DE3700589A1 - Schwingungsdaempfer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, der als Maschinengehäuse, Fahrergehäuse oder dgl. verwendet werden kann, um Schwingungen zu dämpfen.

Ein Schwingungsdämpfer wie er in Fig. 6 gezeigt ist, wurde früher als Maschinengehäuse verwendet.

Bei einem derartigen Schwingungsdämpfer wird eine Deckplatte 14 über ein Gummielement 12 durch eine Bodenplatte 10, die an einen Fahrzeugkörper befestigt ist, gestützt, wobei auf der Deckplatte 14 eine Maschine angebracht ist. Zwischen dem Gummi­ element 12 und der Bodenplatte 10 ist eine schwingungsdämpfende Flüssigkammer 16 angeordnet.

In einem derartigen herkömmlichen Schwingungsdämpfer werden die Schwingungen der Maschine durch das Gummielement 12 und die Flüssigkeitskammer 16 gedämpft; eine starke horizontale Bewegung der Maschine wird durch Kontakt zwischen einem Stopper 18, der von der Deckplatte 14 hervorspringt, und einer Ringplatte 20, die starr an der Bodenplatte 10 befestigt ist, begrenzt.

Im allgemeinen wird eine Vielzahl an derartigen herkömmlichen Schwingungsdämpfern eingesetzt, um einen Fahrzeugmotor zu stützen; dabei ist jeder Dämpfer derart angeordnet, daß seine Längsachse geneigt ist. Demzufolge kann, wenn eine Rückkopplung der Schwingung der Maschine auf den Schwingungsdämpfer einwirkt, die Deckplatte 14 von der Bodenplatte 10 wegbewegt werden. Da der Dämpfer keine Mittel aufweist, damit eine derartige Bewegung der Deckplatte 14 begrenzt wird, ist es, um ein Brechen der Bestandteile zu verhindern, notwendig, den Auf­ bau des Dämpfers ausreichend fest zu machen. Die Situation ist besonders kritisch im Falle eines Motorwertes eines front­ getriebenen Fahrzeugs mit Frontmotor, das relativ starke Schwingungen des Motors mit sich bringt.

Angesichts der zuvor beschriebenen Umstände ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, der in der Lage ist, zuverlässig jegliche äußere Kraft, die in Richtung Zug wirkt, zu halten.

Zur Lösung der Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen Schwingungsdämpfer mit einer Trägerwelle, die entweder mit einem schwingungserzeugenden Teil oder einem schwingungsauf­ nehmenden Teil verbunden ist; mit einem Bodenteil, das jeweils mit dem anderen der beiden verbunden ist; mit einem elastischen Element, das zwischen dem Bodenteil und der Trägerwelle liegt, wobei das elastische Element aufgrund der Bewegung der Träger­ welle in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Trägerwelle verläuft, deformierbar ist, mit einer schwingungsdämpfenden Flüssigkeitskammer, die zwischen dem Bodenteil und dem elastischen Element abgegrenzt und auf der einen der zwei Seiten angeordnet ist, die sich über die Längs­ achse der Trägerwelle gegenüberliegen; und einem ersten Stoppermittel, das auf der anderen Seite der Trägerwelle angeordnet ist, um die Bewegung der Trägerwelle zu begrenzen.

Mittels der zuvor beschriebenen Anordnung werden Schwingungen, die von einer Schwinungsquelle ausgesendet werden, zuverlässig und wirkungsvoll durch das elastische Element und die Flüssig­ keitskammer gedämpft; falls eine Belastung auf die Trägerwelle und das Bodenteil in einer Richtung einwirkt, in der diese voneinander weg gezogen werden, ist die Trägerwelle zuver­ lässig durch den Stopper gehalten.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Be­ schreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele, unter Be­ zugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen einleuchtender. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Aus­ führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers, der einem Querschnitt durch Fig. 2 längs der Linien I-I ent­ spricht;

