeigt die Arbeitsweise einer Steuerung der vierten Ausführungsform;

Fig. 16 ist ein Querschnitt eines wesentlichen Teils einer fünf ten Ausführungsform;

Fig. 17 ist ein Diagramm und zeigt die Beziehung zwischen der Verschiebung des beweglichen Teils und der Fe derkraft; und

Fig. 18 ist eine Draufsicht auf eine Plattenfeder gemäß einer anderen Ausführungsform.

Zunächst soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 eine erste Ausführungsform der Schwingungsdämpfungsvorrichtung beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einer ersten Aus führungsform in Verbindung mit einer sogenannten aktiven Maschinenstütze 1. Die Maschinenstütze 1 dient dazu, Schwingungen, die von einer Maschine 30 auf ein Stützglied 35 übertragen werden, die an einem Fahrzeugaufbau be festigt ist (Fig. 2), aktiv zu verringern. Die Maschinenstütze 1 weist eine ge schlossene Fluidkammer auf und besitzt einen elektromagnetischen Antrieb. Die Maschinenstütze 1 umfaßt einen Befestigungsbolzen 2a, mit dem die Ma schinenstütze 1 mit einer Maschine 30 verbunden ist. Einstückig verbunden mit dem Befestigungsbolzen 2a ist ein tassenförmiges Montageteil 2. Das Montageteil 2 bildet einen Hohlraum auf der inneren Oberfläche und weist einen offenen, runden Umfangsrand 2b auf. Der offene, runde Umfangsrand 2b des Montageteils 2 ist mit dem oberen Endbereich eines inneren Zylin ders 3 durch Umbördeln verbunden.

Eine Membran 4 befindet sich innerhalb des inneren Zylinders 3 und unter teilt den Innenraum, der gebildet wird durch das Montageteil 2 und den in neren Zylinder 3, in obere und untere Teile. Der äußere Umfangsrand der Membran 4 ist zwischen dem Montageteil 2 und dem inneren Zylinder 3 beim Bördelvorgang eingespannt worden. Ein Einsatz 5 befindet sich in dem inneren Zylinder 3 unterhalb der Membran 4.

Ein elastomeres Zwischenstück 6 mit insgesamt im wesentlichen zylindrischer Form ist derart ausgebildet, daß die innere Oberfläche 6a höher liegt als die äußere Oberfläche 6b, soweit es die in Fig. 1 gezeigte, senkrechte Achsrichtung betrifft. Die innere Oberfläche 6a des elastomeren Zwischen stücks 6 ist durch Vulkanisieren verbunden mit der äußeren Oberfläche des inneren Zylinders 3. Die äußere Oberfläche 6b des Zwischenstücks 6 ist durch Vulkanisieren verbunden mit der inneren Oberfläche eines äußeren Zylinders 7.

Ein unterer Endbereich 7a des äußeren Zylinders 7 ist durch Bördeln mit ei nem Flanschbereich 8a eines Betätigungs-Gehäuses 8 verbunden. Das Betäti gungs-Gehäuse wird gebildet durch einen zylindrischen Abschnitt 8c, eine Bodenplatte 8a, die an dem zylindrischen Abschnitt 8c mit Hilfe einer Anzahl von Schrauben 8d befestigt ist, und eine flache Platte 8b, die auf der Innen seite der Bodenplatte 8a liegt. Auf diese Weise weist das Gehäuse 8 die Form einer stehenden, oben offenen Schale auf. Ein Befestigungsbolzen 9 zum An bringen der Maschinenstütze 1 an dem Stützglied 35 ragt von der unteren Endfläche des Betätigungs-Gehäuses 8 herab. Der Kopfbereich 9a des Befesti gungsbolzens 9 wird durch die flache Platte 8b aufgenommen und durch die Bodenplatte 8a festgehalten.

Ein elektromagnetisches Betätigungsorgan 10 befindet sich in dem Betäti gungs-Gehäuse 8. Das Betätigungsorgan 10 wird gebildet durch ein zylindri sches Joch 10A, das auf der oberen Oberfläche der flachen Platte 8d befestigt ist und koaxial zum Betätigungs-Gehäuse 8 liegt, eine Erregerspule 10B, die zylindrisch gewickelt ist und um eine senkrechte Achse herum in dem Joch 10A liegt, und einen Dauermagneten 10C, der an der oberen Oberfläche des Teils des Jochs 10A liegt, der durch die Erregerspule 10B umgeben ist, so daß eine Polarität in senkrechter Richtung entsteht, bezogen auf die Orien tierung der Vorrichtung in Fig. 1.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, die eine vergrößerte Teildarstellung des Bereichs A in Fig. 1 ist, werden zwischen dem äußeren Zylinder 7 und dem Betätigungsgehäuse 8 ein Ring 11 mit rechteckigem Querschnitt, eine Plattenfeder 12, die als elastisches Glied dient, und ein ringförmiges Stützglied 13 einge spannt. Die Plattenfeder 12 weist die Form der Fig. 4 auf. Eine Öffnung 12A befindet sich im Zentrum der Plattenfeder 12, die ihrerseits die Form einer runden Scheibe aufweist. Eine Anzahl von Schlitzen 12B sind um die zentrale Öffnung 12A herum ausgebildet und erstreckt sich radial nach außen. Daher wird die Plattenfeder 12 gebildet durch eine Anzahl von Plattenfederbereichen 12C, die durch die Schlitze 12B und den Ringbereich 12D begrenzt werden, wie Fig. 4 zeigt. Der äußere Rand des Ringbereichs 12D ist L-förmig abgebo gen. Dadurch entsteht der rechtwinklig abgebogene Randbereich 12E, den Fig. 3 zeigt. Der Randbereich 12E steht in Berührung mit dem äußeren Um fang des Stützgliedes 13. Der Ringbereich 12D und die äußeren Enden der Plattenfederbereiche 12C werden eingespannt zwischen dem Ring 11 und dem Stützglied 13, so daß die Plattenfeder 12 zwischen diesen festgelegt ist. Der Ringbereich 12D wird somit gegenüber dem Betätigungs-Gehäuse 8 ab gestützt über das Stützglied 13.

Eine scheibenförmige, bewegliche Platte 14 besteht aus magnetisierbarem Material, wie etwa Eisen. Die bewegliche Platte 14 liegt innerhalb der Plat tenfeder 12 oberhalb des elektromagnetischen Betätigungsorgans 10 und deckt das Betätigungs-Gehäuse 8 von oben ab. Die bewegliche Platte 10 weist einen Hauptteil 14A in der Form einer relativ dicken Scheibe, einen umlau fenden Flanschbereich 14B, der mit der oberen Oberfläche der Scheibe fluchtet und eine geringere Stärke aufweist, und eine Stufe 14C, die an der unteren Oberfläche des Flanschbereichs 14B am Übergang zu der mittleren, stärken Scheibe ausgebildet ist. Die vorspringende Stufe 14C befindet sich somit an der unteren Seite des Flansches gegenüber dem Betätigungsorgan 10. Der äußere Umfangsbereich des Flanschbereichs 10B ist verbunden mit dem inneren Umfangsbereich des Ringes 11 über eine Dichtung 15. Die Stufe 14C der beweglichen Platte 14 liegt auf den freien Endbereichen der Feder bereiche 12C der Plattenfeder 12.

Das Stützglied 13 ist ringförmig und so ausgebildet, daß der äußere Durch messer im wesentlichen demjenigen des Ringes 11 entspricht, und der inne re Durchmesser kleiner als der des Ringes ist. Die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Stützgliedes 13 ist im wesentlichen doppelt so groß wie diejenige des Ringes 11. Das Stützglied 13 weist einen flachen Bereich 13A auf, in dem die Plattenfeder 12 eingespannt ist, und einen schräg abfallenden Bereich 13B, dessen Höhe zum Zentrum hin abnimmt. Der schräg abfallende Bereich 13B bildet eine Stützfläche 16, in der die Plattenfederbereiche 12C abgestützt werden, wenn die Plattenfe derbereiche 12C in Richtung des Stützgliedes 13 gebogen werden.

Eine Hauptfluidkammer 17 wird gebildet durch die untere Oberfläche 6c des elastomeren Zwischenstücks 6 und die obere Oberfläche der beweglichen Platte 14. Eine Hilfsfluidkammer 18 wird begrenzt durch die Membran 4 und den Einsatz 5. Ein Kanal 5a, der in dem Einsatz 5 gebildet ist, steht mit der Hauptfluidkammer 17 und der Hilfsfluidkammer 18 in Verbindung. Die Hauptfluidkammer, die Hilfsfluidkammer 18 und der Kanal 5a sind mit einem Fluid, wie etwa Öl, gefüllt.

Das Fluid-Resonanzsystem, das gebildet wird durch die Fluidmasse in dem Kanal 5a, die Federwirkung des elastomeren Zwischenstücks 6 und der Plat tenfeder 12, wird so eingestellt, daß die Dämpfungs-Spitzenfrequenz (eine Frequenz, bei der die Dämpfung am stärksten wird) während der nicht-ge steuerten Periode (wenn der Treiberstrom der Erregerspule 10A des elek tromagnetischen Betätigungsorgans 10 nicht zugeführt wird) einer Frequenz einer Leerlaufschwingung beim Anhalten des Fahrzeugs entspricht.

Die Erregerspule 10B des elektromagnetischen Betätigungsorgans 10 ist über ein nicht gezeigtes Kabel mit einer Steuerung 20 verbunden, die als Steue rung für das elektromagnetische Betätigungsorgan dient. Die Erregerspule 10B erzeugt eine vorgegebene magnetische Kraft entsprechend einem Trei bersignal y, das von der Steuerung 20 zugeführt wird. Die Steuerung 20 um faßt einen Mikrocomputer, verschiedene Interface-Kreise, einen A/D-Wandler, einen D/A-Wandler und einen Verstärker 50. Wenn die Steuerung 20 er mittelt, daß die Maschine 30 Leerlaufschwingungen oder hochfrequente Schwingungen, wie etwa Dröhngeräusche, erzeugt, bildet die Steuerung 20 eine Steuerschwingung und leitet sie der Maschinenstütze 1 zu, so daß die durch die Maschine erzeugte Schwingung nicht auf das Stützglied 35 übertra gen wird. Die Erregerkraft, die auf die Maschinenstütze 1 durch die Schwin gung der Maschine 30 ausgeübt wird, wird durch die Steuerkraft aufgehoben, die durch die elektromagnetische Kraft des elektromagnetischen Betäti gungsorgans 10 erzeugt wird.

