DE3536232A1

DE3536232A1 - Einstellbarer, viskoser feder-daempfer

Info

Publication number: DE3536232A1
Application number: DE19853536232
Authority: DE
Inventors: Neil de Huron Ohio Vries
Original assignee: Imperial Clevite Inc
Current assignee: Clevite Industries Inc
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1985-10-10
Publication date: 1986-04-17
Also published as: JPS6196232A; IT1182821B; FR2571802A1; CA1240346A; GB2165617A; IT8548474A0; GB2165617B; BR8503796A; GB8517885D0

Description

- - PATENTANWÄLTE

Albert-Rosahaupter-Strasse 65 · D 8000 München 70 Telefon (089) 7605520 Telex 5-212284 patsd Telegramme Kernpatent München

IMPERIAL CLEVITE INC. 10. Oktober 1985

1275 Milwaukee Avenue, Suite 300 IC-42 G-lenview, Illinois 60025
U.S.A.

Einstellbarer, viskoser Feder-Dämpfer

Beschreibung;

In allgemeiner Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung Stoßdämpfer. Mehr im einzelnen betrifft die Erfindung Stoßdämpfer der Bauart, die an Kraftfahrzeugen befestigt werden und die sowohl eine elastomere, auf Scherung beanspruchte Feder und eine Fluidströmung durch eine Drosselöffnung aufweisen, um Stöße zu absorbieren, um eine Last zu tragen bzw. abzufangen und/oder um Bewegungsenergie zu verteilen und aufzuzehren.

Im Automobilbau gibt es ein Bestreben nach kleineren Fahrzeugen, welche den Kraftstoff wirksamer ausnutzen. Solche Fahrzeuge weisen ein geringeres Gewicht und zumeist eine kleinere Motorleistung auf, als die viele Jahre lang vorherrschenden Fahrzeuge. An diesen kleineren Fahrzeugen treten jedoch teilweise erhebliche Probleme mit unangenehmen Schwingungen und Vibrationen auf, etwa weil die Sitze härter sind und weil merkliche

Motorschwingungen im Fahrgastraum auftreten. Diese Probleme beruhen auf solchen Konstruktionselementen, wie etwa der selbsttragenden Rahmen- und Fahrgastzellenkonstruktion, wodurch die beim Fahren auf den Rahmen einwirkenden Stöße direkt in den Fahrgastraum übertragen werden. Zusätzlich laufen kleinere Motoren häufig unausweichlich unrund, und wenn solche Motoren am selbsttragenden Rahmen befestigt werden, dann übertragen sie ihre Schwingungen direkt auf die Fahrgastzelle. Diese typischen Konstruktionsmerkmale erzeugen verschiedene Arten von Schwingungen und Vibrationen, die ganz grob in Schwingungen mit großer Amplitude und kleiner Frequenz (etwa wenn bei einem stehenden Fahrzeug der Motor im Leerlauf läuft, oder wenn ein bewegtes Fahrzeug über eine Erhebung fährt) und Schwingungen mit hoher Frequenz und geringer Amplitude eingeteilt werden (etwa solche Schwingungen, die von einem mit hoher Umdrehungszahl laufenden Motor erzeugt werden, deren Amplitude zumeist plus/minus 0,1 mm beträgt).

Die Theorie der Schwingungsübertragung - soweit sie auf Motorhalterungen anwendbar ist - verlangt zumeist eine hohe Dämpfung bei kleinen Frequenzen (bis zu 20 Hz) und eine niedrige Dämpfung bei hohen Frequenzen (oberhalb 20 Hz). Davon ausgehend sind bislang verschiedene Formen und Typen von Motorhalterungen vorgeschlagen worden, welche eine nennenswerte hydraulische Dämpfung lediglich oberhalb einer vorgegebenen Amplitude der Schwingungen gewährleisten. Diese verschiedenen Formen und Arten von Motorhalterungen haben die in sie gesetzten Erwartungen mit unterschiedlichem Erfolg erfüllt. Es ist festgestellt worden, daß an solchen bekannten Motorbefestigungen und Motorhalterungen Fehler auftreten, so daß diese Halterungen/Befestigungen lediglich begrenzten wirtschaftlichen und praktischen Nutzen haben.

