DE3821240C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einer fluidgefüllten Isolierhülse, mit einem Innenzylinder, einem Außenzylinder, der den Innenzylinder umgibt, einem elastischen Lagerteil, das fest zwischen dem Innen- und Außenzylinder angeordnet und durch das eine Hauptfluidkammer sowie eine Hilfsfluidkammer begrenzt sind, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und mit einem Drosselkanal entlang des Innenumfanges des Außenzylinders zur hydraulischen Verbindung der Haupt- und Hilfsfluidkammer, wobei die stirnseitigen inneren Seitenwandflächen der Hauptfluidkammer parallel zu der in Richtung der eingeleiteten Schwingungen sich erstreckenden Vertikalebene verlaufen, die zur Achse des Innenzylinders senkrecht ist.

Eine solche Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist besonders für die Lagerung eines schwingenden Körpers, wie z. B. eine Brennkraftmaschine an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen, wobei der schwingende Körper sowohl Schwingungen mit niedriger Frequenz und großer Amplitude als auch Schwingungen mit hoher Frequenz und kleiner Amplitude erzeugt.

Im allgemeinen ist eine Antriebseinheit, die aus einem Motor und einem Getriebe gebildet wird, durch Motorhalterungen an einer Fahrzeugkarosserie gelagert, um zu vermeiden, daß Motorschwingungen und dergleichen auf die Fahrzeugkarosserie übertragen werden. Solch eine Motorlagerung umfaßt üblicherweise ein elastisches Lagerteil aus Gummi oder dergleichen, das fest zwischen zwei Befestigungsteilen angeordnet ist, von denen das eine mit dem Motor und das andere mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Bei solch einer Motorlagerung besteht jedoch die Möglichkeit, daß das elastische Teil bricht und in zwei Teile getrennt wird.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden und Motorlagerung mit geringer Größe auszubilden, ist eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung vorgeschlagen und praktisch verwendet worden, bei der ein elastisches Lagerteil fest zwischen einem Innen- und Außenzylinder, von denen der eine mit dem Motor und der andere mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden ist, aufgenommen ist. Mit einer so gestalteten Isolierhülse wird die Belastung des Motors durch das elastische Teil aufgenommen, und der Innenzylinder ist daran gehindert, den Außenzylinder zu verlassen, selbst dann, wenn das elastische Lagerteil bricht und in zwei Teile zerteilt wird, da der Innenzylinder durch den Außenzylinder umgeben wird.

Eine derartige Schwingungsdämpfungsvorrichtung, bestehend aus einem Innen- und einem Außenzylinder mit einem diese verbindenden elastischen Lagerteil, ist z. B. in der JP-A-61-65 935 gezeigt. Bei dieser Isolierhülse ist das elastische Lagerteil zwischen dem Innen- und Außenzylinder mit zwei Fluidkammern versehen, die gegenüberliegend in bezug auf den Innenzylinder angeordnet und miteinander kommunizierend über eine Drosselstelle verbunden sind, die in einem Block vorgesehen ist, der fest an bzw. auf dem Innenzylinder befestigt ist. Entsprechend deformiert sich das elastische Lagerteil, wenn eine Relativverlagerung zwischen dem Innen- und dem Außenzylinder bei Einleitung von Schwingungen der Brennkraftmaschine auftritt, derart, daß die eine Fluidkammer sich ausdehnt, während gleichzeitig die andere Fluidkammer kontrahiert, wodurch das Fluid innerhalb der Fluidkammer veranlaßt wird, durch die Drosselstelle hindurch zu strömen. Dies dämpft die Schwingung der Motoreinheit.

Um bestimmte Zielschwingungen innerhalb eines niederfrequenten Bereiches mit großer Schwingungsamplitude zu dämpfen, ist es erforderlich, die Federkonstante, die auf der Dehnungselastizität der Fluidkammer beruht, zu minimieren oder die Flüssigkeitsmasse innerhalb der Fluidkammer zu erhöhen. Um die Flüssigkeitsmasse zu erhöhen, kann man den Querschnitt der Drosselstelle zur Verbindung der Fluidkammern miteinander erhöhen oder die Länge dieser Drosselstelle erhöhen.

Die Drosselstelle gemäß JP-A-61-65 935 muß jedoch gerade sein, da die Drosselstelle in dem Block ausgebildet ist, der an dem Innenzylinder montiert ist, so daß die Querschnittsfläche und die Länge der Drosselstelle klein sind. Folglich ist es sehr schwierig, bestimmte Zielschwingungen innerhalb eines niederfrequenten Schwingungsbereiches mit großer Schwingungsamplitude festzulegen, so daß es schwierig ist, bestimmte Motorstoß- und Leerlaufschwingungen zu dämpfen. Außerdem stockt bei einer solchen herkömmlichen Isolierhülse die Flüssigkeit in der Drosselstelle mit geringem Querschnitt, wenn hochfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude auf die Isolierhülse einwirken. Daher ist es prak­ tisch unmöglich, die Dämpfungscharakteristik (Zielschwingungen) der Isolierhülse innerhalb eines hochfrequenten Schwingungsbereiches mit großer Schwingungsamplitude abzustimmen, so daß hochfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude nicht oder nur unzu­ reichend gedämpft werden können.

Eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 36 31 620 bekannt. Hierbei ist eine Isolierbuchse vorgesehen, die über einen elastischen Abstützkörper zwischen einem Innen- und einem Außenzylinder eine erste und eine zweite Fluidkammer begrenzt, die über einen entlang der Innenoberfläche des Außenzylinders sich erstreckenden Spiralkanal miteinander verbunden sind. Eine derartige elastische Schwingungsdämpfungsbuchse bereitet jedoch hinsichtlich ihrer Abstimmung auf bestimmte kritische Ziel-Schwingungsfrequenzen Schwierigkeiten, die sowohl Schwingungen innerhalb eines niederfrequenten Bereiches bei hoher Schwingungsamplitude als auch innerhalb eines hochfrequenten Bereiches bei kleiner Schwingungsamplitude betreffen.

Zur speziellen Dämpfung von Schwingungen mit einer Frequenz von mehr als 50 Hz ist aus der JP-60-1 04 824 A ein Schwingungsdämpfer, z. B. für Motoraufhängungen von Fahrzeugmotoren, bekannt, wobei in einer Fluidkammer eine mit dem Schwingungsaufnehmer verbundene Platte zur Bildung eines Spaltes zwischen der elastischen Innenwand des die Fluidkammer bildenden Gummiteiles und der Verdrängungsplatte des Schwingungsaufnehmers gebildet ist. Der Schwingungsdämpfer weist überdies eine erste und eine zweite Fluidkammer auf, die durch eine Zwischenwand voneinander getrennt und durch eine Kommunikationsöffnung in dieser kommunizierend miteinander verbunden sind. Ein derartiger Schwingungsdämpfer, der besonders für hochfrequente Eingangsschwingungen konzipiert ist, weist allerdings nicht die gewünschten Charakteristika im niederfrequenten Bereich auf. Außerdem führt die schwingungsabhängige Änderung der Spaltverhältnisse zwischen der Dämpfungsplatte und der elastischen Innenwand des die Fluidkammer bildenden Gummiteiles auch zu einer entsprechenden Änderung der Antwortcharakteristik des Dämpfers.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, durch die einerseits Schwingungen mit niedriger Frequenz und hoher Amplitude, wie z. B. Motorrüttel- und Leerlaufschwingungen, und andererseits auch hochfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude, die z. B. ein Dröhngeräusch innerhalb eines Fahrgastraumes des Kraftfahrzeuges zur Folge haben, hinreichend gedämpft werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Flanschplatte, die fest an einem Vorsprungteil des Innenzylinders und innerhalb der Hauptfluidkammer angeordnet ist, um die Hauptfluidkammer in eine erste und eine zweite Kammer in radialer Richtung zu unterteilen, wobei die Innenwandoberflächen der Hauptfluidkammer dem Umfangsbereich der Flanschplatte unter Bildung eines Spaltes gegenüberliegen, durch den die erste und zweite Kammer der Hauptfluidkammer miteinander verbunden sind, und wobei die in Axialrichtung der Isolierhülse verlaufenden inneren Seitenwandflächen der Hauptfluidkammer zumindest im Bereich des Spaltes parallel zu einer Vertikalebene verlaufen, die sich in Richtung der eingeleiteten Schwingungen erstreckt und die die Achse des Innenzylinders enthält.

Da die Hauptfluidkammer durch die Flanschplatte in zwei Kammern unterteilt ist, findet eine Fluidverlagerung zwischen den zwei Kammern durch den Spalt statt, der rund um den Umfang der Flanschplatte ausgebildet ist, wenn die Seitenwandungen der Hauptfluidkammer sich unter der Aufnahme von Eingangsschwingungen verformen, wobei für weitgehend homogene Spaltverhältnisse Sorge getragen ist. Hierbei ist die Fluidmasse, die sich durch diesen Spalt hindurch verlagert, sehr klein, da der Spalt sehr gering ist. Somit können in Verbindung mit der Anordnung der Flanschplatte Schwingungen mit hoher Frequenz und kleiner Amplitude wirksam gedämpft werden.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Drosselstelle bzw. der Drosselkanal zur kommunizierenden Verbindung der Haupt- und Hilfsfluidkammer bogen- oder ringförmig entlang des Innenumfanges des Außenzylinders ausgebildet und kann daher sowohl in seiner Länge als auch bezüglich des Querschnittes vergrößert werden. Entsprechend nimmt die Fluidmasse, die in dem Drosselkanal schwingt zu, so daß hierdurch die Schwingungscharakteristik bzw. besonders interessierende Zielschwingungen, die gedämpft werden sollen, auf einen Niedrigfrequenzbereich mit großer Amplitude eingestellt werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen sind

Fig. 1 ein Längsschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispieles einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einer fluidgefüllten Isolierhülse nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Querschnitt in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang der Linie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Längsschnitt in Richtung der Pfeile im wesentlichen entlang III-III nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines einen Drosselkanal bildenden Teiles, das in der Isolierhülse gemäß Fig. 1 verwendet wird, und

Fig. 5A und 5B Diagramme, die die Schwingungscharakteristik der Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einer Isolierhülse nach Fig. 1 verdeutlichen.

