DE3040396A1 - Daempfungsvorrichtung fuer motoraufhaengungen o.dgl. - Google Patents

Daempfungsvorrichtung fuer motoraufhaengungen o.dgl.

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DE3040396A1 DE19803040396 DE3040396A DE3040396A1 DE 3040396 A1 DE3040396 A1 DE 3040396A1 DE 19803040396 DE19803040396 DE 19803040396 DE 3040396 A DE3040396 A DE 3040396A DE 3040396 A1 DE3040396 A1 DE 3040396A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung/ die hauptsächlich für die Aufhängung bzw. die Befestigung eines Motors benutzt wird.
Eine bekannte Dämpfervorrichtung dieser Art ist in der US-PS 41 59 091 beschrieben. Die bekannte Dämpfungsvorrichtung besteht aus einem elastischen Gummiglied/ das sandwichartig zwischen einem Befestigungsglied mit einem Fahrzeugkörper und einem Befestigungsglied an dem Motor angeordnet ist, wobei eine abgedichtete Hauptkammer und eine Hilfskammer. vorgesehen sind, derart, daß die Hauptkammer und mindestens ein
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COPY
Poiliditdi Mtlnditn 1JI91V·«», n»ul>th· Hunk Krmpirn 10 40IM
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Teil der Hilfskammer mit Flüssigkeit beaufschlagt sind, wobei eine Trennwand in Richtung der Verbindung der beiden Kammern beweglich angeordnet ist, die Hauptkammer gegenüber der Hilfskammer abdichtet und mit einer öffnung versehen ist.
In dieser bekannten Dämpfungsvorrichtung nach der genannten US-PS ist die dynamische Federkonstante in der Nähe eines Hochfrequenzbereiches (von 100 Hz) aufgrund der Beweglichkeit der Trennwand zwischen der abgedichteten Haupt- und Hilfskammer weit niedriger, als die einer Einrichtung mit festgelegter Trennwand. Diese Dämpfungsvorrichtung kann somit gewünschte dynamische Federkonstanten-Eigenschaften im Hochfrequenzbereich aufweisen.
Die Strömung der durch die öffnung gehenden Flüssigkeit wird jedoch sogar unter Bedingungen vermindert, bei denen die Strömungsgeschwindigkeit der durch die Mündung gehenden Flüssigkeit merklich abnimmt und zwar nicht nur für eine große Amplitude(von + 0,5mm) in einem Niederfrequenzbereich (in der Nähe von 15 Hz), sondern auch für eine kleine Amplitude (von +^ 0,05mm) im Hochfrequenzbereich. Daraus resultiert, daß
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die Dämpfungskonstanten nicht nur im Niederfrequenzbereich, sondern auch im Hochfrequenzbereich groß werden und infolgedessen die Schwingungsisoliereigenschaften im Hochfrequenzbereich nicht zufriedenstellend sind.
Es ist weiterhin gefunden worden/ daß die Dämpfungskonstante im Hochfrequenzbereich verringert werden kann, im Fall/ daß die Dämpfungsvorrichtung nicht mit einer öffnung ausgestattet wird.
Um es genauer zu sagen: Wenn die kreisförmige öffnung in der Dämpfungsvorrichtung weggelassen wird, sodaß die Flüssigkeit durch einen schlitzförmigen Durchgang zwischen einer Trennwand und einer diese umgebenden Umfangswand gehen muß/ wird die hindurchgehende Flüssigkeitsströmung im Hochfrequenzbereich eher laminar werden, als wenn sie durch die kreisförmige öffnung gehen würde. Daraus resultiert/ daß die Dämpfungskonstante im Hochfrequenzbereich weit niedriger gehalten werden kann/ als wenn die kreisförmige öffnung vorhanden wäre.