Eine typische, bekannte Motorhalterung weist gegenüberliegend angeordnete Verankerungs- bzw. Befestigungsteile auf, die über ein elastomeres Bauteil miteinander verbunden sind, das ein hydraulisches Fluid einschließt. Das elastomere Bauteil wirkt als

Scherfeder. Weiterhin ist eine Einrichtung vorgesehen, um die innerhalb des von der elastomeren Scherfeder umschlossenen Innenraums gebildete Fluidkammer in zumindest zwei getrennte Fluidkammern zu unterteilen. Diese Trennwand weist typischerweise eine Drosselöffnung auf, um einen beschränkten Strömungspfad für die Fluid-Strömungsverbindung zwischen den beiden Kammern zu bilden. Der Drosselöffnung ist ein Ventil zugeordnet, um die Drosselöffnung zu schließen, sofern eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen den beiden Fluidkammern auftritt. Diese Druckdifferenz entsteht als Folge von Stoßen und/oder Schwingungen, die auf die Vorrichtung einwirken.

Ein spezielles Problem dieser Konstruktionen besteht darin, daß eine bestimmte wahlweise Einstellung der Arbeitsweise des Ventiles nicht möglich ist. Das Ventil weist eine Eigenfrequenz auf, die lediglich einen Satz charakteristischer Betriebsparameter der Motorhalterung festlegt. Eine solche Motorhalterung wird typischerweise für einen ganz bestimmten Typ eines Kraftfahrzeugs ausgelegt; eine vielseitige Verwendungsmöglichkeit bei einer Anzahl verschiedener Kraftfahrzeugkonstruktionen unter wirksamen Betriebsbedingungen ist zumeist nicht möglich.

Eine weitere Schwierigkeit bekannter Motorhalterungen liegt darin, daß das Ventil zumeist lediglich eine einzige Eigenfrequenz aufweist, welche beim Zusammendrücken und beim Zurückführen bzw. Rückprallen der Halterung in identischer Weise auf die von der Vorrichtung bewirkte Dämpfung einwirkt. Häufig ist es jedoch höchst wünschenswert, ein unterschiedliches Ansprech- und Betriebsverhalten zwischen der Zusammendrück- und der Rückführphase zu haben, um eine glattere Schwingungsübertragung oder Dämpfung zu erzielen.

Noch eine andere Schwierigkeit tritt bei den bekannten Motorhalterungen auf, wenn das Ventil die Fluidströmung unter einer relativ hohen Druckdifferenz sperrt, und der Druck in den Fluid-

kammern weiter ansteigt. Weil die Kammern lediglich begrenzt zur Entlastung der Druckdifferenz ausgelegt sind, kann die Motorhalterung unerwünscht steif werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Stoßdämpfervorrichtung bereitzustellen, welche die oben erläuterten Schwierigkeiten und weitere Nachteile bekannter Dämpfervorrichtungen und/oder Motorhalterungen überwindet. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neue mit einem viskosen Feder-Dämpfer ausgerüstete Motorhalterung bzw. Befestigungseinrichtung bereitzustellen, die ein einstellbares Klappenventil aufweist, welche Vorrichtung einfach im Aufbau und wirtschaftlich in der Herstellung ist und einfach an eine Anzahl verschiedener Kraftfahrzeugtypen angepaßt werden kann, die unterschiedlichen konstruktiven Aufbau und verschiedene Abmessungen aufweisen; weiterhin soll die Vorrichtung einfach abzustimmen bzw. einzustellen sein und sich einfach einbauen lassen und dennoch eine verbesserte Isolierung und Dämpfung der Motorschwingungen gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe und Ziele ist ein viskoser Feder-Dämpfer mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen bzw. eine Motorhalterungsvorrichtung mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im einzelnen wird mit der vorliegenden Erfindung ein als Motorhalterung brauchbarer, viskoser Feder-Dämpfer bereitgestellt, der ein von der AmplenkungSamplitude und/oder Frequenz abhängiges Klappenventil aufweist. Zu dieser Motorhalterung gehört eine Drosselplatte für die Fluidströmung, welche zwischen eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer eingesetzt ist. Die erste Fluidkammer weist einen ersten Wandabschnitt auf, der im wesentlichen durch ein elastomeres Federelement, insbesondere ein elastomeres Lagerteil, einen elastomeren Zapfen oder dgl. gebildet wird. Zur zweiten Fluidkammer gehört ein zweiter Wandabschnitt,