Wenn die Maschinenstütze 1 mit einem Vierzylindermotor verbunden ist, werden Leerlaufschwingungen und Dröhnschwingungen (Echo) überwiegend erzeugt durch eine Übertragung von Maschinenschwingungen einer zweiten Komponente der Maschinendrehung über die Maschinenstütze 1 auf das Stützglied 35. Es ist daher möglich, das Schwingungsübertragungsverhältnis zu reduzieren durch Erzeugung und Abgabe eines Treibersignals y bei Syn chronisierung des Signals y mit der Sekundär-Komponente der Maschinen drehung.

Ein Impulssignal-Generator 21 ist an der Maschine 30 angebracht und elek trisch mit der Steuerung 20 verbunden. Der Generator 21 erzeugt ein Im pulssignal, das synchronisiert ist mit der Drehung der Kurbelwelle der Ma schine 30 oder dergleichen, und zwar jeweils bei 180° der Kurbelwelle, wenn es sich um eine Vierzylindermaschine mit hin- und hergehenden Kolben han delt, und liefert das Impulssignal als Bezugssignal x. Das Bezugssignal x wird der Steuerung 20 zugeführt als Signal, das repräsentativ ist für die Schwin gungserzeugung durch die Maschine 30. Ein Beschleunigungssensor 22 ist fest an dem Stützglied 35 in der Nähe des Anschlußbereichs der Maschinen stütze 1 angebracht. Der Beschleunigungssensor 22 ermittelt die Schwingung des Stützgliedes 35 in der Form einer Beschleunigung und liefert ein Rest schwingungssignal e. Das Restschwingungssignal e wird der Steuerung 20 zu geführt als Signal, das repräsentativ ist für die Schwingung nach dem Zusam mentreffen mit der Maschinenstütze 1.

Die Steuerung 20 erzeugt und liefert das Treibersignal y auf der Basis des Be zugssignals x und des Restschwingungssignals e gemäß dem X-gefilterten LSM-Algorithmus, genauer gesagt, dem synchronisierten LSM-Algorithmus. Die Steuerung 20 weist ein adaptives Digital-Filter W auf, das den Filter-Koef fizient W_i variabel verändert. Dabei ist i = 0, 1, 2 . . . , I-1, und I ist die Anzahl der Durchgänge. Bei jedem Prüf-Zeitintervall wird das neueste Bezugssignal x eingegeben, während der Filter-Koeffizient W_i des adaptiven Digital-Filters W als Treibersignal y abgegeben wird, und ein geeigneter Aktualisierungsvor gang des Filter-Koeffizienten W_i des adaptiven Digital-Filters W entsprechend dem Bezugssignal x und dem Restschwingungssignal e wird durchgeführt, so daß die Schwingung, die von der Maschine 30 auf die Maschinenstütze 1 über das Stützglied 35 übertragen worden ist, verringert wird.

Eine Aktualisierungsgleichung eines adaptiven Digital-Filters W wird durch die folgende Gleichung (1) wiedergegeben, die auf einem X-gefilterten LMS- Algorithmus beruht.

W: (n + 1) = W_i (n) - µR^Te (n) (1)

In der Gleichung ist der Term, der ein (n) enthält, ein Wert bei der Zeit n· n ist ist ein Koeffizient, der als Konvergenz-Koeffizient bezeichnet wird und sich auf die konvergierende Geschwindigkeit des Filter-Koeffizienten W₁ und dessen Stabilität bezieht. R^T ist theoretisch ein X-Filter-Signal, das erzielt wird durch Filterung des Bezugssignals x mit Hilfe eines Modelltransfer- Funktionsfilters Cˆ, das ein Modell der Transfer-Furiktion C zwischen der im elektromagnetischen Betätigungsorgan 10 erzeugten Kraft und dem Be schleunigungssensor 22 ist. Das Bezugssignal x ist ein Impulszug als Ergebnis der Anwendung des synchronisierten X-Filter-LMS-Algorithmus. Wenn folg lich Impuls-Antworten des Transfer-Funktions-Filters Cˆ synchron erzeugt werden zu Bezugssignalen x, entspricht R^T der Summe dieser Impuls-Ant wort-Wellen in der Zeit n.

Theoretisch wird das Treibersignal y erzeugt durch Filtern des Bezugssignals x mit Hilfe des adaptiven Digital-Filters W. Dieser Filterungsprozeß entspricht einer Umlaufberechnung der digitalen Rechnung. Da das Bezugssignal x ein Impulszug ist, wird durch Abgeben jedes Filter-Koeffizienten W_i des adapti ven Digital-Filters W als Treibersignal y bei vorgegebenen Prüf-Intervallen von einer Zeit, bei der das letzte Signal x eingegeben worden ist, dasselbe Ergeb nis erzielt wie im Falle, daß das Ergebnis des Filter-Prozesses als Treiber signal y verwendet wird.

Fig. 5 zeigt eine schematische Wiedergabe einer Maschinenstütze 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Mit M_f ist die Masse [kg] des Fluids in dem Ka nal 5a, mit C_f der Viskositätsdämpfungskoeffizient, mit K_m eine Stützrich tungs-Federkonstante [N/m] des elastomeren Zwischenstücks 6, mit K_e eine Zugrichtungs-Federkonstante [N/m] des elastomeren Zwischenstücks 6, mit K_p eine Federkonstante [N/m] der Plattenfeder 12, mit f_a eine Steuerkraft, die auf die bewegliche Platte 14 durch das elektromagnetische Betätigungs glied 10 ausgeübt wird, mit x₀ eine Verschiebung [m], die durch die Maschi ne 30 an der Maschinenstütze 1 hervorgerufen wird, mit x_f eine Verschie bung des Fluids in dem Kanal 5a, mit x₁ eine Verschiebung [m] in einem obe ren Bereich einer Zugrichtungs-Feder, gebildet durch das elastomere Zwi schenstück 6, mit x_p eine Verschiebung [m] der beweglichen Platte 14, mit f, eine Reaktionskraft [N] im Drehpunkt, mit f eine Übertragungskraft [N] bei Übertragung auf das Stützglied 35, mit R das Verhältnis (A_p/A_u) zwischen dem effektiven Druckaufnahmebereich A_u [m²] der Zugrichtungsfeder, gebil det durch das Zwischenstück 6 und einem effektiven Druckaufnahmebereich A_p [m²] der beweglichen Platte 14, und mit r das Verhältnis (A_u/A₀ zwi schen dem effektiven Druckaufnahmebereich A_u und dem Druckaufnahmebe reich A₀ der Öffnung des Kanals 5a bezeichnet.

Die Wirkungsweise der ersten Ausführungsform der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der Erfindung soll anschließend erläutert werden.

Wenn eine Maschine 30 schwingt, wirkt die Maschinenstütze 1 als Stützein richtung mit hoher Federkonstante, die eine Dämpfungskraft aufgrund ge eigneter Auswahl des Kanals 5a ausübt. Folglich wird die Schwingung der Ma schine 30 durch die Maschinenstütze 1 gedämpft, und die Größe der Schwingung des Stützgliedes 35 wird verringert. In diesem Fall ist es nicht notwendig, die bewegliche Platte 14 zu verschieben.

Wenn die Steuerung 20 ermittelt, daß die Schwingung der Maschine 30 eine Frequenz oberhalb der Leerlauffrequenz hat, führt die Steuerung einen vorge gebenen Rechenvorgang durch und liefert ein Treibersignal y an das elektro magnetische Betätigungsglied 10. Das bedeutet, daß eine positive Steuerkraft in der Maschinenstütze 1 erzeugt wird, die die Schwingung der Maschine und der Maschinenstütze 1 reduziert. Dies soll im einzelnen in bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 6 erläutert werden. Ein Zyklus wird synchron durch geführt zu dem Bezugssignal x eines Impulszuges, und ein Prüfvorgang wird durchgeführt synchron mit den Taktimpulsen der vorgegebenen Zeitinterval le, die gestaltet werden im Takt des Bezugssignals x.

In einem ersten Schritt S101 erfolgt eine vorgegebene Initialisierung der Steuerung 20. Das Programm läuft weiter zu einem Schritt S102, bei dem das Transferfunktionsfilter C∎ in dem vorgegebenen Speicher der Steuerung 20 ausgelesen wird.

Bei Schritt S103 wird ein Schalter, der die Anzahl der Treibersignale y pro Zyklus zählt, gelöscht. Sodann schreitet das Programm weiter zu Schritt S104.

Bei Schritt S104 liefert die Steuerung 20 das berechnete Treibersignal y an die Erregerspule 10B des elektromagnetischen Betätigungsorgans 10.

Anschließend bewegt sich das Programm zu Schritt S105, bei dem die Steue rung 20 das Restschwingungssignal e ausliest. Bei dem anschließenden Schritt S 106 berechnet die Steuerung 20 das Bezugssignal R^T zur Aktualisie rung durch Filtern des Bezugssignals x durch das Transferfunktionsfilter C∎, wie oben erläutert wurde.

Im Schritt S107 löscht die Steuerung 120 einen Schalter J auf "0". Der Schal ter J ist ein Schalter, der beurteilt, ob die Aktualisierungsrechnung des Filter- Koeffizienten W_i des adaptiven Signalfilters W in notwendiger Anzahl durch geführt worden ist oder nicht.

