DE3828132C2 - Elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeitsfüllung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeitsfüllung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Aufhängevorrichtung, wie eine Motoraufhängung für ein Kraftfahrzeug, muß notwendigerweise wirksam Schwingungen in einem weiten Frequenzbereich, der in der Hauptsache einen vergleichsweise niedrigen Frequenzbereich einschließt, dämpfen oder isolieren.

In jüngerer Zeit wurde eine elastische Aufhängung mit einer "Fluidfüllung" vorgeschlagen, die umfaßt: (a) ein erstes sowie zweites Stützglied, die einander entgegengesetzt in einer Lastauf­ nahmerichtung, in welcher eine Schwingungsbelastung auf die elastische Aufhängung aufgebracht wird, angeordnet sind, (b) einen elastischen, zwischen das erste sowie zwei­ te Stützglied eingefügten, die beiden Stützglieder ela­ stisch verbindenden Körper, (c) ein am zweiten Stützglied befestigtes und mit wenigstens dem elastischen Körper zur Abgrenzung einer mit einem inkompressiblen Fluid gefüllten Flüssigkeitskammer zusammenwirkendes Abschlußelement, das ein flexibles Teil umfaßt, (d) eine Trenneinrichtung, die die Flüssigkeitskammer in eine auf der Seite des ersten Stützgliedes ausgebildete Druckaufnahmekammer sowie eine auf der Seite des Abschlußelements ausgebildete Ausgleich­ kammer unterteilt, und (e) einen Drosselkanal für eine ge­ drosselte oder eingeschränkte Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahme- sowie der Ausgleichkammer. Eine elastische Aufhängung dieser Art ist in der DE-OS 29 05 090 sowie der DE-OS 29 05 091 offenbart.

Bei der elastischen Aufhängung mit der oben angegebenen Konstruktion wird die Schwingung, mit der das inkompres­ sible Fluid in dem Drosselkanal in Resonanz kommt, wirksam gedämpft, was bedeutet, daß der Drosselkanal derart kon­ struiert oder "abgestimmt" ist, daß die darin befindliche Flüssigkeit mit einer Schwingung von einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere in einem vergleichsweise niedrigen Frequenzbereich, in Resonanz kommt. Somit wird die ver­ gleichsweise niederfrequente Schwingung durch diese elasti­ sche Aufhängung wirksam gedämpft.

Wenngleich die elastische Aufhängung der oben angegebenen Art imstande ist, wirksam die vergleichsweise niederfre­ quente Schwingung auf der Grundlage der Resonanzreaktion des Fluids in dem Drosselkanal zu dämpfen, so ist die Auf­ hängung nicht fähig, in zufriedenstellender Weise Vibratio­ nen in zum vergleichsweise niedrigen Frequenzbereich unter­ schiedlichen Frequenzbereichen, insbesondere in einem ge­ genüber dem vergleichsweise niedrigen Bereich höheren Bereich, zu dämpfen oder zu isolieren. Wenn die vergleichs­ weise hochfrequente Schwingung auf die elastische Aufhän­ gung aufgebracht wird, dann wird das Fluid in dem Drossel­ kanal fest oder unbeweglich, so daß das Fluid unfähig ist, zwischen der Druckaufnahme- sowie der Ausgleichkammer durch den Drosselkanal hindurch zu fließen, was zu einer erheb­ lichen Verminderung in der Fähigkeit zur Schwingungsabsorp­ tion der elastischen Aufhängung führt.

In der EP-A-00 40 290 und in der US-PS 45 11 126 wurde eine weitere elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeits­ füllung offenbart. Diese elastische Aufhängung hat zusätz­ lich zu den oben unter (a) bis (f) angegebenen Elementen und Bauteilen eine Einrichtung, die einen Druckunter­ schied zwischen der Druckaufnahme- und der Ausgleichkammer aufnimmt, wobei diese Aufnahmeeinrichtung ein bewegbares Element umfaßt, das auf Grund des Druckunterschieds über eine bestimmte Strecke oder einen bestimmten Größenwert verschieb- bzw. verformbar ist.

Bei dieser Art einer elastischen Aufhängung ist die Aufnah­ meeinrichtung so konstruiert oder "abgestimmt", daß eine Vibration mit einer vorbestimmten Frequenz, insbesondere eine vergleichsweise hochfrequente Vibration, auf der Grund­ lage einer Verformung oder Verlagerung des bewegbaren Ele­ ments, die auf einem zwischen der Druckaufnahme- und der Ausgleichkammer erzeugten Druckunterschied beruht, wirksam gedämpft wird. Die Frequenz der mit dem bewegbaren Element isolierten Schwingung kann so bestimmt werden, daß sie hö­ her ist als die vergleichsweise niedrige Frequenz der mit dem Drosselkanal gedämpften Schwingung. Auf diese Weise kann durch diese elastische Aufhängung die vergleichsweise hochfrequente Schwingung isoliert werden.