der im wesentlichen durch eine elastomere Membran (Diaphragma) gebildet wird. Die Drosselplatte weist eine Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung und eine Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung auf, um eine Fluid-Strömungsverbindung zwischen den beiden Fluidkammern zu gewährleisten. Eine erste und eine zweite elastomere Klappe sind im Abstand zur Drosselplatte angeordnet; im einzelnen befindet sich die erste elastomere Klappe auf der einen Seite und die zweite elastomere Klappe auf der anderen Seite der Drosselplatte jeweils gegenüber der Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung. Diese Klappen sind ausgewählt unter Zugspannung gehalten, um die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung für die Fluid-Strömung zu sperren, nachdem - als Folge einer vorgegebenen, auf die Motorhalterung einwirkenden Stoßeinwirkung (Stoßamplitude) oder Frequenz - die Klappen gegen die Haupt-Fluiddurchtrittsöf fnung abgelenkt worden sind.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung bestehen die elastomeren Klappen aus länglichen Bändern, die Befestigungsmittel aufweisen, um die Bänder in einem bestimmten, vorgegebenen Abstand zur Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung anzuordnen. Die Bänder weisen solche Abmessungen auf, damit jedes Band wenigstens an der Durchtrittsöffnung anliegen kann, nachdem die Bänder so abgelenkt worden sind, daß sie an der Drosselplatte anliegen.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind die erste Klappe und die zweite Klappe so abgestimmt, daß sie eine bestimmte Eigenfrequenz aufweisen, um ein unterschiedliches Dämpfungs-Ansprechverhalten der Motorhalterung während der Kompressionsphase und während der Rückführ- bzw. Rückprallphase zu gewährleisten.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die erste Klappe in der ersten Fluidkammer und die zweite Klappe in der zweiten Fluidkammer untergebracht, und jede Klappe

kann sowohl in Richtung auf die Durchtrittsöffnung zu wie in Richtung von der Durchtrittsöffnung weg abgelenkt werden.

Nach noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist die elastomere, die zweite Fluidkammer begrenzende Membran einen mittigen Abschnitt auf, der starr ausgebildet ist und eine veränderliche Masse aufweist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Motorhalterung bereitgestellt, die ein verbessertes, viskoses Feder-Dämpfungsverhalten aufweist.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine Motorhalterung mit einem Amplituden- und Frequenz-abhängigen, hydraulischen Ventil bereitgestellt wird, das wahlweise einstellbar bzw. abstimmbar ist, um bezüglich einer bestimmten Schwingungsamplitude und Schwingungsfrequenz entweder hohe oder geringe Dämpfung zu gewährleisten.

Weitere Vorteile und Besonderheiten der erfindungsgemäßen, neuen Motorhalterung ergeben sich für Fachleute aus dem Studium der nachstehenden Beschreibung.

Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert; die letzteren zeigen:

Fig. 1 in einer Querschnittsdarstellung eine erfindungsgemäße Motorhalterung;

Fig. 2 in einer Querschnittsdarstellung die um 90 gedrehte Motorhalterung nach Fig.- 1;

Fig. 3 eine Darstellung des Schnittes längs der Linie 3-3 'aus Fig. 1; und

- li -

Fig. 4 die Darstellung eines Schnittes längs der Linie 4-4 aus Fig. 1.