Im Schritt S108 aktualisiert die Steuerung 20 den Filter-Koeffizienten Wj des adaptiven Digital-Filters W gemäß der obigen Gleichung (1). Nach Durchfüh rung der Aktualisierung in Schritt S108, bewegt sich das Programm zu Schritt S109, bei dem die Steuerung 20 entscheidet, ob das nächste Bezugs signal x abgegeben werden soll oder nicht. Wenn die Steuerung 20 entschei det, daß das Bezugssignal x nicht aufgenommen worden ist, bewegt sich die Steuerung zu Schritt S110, damit eine Aktualisierung des nächsten Filter- Koeffizienten des adaptiven Digital-Filters W oder eine Abgabe des Treiber signals Y erfolgt.

In Schritt S110 entscheidet die Steuerung, ob oder nicht der Zählerstand J höher ist als die maximale Prüfanzahl Tap, die erhalten wird durch Teilen der maximalen Zykluszahl des Bezugssignals x, bestimmt durch die Mindest umdrehungszahl der Maschine 30, durch die Prüfzeit. Da der Zähler J von "0" beginnt, wird der Zähler J verglichen mit einem Wert (Tap-1), der abgezogen wird von der maximalen Prüfzahl Tap. Diese Entscheidung wird durchgeführt zum Klären, ob oder nicht der Filter-Koeffizient Wj des adaptiven Digital-Fil ters W aktualisiert worden ist mit der notwendigen Anzahl nach der Abgabe des Treibersignals y auf der Basis des Filter-Koeffizienten W_i in Schritt S104. Wenn die Entscheidung in Schritt S110 "NEIN" lautet, bewegt sich das Pro gramm zu Schritt S 111, in dem der Zähler J um "1" hochgeschaltet wird (j = J + 1). Sodann bewegt sich das Programm zurück zu Schritt S108, bei dem das erläuterte Verfahren wiederholt wird. Wenn die Entscheidung in Schritt S110 "JA" lautet, das heißt, wenn entschieden worden ist, daß der Filter- Koeffizient des adaptiven Digital-Filters W in der notwendigen Anzahl aktuali siert worden ist, bewegt sich das Programm zu Schritt S112.

In Schritt S112 wird eine Gleichstromkomponente eliminiert von einer Rei he von Filter-Koeffizientwerten W_i. Sodann bewegt sich das Programm zu Schritt S113. Hier entscheidet die Steuerung 20, ob die Filter-Koeffizienten W_i größer sind als der obere Grenzwert Wmax oder nicht. Wenn entschieden wird, daß keiner der Filter-Koeffizienten größer als der obere Grenzwert Wmax ist, geht das Programm über zu Schritt S114, bei dem der Korrektur koeffizient ß auf "1" gesetzt wird. Wenn andererseits entschieden wird, daß einer der Werte größer als der obere Grenzwert Wmax ist, bewegt sich das Programm zu Schritt S115, bei dem der Korrekturkoeffizient ß als Zahl ge setzt wird, die größer als "0" und kleiner als "1" ist. Genauer gesagt wird bei Schritt S 115 der Korrekturkoeffizient ß so festgesetzt, daß das Produkt des Korrekturkoeffizienten β und jedes der Filter-Koeffizienten W_i kleiner ist als der obere Grenzwert Wmax und einen Wert in der Nähe des oberen Grenz wertes Wmax einnimmt. Sodann bewegt sich das Programm zu Schritt S116, bei dem der Korrektur-Koeffizient β mit jedem der Filter-Koeffizienten W_i multipliziert und jeder Filter-Koeffizient W₁ durch das Produkt ersetzt wird.

Der Prozeßablauf von Schritt S112 bis S116 wird durchgeführt, damit folgen de Schwierigkeiten verhindert werden. Wenn das Treibersignal y erzeugt wird unter Verwendung des Filter-Koeffizienten Wj, der in Schritt S108 aktu alisiert ist, in dieser Form, ist im Falle, daß das Treibersignal y einen oberen Wert unter dem Gesichtspunkt der Charakteristik der Steuerung 20 und des elektromagnetischen Betätigungsorgans 10 und dergleichen besitzt, das Trei bersignal y größer als der obere Grenzwert, so daß es zwangsläufig auf den oberen Grenzwert korrigiert wird, und das Treibersignal y kleiner ist als der obere Grenzwert und in dieser Form ausgegeben wird. Folglich wird eine Hochfrequenzkomponente, die praktisch nicht existiert, umgewälzt, und dies beeinträchtigt die Schwingungsreduzierungssteuerung. Folglich wird durch die Schritte S112 bis S116 auch dann, wenn das Treibersignal y größer als der obere Grenzwert ist, jedes der Treibersignale in der gleichen Weise re duziert und lediglich hinsichtlich der Höhe korrigiert. Daher wird das Um wälzen der nicht notwendigen Hochfrequenzkomponente auf einfache Weise verhindert.

Nach Durchführung des Prozesses in Schritt S116 bewegt sich das Programm zu Schritt S117, bei dem der Zähler i hinsichtlich seines Zählerstandes er höht wird. Sodann wird, bis eine Zeit von der Ausführung des Schrittes S104 abgelaufen ist, die dem vorgegebenen Prüfintervall entspricht, der Pro grammablauf abgewartet. Wenn die Zeit, die dem Prüfintervall entspricht, ab gelaufen ist, kehrt das Programm zurück zu Schritt S104, bei dem der ge schilderte Vorgang wiederholt wird.

Wenn in Schritt S109 entschieden wird, daß das Bezugssignal x eingegeben wird, kehrt das Programm zu Schritt S103 zurück und wiederholt den Vor gang.

Als Ergebnis des wiederholten Durchlaufs des Verfahrens wird der Filter- Koeffizient W_i des adaptiven Digital-Filters W jeweils als Treibersignal y von der Steuerung 20 an das elektromagnetische Betätigungsorgan 10 der Ma schinenstütze 1 bei vorgegebenen Prüf-Intervallen von dem Bezugssignal x eingegeben. Daher wird, obgleich die magnetische Kraft, die dem Treibersignal y entspricht, in der Erregerspule 10B erzeugt wird, die vorgegebene magnetische Kraft des Dauermagneten 10C zuvor auf die bewegliche Platte 14 übertragen. Es kann daher angenommen werden, daß die magnetische Kraft, die durch die Erregerspule 10B hervorgerufen wird, eine Unterstützung oder Schwächung der magnetischen Kraft 10C bewirkt. Das bedeutet, daß, wenn das Treibersignal y nicht an die Erregerspule 10B abgegeben wird, die be wegliche Platte 14 in eine neutrale Position gelangt, in der der Stützkraft der Plattenfeder 12 und die magnetische Kraft des Dauermagneten 10C im Gleichgewicht stehen. Wenn das Treibersignal y an die Erregerspule 10B in dieser neutralen Stellung abgegeben wird, wird die bewegliche Platte 14 in Richtung eines Abstandes zu dem elektromagnetischen Betätigungsorgan 10 verschoben, wenn die magnetische Kraft der Erregerspule 10B aufgrund des Treibersignals y entgegen der Richtung der magnetischen Kraft des Dauer magneten 10C abgegeben wird. Wenn umgekehrt die Richtung der magneti schen Kraft der Erregerspule 10B die gleiche ist wie die Richtung der magnetischen Kraft des Dauermagneten 10C, wird die bewegliche Platte 14 so verschoben, daß der Abstand zu dem elektromagnetischen Betätigungsor gan 10 abnimmt.

Die bewegliche Platte 14 kann sich somit in zwei entgegengesetzte Richtun gen bewegen. Da das Volumen der Hauptfluidkammer 17 durch die Verschie bung der beweglichen Platte 14 verändert wird und der Zugfederanteil des elastomeren Zwischenstücks 6 aufgrund dieser Volumenänderung verformt wird, wird eine Stützkraft mit zwei entgegengesetzten Richtungen in der Ma schinenstütze 1 erzeugt. Jeder Filter-Koeffizient W_i des adaptiven Digital-Fil ters W wird entsprechend der Gleichung (1) aktualisiert entsprechend dem synchronisierten X-Filter-LMS-Algorithmus. Daher wird, nachdem jeder Fil ter-Koeffizient W_i des adaptiven Digital-Filters W in einen optimalen Wert umgewandelt, nachdem eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, die Leerlauf schwingung und die Dröhnschwingung, die von der Maschine 30 über die Maschinenstütze 1 auf das Stützglied 35 übertragen werden, durch Zufuhr des Treibersignals y zu der Maschinenstütze 1 verringert.

Die Maschinenstütze 1 ist so angeordnet, daß sie einen Zwischenraum bildet zwischen dem Betätigungsorgan 10 und der beweglichen Platte 14, der klei ner als 3 mm ist. Die Anzugskraft (Steuerkraft) des elektromagnetischen Be tätigungsorgans 10 wird geändert innerhalb eines Bereiches von mehreren kgf bis 100 und einige 10 kgf, obgleich der Abstand klein ist, wie oben er wähnt wurde.

Auf der anderen Seite wird während der Steuerung entsprechend Fig. 6 die Schwingungsbewegung, die auf die Maschinenstütze 1 einwirkt, auf den Maxi malwert vergrößert, wenn der Leerlauf der Maschine bei einer minimalen Drehzahl liegt. Wenn eine Dieselmaschine oder eine großvolumige Benzinma schine auf der Maschinenstütze 1 angebracht ist, liegt die Vibrations-Ver schiebung, die auf die Maschinenstütze 1 einwirkt, bei 0,4 bis 1,0 mm Ampli tude. Es ist daher notwendig, die bewegliche Platte 14 durch eine große Schwingungsamplitude zu bewegen, die der eingegebenen Schwingungsbewe gung entspricht, damit die auf das Stützglied 35 übertragende Kraft vollstän dig aufgehoben wird. In dieser Situation wird die bewegliche Platte 14 um 1 bis 2 mm bei hoher und niedriger Vibrations-Amplitude verschoben. Da eine derartige Verschiebung der beweglichen Platte 14 bewirkt, daß das elektro magnetische Betätigungsorgan 10 umgeschaltet wird von einem Bereich eini ger kgf zu 100 und einigen 10 kgf, ist es notwendig, daß die Plattenfeder 12, die die bewegliche Platte 14 abstützt, eine Federkraft aufweist, die sich im gleichen Bereich ändern kann, wie das elektromagnetische Betätigungsorgan 10.