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§Q4039|
wenn der gesamte effektive Querschnitt des Schlitzdurchganges für die Flüssigkeit gleich dem der kreisförmigen öffnung ist. Da auf der anderen Seite im Niederfrequenzbereich die Strömungsgeschwindigkeit der durch den Schlitzdurchgang gehenden Flüssigkeit weit höher ist, als die der Flüssigkeit im Hochfrequenzbereich, wird die Flüssigkeitsströmung turbulent, ähnlich derjenigen, die durch die kreisförmige öffnung läuft. Die Dämpfungskonstante ist somit genauso hoch, wie die im Fall der kreisförmigen öffnung.
Aufgrund der vorstehenden Beschreibung wird angenommen, daß der Grund für die Vergrößerung der Dämpfungskonstante im Hochfrequenzbereich auf die kreisförmige öffnung zurückgeht.
Ausgehend von den vorstehenden Erkenntnissen, besteht die Erfindung darin, daß die kreisförmige öffnung aus der Trennwand der für eine Motoraufhängung zu benutzenden Dämpfungsvorrichtung weggelassen und durch einen schlitzförmigen Durchgang oder Kanal ersetzt wird, der zwischen der· Trennwand und der sie umgeben-
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den ümfangswand gebildet wird. Dieser Schlitzkanal ist so bemessen, daß keine Turbulenzströmung in der Nähe des Kanals hervorgerufen wird/ um so die Dämpfungskontante im Hochfrequenzbereich herabzusetzen, wenn Schwingungen im Hochfrequenzbereich in Richtung der Trennwanddicke von einer der Befestigungsplatten erzeugt werden, jedoch für eine turbulente Strömungzu sorgen, wenn Schwingungen im Niederfrequenzbereich erzeugt werden.
Der Grund, warum der vorerwähnte Kanal so bemessen wird, daß keine turbulente Strömung in der Flüssigkeit in der Nähe des Kanals erzeugt wird, wenn Schwingungen im Hochfrequenzbereich auftreten, ist der, daß im Fall, daß die Größe des Kanals so bestimmt ist, daß eine turbulente Strömung in der Nähe des Kanals bei Schwingungen im Hochfrequenzbereich auftritt, dh. im Fall, daß die Durchströmfläche viel kleiner als die effektive Fläche der herkömmlichen kreisförmigen öffnung ist, die Strömungsgeschwindigkeit der durch den Kanal fließenden Flüssigkeit natürlich größer und die Strömung damit turbulent wird, sodaß sie sich nicht des Formeffektes des Kanals er-
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freuen kann/ der auf eine schlitzförmige Gestalt zwischen der Trennwand und der sie umgebenden Umfangswand zurückgeht (dh. der Formeffekt ist gegenüber demjenigen im Fall einer kreisförmigen Öffnung unverändert)/ mit der resultierenden großen Dämpfungskonstante im Hochfrequenzbereich.
Durch Ausbildung eines Kanals mit einer Bemessung um keine turbulente Strömung zu erzeugen, kann die Dämpfungskonstante im Hochfrequenzbereich herabgesetzt werden und eine im Niederfrequenzbereich erzeugte Turbulenzströmung wird ähnlich derjenigen im Fall einer kreisförmigen Öffnung geschaffen, sodaß die Dämpfungskonstante auf einem hohen Wert gehalten werden kann.
Das Wesen der Erfindung besteht daher in einer Dämpfungsvorrichtung, bei der sowohl die dynamische Federkonstante, als auch die Dämpfurigskonstante im Hochfrequenzbereich herabgesetzt werden unter Beibehaltung des Merkmals gemäß dem Stand der Technik/ daß die Dämpfungskonstante im NMerfrequenzbereich groß ist.
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Weitere Merkmale/ Vorteile und Anwendurigsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.
Es zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt mit Darstellung der Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der'Erfindung,
Figur 2 eine Draufsicht mit Darstellung der Beziehung zwischen der Trennwand gemäß Figur 1 und einer diese Trennwand haltenden Umfangewand,
Figur 3 eine Längsschnittansicht mit Darstellung einer Dämpfungsvorrichtung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung und
Figur 4 eine ähnliche Ansicht wie Figur 2, jedoch mit Darstellung der Ausführung von Figur 3.