Bezug nehmend auf die Fig. 1 bis 3 ist in diesen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, die eine fluidgefüllte Isolierhülse 10 umfaßt. Die Isolierhülse 10 weist ein elastisches bzw. elastomeres Lagerteil 16 auf, das fest zwischen einem Innenzylinder 12 und einem Außenzylinder 14 angeordnet ist. Der Außenzylinder 14 ist so angeordnet, daß er den Innenzylinder 12 umgibt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenzylinder 12 entweder mit einer Antriebseinheit (bestehend aus Motor und Getriebe) oder der Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeuges durch eine Schraube verbunden, die in die Bohrung des Innenzylinders 12 eingesetzt wird, obwohl dies hier nicht gezeigt ist. Der Außenzylinder 14 ist mit dem entsprechend anderen Teil. d. h. der Kraftfahrzeugkarosserie oder der Antriebseinheit verbunden. Das elastische Lagerteil 16 ist im wesentlichen hohlzylindrisch, so daß es eine innere und eine äußere Umfangsfläche besitzt. Mit der inneren Umfangsfläche ist der Innenzylinder 12 fest durch Vulkanisation bzw. Verklebung verbunden. Auf der äußeren Umfangsfläche des elastischen Lagerteiles 17 sind ein erster und zweiter Zwischenzylinder 18, 18a fest durch Vulkanisation oder Verklebung aufgebracht und in axialer bzw. in Fig. 1 in horizontaler Richtung an dem gegenüberliegenden Endabschnitten des elastischen Lagerteiles 16 aufgebracht. Eine Ringnut 20 ist an der äußeren Umfangsfläche des elastischen Lagerteiles 16 ausgebildet und befindet sich zwischen dem ersten und zweiten Zwischenzylinder 18, 18a. Innerhalb dieser Ringnut 20 ist ein eine Drosselstelle bzw. einen Drosselkanal bildendes Teil 32 angeordnet, das nachfolgend noch näher erläutert wird. Das elastische Lagerteil 16 ist in einem Abschnitt (einem oberen Abschnitt, Fig. 1) mit einem Hohlraum 22 versehen, der neben der vorerwähnten Nut 20 ausgebildet oder mit dieser verbunden ist. Der Hohlraum 20 hat in Umfangsrichtung eine bestimmte Länge. Der Hohlraum 22 ist mit einer Flüssigkeit (inkompressibles Fluid) wie z. B. Wasser, Polyalcylen-Glykolöl oder Silikonöl gefüllt und dient als Hauptfluidkammer 24. Wie gezeigt, wird die Hauptfluidkammer 24 durch die vertikalen Innenseitenwandflächen 24a, 24b des elastischen Lagerteiles 16 begrenzt. Die inneren Seitenwandflächen 24a sind parallel zu einer gedachten Vertikalebene (nicht gezeigt), die die Achse des Innenzylinders 12 enthält, während die Innenseitenwandflächen 24b parallel zu einer gedachten Vertikalebene (nicht gezeigt) verlaufen, die zur Achse des Innenzylinders 12 rechtwinkelig verläuft.

An seinem unteren Bereich ist das elastische Lagerteil 16 mit einem Raum 26 versehen, in dem eine Membran 28 angeordnet ist, um den Raum 26 in eine obere und eine untere Kammer 26a, 26b zu teilen. Die Membran 28 befindet sich an dem elastischen Lagerkörper 16 oder ist integral einstückig mit diesem ausgebildet. Die untere Kammer 26b ist mit der vorerwähnten Flüssigkeit gefüllt und dient als Hilfsfluidkammer 30. Die Hilfsfluidkammer 30 wird von der Unterseite der Membran 28 und der inneren Umfangsfläche des den Drosselkanal bildenden Teiles 32 begrenzt.