Weiterhin wird die Maschinenstütze 1 normalerweise mit einem maximalen Außendurchmesser von 100 mm hergestellt, da der Platz in dem Fahrzeug begrenzt ist. Es ist daher notwendig, daß die Plattenfeder 12, die die beweg liche Platte 14 abstützt, in einem begrenzten Raum untergebracht werden kann und ihre Federcharakteristik selbst bei sehr geringer Verschiebung än dern kann. Dies erfordert eine genaue Gestaltung der Plattenfeder 12 im Hin blick auf die Federcharakteristik. Bei der Maschinenstütze 1 gemäß der vor liegenden Erfindung wird diese feine Federcharakteristik in besonderem Ma ße erreicht.

Bei der Maschinenstütze 1 wird gemäß dem Modell der Fig. 5 angenommen, daß die bewegliche Platte 14 um die Strecke x_p verschoben wird, damit die Übertragung der Kraft auf das Stützglied 35 vollständig aufgehoben wird, in dem die Steuerkraft f_a des elektromagnetischen Betätigungsorgans 10 ver wendet wird in dem Falle, daß eine eingegebene Verschiebung x₀ durch die Maschine 30 auf die Maschinenstütze 1 einwirkt. Eine Federkonstante (f_a/x_p) einer beweglichen, zusammengesetzten Plattenfeder, die den Federanteil der beweglichen Platte 14 bildet, wird ausgedrückt durch die Kombination der Plattenfeder 12 und eines zusätzlichen Federelements, repräsentiert durch die folgende Gleichung (2).

f_a/x_p = K_p + {R²K_mK_e/(K_m + K_e) (2)

Andererseits entsteht eine Beziehung gemäß Gleichung (3) zwischen der Be wegung x_p der beweglichen Platte 14 und der eingegebenen Verschiebung x₀:

x₀/x_p = RK_m/(K_m + K_e) (3)

Fig. 7 zeigt ein ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Zwischenraum von elektromagnetischem Betätigungsorgan und bewegli cher Platte 14, der Anzugskraft des Betätigungsorgans 10 und der Federkraft, die auf die bewegliche Platte 14 ausgeübt wird. Die Anzugskraft wird reprä sentiert durch eine durchgezogene Linie, und die Federkraft wird repräsen tiert durch eine strichpunktierte Linie mit zwei Punkten. Die Anzugskraft des elektromagnetischen Betätigungsorgans gemäß Fig. 7 zeigt eine Charakteri stik, die sich ergibt, wenn die magnetomotorische Kraft durch den Wechsel strom I [AT: Ampere-Windung] in der Erregerspule 10B erzeugt wird. 0 [AT] bedeutet, daß kein elektrischer Strom der Erregerspule 10B zugeführt wird, +I [AT] bedeutet, daß der maximale elektrische Strom der Erregerspule 10B zugeführt wird, so daß die Richtung (Anzugsrichtung) der magnetischen Kraft der Erregerspule 10B dieselbe ist wie diejenige des elektromagnetischen Be tätigungsorgans 10, und -I [AT] bedeutet, daß ein maximaler elektrischer Strom der Erregerspule zugeführt wird, derart, daß die Richtung (Abstoß richtung) der magnetischen Kraft der Erregerspule 10B umgekehrt ist zu der des elektromagnetischen Betätigungsorgans. Der Abstand δ_ai in Fig. 7 ist ein Abstand zwischen der beweglichen Platte 14 und dem elektromagnetischen Betätigungsorgan 10, wenn keine magnetische Kraft des Betätigungsorgans 10 auf die bewegliche Platte 14 ausgeübt wird, so daß keine elastische Ver formung in der Plattenfeder 12 entsteht.

Die Beziehung zwischen dem Abstand δ und der Steuerkraft f_a, die durch das elektromagnetische Betätigungsorgan 10 erzeugt wird, ist entgegengesetzt proportional zu der Steuerkraft f_a und entspricht dem Quadrat des Abstandes δ wie folgt:

f_a - α(b+I)²/(δ+a)² (4)

In dieser Gleichung bedeuten α, a und b Konstante, die durch die Charakteri stik des Betätigungsorgans 10 bestimmt werden.

Wenn gemäß Fig. 7 kein elektrischer Strom der Erregerspule 10B des Betäti gungsorgans 10 zugeführt wird, entsteht eine ausgeglichene Situation zwi schen der Anziehungskraft des Betätigungsorgans 10 und der Federkraft der Plattenfeder 12, bei der sich eine Position mit einem Zwischenraum δz ein stellt. Die bewegliche Platte 14 bewegt sich so, daß der Zwischenraum δz durch den Fluß von elektrischem Wechselstrom zu der Erregerspule 10B ge ändert wird.

Wenn die bewegliche Platte 14 so gehandhabt wird, daß nur die Federkraft der Plattenfeder 12 als Federkraft zur elastischen Abstützung der bewegli chen Platte 14 dient, wird die Charakteristik der Plattenfeder 12 nicht-li near, wie durch strichpunktierte Linien in Fig. 7 angegeben ist. Daher wird die bewegliche Platte 14 zwischen dem Zwischenraum δ_sm und dem Zwi schenraum δ_sp verschoben.

Es wird angenommen, daß die Beziehung zwischen der Verschiebung (Zwi schenraum δ) der beweglichen Platte 14 bei der genannten Bedingung und der Federkraft wiedergegeben ist durch FS(δ). Wenn die bewegliche Platte 14 in der Praxis in der Maschinenstütze 1 installiert wird und die Übertragungs kraft f entgegen der eingegebenen Verschiebung x₀ vollständig aufgehoben wird, wird die Federkraft, die auf die bewegliche Platte 14 einwirkt, durch die Charakteristik FA(δ) wiedergegeben, bei der der zusätzliche Faktor der Gleichung (2) hinzugefügt wird zu der Charakteristik FA(δ).

Daher läßt sich die Charakteristik FA(δ) in dem montierten Zustand wieder geben durch die folgende Gleichung (5):

F(δ) = FS(δ) + [R²K_mK_e/(K_m + K_e)}δ (5)

Da der Gradient der Charakteristik FA(δ) größer ist als derjenige der Charakte ristik FS(δ), wird die bewegliche Platte 14 verschoben zwischen dem Zwi schenraum δ_am und dem Zwischenraum δ_ap während der tatsächlichen Steuerung. Das bedeutet, daß wichtig ist, die bewegliche Platte 14 um einen vorgegebenen Hub zu verschieben (der Differenz zwischen dem Zwischen raum δ_am und dem Zwischenraum δ_ap) während die Jeweilige Steuerung stattfindet, damit eine starke Schwingung an der Maschinenstütze 1 aufgeho ben wird, und daß es vorzusehen ist, den Abstand δ_am möglichst groß und den Abstand δ_ap möglichst klein zu setzen. Mit anderen Worten, der Gradient der Charakteristik FA(δ) sollte mäßig sein.

Wie aus der Gleichung (5) hervorgeht, ist es vorzuziehen, die Charakteristik FS(δ) der Plattenfeder 12 als solche festzusetzen und den zulässigen Feder faktor, der durch die Stützfeder und die Ausdehnungsfeder, verkörpert durch die elastomere Stütze 6, bestimmt wird, kleiner auszuführen. Wenn jedoch die Charakteristik des Stützfederanteils der elastomeren Stütze 6 gering ist, nimmt die statische Stützfestigkeit der Maschinenstütze 1 ab. Wenn die Cha rakteristik des Zugfederanteils der elastomeren Stütze 6 klein ist, wird die Steuerkraft an der Maschinenstütze 1 klein. Es ist daher vorzuziehen, die Steifigkeit der Plattenfeder 12 zu senken. Durch Anordnung der beweglichen Platte 14 in Abstand zu dem elektromagnetischen Betätigungsorgan 10 und durch Verwendung eines starken magnetischen Betätigungsorgans 10 zur Er zeugung einer größeren Steuerkraft kann erreicht werden, daß der Hub der beweglichen Platte 14 vergrößert wird. Dies kann jedoch dazu führen, daß die Größe des Antriebs und damit auch wiederum die Kosten steigen.

Daher besitzt erfindungsgemäß die Plattenfeder 12 eine Öffnung 12A und Schlitze 12B zur Bildung einer Anzahl von Plattenfederbereichen 12C, durch die die bewegliche Platte 14 beweglich abgestützt wird. Im übrigen ist der äußere Umfang der Plattenfeder 12 an dem Betätigungsgehäuse 8 befestigt. Daher wird die Steifigkeit der Plattenfeder 12, bezogen auf die Dicke, ge senkt im Vergleich zu einer herkömmlichen Plattenfeder. Dadurch kann der Gradient der Charakteristik FA(δ) flach ausgebildet werden. Der Bereich elas tischer Verformbarkeit der Plattenfeder 12 wird vergrößert, und der Hub der beweglichen Platte 14 wird ebenfalls vergrößert, so daß die Steuerkraft des elektromagnetischen Betätigungsorgans gesteigert wird.