Die elastische Aufhängung mit Flüssigkeitsfüllung der oben beschriebenen Art dämpft oder isoliert somit wirksam die Schwingungen in den beiden unterschiedlichen Frequenzbe­ reichen, d. h. in dem niederfrequenten Bereich, der mit dem Drosselkanal verknüpft ist, und in dem vergleichsweise hochfrequenten Bereich, der mit dem bewegbaren Element verknüpft ist, jedoch besteht bei dieser Aufhängung das Problem, daß sie nicht imstande ist, in ausreichender und zufriedenstellender Weise eine Schwingung in einem Frequenz­ bereich zu isolieren, der höher ist als die beiden verschie­ denen, von der herkömmlichen elastischen Aufhängung abge­ deckten Bereiche. Eine Obergrenze des vergleichsweise hoch­ frequenten Bereichs, der mit dem bewegbaren Element ver­ knüpft ist, liegt nicht höher als etwa 150-200 Hz, so daß folglich eine Schwingung mit einer höheren Frequenz als etwa 150-200 Hz nicht wirksam auf der Grundlage der Bewegung des bewegbaren Elements der herkömmlichen elasti­ schen Aufhängung isoliert wird.

Die DE 34 43 618 C2 zeigt eine elastische Aufhängung mit Fluidfüllung, die beispielsweise zur Lagerung des Motors eines Kraftfahrzeuges eingesetzt wird. Diese Aufhängung wird mittels zweier gegenüber angeordneter Stützglieder montiert und weist einen Fluidraum auf, der von einer Trenneinrichtung in einen oberen und einen unteren Raum unterteilt wird. In den oberen Raum ist ein Bauteil eingesetzt, das den oberen Raum in zwei Kammern unterteilt. Dieses Bauteil ist fest mit einem oberen Stützglied verbunden.

Der AT-E 38 272 B ist eine elastische Aufhängung entnehmbar, die über einen Fluidraum verfügt, der von einem becherartigen Element und einen Membranelement in zwei Räume unterteilt wird. Das becherartige Element ist mit einem Stützglied verbunden, an dem die Aufhängung montiert wird.

Die DE 32 39 787 A1 zeigt eine elastische Aufhängung, die über einen Fluidraum verfügt, der von einem mittig angeordneten Trennelement in einen unteren und einen oberen Raum unterteilt wird. Die Montage der Aufhängung erfolgt über zwei gegenüberliegende Stützglieder.

Im Hinblick auf den Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeitsfüllung zu schaffen, die imstande ist, wirksam in einem weiten Frequenzbereich von Schwingungen eine Dämp­ fung oder Isolierung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeitsfüllung mit dem oben beschriebenen Aufbau dient dazu, eine vorbe­ stimmte Schwingung, nämlich eine niederfrequente Schwingung, auf der Grundlage der Resonanzreaktion des inkompressiblen Fluids in dem Drosselkanal zu dämpfen und eine vorbestimm­ te, vergleichsweise hochfrequente Schwingung auf der Grund­ lage der Verformung oder Verlagerung des bewegbaren Ele­ ments in gleichartiger Weise zur herkömmlichen elastischen Aufhängung mit Flüssigkeitsfüllung zu isolieren. Der Drossel­ kanal und das bewegbare Element können so konstruiert oder "abgestimmt" werden, daß sie die Schwingungen mit der nie­ drigen und der vergleichsweise hohen Frequenz jeweils dämp­ fen oder isolieren.

Bei Aufbringen einer Schwingungsbelastung auf die erfin­ dungsgemäße elastische Aufhängung durch das erste und zwei­ te Stützglied wird das inkompressible Fluid gezwungen, zwischen der ersten sowie zweiten Sektion der Druckaufnahme­ kammer durch den zwischen dem becherartigen Element und der Innenwand­ fläche der Druckaufnahmekammer angeordneten Drosselkanal auf Grund der Relativverlagerung des ersten und zweiten Stützgliedes in der Lastaufnahmerichtung zu fließen. Die Schwingung, mit der das Fluid in dem Drosselkanal zur Re­ sonanz kommt, wird wirksam isoliert. Der Drosselkanal wird so konstruiert oder "abgestimmt", daß das Fluid in diesem mit einer Schwingung, die eine erste vorbestimmte Frequenz hat, zur Resonanz kommt.