Ein elastisches Gummiglied 1 von zylindrischer Form, dessen eines .Ende 1a geschlossen ist, ist an diesem Ende 1a an einer Befestigungsplatte 2 befestigt/ die am Fahrzeugkörper angebracht ist. Am anderen offenen
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Ende 1b des elastischen Gummigliedes 1 ist ein mit einer Vertiefung 3a in seiner Mitte versehenes Befestigungsglied 3 angebracht, das an dem Motor befestigt ist. Das Befestigungsglied 3 hat in seiner Vertiefung 3a eine öffnung 3b, die denselben Durchmesser wie das offene Ende 1b aufweist und mit diesem offenen Ende 1b ausgerichtet ist.
In der Vertiefung 3a des Befestigurigsgliedes 3 ist eine Halteplatte 5 eingesetzt, die sowohl eine kreisförmige Nut 4 mit größerem Durchmesser als die öffnung 3b aufweist/ als auch in ihrer Mitte einen Öffnungsteil 5a hat, der einen Durchmesser im wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner als der der öffnung 3b ist. Die Anordnung dieser Teile ist so getroffen, daß das offene Ende 1b/ die öffnung 3b, die Nut 4 und der Öffnungsteil 5a konzentrisch liegen. Andererseits ist auf einer Seite der Halteplatte 5 eine elastische Hülle 6 angebracht, deren Umfang an der Halteplatte befestigt ist.
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?- -; . ORieiNAL INSPECTED
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Eine kreisförmige Trennwand 7 ist in die Nut 4 eingesetzt, die einerseits von der öffnung 3b des Befestigungsgliedes 3 und andererseits dem öffnungsteil 5a der Halteplatte 5 begrenzt wird. Die Trennwand 7 weist eine Anzahl (im Ausführungsbeispiel vier) Beine 7a auf/ die radial vom äußeren Umfang vorstehen.
Der Durchmesser d der Trennwand 7 ist geringfügig kleiner, als der Durchmesser D der öffnung 3b oder des Öffnungsteils 5a und der diametrale Abstand d1 der Beine 7a ist größer als der Durchmesser D der öffnung 3b oder des Öffnungsteils 5a,aber kleiner als der Durchmesser D1 der Nut 4, sodaß bogenförmige Schlitzkanäle 8 zwischen dem Außenumfang der Trennwand 7, dem Öffnungsteil 5a und der öffnung 3b gebildet werden. Darüberhinaus hat die Trennwand 7 eine Dicke t, die größer als die Tiefe T der Nut 4 ist, sodaß sie sich geringfügig in Richtung ihrer Dicke und in diametraler Richtung bewegen kann, während sie in der Nut 4 gehalten wird.
Der Raum, der zwischen dem geschlossenen einen Tnde 1a des Gummigliedes 1, dem Gummiglied 1/der Halteplatte 5 und der Hülle oder Abdeckung 6 gebildet wird,
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wird entweder voll oder unter Belassung eines gasförmigen Teils teilweise mit einer Flüssigkeit 9 gefüllt und ist durch die Trennwand 7 in einer abgedichtete Hauptkammer 10 und eine abgedichtete Hilfskammer 11 unterteilt.
An dem Befestigungsglied 3 ist ein Deckel 12 angebracht, der im allgemeinen dieselbe Form wie das Befestigurigsglied 3 hat, sodaß er die Abdeckung 6 teilweise schützt und teilweise in ihrem Verformungsbereich begrenzt. Auf der anderen Seite ist am Befestigungsglied 2 ein Gewindebolzen 3 befestigt/ durch den das Befestigungsglied 2 am Körper eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann.