Fig. 8 zeigt ein Diagramm mit einer linearen Charakteristik der Plattenfeder 12, die strichpunktiert dargestellt ist, im Vergleich zu einer nicht-linearen Charakteristik gemäß der doppeltgepunkteten strichpunktierten Linie. Wenn die Plattenfeder 12 eine lineare Charakteristik aufweist, ist die Federkraft der Plattenfeder 12 proportional zur Verschiebung der bewegliche Platte 14. Wenn daher der Hub der beweglichen Platte 14 möglichst groß sein soll und Gleichgewicht zwischen der Federkraft und der Anzugskraft des elektro magnetischen Betätigungsorgans 10 bestehen soll (die Anzugskraft ist umge kehrt-proportional zum Quadrat des Abstandes δ), wie es strichpunktiert in Fig. 8 gezeigt ist, sollte der Gradient der Federkraft so gesteuert werden, daß er in Berührung steht mit der Charakteristik der Anzugskraft während der Stromfluß I [AT] an die Erregerspule 10B angelegt wird (und damit die An zu-kraft ihr Maximum erreicht). Durch diese Anordnung wird die bewegli che Platte 14 zwischen dem Abstand δ_ap1 und dem Abstand δ_am1 verscho ben. Dies bedeutet einen Schnitt mit der Charakteristik der Plattenfeder 12, während der Strom -I [AT] an die Erregerspule 10B angelegt wird, so daß die Anzugskraft des elektromagnetischen Betätigungsorgans 10 gering ist. Wenn Jedoch die lineare Charakteristik der Plattenfeder 12 gemäß Fig. 8 eingestellt wird und die bewegliche Platte 14 sich leicht von dem Zwischenraum δ_ap1 an das Betätigungsorgan 10 annähert, kann der Fall eintreten, daß die Plat tenfeder 12 mit dem Betätigungsorgan 10 kollidiert, da die Anzugskraft des Betätigungsorgans 10 relativ stärker ist als die Federkraft der Plattenfeder 12. Eine derartige unerwartete Verschiebung der beweglichen Platte 14 ent steht beispielsweise, wenn unerwartete Schwingungen von der Straßenober fläche auf die Maschinenstütze 1 über eine Aufhängung und das Stützglied 35 übertragen werden.

Wenn daher die Charakteristik der Plattenfeder 12 linear ist, wird die Plat tenfeder 12 praktisch so eingestellt, daß die Charakteristik größer ist als in Fig. 8, so daß der Abstand δ_ap1 entsprechend dem Schnitt zwischen der Cha rakteristik der Federkraft und der Anzugskraft bei + I [AT] ausfällt. Diese An ordnung verringert jedoch den Hub der beweglichen Platte 14 und wider spricht daher den erwähnten Anforderungen.

Wenn dagegen die Plattenfeder 12 so angeordnet ist, daß ihre Federkonstan te bei Annäherung der beweglichen Platte 14 an das Betätigungsorgan 10 zu nimmt, die Charakteristik also nicht-linear wird, liegt der Schnittpunkt zwi schen der Charakteristik-Kurve bei +I [AT] und der Feder-Charakteristik der Federplatte, die durch die doppeltgepunktete, strichpunktierte Linie wieder gegeben ist, in einer näheren Position. Das bedeutet, daß die Feder-Charakte ristik der Plattenfeder 12 eine nach unten abbiegende Kurve ähnlich der Charakteristik bei +I [AT] bildet, so daß es möglich ist, die Federkennlinie der Plattenfeder 12 nach und nach an die Kurve bei +I [AT] entsprechend ei nem Abnehmen des Abstandes δ anzunähern. Es wird möglich, den Schnitt punkt zwischen den Kurven in Richtung der Position δ = 0 zu verschieben, verglichen mit dem Fall der linearen Charakteristik der Plattenfeder 12.

Wie im übrigen in Fig. 8 gezeigt ist, wird bei einer Federkraft der Plattenfe der 12, die größer ist als die Anzugskraft des Betätigungsorgans 10, in der Position δ = 0, wenn die bewegliche Platte 14 in eine Position verschoben wird, in der die bewegliche Platte 14 mit dem Betätigungsorgan 10 in Berüh rung steht (δ = 0), die Federkraft der Plattenfeder 12 größer als die Anzugs kraft des Betätigungsorgans 10, wenn die bewegliche Platte 14 geringfügig in Richtung des Betätigungsorgans 10 aus dem Abstand δ_ap2 verschoben wird. Wenn dagegen die bewegliche Platte 14 eine lineare Charakteristik aufweist, wird, sofern die Federkraft der Platte 12 in der Position δ = 0 größer als die Anzugskraft des Betätigungsorgans 10 ist, der Abstand δ_ap2 vergrößert und der Hub der beweglichen Platte 14 verringert, obgleich die Kollision zwi schen der beweglichen Platte 14 und dem Betätigungsorgan 10 verhindert wird.

Daher muß die Plattenfeder 12, die die bewegliche Platte 14 federnd ab stützt, eine geringe Steifigkeit aufweisen, wie oben erwähnt wurde, und eine nicht-lineare Charakteristik, derart, daß die Federkraft bei Annäherung der beweglichen Platte 14 an das Betätigungsorgan 10 groß wird, während eine Kollision zwischen der beweglichen Platte 14 und dem Betätigungsorgan 10 vermieden wird.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung der äußere Umfang der Plattenfeder 12 fest mit dem Betätigungsgehäuse 8 verbunden ist und zwischen dem Ring 11 und dem Stützglied 13 mit der Stützfläche 16 liegt, wird die Federkraft der Plattenfeder 12 bei Annäherung der beweglichen Platte 14 an das Betäti gungsorgan 10 stark erhöht und die Charakteristik ist auch bei geringen Ver schiebungen deutlich nicht-linear.

Das bedeutet, daß die Plattenfeder 12 durch die Summe der einzelnen Plat tenfederbereiche 12C gebildet wird und angenommen werden kann, daß die bewegliche Platte 14 durch die Plattenfederbereiche 12C nach Art von Stütz hebeln angestützt wird. Die inneren Enden der Plattenfederbereiche 12C, die in Berührung mit der beweglichen Platte 14 stehen, bilden die freien Enden der Hebel, und die Enden der Plattenfederbereiche 12C, die in Berührung mit dem Stützglied 13 stehen, sind die fest eingespannten Enden. Bei der er sten Ausführungsform ist die Stützfläche 16 an dem Stützglied 13 ausgebil det, und der Kontaktbereich zwischen den Plattenfederbereichen 12C und der Stützfläche 16 nimmt nach und nach zu mit der Zunahme der Verschie bung der freien Enden 12F der Plattenfederbereiche 12C in Richtung des Be tätigungsorgans 10, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Fig. 9 veranschaulicht das Zusam menwirken eines der Plattenfederbereiche 12C und des Stützgliedes 13. Das bedeutet, daß die Plattenfederbereiche 12C so verformt werden, als würden die fest eingespannten Enden 12G der Plattenfederbereiche 12C während des nicht-gesteuerten Zustandes nach und nach in Richtung der freien En den 12F bewegt werden. Daher nimmt die Federkonstante der Plattenfeder bereiche 12C aufgrund der Verkürzung des Abstandes zwischen dem freien Ende und dem festen Ende zu.

Das bedeutet, daß durch eine einfache Konstruktion, nämlich das Zusammen wirken des Stützgliedes 13 und der Stützfläche 16 mit den Plattenfederbe reichen bei der ersten Ausführungsform der Erfindung, eine nicht-lineare Charakteristik der Plattenfeder 12 gewährleistet. Obgleich eine sehr feine Einstellung der nicht-linearen Charakteristik der Plattenfeder 12 aus der Form der Stützfläche 16 und deren Berührung mit der Plattenfeder 12 vor geht, kann die Kurve der Stützfläche 16 im Verhältnis zu den Plattenfederbe reichen 12C durch folgende Gleichung (6) bestimmt werden:

y_c = f_c (x_c) (6)

Wenn angenommen wird, daß aufgrund der Anzugskraft P/n, die auf einen Plattenfederbereich 12C über die bewegliche Platte 14 von dem elektro magnetischen Betätigungsorgan 10 ausgeübt wird, ein Abschnitt vom festen Ende 12G bis zum Ende der Berührungsfläche x_c0 des Plattenfederbereichs 12C in Berührung mit der Stützfläche 16 steht, läßt sich die Beziehung zwi schen der Kontaktlänge x_c0 und der Verschiebung d_c am freien Ende 12F durch die folgende Gleichung (7) wiedergeben:

d_c = y_c + (L-x_c0) dy_c/dx_c + P(L-c₀)³/3nEJ = y_c +(L-x_c0) dy_c/dx_c + {(L-x_c0)²/3n}d²y_c/dx_c² (7)

In dieser Gleichung ist d_c die Bewegung des Plattenfederbereichs 12C am freien Ende 12F, x_c der Abstand vom eingespannten Ende 12G, y_c die Tiefe gegenüber der Oberfläche des ebenen Plattenbereichs 13A in der Position der Länge x_c, L die maximale Länge des Plattenfederbereichs 12C, der als Kragarm wirkt, P die Anzugskraft, die auf die Plattenfeder von dem Betäti gungsorgan 10 über die bewegliche Platte 14 ausgeübt wird, n die Anzahl der Plattenfederbereiche 12C, E der Young-Modul und J das geometrische Träg heitsmoment.

Wenn andererseits angenommen wird, daß die Federkonstante der Plattenfe der 12 in der Berührungsposition x_c0 = = gleich K_p0 ist, läßt sich K_p0 durch die folgende Gleichung (8) wiedergeben:

K_p0 = 3nEJ/{L³(L-v²) (8)

In dieser Gleichung ist v das Poisson-Verhältnis.

Weiterhin läßt sich die Federkonstante K_px der Plattenfeder 12 in der Posi tion des Kontaktabstands x_c0 durch die Gleichung (9) wiedergeben:

K_px = 3nEJ/{(L-x_c0)³(L-n²)} = K_p0L³/(L-x_c0)³ (9)

Wird weiterhin angenommen, daß die Beziehung zwischen der Anzugskraft P und der Verschiebung δ_c durch die folgende Gleichung (10) wiederzugeben ist:

P = FS (δ_c) (10)

und die Federkonstante K_px der Plattenfeder 12 Im Kontaktabstand x_c0 ein differenzierter Ausdruck aus Gleichung (10) ist, so ist die Federkonstante K_px wie folgt auszudrücken:

K_px = dP/δd_c = FS′ (δ_c) (11)

Die Beziehung zwischen der Federkonstanten K_px und der Verschiebung δ_c läßt sich wie folgt wiedergeben:

w_c = F(K_px) (12)

Auf der Basis der Gleichungen (6) bis (12) und der charakteristischen Bezie hung zwischen der Federkraft und der Bewegung der beweglichen Platte 14, die so gewählt ist, daß das Übertragungsverhältnis der Bewegung der beweg lichen Platte 14 in bezug auf den Stromfluß zum Betätigungsorgan 10 zu nimmt, wird die Kurve der Stützfläche 16 bestimmt. Das bedeutet, die Glei chung (6) wird bestimmt.

Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Federkonstante der Plattenfeder 12 so einzustellen, daß eine gewünschte nicht-lineare Charakteristik bei minimalen Wegen erreicht wird. Beispiels weise ist es möglich, die Federkraft der Plattenfeder 12 im Bereich von eini gen kg bis hin zu 100 und einigen 10 kg in bezug auf den Bewegungsbereich von 1-2 mm zu ändern. Da weiterhin eine derartige Charakteristik zur Verfü gung steht, ohne daß die Größe der Maschinenstütze 1 zunimmt, ist die ge fundene Lösung insbesondere auch im Hinblick auf die Raumverhältnisse im Fahrzeug vorteilhaft.

Bei der ersten Ausführungsform wird die bewegliche Platte 14 elastisch über die Plattenfeder 12 mit den Schlitzen 12B abgestützt, so daß es möglich ist, den Hub der beweglichen Platte 14 zu vergrößern und die Charakteristik der Federkonstante nicht-linear auszubilden. Die Federkonstante nimmt also nach und nach bei Annäherung der beweglichen Platte an das Betätigungsor gan 10 zu. Die Charakteristik kann leicht eingestellt werden, indem die Kur ve der Stützfläche 16 in bezug auf die Plattenfederbereiche 12C gewählt wird. Dadurch wird der Hub der beweglichen Platte 14 vergrößert. Damit bei der Anordnung eine wirksame Schwingungsverminderungskontrolle selbst bei starken Schwingungen, die auf die Maschinenstütze 1 einwirken, erreicht werden kann, ist es vorzuziehen, eine Dieselmaschine oder eine Benzinma schine mit großem Hubraum durch die erfindungsgemäße Stütze abzustützen. Die genannten Vorteile werden erreicht, ohne daß die Größe der Stütze zu nimmt und ohne daß die Kosten erhöht werden. Da weiterhin die Steifigkeit der Plattenfeder 12 verringert wird, indem eine Anzahl von Schlitzen 12B vorgesehen wird, nimmt die Haltbarkeit der Plattenfeder 12 nicht nennens wert ab, wie es der Fall wäre, wenn die Steifigkeit der Plattenfeder 12 durch Verringerung der Plattenstärke vermindert würde.

Fig. 10 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit ei ner Maschinenstütze 1. Bei der zweiten Ausführungsform werden diejenigen Teile, die identisch oder in entsprechender Form wie bei der ersten Ausfüh rungsform vorgesehen sind, mit deren Bezugsziffern bezeichnet. Fig. 10 zeigt nicht die obere Hälfte der Schwingungsdämpfungsvorrichtung, jedoch ent spricht diese vollständig der ersten Ausführungsform.

Der Ring 11 liegt zwischen dem Außenzylinder 7 und im gebördelten Bereich des Betätigungs-Gehäuses 8, und der äußere Umfang der Plattenfeder 12 ist eingespannt zwischen dem Ring 11 und der oberen Oberfläche des Betäti gungs-Gehäuses 8. Die Plattenfeder 12 weist eine flache Oberfläche auf, be sitzt jedoch nicht den Endflanschbereich gemäß Fig. 3. Eine ringförmige Dichtung 15A ist in die obere Oberfläche des Ringes 11 eingebettet und ver hindert den Austritt von Flüssigkeit aus der Hauptfluidkammer 17 durch ei nen Schlitz zwischen dem Außenzylinder 7 und dem Ring 11.

Die bewegliche Platte 14 wird gebildet durch eine obere bewegliche Platte 14U und eine untere bewegliche Platte 14L, die miteinander mit Hilfe einer Anzahl von Nieten 40 verbunden sind. Die beiden beweglichen Platten 14U und 14L werden gebildet durch eine magnetische Scheibe, etwa aus Eisen. Es kann auch nur eine der beiden Platten 14U, 14L aus magnetisierbarem Mate rial bestehen. Die obere bewegliche Platte 14U weist eine Stützfläche 16 an derjenigen Seite auf, die der Plattenfeder 12 zugewandt ist. Die Stützfläche 16 ist als geneigte Fläche ausgebildet, die vom Zentrum radial nach außen an steigt und sich dem oberen Umfangsrand nähert. Ein ringförmiger Zwischen raum wird gebildet zwischen dem inneren Umfang des Ringes 11 und dem äußeren Umfang der oberen beweglichen Platte 14U. Eine Dichtung 15B ist In den ringförmigen Zwischenraum eingefügt. Das innere Ende der Plattenfe derbereiche 12C der Plattenfeder steht in Berührung mit der unteren Ober fläche der oberen beweglichen Platte 14U und stützt die bewegliche Platte - 14 ab. Ein ringförmiges Gummiblatt 41 liegt in einem Bereich gegenüber der Stützfläche 16 auf dem unteren Plattenteil 14L und verhindert ein direktes Zusammentreffen mit den Plattenfederbereichen 12C. Im übrigen besteht Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform.

In diesem Falle kann die Plattenfeder 12 als die Summe der einzelnen Plat tenfederbereiche 12C betrachtet werden, so daß die Steifigkeit in bezug auf die Dicke gering ist. Es ist daher möglich, der beweglichen Platte 14 einen langen Hub zu verleihen. Da der Kontaktbereich der Plattenfeder 12 mit der Stützfläche 16 zunimmt mit der Verschiebung der beweglichen Platte 14 in Richtung des Betätigungsorgans 10, ist es möglich, der Plattenfeder 12 eine nicht-lineare Charakteristik zu verleihen. Es kann auch ohne weiteres die Feineinstellung der nicht-linearen Charakteristik durch geeignete Auswahl einer Kurve der Stützfläche 16 gewährleistet werden. Somit ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform.

Da die Stützfläche 16 an der beweglichen Platte 14 ausgebildet ist, ist es sehr einfach, einen Teil der Plattenfederbereiche 12C, die als Kragarme wirken, zu verlängern. Diese einfache Verlängerung der Plattenfederbereiche führt zu einer Erhöhung des Einstellbereichs der Federcharakteristik und verbessert die gestalterische Freiheit. Es ist möglich, die Dicke der Plattenfederberei che 12C zu erhöhen und damit die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Plat tenfeder 12 zu verbessern.

Fig. 11 und 12 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform werden wiederum Teile, die anderen Teilen in der ersten und zweiten Ausführungsform gleichen oder entsprechen, mit deren Bezugs ziffern versehen.

Fig. 11 zeigt nur die untere Hälfte der Schwingungsdämpfungseinrichtung, da die obere Hälfte ebenso ausgebildet ist, wie bei den anderen Ausführungs formen.

Die bewegliche Platte 14 besteht aus einer oberen und einer unteren bewegli chen Platte 14U, 14L, wie bei der zweiten Ausführungsform. Eine Plattenfeder 42 dient jedoch in diesem Falle als elastisches Bauteil, das zwischen der obe ren und unteren Platte 14U, 14L eingespannt ist. Gemäß Fig. 12 ist die Plat tenfeder 42 scheibenförmig ausgebildet, und sie besitzt eine Anzahl von Boh rungen 42a für Nieten 40. Eine Anzahl von V-förmigen Schlitzen 42A ist vom äußeren Umfang der Plattenfeder 42 her in Richtung der Mitte eingeschnit ten. Diese Schlitze 42A begrenzen eine Anzahl von rechteckigen Plattenfe derbereichen 42B, die sich radial nach außen erstrecken. Die Plattenfeder 42 besitzt also eine Struktur mit einem runden, zentralen Bereich 42C und eine Anzahl von Plattenfederbereichen 42B, die radial vom inneren Bereich 42C vorspringen.

Wie in Fig. 11 gezeigt ist, liegt der mittlere Bereich 42C der Plattenfeder 42 zwischen der oberen und unteren beweglichen Platte 14U, 14L und ist mit diesen zu einer Einheit mit Hilfe der Nieten 40 verbunden. Ein äußeres Ende Jedes Plattenfederbereichs 42B steht in Berührung mit der oberen Oberflä che des Betätigungs-Gehäuses 8, so daß die bewegliche Platte 14 federnd an dem Betätigungs-Gehäuse 8 über die Plattenfeder 42 abgestützt ist. Bei dieser dritten Ausführungsform besitzt der Ring 11 einen kreisförmigen Ausschnitt 11A an seiner unteren Seite und an der inneren Oberfläche, so daß gewähr leistet ist, daß der Verbindungsbereich, in dem der Endbereich der Platten federbereiche 42B in Berührung mit der oberen Seite des Betätigungs-Ge häuses 8 steht, entsteht. Ein Teil des Dichtungsgliedes 15B ist in den Aus schnitt 11A eingeführt, so daß das Austreten von Öl und die Entstehung star ker Geräusche verhindert wird durch Unterbrechung einer waagerechten Gleitbewegung zwischen den Plattenfederbereichen 42B und dem Gehäuse 8. Im übrigen stimmt die dritte Ausführungsform mit der ersten Ausführungs form überein.

Bei dieser Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der dritten Ausfüh rungsform kann die Plattenfeder 42 als Summe der Plattenfederbereiche 42C angesehen werden, und daher ist die Steifigkeit pro Dickeneinheit gering. Daher kann ein langer Hub der beweglichen Platte 14 gewährleistet werden. Da der Kontaktbereich der Plattenfederbereiche 42B mit der Stützfläche 16 mit der Verschiebung der beweglichen Platte 14 in Richtung des Betäti gungsorgans 10 zunimmt, ist es möglich, die Plattenfeder 42 so auszubilden, daß sie eine nicht-lineare Charakteristik aufweist. Die Feineinstellung der nicht-linearen Charakteristik kann ohne weiteres gewährleistet werden durch geeignete Auswahl einer Kurve der Stützfläche 16. Diese Konstruktion hat den gleichen funktionellen Vorteil wie die erste Ausführungsform.