Darüber hinaus wird bei der erfindungsgemäßen elastischen Aufhängung das Fluid in der ersten und zweiten Sektion der Druckaufnahmekammer zu einem Fließen durch den ersten, von dem Massebauteil gebildeten Verbindungsweg auf Grund der relativen Verlagerung des ersten sowie zweiten Stütz­ gliedes gezwungen, wobei das Massebauteil selbst elastisch mit dem becherartigen Element verbunden ist. Auf der Grundlage einer synergistischen Resonanzreaktion des Fluids im ersten Ver­ bindungsweg und des Massebauteils selbst wird eine Schwin­ gung mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz wirksam iso­ liert. Der erste Verbindungsweg und das Massebauteil werden derart konstruiert oder "abgestimmt", daß die Schwingung, die eine zweite vorbestimmte Frequenz hat, wirksam isoliert wird.

Zusätzlich ist bei der erfindungsgemäßen elastischen Aufhän­ gung das becherartige Element elastisch an dem ersten Stützglied befestigt, so daß folglich auf der Grundlage der Resonanz­ reaktion des becherartigen Elements eine Schwingung mit einer drit­ ten vorbestimmten Frequenz wirksam isoliert wird. Das becherartige Element wird so aufgebaut oder "abgestimmt", daß es wirk­ sam die Schwingung mit der dritten vorbestimmten Frequenz isoliert.

Die elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeitsfüllung gemäß der Erfindung dient insofern dazu, die Schwingungen in den fünf Frequenzbereichen einschließlich der beiden Frequenzbereiche, die durch die herkömmliche elastische Aufhängung abgedeckt werden, zu dämpfen oder zu isolieren. Mit anderen Worten heißt das, daß die erfindungsgemäße ela­ stische Aufhängung imstande ist, wirksam Schwingungen in einem weiten Frequenzbereich, der den vergleichsweise nie­ drigen, von einer herkömmlichen elastischen Aufhängung ab­ gedeckten Frequenzbereich und die zusätzlichen, zu diesem vergleichsweise niedrigen Frequenzbereich unterschiedli­ chen Frequenzbereiche einschließt, wirksam zu absorbieren (oder zu isolieren).

Gemäß der Erfindung kann jede der drei Frequenzen, d.h. die erste vorbestimmte Frequenz, auf die der vom becherartigen Element und der Innenwandfläche der Druckaufnahmekammer be­ grenzte Drosselkanal abgestimmt ist, die zweite vorbestimm­ te Frequenz, auf die eine Abstimmung in Verbindung mit der synergistischen Resonanzreaktion des Fluids im ersten Ver­ bindungsweg und des Massebauteils selbst getroffen ist, und die dritte vorbestimmte Frequenz, auf die das becherartige Element abgestimmt ist, so gewählt werden, daß sie höher als die in Verbindung mit der Bewegung des bewegbaren Elements (und der Frequenz, auf die der Drosselkanal abgestimmt ist) abgestimmte Frequenz ist. Somit wird eine hochfrequente Schwingung, wie eine Schwingung mit einer Frequenz über etwa 150-200 Hz, die nicht mit dem bewegbaren Element einer herkömmlichen elastischen Aufhängung absorbiert wer­ den kann, wirksam durch die erfindungsgemäße elastische Aufhängung isoliert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Aufhängung gemäß der Erfindung umfaßt das Einsatzteil des weiteren ein zweites elastisches Bauteil für die elastische Verbindung zwischen dem becherartigen Element und dem ersten Stützglied, wobei das becherartige Element aus einem starren Material gefertigt ist. Das Einsatzteil kann des weiteren ein Befestigungsstück, das an dem ersten Stützglied befestigt und mit dem das becherartige Element durch das zweite elastische Bauteil verbunden ist, enthalten. Es wird bevorzugt, daß der zweite Verbindungsweg von dem becherartigen Element oder dem zweiten elastischen Bauteil oder dem Befestigungsstück gebildet wird.

Bei einer anderen Ausführungsform der elastischen, erfin­ dungsgemäßen Aufhängung wird das becherartige Element aus einem ela­ stischen Material gefertigt und auf Grund seiner Elastizi­ tät mit dem ersten Stützglied elastisch verbunden. Hier­ bei wird bevorzugt, daß der zweite Verbin­ dungsweg am becherartigen Element ausgebildet wird.

Bei einer noch weiteren Ausführungsform einer elastischen Aufhängung gemäß der Erfindung umfaßt das zweite Stützglied ein Zylinderstück, das die Innenwandfläche der Druckaufnah­ mekammer bestimmt, während das becherartige Element einen zylindri­ schen Kragen aufweist, der teilweise die Vertiefung ab­ grenzt und mit dem Zylinderstück zusammenwirkt, um den ringförmigen Drosselkanal abzugrenzen. Bevorzugterweise ist das erste elastische Bauteil mit einem metallischen Ring versehen, der in den zylindrischen Kragen des becherartigen Elements eingepaßt ist, wobei das Massebauteil mit dem becherartigen Element durch das erste elastische Bauteil mittels des in den Kragen eingepaßten Ringes verbunden ist. Ein Dämp­ fungsglied kann an einer Außenumfangsfläche des zylindri­ schen Kragens des becherartigen Elements vorgesehen werden, um einen bei einem Auftreffen des becherartigen Elements gegen die Innenwand­ fläche der Druckaufnahmekammer erzeugten Stoß zu absor­ bieren.