Ohne daß damit eine Beschränkung verbunden sein soll, wird die Erfindung nachstehend anhand einer bevorzugten, in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform erläutert. Die Zeichnungen zeigen einen viskosen Feder-Dämpfer 10, der insbesondere als Motorhalterung bzw. Motorbefestigung brauchbar ist. Zu diesem Feder-Dämpfer 10 gehört ein erstes Verankerungsteil 12 und ein gegenüber angeordnetes, zweites Verankerungsteil 14, von denen das eine zur Befestigung am (nicht dargestellten) Motor und das andere zur Befestigung am (nicht dargestellten) Fahrzeugchassis ausgelegt ist. Das erste Verankerungsteil 12 ist im wesentlichen als Stempel ausgebildet mit einem ersten Abschnitt 16, der vorzugsweise aus festem und dauerhaftem Material wie etwa Metall besteht; weiterhin weist dieses erste Verankerungsteil einen hervorstehenden, zweiten Abschnitt 18 auf, der mit einem Gewindeabschnitt versehen ist, über welchem die Motorhalterung am Motor befestigt werden kann. Zusätzlich ist ein Paßstift 20 vorgesehen, der in eine passende (nicht dargestellte) Bohrung eindringen kann, um den Stempel 12 gegen eine Verdrehung zu sichern, nachdem der Zusammenbau von Motor und Rahmen vorgenommen worden ist.

Das zweite Verankerungsteil 14 besteht vorzugsweise aus einer Metallplatte, welche die Bodenwand der Dämpfervorrichtung bildet. An diesem zweiten Verankerungsteil 14 sind übliche Befestigungsmittel 24 angebracht, um den Feder-Dämpfer 10 am Motorrahmen zu befestigen.

Die Seitenwand des Feder-Dämpfers 10 besteht aus einem zylindrisch geformten Ring 26 und einem elastomeren Federelement 28, insbesondere in Form eines elastomeren Lagerteils ("elastomeric journal"). Der Ring 26 besteht vorzugsweise aus festem und dauerhaftem Material wie etwa Stahl und weist einen Flansch 30 auf, der chemisch an das elastomere Federelement 28 gebunden ist.

Das elastomere Federelement 28 verjüngt sich vom Flansch 30 in Richtung auf den Stempel 12 zu, und dieser Kolben 12 ist über übliche chemische Klebeverfahren an diesem Federelement 28 befestigt. Das ganz innen befindliche Ende 34 des Federelementes 28 bildet einen ringförmigen Flansch 34, der an einer Schulter 36 des Flansches 30 anliegt. Auf diesem Federelement-Flansch 34 ruht eine Trennplatte 40, welche den Dämpferinnenraum im wesentlichen in eine erste Fluidkammer 42 und eine zweite Fluidkammer 44 unterteilt. In jeder dieser Fluidkammern 42 und 44 befindet sich ein übliches hydraulisches Fluid. Die Trennplatte 40 dient als eine Einrichtung zur Beschränkung bzw. Drosselung der Fluidströmung zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer, um eine wirksame, viskose Federdämpfungswirkung gemäß der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten, wie das nachstehend noch im einzelnen dargelegt ist.

Zwischen die Trennplatte 40 und das zweite Ankerteil 14 ist eine elastomere Membran (Diaphragma) 50 eingesetzt, welche über einen zylindrischen Ring 54 an einem.ringförmigen Einsatz 52 gehalten und dort abgedichtet ist. Der Einsatz 52 ist zwischen die Platte 14 und den Ring 54 eingepreßt und begrenzt eine wahlweise₍mit unter erhöhtem Druck gehaltenem Gas beaufschlagbare Gaskammer 56_f Vorzugsweise bildet eine Platte 58 die obere Wand bzw. einen oberen Wandabschnitt der elastomeren Membran 50, um die Festigkeit der Membran in diesem Bereich zu verstärken und um - was noch wichtiger ist - eine Möglichkeit zur Veränderung der Masse der Membran 50 zu schaffen. Dieses konstruktive Detail schafft eine größere oder kleinere Bereitschaft der Membran 50 ,bei einer bestimmten Frequenz zu schwingen. Insbesondere erleichtert diese Besonderheit eine Membranverstellung und damit eine Fluidströmung nahe der Eigenfrequenz. Diese Besonderheit ist vorteilhaft, um eine optimale Fluiddämpfung bei der gewünschten Frequenz durch die nachstehend noch zu beschreibende Klappenkonstruktion zu gewährleisten.