Fig. 1a und 2b Teilquerschnitte des ersten Ausführungs­ beispiels, die weitere Beispiele der An­ ordnung eines Armes zeigen, wie er in der vorliegenden Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 eine Seitenansicht des ersten Ausführungs­ beispiels von Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsansicht einer Trenn- und einer Auflagerplatte, die ein­ gesetzt werden, um einen begrenzenden Durchgang zu bilden;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines zweiten erfindungs­ gemäßen Ausführungsbeispiels, das dem von Fig. 2 entspricht;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 4; und

Fig. 6 einen Querschnitt eines herkömmlichen Schwingungsdämpfers.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in Zusammenhang ein erstes Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers. Bei diesem Schwingungsdämpfer 22 ist eine Bodenplatte 24, die einen Ab­ schnitt eines Bodenteils abgrenzt, starr mit einem Fahrzeug­ körper (nicht aufgezeigt), der einen die Schwingungen aufnehmendes Teil darstellt, mittels eines Befestigungsbolzens 26, der vom Boden der Bodenplatte 24 vorspringt, verbunden.

Vom Rand der Bodenplatte 24 erhebt sich ein Wandteil 24 a, wobei der obere Endbereich des Wandteils 24 a rechtwinklig nach außen abgebogen ist, wodurch ein Flanschteil 24 b abgegrenzt ist. Der untere Endbereich eines äußeren Tubus 28 ist durch Verstämmen starr mit dem Flanschteil 24 b verbunden. Der äußere Randbereich eines Diaphragmas 30 ist starr zwischen dem unteren Endbereich des äußeren Tubus 28 und dem Flanschteil 24 b eingeklemmt, wenn diese durch Verstämmen miteinander verbunden werden, so daß eine Luftkammer 32 zwischen dem Diaphragma 30 und der Bodenplatte 24 abgegrenzt ist.

Der untere Endbereich eines Armes 34 mit einem U-förmigen Querschnitt ist starr mit dem oberen Endteil des äußeren Tubus 28 verbunden. Ein elastisches Element 36, z.B. ein Gummielement bzw. Gummikörper, ist durch Vulkanisation an die Innenseite des Armes 34 gebunden. In das elastische Element 36 ist eine hohle Trägerwelle 38 eingebracht, wobei die Außenfläche der Welle 38 durch Vulkanisation derart an das elastische Element 36 gebunden ist, daß die Längsachse der Trägerwelle 38 senkrecht zu der des Befestigungsbolzens 26 steht. Eine Maschine (nicht aufgezeigt), die ein schwingungs­ erzeugendes Teil darstellt, ist an der Trägerwelle 38 angebracht und starr mit dieser verbunden, so daß die Schwingungen der Maschine auf das elastische Element 36 über­ tragen werden.

Das elastische Element 36 ist in einem Bereich 40, der innen im oberen Endbereich des U-förmigen Armes 34 gelegen ist, ausgeschnitten, wodurch ein dünnwandiger Bereich 36 a umgrenzt wird, der sich entlang des Außenflächenbereiches der Träger­ welle 38 erstreckt. Der Schnittbereich 40 ermöglicht der Trägerwelle 38 sich in Richtung des oberen Endes des Armes 34 zu bewegen; die Bewegung der Trägerwelle 38 wird angehalten,

falls der dünnwandige Bereich 36 a in Berührung mit der Innen­ fläche des oberen Endbereichs des Armes 34 tritt, wodurch die Bewegung der Trägerwelle 38 auf das obere Ende des Armes 34 hin begrenzt ist.

Zu diesem Zweck kann, wie in Fig. 1a gezeigt, der obere End­ bereich des Armes 34 teilweise aufgeschnitten sein, oder der Arm 34 kann, wie in Fig. 1b gezeigt, aus zwei Plattenteilen bestehen, die derart vorgesehen sind, daß sie an beiden Seiten der Trägerwelle 38 zum Stehen kommen.

Ein Bereich des elastischen Elements 36, der auf der Seite der Trägerwelle 38 liegt, die dem Schnittbereich 40 entfernt ge­ legen ist, ist, wie durch das Bezugszeichen 42 angezeigt, aus­ geschnitten, so daß eine eingebuchtete Unterfläche gebildet wird, die einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Ein Bereich des elastischen Elements 36, der zwischen dem Schnittbereich 42 und dem Arm 34 gelegen ist, umgrenzt einen dickwandigen Bereich 36 c, durch den ermöglicht ist, daß jegliche Belastung, die durch die Maschine auf die Trägerwelle 38 einwirkt, zuverlässig gestützt wird.