Bei einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elastischen Aufhängung enthält diese des weiteren ein in der ersten Sektion angeordnetes Anschlagglied, um zu verhin­ dern, daß das becherartige Element übermäßig zum ersten Stützglied hin verlagert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform einer elastischen Auf­ hängung umfaßt diese ferner ein zweites Anschlagglied, das eine übermäßige Verlagerung des becherartigen Elements zum zweiten Stützglied hin verhindert, wobei die Trenneinrichtung als dieses zweite Anschlagglied dient.

Die Merkmale und Vortei­ le des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevor­ zugten Ausführungsformen deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer elastischen Aufhängung mit Flüssigkeitsfüllung gemäß der Erfindung in Ge­ stalt einer Motoraufhängung;

Fig. 2 ein becherförmiges Element im Schnitt, das anstelle von entsprechenden Teilen der Aufhängung von Fig. 1 verwendet werden kann.

In Fig. 1 sind ein erstes sowie ein zweites Stützglied 10 und 12 in Gestalt einer ersten und zweiten metallischen Lagerung dargestellt, die zueinander entgegengesetzt in einer Lastaufnahmerichtung, in der eine Schwingungsbela­ stung auf die elastische Aufhängung aufgebracht wird, und mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind. Die ela­ stische Aufhängung wird für die Lagerung eines Motors am Chassis eines Kraftfahrzeugs in einer vertikalen Richtung in Fig. 1 verwendet.

Das erste Stützglied 10 ist als kopfstehender Kegelstumpf ausgebildet, dessen maximaler Durchmesser vergleichsweise gering ist, und das den kleineren Durchmesser aufweisende Ende liegt dem zweiten Stützglied 12 gegenüber. Dieses zwei­ te Stützglied 12 umfaßt ein metallisches, napfförmiges Bodenteil 16, dessen Höhlung zum ersten Stützglied 10 hin gerichtet ist, und ein metallisches Zylinderstück 14, das mit dem offenen Ende des Bodenteils 16 durch Verstemmen des einen axialen Endes des Zylinderstücks 14 flüssigkeits­ dicht verbunden ist, so daß das zweite Stützglied 12 einen Raum 17 von vergleichsweise großem Durchmesser umschließt. Das zweite Stützglied 12 ist mit Bezug zum ersten Stütz­ glied 10 derart angeordnet, daß der innere Raum 17 zum ersten Stützglied 10 hin offen ist und das zweite Stütz­ glied 12 zum ersten konzentrisch liegt. Die beiden Stützglie­ der 10 und 12 sind untereinander elastisch durch einen Gum­ mikörper 18, der zwischen den beiden Stützgliedern durch Vulkanisation gebildet wird, verbunden. Der Gummikörper 18 hat eine kegelförmige Gestalt und ist mit seinem kleinen Durchmesser an einer Seitenfläche des kegelförmigen ersten Stützgliedes 10 befestigt, während die Seite mit dem größe­ ren Durchmesser an einer Innenfläche an der Öffnung des Raumes 17 des zweiten Stützgliedes 12 befestigt ist, so daß der Raum 17 durch das erste Stützglied sowie den Gummi­ körper 18 verschlossen wird.

Eine erste und eine zweite Befestigungsschraube 20 sowie 22 sind am ersten bzw. zweiten Stützglied 10, 12 angebracht derart, daß sich die Schrauben 20 und 22 auswärts in der bereits erwähnten Lastaufnahmerichtung erstrecken. Die eine der Schrauben wird mit der Seite des Chassis oder der Ma­ schine des Kraftfahrzeugs verbunden, während dann die andere Schraube mit der Maschine oder dem Chassis verbunden wird, so daß die Maschine oder ein diese einschließendes Triebwerk am Chassis so gelagert wird, daß dieses gegenüber einer beim Betrieb der Maschine hervorgerufenen Schwingung oder Vibration isoliert ist. In einem zwischenliegenden Teil des Gummikörpers 18 wird, wenn dieser an das erste sowie zweite Stützglied 10, 12 vulkanisiert wird, ein metallisches Verstärkungselement 24 von zylindrischer bzw. kegeliger Gestalt eingebettet.