Die allgemeine Wirkungsweise und der Betrieb eines viskosen Feder-Dämpfers mit kommunizierenden Fluidkammern über eine Beschränkung bzw. Drosselung für die Fluidströmung in Verbindung mit einer wahlweise unter Druck setzbaren Gaskammer ist noch vollständiger in der US-Patentschrift 4,352,487 beschrieben. Mit Bezugnahme auf diese öffentlich zugängliche Druckschrift soll deren Inhalt - soweit erforderlich und hilfreich - auch zum Bestandteil der vorliegenden Unterlagen gemacht werden.

Die Trennplatte bzw. Drosselplatte 40 weist eine Anordnung mit einer elastomeren Klappe auf, welche der Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung zugeordnet ist und um eine bestimmte Strecke im Abstand zu dieser Durchtrittsöffnung angeordnet ist; weiterhin wird diese Klappe unter einer bestimmten, vorgegebenen Zugspannung gehalten, so daß diese Klappe eine bestimmte Eigenfrequenz aufweist. Die Klappe dient als Abdichtung der Durchtrittsöffnung, nachdem die Amplitude der auf den Dämpfer einwirkenden Ablenkung einen bestimmten, vorgegebenen Betrag übersteigt.

Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, weist die Trenn- bzw. Drosselplatte 40 eine Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 und eine Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung 66 auf. Die Haupt-Fluiddurchtrittsöf fnung 64 kann aus einer einzigen Öffnung oder aus einer Anzahl Fluid-Durchtrittsöffnungen bestehen. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform besteht diese Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 aus zwei voneinander getrennten Öffnungen. Es ist wichtig, daß die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 einen Fluid-Strömungspfad mit deutlich größerem Querschnitt zwischen den beiden Fluidkammern schafft, als die Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung 66. Wie festgestellt wurde, muß - damit ein gut arbeitender, viskoser Feder-Dämpfer erhalten wird das Verhältnis der Querschnittsflächen zwischen der von der Klappe abgedichteten Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung zu der Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung wenigstens 5 : 1 betragen; für einen Feder-Dämpfer 10, der als Motorhalterungsanordnung in Kraftfahrzeuge mit den derzeitigen Abmessungen eingebaut werden soll, liegt das Verhältnis zwischen diesen Querschnittsflächen vorzugsweise

- 14 im Bereich von 40 bis 50 : 1.

Wie weiterhin den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, stellt die Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung 66 einen gewundenen, kurvenreichen Strömungspfad für das Fluid zwischen den beiden Fluidkammern dar. Von der Hauptfluidkammer her kann das Fluid lediglich an einem Abschnitt des Durchtrittskanales 68 in die Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung 66 eintreten, der sich in radialer Richtung weiter innen befindet, als der Flansch 34 des elastomeren Federelementes. Jener Abschnitt der Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung 66, welcher gemeinsam mit dem Flansch 64 verläuft, ist durch diesen Flansch 34 gegenüber der ersten Fluidkammer 42 abgedichtet. Das Fluid kann aus der Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung 66 in die zweite Fluidkammer an einem Abschnitt der Durchtrittsöffnung 66 eintreten, der so aus der Drosselplatte 40 herausgeschnitten ist, daß sich dieser Abschnitt zu der zweiten Fluidkammer hin öffnet (vgl. Fig. 4).

Wie sämtlichen Figuren zu entnehmen ist, sind der Drosselplatte 40 erste und zweite elastomere Klappen 74, 76 zugeordnet, die an ihren Endabschnitten mittels üblicher Befestigungsmittel 78 an dieser Platte 40 befestigt sind. Die Klappen 74,76 bestehen aus elastomeren Bändern, die jeweils im wesentlichen gegenüber der Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 angeordnet sind. Jede der Klappen 64 und 66 kann wahlweise unter eine bestimmte Zugspannung gesetzt werden und wahlweise in einem bestimmten ausgewählten Abstand zu der Platte 40 angeordnet werden, so daß jede Klappe 74,76 die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 gegen einen Fluiddurchtritt abdichten kann, nachdem die Klappen - als Folge auf eine vorgegebene, ausgewählte Stoßeinwirkung (bzw. Stoßamplitude) und Frequenz-auf die Dämpfervorrichtung 10 gegen die Durchtrittsöffnung hin abgelenkt, worden sind. Der bestimmte, ausgewählte Abstand 82 zwischen der Klappe und der Drosselplatte erlaubt solange einen freien Durchtritt des Fluids durch die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64, bis die Klappe durch Druck- oder Zugeinwirkung zur Anlage an der Platte 40 gebracht