Da im übrigen die Stützfläche 16 in der beweglichen Platte 14 ausgebildet ist, ist es leicht, einen Teil der Plattenfederbereiche 42C als Kragarm auszubil den. Die Verlängerung der Plattenfederbereiche erhöht den Abstimmungsbe reich der Feder-Charakateristik und verbessert den Freiheitsgrad bei der Ge staltung. Es ist möglich, die Dicke der Plattenfederbereiche 42C so zu erhö hen, daß die Haltbarkeit und die Zuverlässigkeit der Plattenfeder 42 steigen.

Fig. 13 bis 15 zeigen eine vierte Ausführungsform der Maschinenstütze ge mäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser vierten Ausführungsform tragen wiederum diejenigen Teile, die gleichen oder ähnlichen Teilen der ersten Ausführungsform entsprechen, deren Bezugsziffern. Fig. 13 zeigt auch in die sem Falle nur die untere Hälfte der Schwingungsdämpfungsvorrichtung, da der obere, nicht gezeigte Teil demjenigen der Fig. 1 entspricht.

Das Stützglied 13 wird gebildet durch einen flachen Plattenbereich 13A und einen abgeschrägten Bereich 13B, die verbunden sind über ein Gelenk 13C. Ein elastisches Teil 43 liegt zwischen der unteren inneren Oberfläche des abgeschrägten Bereichs 13B und dem Betätigungs-Gehäuse 8, so daß der in nere Randbereich des abgeschrägten Bereichs 13B senkrecht verschiebbar ist.

Ein Höheneinstellring 44 ist eingebettet in eine Ausnehmung der oberen Oberfläche des Betätigungs-Gehäuses 8 und senkrecht in der Höhe einstell bar. Ein Vorsprung 44a, der die Form eines Ringes besitzt, befindet sich auf der oberen Oberfläche des Höheneinstellrings 44 und nimmt die untere Oberfläche des abgeschrägten Bereichs 13B auf. In dem Betätigungs-Gehäuse 8 befindet sich eine Anzahl von piezoelektrischen Stellgliedern 45, die gebil det sind durch senkrechte Schichtung einer Anzahl von piezoelektrischen Elementen. Die Stellglieder befinden sich eingebettet in dem Betätigungsgehäuse 8 in gleichen, auf dem Umfang verteilten Abständen. In Fig. 13 ist nur eines der Stellglieder 45 gezeigt.

Die piezoelektrischen Stellglieder 45 nehmen ein Treibersignal y_p als An triebsspannung von der Steuerung 20 auf und ändern ihre vertikale Länge entsprechend diesem Treibersignal y_p. Durch senkrechte Verstellung der Höhe des Einstellrings 44 wird der abgeschrägte Bereich 13B senkrecht ver schoben.

Durch diese vertikale Verschiebung des inneren Randbereichs des abge schrägten Bereichs 13B wird die Plattenfeder 12 senkrecht verschoben, so daß sich der Abstand zwischen der beweglichen Platte 14 und dem Betäti gungsorgan 10 ändert. Damit ändert sich die Neigung der Stützfläche 16 auf dem abgeschrägten Bereich 13B. Die Plattenfeder 12 weist daher eine Feder- Charakteristik auf, die durch die gestrichelte Linie in Fig. 14 wiedergegeben ist, wenn der innere Randbereich des abgeschrägten Bereichs 13B in derje nigen Stellung steht, die dem Betätigungsorgan 10 am nächsten liegt. Wenn der innere Randbereich des abgeschrägten Bereichs 13B in der am meisten von dem Betätigungsorgan 10 entfernten Stellung steht, weist die Plattenfe der 12 eine Charakteristik auf, die durch die in Doppelpunkt-Strich-Linie in Fig. 14 dargestellt wird. Die Charakteristik der Plattenfeder 12 wird daher li near innerhalb des Bereichs zwischen der gestrichelten Linie und der strich punktierten Linie mit Doppelpunkt gemäß Fig. 14 verschoben, indem die senkrechte Position des inneren Randbereichs des abgeschrägten Bereichs 13B verstellt wird.

Wenn der innere Randbereich des abgeschrägten Bereichs 13B in der Posi tion festgelegt wird, die dem Betätigungsorgan 10 zugewandt ist, wird die be wegliche Platte 14 mit einem Hub S1 verschoben, der der Differenz zwischen dem Zwischenraum δ_ap0 und dem Zwischenraum δ_ai0 entspricht. Wenn die Plattenfeder 12 jedoch so eingestellt wird, daß die Charakteristik, dargestellt durch die strichpunktierte Linie mit 2 Punkten, während -I [AT]-Flußzeit be steht, kann durch allmähliche Annäherung der Charakteristik an die mit ge strichelter Linie dargestellte Charakteristik entsprechend der Abstandszu nahme der beweglichen Platte 14 von dem Abstand δ_ap0 durch Anhebung des inneren Umfangsbereichs des abgeschrägten Bereichs 13B die bewegliche Platte innerhalb eines Hubes S2 entsprechend der Differenz zwischen dem Abstand δ_ap0 und dem Abstand δ_ai2 verschoben werden. Dies ermöglicht es, die bewegliche Platte 14 innerhalb eines vergrößerten Bereichs zu bewegen.

Das bedeutet, daß durch geeignete Abgabe des Treibersignals y_p an das piezoelektrische Stellglied 45 synchron mit dem Treibersignal y an das elektro magnetische Betätigungsorgan 10 die bewegliche Platte 14 innerhalb eines Hubbereichs verschoben werden kann, der der Differenz zwischen dem Ab stand δ_ap0 und dem Abstand δ_ai2 entspricht. Dies bewirkt eine wirksame Schwingungsdämpfungskontrolle im Hinblick auf starke eingehende Schwin gungen. Die Maschinenstütze arbeitet daher vorzugsweise im Zusammenhang mit diesen Maschinen oder Benzinmaschinen mit großem Hubraum.

Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm des Verfahrensablaufs in der Steuerung 20 für den Fall, daß das Treibersignal y_p an das piezoelektrische Stellglied 45 syn chron mit dem Treibersignal y an das elektromagnetische Betätigungsorgan 10 abgegeben wird. In diesem Flußdiagramm werden Schritte, die denjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit deren Bezugsziffern be zeichnet.

Wenn das Verfahren gemäß Fig. 15 abläuft, wird die Hälfte der größten Span nung Vmax zunächst an das piezoelektrische Stellglied 45 angelegt, so daß die neutrale Position der Bewegung bei der Hälfte der maximalen Bewegung des Betätigungsorgans 10 eingestellt wird, so daß die Plattenfeder 12 die neutrale Charakteristik aufweist die strichpunktiert in Fig. 14 dargestellt ist. Während das in Fig. 15 veranschaulichte Verfahren abläuft, schreitet das Pro gramm fort von Schritt S116 zu Schritt S201. Dabei wird Treibersignal y_pi, das mit dem Filter-Koeffizienten W_i synchronisiert ist, berechnet. Bei Schritt S104 werden die Treibersignale y und y_p abgegeben. Dadurch wird die be wegliche Platte 14 innerhalb des Hubes S2 entsprechend der Differenz zwi schen dem Abstand δ_ap0 und dem Abstand δ_ai2 verschoben.

Obgleich der Verschiebebereich der beweglichen Platte 14 vergrößert wird von dem Hub S1 auf den Hub S2, nimmt der Stromverbrauch an der Erreger spule 12B des elektromagnetischen Betätigungsorgans 10 nicht zu. Wenn der Verschiebebereich der beweglichen Platte 14 der gleiche bleibt, wie es ohne das piezoelektrische Stellglied 45 der Fall wäre, kann der Stromverbrauch der Erregerspule 10B weiter verringert werden. Das beruht darauf, daß der innere Randbereich des abgeschrägten Bereichs 13B durch das piezoelektri sche Stellglied 45 bewegt werden kann, so daß der elektrische Stromver brauch an der Erregerspule 10B verringert werden kann, obgleich der elek trische Stromverbrauch am piezoelektrischen Stellglied 45 erhöht wird. Da der erhöhte Stromverbrauch am piezoelektrischen Stellglied 45 wesentlich geringer ist als die Abnahme des elektrischen Stromverbrauchs an der Erre gerspule 10B, nimmt der Gesamtverbrauch der Maschinenstütze 1 ab. Im übrigen gewährleistet die erfindungsgemäße vierte Ausführungsform die Vor teile der ersten Ausführungsform. Die Besonderheit der vierten Ausführungs form besteht darin, daß der schwenkbare, abgeschrägte Bereich 13B des Stützgliedes 13 vorgesehen ist, der über einen Höheneinstellring 44 und pie zoelektrisches Stellglied 45 verstellt werden kann.

Fig. 16 und 17 zeigen eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsvorrichtung. Auch in diesem Falle bestehen weitge hende Übereinstimmungen mit der ersten Ausführungsform, so daß nur die Abweichungen dargestellt werden.

Fig. 16 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die Plattenfeder 12 und das Stützglied 13. Wie in Fig. 16 dargestellt ist, ist die Stützfläche 16 gleichför mig unterteilt in drei Oberflächen-Abschnitte, deren Neigung stufenweise in Richtung des Mittelbereichs der Vorrichtung (rechts in Fig. 16) zunimmt. Das bedeutet, die Neigung der Stützfläche 16 ist zunächst ausgehend vom eingespannten Ende 12G der Feder bis zu einem Punkt P1 gering, etwas grö ßer zwischen P1 und P2, weiter vergrößert zwischen P2 und P3.

Bei dieser Ausführung nimmt die Federkraft der Plattenfeder 12 mit zuneh mender Verschiebung der beweglichen Platte 14 stufenweise zu, wie in Fig. 17 gezeigt ist. Das Verhältnis zwischen der Verschiebung und der Federkon stanten der Plattenfeder 12 wird repräsentiert durch die Darstellung der Fe derkonstanten, die mit Annäherung an das elektromagnetische Betätigungs organ 10 stufenförmig zunimmt. Diese Ausführungsform hat zunächst die Vor teile der übrigen Ausführungsformen. Darüber hinaus wird die Herstellung der Stützfläche 16 des Stützgliedes 13 vereinfacht. Obgleich die Stützfläche 16 der fünften Ausführungsform in drei Teilflächen unterteilt ist, ist die Zahl 3 hier nicht bindend. Es können etwa auch zwei oder vier oder mehr Teilflä chen sein.