Am zweiten Stützglied 12 ist ein Abschlußelement 26 in Ge­ stalt einer elastischen, flexiblen, aus Gummi gefertigten Membran befestigt, deren Umfangsteil fluiddicht zwischen dem Zylinderstück 14 sowie dem Bodenteil 16 gehalten ist. Auf diese Weise wird eine abgedichtete Flüssigkeitskammer 25 zwischen dem ersten Stützglied 10 und der Membran 26 gebildet, die mit einem geeigneten inkompressiblen Fluid, wie Wasser, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol, Silikonöl od. dgl., gefüllt wird. Durch die Membran 26 und das Boden­ teil 16 wird eine mit Luft gefüllte Luftkammer 27 abge­ grenzt, die eine elastische Verformung der Membran 26 zu­ läßt.

Eine aus einem Paar von übereinanderliegenden metallischen Trennwänden 28 und 30 gebildete Trenneinrichtung 32 ist in der Flüssigkeitskammer 25 so angeordnet, daß in zur Mem­ bran 26 ähnlicher Weise jede der Trennwände 28 und 30 am zweiten Stützglied 12 mit einem Umfangsabschnitt befestigt ist und zwischen dem Zylinderstück 14 sowie dem Bodenteil 16 fluiddicht gehalten wird. Damit wird die Flüssigkeitskam­ mer 25 durch die Trenneinrichtung 32 in eine Druckaufnah­ mekammer 34 auf der Seite des ersten Stützgliedes 10 und eine Ausgleichkammer 36 auf der Seite der Membran 26 ge­ teilt. Die beiden Trennwände 28 und 30 wirken zusammen, um einen verengten Kanal oder Drosselkanal 38 zu bilden, der sich in der Umfangsrichtung der Trennwände 28, 30 er­ streckt und eine gedrosselte Flüssigkeitsverbindung zwi­ schen der Druckaufnahmekammer 34 sowie der Ausgleichkam­ mer 36 zuläßt.

Bei Aufbringen einer Schwingungsbelastung auf die elasti­ sche Aufhängung durch die Befestigungsschrauben 20, 22 so­ wie die Stützglieder 10 und 12 wird ein Unterschied im Flüssigkeitsdruck zwischen der Druckaufnahme- und der Aus­ gleichkammer 34 bzw. 36 hervorgerufen, so daß das inkom­ pressible Fluid zu einem Fließen zwischen den beiden Kam­ mern 34 und 36 durch den Drosselkanal 38 hindurch gezwungen wird. Die Schwingung, mit der das inkompressible Fluid in dem Drosselkanal 38 in Resonanz kommt, wird wirksam iso­ liert oder gedämpft. Der Drosselkanal 38 ist so aufgebaut oder "abgestimmt", daß das Fluid in dem Kanal 38 mit einer Schwingung, die einen vergleichsweise niedrigen Frequenzbe­ reich f1 hat, wie eine mit einem Motorrütteln verbundene Schwingung, in Resonanz kommt. Auf diese Weise wird die Schwingung mit vergleichsweise niedriger Frequenz, die auf die Aufhängung aufgebracht wird, wirksam auf der Grundlage der Resonanzreaktion der Flüssigkeit in dem Drosselkanal 38 gedämpft.

Die beiden Trennwände 28 und 30 wirken miteinander zusam­ men, um in ihren zentrischen Teilen einen kreisförmigen, flachen Raum 44 zusätzlich zu dem an ihren peripheren Tei­ len gebildeten Drosselkanal 38 abzugrenzen. Der flache Raum 44 steht über eine Mehrzahl von in der oberen Trenn­ wand 28 ausgebildeten Flüssigkeitsdurchtritten 40 mit der Druckaufnahmekammer 34 und über eine Mehrzahl von durch die untere Trennwand 30 hindurch ausgebildeten Flüssigkeits­ durchtritten 42 mit der Ausgleichkammer 36 in Verbindung. Ein bewegbares Element in Form einer aus Gummi od. dgl. gebildeten Platte 46 ist in dem flachen Raum 44 so angeord­ net, daß es eine Fluidverbindung zwischen der Druckaufnah­ me- und der Ausgleichkammer verhindert und über eine vor­ gegebene Strecke, die durch die beiden Trennwände 28 und 30 begrenzt wird, in der Lastaufnahmerichtung bewegbar oder verlagerbar ist.