worden ist, um die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 für den Pluiddurchtritt zu sperren. Zusätzlich ist zu beachten, daß die Platten 74,76 umso weniger empfindlich für eine Ablenkung in Richtung auf die Platte 40 zu sind, je größer die an den Klappen 74,76 angreifende Zugspannung ist. Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung besteht gerade darin, daß jede einzelne Klappe 74 oder 76 unabhängig von der anderen Klappe in einem bestimmten Abstand und unter einer bestimmten ausgewählten Zugspannung an der Drosselplatte 40 angebracht sein kann, so daß jede der Klappen 74 oder 76 eine eigene, charakteristische eigenfrequenz aufweist. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung ein unterschiedliches Dämpfungs-Ansprechverhalten in der Kompressionsphase und in der Rückführ-bzw. Rückprallphase.

Mehr im einzelnen ist ersichtlich, daß die erste Fluidkammer 42 einen ersten Wandabschnitt aufweist, der von dem elastomeren Federelement 28 gebildet bzw. begrenzt wird, der eine Kompression oder Expansion der ersten Fluidkammer 42 in Abhängigkeit von den auf die Dämpfervorrichtung 10 einwirkenden Kräften zuläßt. In analoger Weise weist die zweite Fluidkammer 44 einen zweiten Wandabschnitt auf, der von der elastomeren Membran 50 gebildet bzw. begrenzt wird, die wiederum eine Expansion oder Kontraktion der zweiten Fluidkammer 44 in Abhängigkeit von der Expansion oder Kontraktion der Membran 50 und der GasKammer zuläßt. Sofern auf die Dämpfervorrichtung 10 eine Kompressionskraft einwirkt, wird das in der ersten Fluidkammer 42 befindliche Fluid sowohl durch die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 wie durch die Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung 66 hindurch in die zweite Fluidkammer 44 gedrückt. Sofern die Amplitude der auf die Dämpfervorrichtung 10 einwirkenden Schwingung oder eines entsprechenden Stoßes ausreichend groß ist,, so daß der in der ersten Fluidkammer 42 herrschende Druck die erste elastomere Klappe 74 in die Anlage an der Drosselplatte 40 drückt, dann wird der Fluiddurchtritt aus der ersten Fluidkammer 42 durch

die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 hindurch in die zweite Fluidkammer 46 durch diese erste Klappe 74 gesperrt. Die Klappen 74 und 76 weisen solche Abmessungen auf, daß sie zumindest nach einer Ablenkung der Klappen 74 und 76 bis zur An- >lage an der Drosselplatte 40 an der Durchtrittsöffnung 64 anliegen und diese sperren können. Während die erste elastomere Klappe 74 unter den geschilderten Bedingungen in eine abdichtende Anlage an die Drosselplatte 40 und die Durchtrittsöffnung 64 gedrückt wird, wird die zweite elastomere Klappe 76 unter den genannten Bedingungen von der Drosselplatte 40 weggedrückt, vvoil der Druck in der ersten Fluidkammer 42 größer ist, als der Druck in der zweiten Fluidkammer 44. Beim Rückprall bzw. bei der Rückführung aus dieser Ablenkung tritt die entgegengesetzte Ablenkung der Klappen 74 und 76 ein. Das Fluid wird aus der zweiten Fluidkammer 44 in die erste Fluidkammer 42 gesaugt und drückt die zweite elastomere Klappe 76 gegen die Drosselplatte 40, während die erste elastomere Klappe 74 von der Platte 40 weggedrückt wird. Wenn die erste Klappe 74 sowohl in einem anderen Abstand zur Platte 40 angeordnet wie unter einer anderen Zugspannung gehalten ist als die zweite Klappe 76, dann wird der Betrag der Druckdifferenz, welche die erste Klappe 74 zur Anlage an der Platte 40 und zur Sperrung der Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 in einer Kompressionsphase bringt, verschieden sein von demjenigen Betrag der Druckdifferenz, welche die zweite elastomere Klappe 76 zur Anlage an der Platte 40 und zur Sperrung der Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung bringt. Dies erlaubt eine ausgewählte, bestimmte und unabhängige Einstellung und Abstimmung der erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung .

Es ist eine allgemeine Anforderung an Befestigungsvorrichtungen, daß sie eine niedrige Eigenfrequenz für die anhängende, damit verbundene Masse bilden (z.B. den Motor eines Kraftfahrzeugs) um die erzeugten Schwingungen möglichst wirksam zu isolieren. Die Maßnahmen zur Lösung dieser Aufgabe können jedoch zu einer übermäßig starken Ablenkung der anhängenden Masse nahe deren

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Eigenfrequenz führen, sofern die Befestigungsvorrichtung eine unzureichende Dämpfung verursacht. Demgegenüber gewährleistet die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung das gewünschte Maß an Dämpfung, weil die Klappen für die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnungen getrennt und wahlweise einstellbar sind und weil eine optimale Strömungscharakteristik durch Verwendung einer bestimmten Masse 58 als Teil der Membran 50 gewährleistet werden kann.

Eine andere konstruktive Anforderung an Motorbefestigungseinrichtungen besteht häufig darin, daß es wichtig ist, daß die Befestigungsvorrichtung bei hoher Frequenz geringe Steifigkeit aufweist. Die erfindungsgemäße Dämpfervorrichtung begrenzt die Steifigkeit der Vorrichtung durch eine ganz wesentliche Beschränkung des Druckes, der in den Fluidkammern 74,76 herrschen kann. Dieser Aspekt soll nachstehend mehr im einzelnen erläutert werden. Wenn auf die Dämpfervorrichtung 10 eine Ablenkung mit hoher Amplitude einwirkt, so daß eine große Druckdifferenz zwischen den Fluidkammern 42 und 44 herrscht, und wenn weiterhin die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung 64 für eine Fluidströmung gesperrt ist, dann können sich die elastomeren Klappen 74 und dennoch in die Fluid-Durchtrittsöffnung 64 hinein ablenken oder auswölben, um das wirksame Volumen der Kammer über die Drosselplatte 40 hinaus zu erweitern. Eine solche Auswölbung begrenzt den Druck, der in jeder Fluidkammer aufgebaut werden kann, und hält die Steifigkeit der Dämpfervorrichtung niedriger, als wenn keine Auswölbung der Klappen erfolgen könnte.

Wie dargelegt, ist die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert worden. Ersichtlich können Modifizierungen und Abänderungen vorgenommen werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Mit der vorliegenden Erfindung sollen auch solche Abweichungen und Modifizierungen der dargelegten bevorzugten Ausführungsform erfaßt werden, solange sie sich unter den Gegenstand der Ansprüche und deren Äquivalente subsummieren lassen .

Claims

_ ■ . . - PAT? NTANWÄLJfE Albert-Rosshaupter-Strasse 65 D 8000 München 70 · Telefon (089) 7605520 Telex 5-212284 patsd · Telegramme Kernpatent München IMPERIAL CLEVITE INC. 10. Oktober 1985 1275 Milwaukee Avenue, Suite 300 iC-42 Glenview, Illinois 60025 U.S.A. Einstellbarer, viskoser Feder-Dämpfer Patentansprüche:

1. Ein viskoser Feder-Dämpfer
gekennzeichnet durch

eine erste Fluidkammer (42) mit einem ersten Wandabschnitt, der von einem elastomeren Federelement (28) gebildet wird; eine zweite Fluidkammer (44) mit einem zweiten Wandabschnitt, der von einer elastomeren Membran (50) gebildet wird; eine zwischen die beiden Fluidkammern eingesetzte Drosselplatte (40), mit einer Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung (64) und mit einer Hilfs-Fluiddurchtrittsöffnung (66) zur Fluidströmungsverbindung zwischen den beiden Kammern; und mit einer ersten elastomeren Klappe (74) auf einer Seite, sowie mit einer zweiten elastomeren Klappe (76) auf der anderen Seite der Drosselplatte, jeweils gegenüber der Haupt-Fluiddurchtrittsöf f nung,

wobei jede der beiden Klappen unter einer bestimmten Zugspannung und in einem bestimmten Abstand zur Drosselplatte gehalten ist, und

wobei die Klappen die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung für einen Fluiddurchtritt sperren, nachdem - als Folge einer vorgegebenen, auf den Feder-Dämpfer einwirkenden Stoßeinwirkung oder Frequenz · die Klappen gegen die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung abgelenkt worden sind.