Am Außenumfang des elastischen Gummigliedes 1 ist weiterhin ein Ring 14 befestigt/ der das elastische Gummiglied 1 daran hindert auszubauchen oder nach außen verformt zu werden, wenn es durch eine solche äußere Kraft zusammengedrückt wird, daß der Abstand zwischen den beiden Befestigurigsgliedern 2 und 3 verringert wird/ wodurch die Volumenänderung der abgedichteten Hauptkammer 10 vergrößert würde.
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Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf eine andere Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Figuren 3 und 4, in welchen ähnliche Teile der ersten Ausführung dieselben Bezugszahlen tragen.
In dieser zweiten Ausführung ist die Nut 4 in einer exzentrischen Stellung bezüglich der vertikalen Mittelachse des elastischen Gummigliedes angeordnet, sodaß ihr Umfang den Umfang des Öffnungsteils 5a an einem Punkt berührt/ während die Trennwand 7 einen Durchmesser d geringfügig kleiner,als der Durchmesser D1 der Nut 4 und geringfügig größer, als der Durchmesser D des Öffnungsteils 5a hat, sodaß ein mondsichelförmiger Schlitzkanal 8 zwischen einem Teil der Trennwand 7,einem Teil der Öffnung 3b und einem Teil des Öffnungsteils 5a gebildet wird, der eine Verbindung zwischen der abgedichteten Hauptkammer 10 und der abgedichteten Hilfskammer 11 schafft.
Weiterhin ist die Trennwand 7 in diametraler Richtung leicht beweglich, während sie in der Nut gehalten wird und zwar auf ähnliche Weise/
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wie in der vorbeschriebenen Ausführung und die Nut 4 ist mit einem nach unten ragenden Vorsprung 15 ausgestattet/ sodaß die Trennwand um diesen Vorsprung 15 schwingen oder verschwenken kann.
Wenn nun Schwingungen in einem Nöaäerfrequenzbereich an einem Befestigungsglied 2 oder dem anderen Befestigungsglied 3 auftreten, wird das elastische Gummiglied 1 expandiert und komprimiert, weil ihre Amplitude relativ groß, nämlich etwa + 0,5mm ist, sodaß das Volumen der abgedichteten Hauptkammer 10 verändert wird. Aufgrund dieser volumetrisehen Änderung der abgedichteten Hauptkämmer 10 gelangt die in ihr enthaltene Flüssigkeit mit der in der abgedichteten Hilfskammer 11 durch den Kanal 8 hindurch in Verbindung. Die abgedichtete Hilfskammer 11 kann ihre Volumenveränderung durch Bewegungen der Abedekkung 6 herbeiführen.
Da in dieser Ausführungsform die Kanäle 8 als Verbindung zwischen der abgedichteten Hauptkammer 10 und der abgedichteten Hilfskammer 11 in Schlitzform zwischen der Trennwand 7 und der sie umgebenden Wand ausgebildet sind - im Unterschied zum Stand
der Technik,
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bei welchem die Trennwand 7 selbst mit einer
kreisförmigen Öffnung ausgestattet ist neigt die durch die Kanäle 8 strömende Flüssigkeit dazu,laminar zU strömen/ sodaß die Dämpfungskonstante erheblich reduziert wird.
Es sei nun der Fall betrachtet, bei dem beispielsweise die wirksame Fläche der.Schlitzkanäle gleich derjenigen der kreisförmigen öffnung gemäß dem Stand der Technik gemacht wird. Dann ist/ da die Amplitude im Niederfreqüenzbereich die Größe von etwa + 0,5mm erhält, die Strömungsgeschwindigkeit so hoch/ daß der Formeffekt der Schlitzkanäle 8 nicht erwartet werden kann, wie es ähnlich im Fall der kreisförmigen öffnung gemäß dem Stand der Technik ist, sodaß die durch die Schlitzkanäle 8 gehende Flüssigkeitsströmung turbulent wird. Im Niederfrequenzbereich können somit die Schwingungen mit einer großen Dämpfungskonstante zum jeweils anderen Befestigurigsglied übertragen werden/ wie es auch der Fall bei einer kreisförmigen öffnung ist.