Die bewegbare Platte 46 wird in der Lastaufnahmerichtung, d.h. einer Richtung, in welcher ein Unterschied im Flüssig­ keitsdruck zwischen der Druckaufnahme- und der Ausgleichkam­ mer 34 bzw. 36 aufzunehmen ist, bewegt oder verlagert. Wenn die bewegbare Platte 46 innerhalb des flachen Raumes 44 bei Aufbringen einer Schwingungsbelastung auf die elastische Aufhängung bewegt wird, wird auch das inkompressible Fluid bewegt oder zum Fließen durch die Flüssigkeitsdurchtritte 40 der oberen Trennwand 28 gebracht. Die Schwingung, mit der das Fluid in den Durchtritten 40 zur Resonanz kommt, wird wirksam isoliert. Die Flüssigkeitsdurchtritte 40 und/ oder die bewegbare Platte 46 sind bzw. ist so konstruiert oder "abgestimmt", daß das Fluid in den Durchtritten 40 mit einer Schwingung in Resonanz kommt, die einen mittleren oder zwischenliegenden Frequenzbereich f2 hat, z.B. eine mit dem Leerlauf verknüpfte Schwingung. Auf diese Weise wird die Schwingung von einem Zwischenfrequenzbereich, die auf die Aufhängung aufgebracht wird, wirksam auf der Grund­ lage der Resonanzreaktion des Fluids in den Durchtritten 40 (oder der Bewegung der bewegbaren Platte 46 innerhalb des flachen Raumes 44) isoliert.

In der Druckaufnahmekammer 34 ist ein Einsatzteil 56 angeordnet, die an der Kegelseite mit dem kleineren Durch­ messer des ersten Stützgliedes 10 befestigt ist. Das Einsatzteil 56 umfaßt ein Befestigungsstück 52, das aus einem kreisförmigen Lagerteil 48 von vergleichsweise großer Dicke besteht, und ein Halterungsteil 50, das konzentrisch vom Lagerteil 48 vorsteht. Das Befestigungsstück 52 ist mit dem Halterungsteil 50 konzentrisch am ersten Stützglied 10 befestigt. Des weiteren weist das Einsatzteil 56 einen Gummiring 54 und ein metallisches becherartiges Element 63 von vorbe­ stimmter Masse auf, welches mit einer Außenumfangsfläche des Befestigungsstücks 52 durch den Gummiring 54 verbunden ist. Das becherartige Element 63 liegt konzentrisch zum ersten Stütz­ glied 10 und zum Befestigungsstück 52. Durch dieses becherartige Element 63 wird die Druckaufnahmekammer 34 in eine erste Sektion 34a auf der Seite des ersten Stützglieds 10 und eine zweite Sektion 34b auf der Seite der Trenneinrichtung 32 unterteilt, wobei diese Sektionen 34a und 34b im wesentli­ chen das gleiche Volumen haben können.

Das becherartige Element 63 besteht aus einem ringförmigen flachen Bund 60 mit einem zentrischen, kreisförmigen Durchgangs­ loch 58 und einem zylindrischen Kragen 62, der in konzen­ trischer Lage sich über eine geeignete Länge von der Um­ fangskante des flachen Bundes 60 zur Trenneinrichtung 32 hin erstreckt. Auf diese Weise bildet das becherartige Element 63 in seinem Inneren eine Vertiefung 64 mit einer vorbestimm­ ten Tiefe in der Lastaufnahmerichtung, wobei die Öffnung dieser Vertiefung zur zweiten Sektion 34b bzw. zur Trennein­ richtung 32 hin offen ist. Der Gummiring 54 ist an einer Innenwandfläche des zentralen Durchgangslochs 58 befestigt. Der zylindrische Kragen 62 des becherartige Elements 63 und eine Innenwandfläche 19 der Druckaufnahmekammer 34 - genauer eine Innenumfangsfläche des Zylinderstücks 14 des zweiten Stützgliedes 12 - wirken miteinander zusammen, um zwischen der ersten und zweiten Sektion 34a und 34b einen ringför­ migen Drosselkanal 66 abzugrenzen.

Bei Aufbringen einer Schwingungsbelastung auf die Aufhän­ gung wird das inkompressible Fluid zum Fließen zwischen der ersten und zweiten Sektion 34a, 34b durch den Drossel­ kanal 66 gezwungen. Die Schwingung, mit der das Fluid im Drosselkanal 66 in Resonanz kommt, wird wirksam isoliert. Der Drosselkanal 66 wird derart konstruiert oder "abge­ stimmt", daß das Fluid in diesem ringförmigen Kanal 66 mit einer Schwingung von einer Frequenz f3 mit etwa 300 Hz zur Resonanz kommt, d.h. mit einer Schwingung, die mit einem übertragenen Motorgeräusch verknüpft ist. Auf diese Weise wird die auf die Aufhängung aufgebrachte Schwingung mit etwa 300 Hz wirksam auf der Grundlage der Resonanzreaktion der Flüssigkeit im Drosselkanal 66 isoliert.