Zwischen dem Schnittbereich 42 und dem Diaphragma 30 ist eine Flüssigkeitskammer 44 gebildet, die mit einer Flüssigkeit wie Wasser oder Öl gefüllt ist, wodurch eine schwingungsdämpfende Flüssigkeitskammer geschaffen ist.

Innerhalb der Flüssigkeitskammer 44 ist eine Trennplatte 46 angeordnet, um die Kammer 44 in eine obere kleine Flüssig­ keitskammer 44 a und eine untere kleine Flüssigkeitskammer 44 b zu trennen. Die Trennplatte 46 weist, wie auch in Fig. 3 aufgezeigt, einen rohrförmigen Bereich 48 auf, der vom äußeren Randbereich derart nach unten vorspringt, daß die Achse des rohrförmigen Bereichs senkrecht zu der Ebene der Trennplatte 46 steht. Vom unteren Ende des rohrförmigen Bereiches 48 steht eine radial auswärts gerichtete Flanschplatte 50 vor. Die Flansch­ platte 50 ist starr zwischen die Bodenplatte 24 und dem unteren Endbereich des äußeren Tubus 28 zusammen mit dem äußeren Randbereich des Diaphragmas 30 geklemmt.

Eine Auflagerplatte 52 ist in Kontakt mit und starr an die untere Fläche der Trennplatte 46 befestigt. Die Auflagerplatte 52 weist einen rohrförmigen Bereich 54 auf, der in engem Kontakt mit der Innenfläche des rohrförmigen Bereichs 48 gebracht ist und weist einen Flanschbereich 56 auf, der auf die Flanschplatte 50 aufgelegt und starr mit dieser verbunden ist.

Die Auflagerplatte 52 weist an der Berührungsstelle zwischen dieser und dem rohrförmigen Bereich 54 eine Ausnehmung 58 auf, die eine C-förmige ebene Gestalt hat. Die Ausnehmung 58 wirkt mit der Trennwand 46 derart zusammen, daß ein be­ grenzender Durchgang mit einer C-förmigen ebenen Konfiguration umgrenzt wird. Der begrenzende Durchgang ist mit der oberen und unteren kleinen Flüssigkeitskammer 44 a und 44 b durch kleine Bohrungen 60 und 62, die in der Trennplatte 46 und der Ausnehmung 58 vorgesehen sind, verbunden. Die Flüssigkeit kann sich demzufolge durch den begrenzenden Durchgang zwischen der unteren und oberen kleinen Flüssigkeitskammer 44 a und 44 b bewegen, wobei Flüssigkeitswiderstand auftritt.

Die Trennplatte 46 und die Auflagerplatte 52 sind mit kreis­ förmigen Bohrungen 64 und 66 versehen, die denselben Durch­ messer aufweisen; dabei ist eine Schwingplatte 68 in die Bohrungen 64 und 66 eingebracht. Die Schwingplatte 68 weist Bereiche 68 a und 68 b mit vergrößertem Durchmesser auf, die in der oberen und unteren kleinen Flüssigkeitskammer 44 a und 44 b liegen. Die Länge des Teils der Schwingplatte 68 zwischen den Teilen 68 a und 68 b mit vergrößertem Durchmesser ist derart, daß sie größer ist als die gesamte Wandstärke der Trennplatte 46 und der Auflagerplatte 52, wodurch es der Schwingplatte 68 ermöglicht ist, in Richtung ihrer Dicke zu schwingen.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird nachfolgend beschrieben.

Die Bodenplatte 24 wird durch den Befestigungsbolzen 26 an einen Fahrzeugkörper (nicht aufgezeigt) befestigt; eine Maschine (nicht aufgezeigt) ist auf die Trägerwelle 38 montiert.