Das den Drosselkanal bildende Teil 32 ist ringförmig ausgebildet und enthält einen zylindrischen Bodenplattenabschnitt 32A. Drei ringförmige Flanschabschnitte 32a, 32b und 32c erstrecken sich radial von dem Bodenplattenabschnitt 32A nach außen. Die drei ringförmigen Flanschabschnitte 32a, 32b und 32c sind zueinander parallel und einstückig integral mit dem Bodenplattenabschnitt 32A ausgeführt. Die ringförmigen Flanschabschnitte 32a, 32c sind an den gegenüberliegenden Enden des Bodenplattenabschnittes 32A angeordnet, während der ringförmige Flanschabschnitt 32b in der Mitte zwischen den Flanschabschnitten 32a, 32c angeordnet ist, so daß zwei Ringnuten 32d und 32e gebildet werden. Wie deutlich aus Fig. 4 ersichtlich ist, sind die Ringnuten 32d, 32e verschlossen oder teilweise blockiert durch Blockierungsstücke 34, 34a, die integral einstückig mit dem den Drosselkanal bildenden Teil 32 sind. Die Oberseite jedes Blockierungsstückes 34, 34a ist geneigt, derart, daß die oberen Enden der Blockierungsstücke 34, 34a parallel zueinander sind. Außerdem ist ein Teil des ringförmigen Flanschabschnittes 32b ausgeschnitten oder an einer Stelle zwischen den oberen Enden der Blockierungsstücke 34, 34a entfernt, um einen Verbindungsdurchgang 36 zu schaffen, durch den die zwei Ringnuten 32d und 32e miteinander verbunden sind. Der Bodenplattenabschnitt 32A ist mit zwei Öffnungen 38, 38a versehen, die einander gegenüberliegend in bezug auf den Verbindungsdurchgang 36 angeordnet sind. Mit anderen Worten ist die Öffnung 38 nahe des Blockierungsstückes 34 und zwischen den Flanschabschnitten 32a und 32b angeordnet, während die Öffnung 38a nahe des Blockierungsstückes 34a und zwischen den Flanschabschnitten 32b und 32c positioniert ist. In dem gezeigten Zustand ist die Öffnung 38 in direkter Verbindung mit der Hauptfluidkammer 24, während die Öffnung 38a in direkter Verbindung mit der Hilfsfluidkammer 30 ist. Entsprechend sind die Hauptfluidkammer 24 und die Hilfsfluidkammer 30 über die Ringnuten 32d, 32e und durch die Öffnungen 38, 38a miteinander verbunden, wobei die Ringnuten 32d, 32e im wesentlichen zwei Umläufe entlang des Innenumfanges des Außenzylinders 14 ausführen.

Eine Gummischicht 40 ist durch Anvulkanisation bzw. Verklebung an der Innenumfangsfläche des Außenzylinders 14 befestigt. Die Zwischenzylinder 18, 18a und das den Drosselkanal bildende Teil 32, die auf dem Außenumfang des elastischen Lagerteiles 16 aufgenommen sind, sind fest durch Presßsitz auf der Innenumfangsfläche des Außenzylinders 14 unter Abstützung an der Gummibeschichtung 40 aufgenommen. Durch diesen Preßsitz ist eine feste Abdichtung zwischen der Gummischicht 40 und den Zwischenzylindern 18, 18a gebildet, um hierdurch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung für die Haupt- und Hilfskammer 24, 30 zu bilden. Außerdem ist der Außenumfang jedes Flanschabschnittes 32a, 23b, 32c des den Drosselkanal bildenden Teiles 32 in Preßkontakt mit der Innenumfangsfläche der Gummischicht 40 gebracht, um hierdurch zwischen diesen Teilen eine flüssigkeitsdichte Abdichtung und Berührung herzustellen. Auf diese Weise ist der äußere offene Umfangsabschnitt jeder Ringnut 32d, 32e durch die Gummibeschichtung 40 abgedichtet und verschlossen, so daß die auf diese Weise geschlossenen Ringnuten 32d, 32e einen Drosselkanal 42 bilden, der ebenfalls mit der Flüssigkeit gefüllt ist.

Das den Drosselkanal bildende Teil 32 besteht aus zwei halbzylindrischen Gegenstücken 44, 44a, die einzeln und im festen Kontakt miteinander an der Teilungsebene P sind. Diese Gegenstücke 44, 44a werden jeweils von oben und unten in die Ringnut 20 eingesetzt, wenn das den Drosselkanal bildende Teil 32 in die Ringnut 20 eingesetzt wird. Das den Drosselkanal bildende Teil 32 kann auch aus drei oder mehr bogenförmigen Segmenten bestehen.

Ein metallisches Anschlagteil 46 ist fest auf dem Außenumfang des Innenzylinders 12 aufgenommen und in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden Enden (axial) des Innenzylinders 12 befestigt. Das metallische Anschlagteil 46 weist einen Nabenabschnitt 46a auf, der auf dem Innenzylinder 12 aufgenommen ist. Der Nabenabschnitt 46a ist einstückig integral mit einem ersten und einem zweiten Vorsprung 48, 50 versehen, die gegenüberliegend in bezug auf die Achse des Nabenabschnittes 46a vorspringen. Der erste Vorsprung 48 hat eine bestimmte Länge und erstreckt sich radial nach außen, um in die Hauptfluidkammer 24 hineinzuragen. Der zweite Vorsprung 50 hat eine bestimmte Länge und erstreckt sich radial nach außen, um in die obere Kammer 26a des Raumes 26 hineinzuragen. Der erste und zweite Vorsprung 48, 50 sind wirksam, um die Verlagerung zwischen dem Innen- und Außenzylinder 12, 14 zu begrenzen.