Ein erstes elastisches Glied in Form einer flachen Gummi­ ringscheibe 68 ist mit seinem äußeren Umfangsabschnitt flüssigkeitsdicht an einer Innenwandfläche, die die Öff­ nung der Vertiefung 64 begrenzt, befestigt, während ein Massebauteil in Form eines metallischen Ringgliedes 72 von vorbestimmter Masse mit dem becherartigen Element 63 durch den Gummiring 68 verbunden ist, was durch Vulkanisieren der Gummiringscheibe 68 an das metallische Ringglied 72 (Mas­ sebauteil) geschieht. Die Gummiringscheibe 68 ist an einen Paßring 76 vulkanisiert, der mit der Ring­ scheibe 68 im Preßsitz in den zylindrischen Kragen 62 ein­ gesetzt wird. Auf diese Weise wird die Vertiefung 64 durch die Gummiringscheibe 68 und das metallische Ringglied 72 verschlossen. Die Ringscheibe 68 ist mit ihrer Innenumfangs­ fläche an der Außenumfangsfläche des metallischen Ringglie­ des 72 fest angebracht. Ein erster Verbindungskanal oder -weg in Form einer Durchgangsbohrung 70 durchsetzt das Ringglied 72. Die Schwingung, mit der das Fluid in der Durchgangsbohrung 70 in Resonanz kommt, wird wirksam iso­ liert. Die flache Gummiringscheibe 68 dient bei der in Re­ de stehenden elastischen Aufhängung als das erste elasti­ sche Bauteil, wie oben bereits erwähnt wurde, während der Gummiring 54 als ein zweites elastisches Bauteil für die Aufhängung dient.

Der ringförmige flache Bund 60 des becherartigen Elements 63 ist mit einer Mehrzahl von diesen durchsetzenden Durchtrittsöff­ nungen 74, von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist, versehen. Jede der Durchtrittsöffnungen 74 ist derart ausge­ bildet oder "abgestimmt", daß das Fluid in jeder Öffnung 74 mit einer Schwingung in Resonanz kommt, die eine Fre­ quenz hat, welche gleich der oder höher als diejenige der Schwingung ist, mit der das Fluid in der Durchgangsbohrung 70 (erster Verbindungsweg) in Resonanz kommt. Die Flüssig­ keit in der Druckaufnahmekammer 34 fließt durch die Durch­ gangsbohrung 70, die Vertiefung 64 und die Durchtrittsöff­ nungen 74 zwischen der ersten und zweiten Sektion 34a bzw. 34b. Die Durchtrittsöffnungen 74 dienen als ein zweiter Verbindungskanal oder -weg für die elastische Aufhängung.

Wie oben erläutert wurde, ist das Fluid in der Durchgangs­ bohrung 70 des metallischen Ringgliedes 72 imstande, eine Resonanzreaktion zu zeigen, jedoch ist das metallische Ringglied 72 selbst ebenfalls imstande, eine Resonanzreak­ tion zu bieten. Das Fluid in der Durchgangsbohrung 70 und das metallische Ringglied 72 selbst bieten eine synergisti­ sche Resonanzreaktion, um eine Schwingung mit einer Fre­ quenz f4 von etwa 200 Hz zu isolieren, d.h. eine Schwingung, die mit einem Brummgeräusch od. dgl. verbunden ist. Auf diese Weise wird die Schwingung mit etwa 200 Hz, die auf die Aufhängung aufgebracht wird, wirksam isoliert.

Das metallische becherartige Element 63 ist imstande, mit einer Schwingung einer Frequenz f5 von etwa 450 Hz in Resonanz zu kommen, d.h. mit einer Schwingung, die mit einem über­ tragenen Motorgeräusch verknüpft ist, wobei die Schwingung von etwa 450 Hz durch die in Rede stehende elastische Auf­ hängung wirksam isoliert wird. Die Frequenz f5 wird in Ab­ hängigkeit vom Elastizitätsmodul des Gummiringes 54 (zwei­ tes elastisches Bauteil), einer Masse von jedem Element aus dem becherartigen Element 63, der Gummiringscheibe 68 und dem metallischen Ringglied 72 sowie anderen Parametern bestimmt.

In Fig. 1 ist eine erste Anschlagplatte 78, die in der er­ sten Sektion 34a angeordnet und zwischen dem ersten Stütz­ glied 10 sowie dem Befestigungsstück 52 gehalten ist, dar­ gestellt. Die Anschlagplatte 78 dient dazu, eine übermäßige, auf der elastischen Verformung des Gummiringes 54 beruhende Verlagerung des becherartigen Elements 63 zum ersten Stützglied 10 hin in der Lastaufnahmerichtung zu verhindern. Die Trenn­ einrichtung 32 dient auch als ein zweites Anschlagglied, um zu verhindern, daß das becherartige Element 63 übermäßig zum zweiten Stützglied 12 hin verlagert wird.