Die Last der Maschine wird durch den Fahrzeugkörper über die Bodenplatte 24, kraft der Deformation des elastischen Elements 36 gestützt.

Schwingungen der Maschine werden vom elastischen Element 36 durch die Trägerwelle 38 gehalten. Die Schwingungen können durch Widerstand, aufgrund innerer Reibung des elastischen Teils 36, gedämpft werden.

Falls eine Schwingung mit relativ niederer Frequenz erfolgt, wird die Flüssigkeit zwischen der oberen und unteren kleinen Flüssigkeitskammer 44 a und 44 b durch den begrenzenden Durchgang bewegt, wobei die Schwingung durch Flüssigkeitswiderstand gedämpft wird, der auftritt, wenn die Flüssigkeit durch den begrenzenden Durchgang durchtritt.

Wird eine hochfrequente Schwingung durch die Maschine erzeugt, kann der begrenzende Durchgang gehemmt oder erschwert sein. In so einem Fall schwingt die Schwingplatte 68 mit einer relativ kleinen Amplitude, wobei die Schwingung gedämpft wird.

Durch Vorsehen des U-förmigen Armes 34 in diesem Ausführungs­ beispiel wird sogar, wenn die Trägerwelle 38 aufgrund der Wirkung des Schwingungsmoments der Maschine in einem erheblichen Ausmaß verschoben wird, wobei die Trägerwelle 38 über den dünnwandigen Bereich 36 a an den Arm 34 stößt, diese zuverlässig gestützt.

Nachfolgend ist in den Fig. 4 und 5 ein zweites Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist im grundsätzlichen ähnlich dem des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels. In diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch der Befestigungsbolzen 26 mit der Seitenfläche des U-förmigen Armes 34 verbunden.

Zusätzlich ist ein innerer Tubus 71 starr mit dem inneren Randbereich des äußeren Tubus 28 verbunden; eine Stützplatte 73 ist mit dem oberen Endbereich des inneren Tubus 71 in einer Einheit verbunden. Der äußere Randbereich der Stützplatte 73 weist eine geneigte Fläche auf, die an den inneren Tubus 71 angrenzt. Die geneigte Fläche ist mit Bohrungen versehen, die einen kreisförmigen Querschnitt haben, wodurch zweite be­ grenzende Durchgänge 75 umgrenzt werden. Die obere kleine Flüssigkeitskammer 44 a ist durch die Stützplatte 73 zusätzlich in zwei kleine Flüssigkeitskammern getrennt, um Schwingungen zu dämpfen, die Frequenzen aufweisen, die verschieden von denen der Schwingungen sind, die durch den begrenzenden Durchgang der durch die Trennplatte 46 und die Auflagerplatte 52 umgrenzt ist, gedämpft werden.

Die Stützplatte 73 liegt einem Stopper 77, der starr an die Trägerplatte 38 befestigt ist, und einem dünnwandigem Bereich 36 b des elastischen Elements 36 gegenüber, der sich so er­ streckt, daß die untere Endfläche des Stoppers 77 bedeckt ist. In diesem Ausführungsbeispiel stößt, falls die Träger­ welle 38, wie in Fig. 5 gezeigt, in einem erheblichen Ausmaß nach unten bewegt wird, der Stopper 77 gegen die Stützplatte 73, wodurch die nach unten gerichtete Bewegung der Trägerwelle 38 begrenzt ist.

Es sei angemerkt, daß in jedem der zuvor beschriebenen Aus­ führungsbeispiele die Trägerwelle 38 und die Bodenplatte 24 oder der Arm 34 in umgekehrter Art und Weise als zuvor be­ schrieben, an den Fahrzeugkörper und die Maschine befestigt werden können.