Im Gegensatz dazu ist bei Schwingungen im Hochfrequenzbereich, bei denen die Amplitude der Schwin-
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gungen so klein etwa _+ 0,05mm ist/ dh. ungefähr 1/10 des Wertes vom Niederfrequenzbereich beträgt, die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Schlitzkanäle 8 gehenden Mediums niedrig,wenn die effektive Fläche der Kanäle 8 gleich derjenigen der herkömmlichen kreisförmigen öffnung ist. Daraus folgt, daß der Formeffekt der Schlitzkanäle 8 erwartet werden kann, sodaß die Mediumströmung durch die Schlitzkanäle 8 laminar wird/ was im krassen Gegensatz zum Fall einer kreisförmigen öffnung steht, sodaß die Dämpfungskonstante zu dieser Zeit bemerkenswert klein gehalten werden kann.
Da darüberhinaus die Trennwand 7 in Richtung ihrer Dicke gemäß der Erfindung beweglich gehalten wird, werden die Schwingungen im Hochfrequenzbereich absorbiert, sodaß die dynamische Dämpfungskonstante in diesem Frequenzbereich klein ist.
Obgleich die Ausführung, wie sie in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, so ausgebildet ist, daß die Trennwand 7 an einem Teil ihrer Seite mit dem schlitzförmigen Kanal 8 ausgestattet ist/ wie vorstehend be-
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schrieben worden ist, sind die Wirkungen nicht wesentlich unterschiedlich, im Vergleich zur Ausführung gemäß der Figuren 1 und 2.
Nachstehend werden einige Beispiele beschrieben.
Beispiel 1
In diesem Beispiel wird die Dämpfungsvorrichtung gemäß' Figuren 1 und 2 verwendet. Im einzelnen ist die Vorrichtung so aufgebaut, daß die Halteplatte einen Durchmesser von 57mm und eine Dicke von 5mm hat, wobei der Öffnungsteil einen Durchmesser von 44mm aufweist. Die Halteplatte ist am elastischen Glied angebracht, dessen abgedichtete Hauptkammer einen Außendurchmesser von 70mm und einen Innendurchmesser von 46mm aufweist und das aus Gummi mit dem Wert Hs = 45° besteht, das hauptsächlich aus natürlichem Gummi zusammengesetzt ist. Die elastische Abdeckung besteht aus demselben Material, wie das vorher erwähnte elastische Glied. Die Trennwand hat einen Durchmesser von 43mm, eine Dicke von 4mm und eine, zwischen den Bei-
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nen gemessene diametrale Weite von 56mm. Die Beine greifen in die Nut ein. Das elastische Gummiglied wird mit gewöhnlichem Wasser gefüllt. Die erhaltenen Daten der Dämpfungsvorrichtung/Wie vorstehend beschrieben/ ergeben sich aus der nachstehenden Tabelle.
Tabelle 1
Statische Federkonstante
Dynamische Federkonstante für Schwingungen von 15 Hz
Dynamische Federkonstante für Schwingungen von 100 Hz
Dämpfungskonstante für Schwingungen von 15 Hz
Dämpfungskonstante für Schwingungen von 100 Hz
ks = '26,5 Kg/mm kd 15 = 34,8 Kg/mm
= 23/5 Kg/mm
= 0.132 Kg.sec/mm
= 0.008 Kg.sec/mm
Beispiel 2
In diesem Beispiel wird die Dämpfungsvorrichtung gemäß Figuren 3 und 4 verwendet. Die Halteplatte weist eine Nut mit einem Durchmesser von 40mm und eine Dicke von 5mm auf/ wobei der Öffnungsteil ei-
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nen Durchmesser von 35mm hat. Die Halteplatte ist an dem elastischen Glied befestigt, der dieselbe Größe und dasselbe Material wie beim Beispiel 1 aufweist. Auch die Abdeckung besteht aus dem gleichen Material wie das des elastischen Gliedes. Die Trennwand hat einen Durchmesser von 39mm und eine Dicke von 4mm und ist in die Nut eingesetzt. Das elastische Gummiglied ist wiederum mit -gewöhnlichem Wasser gefüllt.