Eine Flanschplatte 52 ist fest an dem oberen bzw. spitzen Ende des ersten Vorsprunges 48 durch eine Schraube 54 befestigt, so daß sie innerhalb der Hauptfluidkammer 24 angeordnet ist. Die Flanschplatte 52 ist so angeordnet, daß sie im wesentlichen senkrecht zu dem ersten Vorsprung 48 verläuft und erstreckt sich im wesentlichen horizontal so, daß ein Spalt zwischen dem Umfang der Platte 52 und der inneren Seitenwandfläche 24a, 24b des elastischen Lagerteiles 16 verbleibt. Die Flanschplatte 52 teilt die Hauptfluidkammer 24 in eine obere und eine untere Kammer 24c, 24d, die in radialer Richtung nebeneinander liegen. Somit sind die obere und die untere Kammer 24c, 24d über den Spalt δ miteinander in Verbindung. Es wird darauf hingewiesen, daß die radial außen liegende obere Kammer 24c in ihrem Volumen größer ist als die innen liegende Kammer 24d, so daß ein Unterschied in der Volumenveränderung zwischen der oberen und unteren Kammer 24c und 24d besteht, wenn eine Schwingungsbelastung auftritt, die dazu führt, daß eine relative Verlagerung bzw. Verschiebung zwischen dem Innen- und Außenzylinder 12, 14 auftritt. Wie gezeigt, ist die Oberseite und der Umfang der Flanschplatte 52 mit einer Gummibeschichtung 56 versehen, die wirksam ist, um ein Auftreffen der Flanschplatte 52 gegen die innere Umfangsfläche des den Drosselkanal bildenden Teiles 32 abzudämpfen, wenn der Innenzylinder 12 sich in den Fig. 1 und 2 beträchtlich nach oben verlagert.

Der zweite Vorsprung 50, der in den Raum 26 hineinragt, ist mit einer Gummibeschichtung 58 versehen, die entweder an dem elastischen Lagerteil 16 oder integral einstückig mit diesem ausgebildet ist, um hierdurch ein Auftreffen des zweiten Vorsprunges 59 beim Anschlagen über die Membran 28 gegen die innere Umfangsfläche des den Drosselkanal bildenden Teiles 32 abzudämpfen, wenn der Innenzylinder 12 sich beträchtlich nach unten in den Fig. 1 und 2 verlagert.

Nachstehend wird die Arbeits- bzw. Wirkungsweise der fluidgefüllten Isolierhülse 10 erläutert.

Im montierten Zustand der Isolierhülse 10, die die Antriebseinheit bzw. den Motor und das Getriebe des Kraftfahrzeuges mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbindet, wirkt eine statische Belastung durch die Antriebseinheit in vertikaler Richtung (in Fig. 1 und 2) ein, während Schwingungen der Antriebseinheit und Motorvibrationen ebenfalls hauptsächlich in vertikaler Richtung einwirken bzw. übertragen werden. Wenn eine derartige Schwingung zwischen dem inneren und äußeren Zylinder 12, 14 auftritt, verändert sich zuerst das Volumen der Hauptfluidkammer 24 entsprechend der vertikalen Deformation des elastischen Lagerteiles 16. Dabei ist, wenn die übertragene Schwingung eine Leerlaufschwingung, Motorstoß- bzw. Vibrationsschwingung und dergleichen innerhalb eines niederfrequenten Bereiches mit großer Amplitude ist, die Volumenveränderung in der Hauptfluidkammer 24 größer, so daß die Flüssigkeit in der Hauptfluidkammer 24 und in der Hilfsfluidkammer 30 verlagert wird. Im einzelnen wird während einer Deformation der Hauptfluidkammer 24 derart, daß sie kontrahiert, die Flüssigkeit innerhalb der Hauptfluidkammer 24 durch die Öffnung 38 in den Drosselkanal 42 verdrängt, und folglich wird die Flüssigkeit (in dem Drosselkanal 42) in der Menge der aus der Hauptfluidkammer verdrängten Flüssigkeit durch die Öffnung 38a in die Hilfsfluidkammer 30 gefördert.

Während einer Deformation der Hauptfluidkammer 24 derart, daß die Hauptfluidkammer expandiert, strömt die Flüssigkeit innerhalb des Drosselkanales 42 durch die Öffnung 38 in die Hauptfluidkammer 24, und folglich wird Fluid (in der Hilfsfluidkammer 30) in einer Menge, die der Menge des abgeströmten Fluides entspricht, durch die Öffnung 38a in den Drosselkanal 42 gefördert.