Claims (15)

1. Schwingungsdämpfer mit einer Trägerwelle (38) die entweder mit einem schwingungserzeugenden Teil, oder einem schwingungs­ aufnehmenden Teil verbunden ist; mit einem Bodenteil, das jeweils mit dem anderen der beiden verbunden ist; und mit einem elastischen Element (36) das zwischen dem Bodenteil und der Trägerwelle (38) liegt, wobei das elastische Element (36) aufgrund der Bewegung der Trägerwelle (38) in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Trägerwelle (38) verläuft, deformierbar ist, gekennzeichnet durch eine schwingungsdämpfende Flüssigkeitskammer (44), die zwischen dem Bodenteil und dem elastischen Element (36) abgegrenzt ist und auf der einen der zwei Seiten angeordnet ist, die sich über die Längsachse der Trägerwelle (38) gegen­ überliegen; und einem ersten Stoppermittel, das auf der anderen Seite der Trägerwelle (38) angeordnet ist, um die Be­ wegung der Trägerwelle (38) zu begrenzen.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Stoppermittel durch einen Abschnitt des Bodenteils gebildet wird.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein räumlicher Bereich (40) durch das erste Stopper­ mittel und das elastische Element (36) umgrenzt ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Stoppermittel durch einen gekrümmten Abschnitt eines Armes (34) gebildet wird, der derart gekrümmt ist, daß er einen U-förmigen Querschnitt aufweist und der einen Bereich des Bodenteils umgrenzt.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Abschnitt teilweise ausgeschnitten ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (34) durch zwei Plattenteile gebildet wird, die an beiden Seiten des elastischen Elements (36) stehen.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner ein zweites Stopppermittel (77) enthält, das auf der Seite der Stützwelle (38) angeordnet ist, die von der des ersten Stoppermittels entfernt liegt.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteil eine Bodenplatte (24) enthält, die einen Bodenbereich und einen Wandteil (24 A) enthält, der sich vom Rand des Bodenbereichs erhebt, daß ein hohler äußerer Tubus (28) vorgesehen ist, dessen einer axialer Endbereich starr mit dem distalen Endbereich des Wandteils (24 A) der Boden­ platte (24) verbunden ist und daß ein mit einem U-förmigen Querschnitt versehener Arm (34) vorgesehen ist, der starr mit dem anderen Endbereich des äußeren Tubus (28) verbunden ist.

9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Randbereich eines Diaphragmas (30) zwischen dem Endbereich (24 B) des Wandteils (24 A), der Bodenplatte (24) und dem ersten Endbereich des äußeren Tubus (28) befestigt ist, wobei die schwingungsdämpfende Flüssigkeitskammer (44) durch das Diaphragma (30) den äußeren Tubus (28) und das elastische Element (36) umgrenzt ist.

10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schwingungsdämpfende Flüssigkeitskammer (44) durch eine Trennplatte (46) in eine Vielzahl von kleinen Flüssig­ keitskammern (44 A, 44 b) aufgeteilt ist.

11. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennplatte (46) mit einer Bohrung (64) versehen ist, in die eine Schwingplatte (68) derart eingebracht ist, daß die Schwingplatte (68) in der Lage ist, in Richtung ihrer Dicke zu schwingen.

12. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl an kleinen Flüssigkeitskammern (44 A, 44 B) durch einen ersten begrenzenden Durchgang miteinander verbunden sind.

13. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Luftkammer (32) von dem Diaphragma (30) und der Bodenplatte (24) umgrenzt ist.

14. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Tubus (71) an den Innenwandbereich des äußeren Tubus (28) befestigt ist, so daß der innere Tubus (71) zwischen der Schwingplatte (68) und dem elastischen Element (36) angeordnet ist und daß eine Stützplatte (73), an deren Außenrand eine geneigte Fläche angeformt ist, starr an dem mittigen Teil des inneren Tubus (71) als eine Einheit be­ festigt ist, wobei die geneigte Fläche mit einer Bohrung versehen ist, die einen zweiten begrenzenden Durchgang (75) umgrenzt.

15. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwelle (38) ein starr mit ihr verbundenes vor­ springendes Element aufweist, wobei das vorspringende Element in Richtung der Stützplatte (73) vorspringt, um mit der letzteren zusammenzuwirken, wodurch ein zweites Stoppermittel (77) geschaffen ist, um das Ausmaß der Bewegung der Träger­ welle (38) in Richtung der schwingungsdämpfenden Flüssig­ keitskammer (44) zu begrenzen.