Während bei der ersten Ausführungsform das Stützglied 13 mit der Stützflä che 16 am Betätigungs-Gehäuse 8 befestigt ist, kann die obere Oberfläche des Betätigungs-Gehäuses auch verlängert und die Stützfläche 16 direkt an dem Betätigungs-Gehäuse 8 ausgebildet sein. Die Stützfläche 16 kann auch sowohl am Betätigungs-Gehäuse 8, als auch an der beweglichen Platte 14 aus gebildet sein. Das Stützglied 13 mit der Stützfläche 16 kann also an beiden Seiten sowohl einstückig ausgebildet, als auch befestigt sein.

Obgleich im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsbeispielen der Er findung ausgeführt worden ist, daß die bewegliche Platte 14 elastisch durch eine Anzahl von Plattenfederbereichen 12C abgestützt wird, die insgesamt im wesentlichen als Plattenfeder wirken und hergestellt werden, indem Schlitze 12B in die scheibenförmige Plattenfeder 12 eingearbeitet werden, oder eine Anzahl von Plattenfederbereichen 42B verwendet wird, die gemeinsam eine scheibenförmige Plattenfeder 42 bilden, in der sich Schlitze 42C befinden, kann die Plattenfeder anders ausgebildet sein als die Plattenfedern 12 oder 42. Beispielsweise kann radial eine Anzahl von rechteckigen Plattenfedern angeordnet werden, die an ihren äußeren Enden an dem Stützglied 13 oder dem Ring 11 befestigt sind und die bewegliche Platte 14 an ihren inneren Endbereichen abstützen. Es ist auch möglich, eine Anzahl von rechteckigen Plattenfedern radial anzuordnen und ihre inneren Endbereiche an der be weglichen Platte 14 zu befestigen, während die äußeren Endbereiche mit der oberen Endfläche des Betätigungs-Gehäuses verbunden ist. Die Plattenfeder kann auch durch vier Plattenfedern 52 gebildet werden, die eine Federplatte ähnlich der Federplatte 42 der vierten Ausführungsform bilden. Diese Anord nungen gewährleisten die Vorteile, die zuvor angegeben wurden. Wenn unab hängige Plattenfedern verwendet und durch relativ dicke Platten hergestellt werden, läßt sich die Produktivität wesentlich verbessern, da die Kosten sin ken.

Obgleich die vierte Ausführungsform derart dargestellt worden ist, daß der innere Umfangsbereich des abgeschrägten Bereichs 13B senkrecht unter Verwendung von piezoelektrischen Stellgliedern 45 verstellt werden kann, ist diese Anordnung nicht bindend. Es können auch magnetostriktive Stell glieder oder hydraulische Stellglieder verwendet werden. Die Verwendung von piezoelektrischen Elementen oder magnetostriktiven Elementen ist im Hinblick auf die Zuverlässigkeit vorteilhaft.

Während bei den Ausführungsformen angegeben worden ist, daß der Stoß dämpfungseffekt erzielt wird durch Fluidresonanz, die entsteht, wenn das Fluid durch den Kanal 5a bei niedrigfrequenter Schwingung hindurchströmt, kann die Frequenz, die durch Fluidresonanz entsteht, frei gewählt werden. Wenn der Fluidresonanzeffekt nicht angewendet wird, können der Einsatz 5 und die Membran 4 und dergleichen entfallen. Dadurch vereinfacht sich die Vorrichtung.

Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist angegeben worden, daß das Treibersignal y entsprechend dem synchronisierten, X-gefilterten LMS- Algorithmus ermittelt wird, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Es kann ein herkömmlicher, X-gefilteter LMS-Algorithmus oder ein LMS-Algo rithmus innerhalb des Frequenzbereichs verwendet werden. Wenn die Cha rakteristik des Systems stabil ist, kann eine kombinierte Steuerung aus einer herkömmlichen Vorschubsteuerung entsprechend Bezugssignal x und einer herkömmlichen Rückkoppelungssteuerung gemäß Restschwingungssignal e verwendet werden, ohne adaptiven LMS-Algorithmus oder dergleichen. Das Treibersignal y wird beispielsweise erzeugt durch gefilterte Verarbeitung des Bezugssignals x durch ein Digital-Filter mit Koeffizientenfixierung oder Ana logfilter, und die Phase des Treibersignals y wird gesteuert.

Claims

1. Schwingungsdämpfungsvorrichtung zur Anordnung zwischen einer schwingenden Einrichtung und einem Konstruktionsteil, mit

- einer mit einem Fluid gefüllten Hauptfluidkammer;
- einem elastischen Zwischenstück (6), das die Hauptfluidkammer teilwei se begrenzt
- einer beweglichen Platte (14), die die Hauptfluidkammer (17) teilweise begrenzt und aus einem magnetisierbaren Material besteht;
- einem elektromagnetischen Betätigungsorgan (10), das eine Verschie bungskraft zum Verschieben der beweglichen Platte (14) ausübt; und
- einer Plattenfeder (12, 42), die die bewegliche Platte (14) elastisch ab stützt;

dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenfeder (12, 42) eine Anzahl von Fe derplattenbereichen (12B, 42B) aufweist, die in Radialrichtung verlaufen und an einem Stützglied (13) auf der Seite des Gehäuses (8) des Betätigungsor gans (10) abgestützt sind.

2. Schwingungsdämpfungsvorrichtung zur Anordnung zwischen einer schwingenden Einrichtung und einem Konstruktionsteil, mit

- einer mit einem Fluid gefüllten Hauptfluidkammer;
- einem elastischen Zwischenstück (6), das die Hauptfluidkammer teilwei se begrenzt;
- einer beweglichen Platte (14), die die Hauptfluidkammer (17) teilweise begrenzt und aus einem magnetisierbaren Material besteht;
- einem elektromagnetischen Betätigungsorgan (10), das eine Verschie bungskraft zum Verschieben der beweglichen Platte (14) ausübt; und
- einer Plattenfeder (12, 42), die die bewegliche Platte (14) elastisch ab stützt;

dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatte (12) eine scheibenförmige Plat tenfeder mit einer zentralen Öffnung ist, von der aus durch eine Anzahl von Schlitzen radial nach innen gerichtete Federplattenbereiche (12B) gebildet werden, und daß die Plattenfeder (12) auf der Seite des Gehäuses (8) des Be tätigungsorgans (10) befestigt ist.

3. Schwingungsdämpfungsvorrichtung zur Anordnung zwischen einer schwingenden Einrichtung und einem Konstruktionsteil, mit

dadurch gekennzeichnet, daß die Federplatte (42) aus einer scheibenförmi gen Plattenfeder besteht, in die eine Anzahl von Schlitzen (42A) radial von außen unter Bildung von radial nach außen vorspringenden Plattenfederberei chen (42B) eintritt, und daß der mittlere Bereich der Plattenfeder (42) an der beweglichen Platten (14) befestigt ist und die radial äußeren Enden der Plattenfederbereiche (42B) auf der Seite des Gehäuses (8) des elektromagne tischen Betätigungsorgans (10) abgestützt sind.

4. Schwingungsdämpfungsvorrichtung zur Anordnung zwischen einer schwingenden Einrichtung und einem Konstruktionsteil, mit

dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenfeder eine Mehrzahl von radial ange ordneten Plattenfedern umfaßt, die an einem Ende mit der beweglichen Plat ten (14) verbunden sind und deren anderes Ende auf der Seite des Gehäuses (8) des Betätigungsorgans (10) abgestützt ist.

5. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn zeichnet durch ein Stützglied (13) wenigstens angrenzend an die bewegliche Platte (14) oder das Gehäuse (8) des Betätigungsorgans, das eine Stützfläche (16) aufweist, die so ausgebildet ist, daß der Berührungsbereich mit der Plat tenfeder (12) bei Annäherung an das Betätigungsorgan (10) vergrößert wird.

6. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Stützfläche (16) an der beweglichen Platte (14) und/oder der Gehäuseseite der Betätigungseinrichtung (10) vorgesehen und derart ausgebildet ist, daß die Berührungsfläche zwischen der Stützfläche (16) und der Plattenfeder (12) bei Annäherung der beweglichen Platte (14) an das Betätigungsorgan (10) zunimmt.

7. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Federplatte (12) eine charakteristische Beziehung zwischen dem Federweg und einer Federkonstanten aufweist, derart, daß die Feder konstante mit Annäherung der beweglichen Platte (14) an das Betätigungsor gan (10) nichtlinear zunimmt.

8. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Plattenfeder (12, 42) eine charakteristische Beziehung zwi schen dem Federweg und der Federkonstanten aufweist, derart, daß die Fe derkonstante bei Annäherung der beweglichen Platte (14) stufenförmig in nichtlinearer Weise zunimmt.

9. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Plattenfeder (12, 42) so ausgebildet und angeordnet ist, daß die Federkraft größer ist als die Anzugskraft des elektromagnetischen Betäti gungsorgans, wenn die bewegliche Platte (14) in eine Position gelangt, in der sie mit dem Betätigungsorgan (10) in Berührung tritt.

10. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (13A, 13B, 44, 45) zum Variieren der Beziehung zwischen dem Federweg und der Federkonstante der Plattenfeder (12).

11. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtungen zum Variieren der Charakteristik ein piezo elektrisches Stellglied (45) umfassen.

12. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtungen zum Variieren der Charakteristik ein magne tostriktives Element umfassen.

13. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Hilfsfluidkammer (18) mit der Hauptfluidkammer (17) über einen Kanal (5a) verbunden ist, und daß die Hauptfluidkammer (17), die Hilfsfluidkammer (18) und der Kanal (5) ein dicht abgeschlossenes System bilden.