Entsprechend schwingt die Flüssigkeit in dem Drosselkanal 42 entsprechend der Volumenveränderung der Hauptflüssigkeitskammer 24, d. h. entsprechend der Schwingungseingangsgröße zwischen dem Innen- und Außenzylinder 12, 14. Dies entspricht einer Flüssigkeitssäulenresonanz in der Isolierhülse 10, um hierdurch ein erstes dynamisches Dämpfungssystem zu bilden, in dem die Flüssigkeit innerhalb des Drosselkanales 42 als Masse dient und in dem die Dehnungselastizität der Membran 28 als Feder dient. In diesem Zusammenhang kann eine Schwingungsfrequenz, die gedämpft werden soll oder ein Flüssigkeitssäulen-Resonanzpunkt in dem Drosselkanal 42 leicht auf einen Niederfrequenzbereich eingestellt werden, da die Masse der Flüssigkeit größer ist.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Drosselkanal 42 lang ausgeführt, da er zwischen dem den Drosselkanal bildenden Teil 32 entlang des Innenumfanges des Außenzylinders 14 ausgebildet und ring- oder bogenförmig gestaltet ist. Insbesondere ist in diesem Ausführungsbeispiel der Drosselkanal 42 in Gestalt der Ringnuten 32d, 32e mit zwei Umläufen ausgebildet und erstreckt sich daher ungefähr über eine Länge, die dem Zweifachen des Innenumfanges des Außenzylinders 14 entspricht. Somit kann die Länge des Drosselkanales 42 beträchtlich vergrößert werden.

Da außerdem das den Drosselkanal bildende Teil 32 zwischen dem Außenzylinder 14 und dem elastischen Lagerteil 16 angeordnet ist, ist es auch möglich, einen verhältnismäßig großen Raum zu erhalten, der durch das den Drosselkanal bildende Teil 32 eingenommen wird, so daß hierdurch auch ein verhältnismäßig großer Querschnitt für den Drosselkanal 42 erhalten wird. Somit ist der Drosselkanal 42 in dieser Ausführungsform der Erfindung gegenüber herkömmlichen Anordnungen beträchtlich in Länge und Querschnitt vergrößert, und daher kann die Flüssigkeitsmasse innerhalb des Drosselkanales 42 beträchtlich erhöht werden. Im Ergebnis dessen kann die Dämpfungscharakteristik bezüglich der Auswahl der gewünschten Schwingungen, die gedämpft werden sollen, auf einen Niederfrequenzbereich eingestellt werden, so daß die Übertragung von Schwingungen mit niedriger Frequenz und großer Amplitude, wie z. B. Leerlaufschwingungen, Motorvibrationen und dergleichen zwischen Motor und Fahrzeugkarosserie im wesentlichen unterdrückt oder vermieden werden können.

Für den Fall, daß die Schwingungseingangsgröße, die auf die Isolierhülse 10 einwirkt, innerhalb eines Hochfrequenzbereiches mit kleiner Amplitude ist, die ein Dröhnen innerhalb eines Fahrzeugraumes verursacht, verändert sich das Volumen der Hauptfluidkammer 24 mit der einwirkenden Schwingung ähnlich wie in dem Fall der Eingabe einer niederfrequenten Schwingung mit großer Amplitude. Da die Volumenveränderung der Hauptfluidkammer 24 dabei von hoher Frequenz ist, ist das Fluid innerhalb des langen Drosselkanales 42 in einem "stockenden" Zustand, d. h., es bleibt unverlagert innerhalb des Drosselkanales 42, so daß keine Verlagerung von Fluid zwischen der Haupt- und Hilfsfluidkammer 24 und 30 stattfindet.

Die Hauptfluidkammer 24 ist jedoch durch die Flanschplatte 52 in die obere Kammer 24c und die untere Kammer 24d unterteilt, die miteinander über den Ringspalt δ, der zwischen dem Umfang der Flanschplatte 52 und den Wandflächen 24a, 24b der Hauptfluidkammer 24 verbleibt, verbunden sind, wobei die Länge des Spaltes δ in Richtung der Dicke der Flanschplatte 52 sehr klein ist. Im Ergebnis dessen findet dann, wenn die vorerwähnte Hochfrequenzschwingung auf die Isolierhülse 10 einwirkt, eine Verlagerung des Fluides durch den Spalt δ zwischen der oberen und der unteren Kammer 24c, 24d statt, so daß die Flüssigkeitssäulenresonanz im Bereich des Spaltes δ erzeugt wird. Diese Flüssigkeitsverlagerung findet statt, da die obere Kammer 24c in ihrer Volumenveränderung im Verhältnis zu einer Schwingungseingabe größer ist als die untere Kammer 24d. Somit wird durch die obere und untere Kammer 24c, 24d in Verbindung mit dem Spalt δ ein zweites dynamisches Dämpfungssystem gebildet. In diesem dynamischen Dämpfungssystem ist die vertikale Länge des Spaltes sehr gering und daher die Fluidmasse während der Flüssigkeitssäulenresonanz in dem Spalt δ sehr klein. Folglich können Zielschwingungen, d. h. andere Schwingungen, die gedämpft werden sollen und die von hoher Frequenz und kleiner Amplitude sind, durch Abstimmung der Dämpfungscharakteristik des zweiten dynamischen Dämpfungssystemes leicht eingestellt bzw. abgestimmt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Schwingungsfrequenz, die gedämpft wird, auf eine Frequenz f₁ abgestimmt, die ein Dröhnen innerhalb des Fahrgastraumes veranlaßt, wie dies in den Fig. 5A und 5B gezeigt ist.