Mit dieser Dämpfungsvorrichtung haben sich die in der nachstehenden Tabelle genannten Daten ergeben.
Tabelle 2
Statische Federkonstante
Dynamische Federkonstante ,
für Schwingungen von 15 Hz ^- 15 !
Dynamische Federkonstante , d
für Schwingungen von 100 Hz
Dämpfungskonstante für β
Schwingungen von 15 Hz
Dämpfungskonstante für Schwingungen von 100 Hz
ks =26,5 Kg/mm
34,5 Kg/mm
Ί00
0.143 Kg.sec/mm > 0.012 Kg. se_/mm
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Claims (11)

-PATENTÄnVaLf - - DIPL.-INQ. H. J. HÜBNER 3Q4G39B D-896 Kempten.Mozartstr. 21, Ruf 0831/23291 Anmelder : Tokai Rubber Industries Ltd. Bezeichnung: Dämpfungsvorrichtung Anwaltsakte: X 616 23.Oktober 1980/is Patentansprüche
1.) Dämpfungsvorrichtung bestehend aus einem elastischen Glied/ das sandwichartig zwischen zwei Befestigungsgliedern angeordnet ist und eine erste abgedichtete Kammer enthält; einer elastischen Einrichtung, die am anderen Ende eines der Befestigungsglieder über einen Halter befestigt ist/ dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (5) eine kreisförmige Nut (4) und eine öffnung (5a) aufweist/ daß in der Nut eine geringfügig bewegliche kreisförmige Trennwand (7) vorgesehen ist/ welche die abgedichtete Hauptskammer (9) von einer abgedichteten Hilfskammer (11) trennt und daß an mindestens einem Teil des äußeren
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Poilmhick Mdnfhtn 1J191V-M3, Dtuiiat Hunk KumjHrn 10 MIM
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Umfanges der Trennwand (7) ein Schlitzkanal (8) vorgesehen ist/ durch den die beiden Kammern (9/11) miteinander in Verbindung stehen.
2, Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß der Schlitzkanal (8) so bemessen ist, daß beim Auftreten von Hochfrequenz schwingungen an einem der Befestigungsglieder (2/3) eine turbulente Strömung in der Nähe des Kanals (8) vermieden, jedoch beim Auftreten von Niederfrequenzschwingungen erzeugt wird.
3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der Schlitzkanal (8) bogenförmig ausgebildet ist.
4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der Schlitzkanal (8) mond- oder mondsichelförmig ausgebildet ist.
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"■ ο ""
5. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Abdeckung (6) ihrerseits durch einen Deckel (12) abgedeckt ist, der im wesentlichen dieselbe Form wie eines der beiden Befestigungsglieder (2,3) hat.
6. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet/ daß das elastische Glied (1) einen um seinen Außenumfang herumgreifenden Ring (14) aufweist.
7. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet* daß die Trennwand (7) eine Anzahl Beine (7a) aufweist, die radial vom Außenumfang der Trennwand vorstehen.
8. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet/ daß die Trennwand (7) sowohl in radialer Richtung als auch in Richtung ihrer Dikke in geringem Maß beweglich ist.
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9. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge-, kennzeichnet, daß die Trennwand (7) mit ihrer einen Seite um einen Vorsprung (15) schwenkbar ist, der in der Nut (4) angeordnet ist.
10. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (15) dem mondsichelartigen Schlitzkanal (8) diametral gegenüberliegt.
11. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (1) im wesentlichen aus Gummi besteht.
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-'öi ■■--:■■ COPY
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