2. Der Feder-Dämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

jede der beiden elastomeren Klappen (74,76) aus einem länglichen Band besteht und mittels Befestigungsmittel (78) in einem bestimmten, ausgewählten Abstand zur Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung (64) angeordnet ist; und

diese Bänder solche Abmessungen aufweisen, daß nach Anlage der Bänder an der Drosselplatte (40) die Bänder wenigstens die
Haupt-Durchtrittsöffnung abdecken.

3. Der Feder-Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß

die erste elastomere Klappe (74) und die zweite elastomere
Klappe (76) unabhängig voneinander unter einer bestimmten
Zugspannung und in einem bestimmten Abstand zur Drosselplatte (40) gehalten ist.

4. Der Feder-Dämpfer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß

die erste elastomere Klappe (74) unter einer bestimmten, eine erste Eigenfrequenz gewährleistenden Zugspannung gehalten ist; und

die zweite elastomere Klappe (76) unter einer anderen, eine zweite Eigenfrequenz gewährleistenden Zugspannung gehalten ist; und

die erste Eigenfrequenz sich von der zweiten Eigenfrequenz unterscheidet.

5. Der Feder-Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet/ daß

die Haupt-Fluiddurchtrittsöffnung (64) ausreichende Querschnittsabmessungen aufweist, damit eine Druckzunahme in einer Fluidkammer (42,44) eine elastomere Klappe (74,76) in diese Haupt-Durchtrittsöffnung hinein auslenken und auswölben kann, um den Druck innerhalb der Fluidkammer zu begrenzen.

6. Der Feder-Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

an der elastomeren Membran (50) ein Bauteil (58) mit ausgewählt veränderbarer Masse angebracht ist, um eine bestimmte Eigenfrequenz der Membran einzustellen.

7. Ein als Motorbefestigungsanordnung brauchbarer Feder-Dämpfer mit einem von der Ablenkungsamplitude und Frequenz abhängigen Klappenventil,
gekennzeichnet durch

eine, mit einer Fluiddurchtrittsöffnung (64) ausgerüsteten Einrichtung (40), die zwischen eine erste Fluidkammer (42) und eine zweite Fluidkammer (44) eingesetzt ist, um eine Fluidströmung zwischen diesen beiden Kammern zu begrenzen bzw. zu drosseln; und

wenigstens eine, dieser Fluiddurchtrittsöffnung zugeordnete elastomere Klappe (74,76), die in einem bestimmten Abstand zu dieser Durchtrittsöffnung angeordnet und unter einer bestimmten Zugspannung gehalten ist, so daß diese Klappe nach Einwirkung

einer bestimmten Ablenkung auf die Vorrichtung die Fluiddurchtrittsöffnung für einen Fluiddurchtritt zu sperren vermag.

8. Der Feder-Dämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (74,76) ausreichende Abmessungen aufweist, um die Querschnittsfläche der Fluiddurchtrittsöffnung (64) abzudecken, nachdem die Klappe gegen diese Fluidströmung-Drosseleinrichtung (40) abgelenkt worden ist.

9. Der Feder-Dämpfer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elastomere Klappen ,(74 und 76) vorhanden sind, die auf gegenüberliegenden Seiten im Abstand zur Fluiddurchtrittsöffnung (64) angeordnet sind.

10. Der Feder-Dämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klappe(74) in der ersten Fluidkammer (42) und die andere Klappe (76) in der zweiten Fluidkammer (44) untergebracht ist; und

jede Klappe auf die Fluiddurchtrittsöffnung zu und von dieser weg ausgelenkt werden kann.