Fig. 5A zeigt einen Schwingungsphasenausgang in dem zweiten dynamischen Dämpfungssystem, während Fig. 5B die dynamische Federkonstante in der Isolierhülse 10 verdeutlicht, wobei die voll ausgezogene Linie, die die Dämpfungscharakteristik dieses Ausführungsbeispieles angibt, während die unterbrochene Linie die Dämpfungscharakteristik einer Isolierhülse angibt, die ähnlich dem gezeigen Ausführungsbeispiel ist, jedoch nicht mit dem zweiten dynamischen Dämpfungssystem versehen ist. Wie aus den Diagrammen gemäß Fig. 5A und 5B deutlich ist, wird durch Abstimmung der Zielschwingung, die durch das zweite dynamische Dämpfungssystem gedämpft werden soll, d. h. durch Abstimmung des Flüssigkeitssäulenresonanzpunktes im Spalt δ auf die Dröhngeräuschfrequenz f₁, die dynamische Federkonstante von höheren Werten, die durch die unterbrochene Linie angedeutet sind, auf niedrigere Werte abgesenkt, die durch die voll ausgezogene Linie verdeutlicht werden, so daß das Dröhngeräusch innerhalb des Fahrgastraumes beträchtlich vermindert wird.

In den Kennlinien, die durch die Voll-Linie in Fig. 5B dargestellt ist, treten infolge von Rückschwingungen in dem zweiten dynamischen Dämpfungssystem höhere dynamische Federkonstantenwerte im höherfrequenten Bereich auf, und zwar bei Frequenzen, die oberhalb der Dröhngeräuschfrequenz f₁ liegen. Dieser Hochfrequenzbereich mit hoher dynamischer Federkonstante ist jedoch weit entfernt von der Frequenz, die das Dröhngeräusch verursacht, so daß diese Erscheinung keine beträchtlichen Probleme bei der Schwingungs- bzw. Geräuschdämpfungssteuerung verursacht.

Da die inneren Seitenwandflächen 24a, 24b der Hauptfluidkammer 24 parallel zu der Richtung des Schwingungseinganges bzw. zu der vertikalen Richtung in den Fig. 1 und 2 liegen, kann die Querschnittsfläche und die vertikale Länge des Spaltes δ rund um den Umfang der Flanschplatte 52 im wesentlichen konstant gehalten werden, selbst während einer Volumenveränderung der Hauptfluidkammer 24 beim Einwirken von Hochfrequenzschwingungen. Da außerdem das den Drosselkanal bildende Teil 32 aus den Gegenstücken 44 und 44a besteht, die in der Teilungsebene P in ein Ober- und ein Unterteil geteilt sind, wird die Montage des den Drosselkanal bildenden Teiles 32 in der Isolierhülse 10 erleichtert.

Da der Drosselkanal, der die Haupt- und die Hilfsfluidkammer miteinander verbindet, bogen- oder ringförmig entlang des Innenumfanges des Außenzylinders ausgebildet ist, ist in dieser Ausführungsform der Erfindung der Drosselkanal länger als herkömmlich festgelegt, wie dies oben erläutert wurde. Entsprechend können Zielschwingungen, die durch das dynamische Dämpfungssystem, das durch die Haupt- und Hilfsfluidkammer und den Drosselkanal gebildet wird, sicher innerhalb des Niederfrequenzbereiches mit großer Amplitude festgelegt bzw. eingestellt werden, wodurch die Übertragung von Schwingungen von der Motorseite auf die Fahrzeugkarosserieseite, wie z. B. Leerlaufschwingungen oder Motorvibrationen, unterdrückt oder vermieden werden können.

Außerdem wird durch die Flanschplatte, die innerhalb der Hauptfluidkammer angeordnet ist, die Hauptfluidkammer in zwei Kammern unterteilt, die miteinander durch einen geeigneten Spalt, der zwischen dem Umfang der Flanschplatte und inneren Seitenwandfläche der Hauptfluidkammer gebildet ist, verbunden sind. Dieser Spalt ist in vertikaler Richtung sehr kurz. Diese beiden Kammern und der Spalt bilden ein weiteres dynamisches Dämpfungssystem, das wirksam ist, wenn eine Flüssigkeitsverlagerung durch den Spalt zwischen den zwei Kammern stattfindet. Die Zielschwingungen, die durch dieses dynamische Dämpfungssystem gedämpft werden sollen, können so innerhalb des Hochfrequenzbereiches bei kleiner Amplitude eingestellt bzw. abgestimmt werden, wodurch die Übertragung von Hochfrequenzschwingungen, die ein Dröhngeräusch innerhalb des Fahrgastraumes verursachen, in beträchtlichem Maße unterdrückt werden kann. Somit gestattet es die Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einer fluidgefüllten Isolierhülse, nach der vorliegenden Erfindung gleichzeitig Schwingungen innerhalb des Niederfrequenzbereiches (große Amplitude) und Schwingungen innerhalb des Hochfrequenzbereiches (kleine Amplitude) zu dämpfen, wodurch Karosserieschwingungen und Dröhngeräusche innerhalb des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges beträchtlich vermindert werden können. Somit steigt dann, wenn für die Motorlagerung eine fluidgefüllte Isolierhülse nach der vorliegenden Erfindung verwendet wird, der Fahrkomfort des Fahrzeuges und die Bequemlichkeit für die Fahrgäste beträchtlich an.

Claims (9)

1. Schwingungsdämpfungsvorrichtung mit einer fluidgefüllten Isolierhülse, mit einem Innenzylinder, einem Außenzylinder, der den Innenzylinder umgibt, einem elastischen Lagerteil, das fest zwischen dem Innen- und Außenzylinder angeordnet und durch das eine Hauptfluidkammer sowie eine Hilfsfluidkammer begrenzt sind, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und mit einem Drosselkanal entlang des Innenumfanges des Außenzylinders zur hydraulischen Verbindung der Haupt- und Hilfsfluidkammer, wobei die stirnseitigen inneren Seitenwandflächen der Hauptfluidkammer parallel zu der in Richtung der eingeleiteten Schwingungen sich erstreckenden Vertikalebene verlaufen, die zur Achse des Innenzylinders senkrecht ist, gekennzeichnet durch eine Flanschplatte (52), die fest an einem Vorsprungteil (48) des Innenzylinders (12) und innerhalb der Hauptfluidkammer (24) angeordnet ist, um die Hauptfluidkammer (24) in eine erste und eine zweite Kammer (24c, 24d) in radialer Richtung zu unterteilen, wobei die Innenwandoberflächen (24a, 24b) der Hauptfluidkammer (24) dem Umfangsbereich der Flanschplatte (52) unter Bildung eines Spaltes (δ) gegenüberliegen, durch den die erste und zweite Kammer (24c, 24d) der Hauptfluidkammer (24) miteinander verbunden sind, und wobei die in Axialrichtung der Isolierhülse verlaufenden inneren Seitenwandflächen (24a) der Hauptfluidkammer (24) zumindest im Bereich des Spaltes (δ) parallel zu einer Vertikalebene verlaufen, die sich in Richtung der eingeleiteten Schwingungen erstreckt und die die Achse des Innenzylinders (12) enthält.

2. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschplatte (52) an dem freien Ende des Vorsprungteils (48) angeordnet ist.

3. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Vorsprungteil (48) im wesentlichen in Richtung der Einleitung der Schwingungen erstreckt und die Flanschplatte (52) sich im wesentlichen rechtwinklig zu dem Vorsprungteil (48) erstreckt.

4. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (24c) im Verhältnis zu der zweiten Kammer (24d) radial außenliegend angeordnet ist, und die erste Kammer (24c) ein größeres Volumen als die zweite Kammer (24d) aufweist.

5. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (42) durch ein ringförmiges Teil (32) gebildet ist, das zwischen dem Außenzylinder (14) und dem elastischen Lagerteil (16) angeordnet ist und sich entlang des Innenumfanges des Außenzylinders (14) erstreckt.

6. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (42) eine Länge besitzt, die zumindest einem halben Umfang des elastischen Lagerteiles (16) entspricht.

7. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Drosselkanal (42) bildende Teil (32) einen zylindrischen Bodenplattenabschnitt (32A) aufweist, der sich unter Belassung eines Abstandes entlang des Innenumfanges des Außenzylinders (14) erstreckt, sowie eine Mehrzahl von ringförmigen Flanschabschnitten (32a, 32b, 32c) aufweist, die sich radial nach außen von dem zylindrischen Bodenplattenabschnitt (32A) zum Innenumfang des Außenzylinders (14) erstrecken, um einen Ringraum zwischen den benachbarten Flanschabschnitten (32a, 32b, 32c) zu bilden, ferner eine Einrichtung (36) zur Herstellung einer Verbindung zwischen benachbarten Ringräumen und zum Verschluß (34, 34a) jeweils eines Teiles jedes Ringraumes vorgesehen ist, um dem Drosselkanal (42) eine zusammenhängende Längsausdehnung zu verleihen, wobei der Drosselkanal (42) sich so erstreckt, daß er eine Mehrzahl von Umläufen entlang des Innenumfanges des Außenzylinders (14) einnimmt und einen ersten Endabschnitt aufweist, der mit der Hauptfluidkammer (24) hydraulisch verbunden ist und einen zweiten Endabschnitt besitzt, der mit der Hilfsfluidkammer (30) hydraulisch verbunden ist.

8. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskammer (30) einerseits durch eine einstückig mit dem elastischen Lagerteil (16) ausgebildete Membran (28) und andererseits durch das den Drosselkanal (42) bildenden Teil (32) begrenzt ist.

9. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfluidkammer (24) zwischen dem elastischen Lagerteil (16) und dem den Drosselkanal (42) bildenden Teil (32) ausgebildet ist.