An der Außenumfangsfläche des zylindrischen Kragens 62 des becher­ artigen Elements 63 und an einer unteren Stirnfläche des Kra­ gens 62, die der Trenneinrichtung 32 gegenüberliegt, ist durch Anvulkanisieren von Gummi ein Dämpfungsglied 80 aus­ gebildet, das dazu dient, einen Stoß zu absorbieren, wel­ cher bei einem Anstoßen des becherartigen Elements 63 gegen die In­ nenwandfläche 19 der Druckaufnahmekammer 34 oder gegen die Trenneinrichtung 32 hervorgerufen wird.

Durch den Einsatz der elastischen Aufhängung mit Flüssig­ keitsfüllung in der oben beschriebenen Konstruktion in einem Kraftfahrzeug wird die Schwingung vergleichsweise niedriger Frequenz, z.B. die mit einem Motorrütteln verknüpfte Schwin­ gung, welche der abgestimmten Frequenz f1 entspricht, wirksam auf der Grundlage der Resonanzreaktion des inkompressiblen Fluids im Drosselkanal 38 gedämpft, während gleichzeitig die Schwingung mit einer Zwischenfrequenz, z.B. eine mit dem Leerlauf verknüpfte Schwingung, die der abgestimmten Frequenz f2 entspricht, wirksam auf der Grundlage der Bewe­ gung oder Verlagerung der bewegbaren Platte in der Last­ aufnahmerichtung isoliert wird. Auf diese Weise bietet die in Rede stehende elastische Aufhängung dieselben Vorteile wie die herkömmlichen elastischen Motoraufhängungen mit Flüssigkeitsfüllungen.

Bei der erfindungsgemäßen elastischen Aufhängung wird die Schwingung mit einer Frequenz von etwa 200 Hz, z.B. eine mit einem Brummgeräusch verknüpfte Schwingung, die der ab­ gestimmten Frequenz f4 entspricht, welche höher ist als die Frequenz f2, wirksam auf der Grundlage der synergisti­ schen Resonanzreaktion des Fluids in der Durchgangsbohrung 70 und des metallischen Ringgliedes 72 selbst isoliert.

Ferner wird durch die elastische Aufhängung gemäß der Er­ findung die Schwingung mit einer Frequenz von etwa 300 Hz, wie eine übertragene, mit einem Motorgeräusch verbundene Schwingung, die der abgestimmten Frequenz f3 entspricht, welche höher ist als die Frequenz f4, wirksam auf der Grund­ lage der Resonanzreaktion des Fluids in dem Drosselkanal 66, welcher durch den zylindrischen Kragen 62 des becherartigen Elements 63 und die Innenwandfläche 19 der Druckaufnahmekammer 34 begrenzt wird, isoliert.

Zusätzlich wird durch den Einsatz der erfindungsgemäßen elastischen Aufhängung die Schwingung mit einer Frequenz von etwa 450 Hz, z.B. eine mit dem übertragenen Motorge­ räusch verknüpfte Schwingung, die der abgestimmten Fre­ quenz f5 entspricht, welche höher ist als die Frequenz f3, wirksam auf der Grundlage der Resonanzreaktion des becherartigen Elements 63 isoliert.

Wie sich aus dem Vorstehenden klar ergibt, dient die erfin­ dungsgemäße elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeits­ füllung dazu, wirksam die zwei Frequenzbereiche einer Schwin­ gung, wie derjenigen, für die eine herkömmliche elastische Lagerung zum Dämpfen oder Isolieren herangezogen wird, zu dämpfen oder zu isolieren, und darüber hinaus weitere drei Frequenzbereiche von Schwingungen im Gegensatz zu den herkömmlichen Aufhängungen zu dämpfen oder zu isolieren. Jeder der weiteren drei Frequenzbereiche ist höher als die Frequenz f2, auf die die bewegbare Platte 46 abgestimmt ist und welche die obere Grenze des Frequenzbereichs ist, der herkömmlicherweise abgedeckt worden ist, d.h., durch herkömmliche elastische Aufhängungen wirksam gedämpft oder isoliert worden ist. Die erfindungsgemäße elastische Auf­ hängung bietet insofern einen bemerkenswert ausgezeichne­ ten Vibrationsabsorptions-(Dämpfungs- oder Isolierungs-) Effekt im Vergleich zu herkömmlichen Aufhängungen.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausfüh­ rungsform von Fig. 1 erläutert worden ist, so ist klar, daß sie in anderen Ausführungsformen verwirklicht werden kann.

Obwohl bei der erläuterten Ausführungsform die Beziehung der mit dem Drosselkanal 66 verknüpften Frequenz f3 und der mit der synergistischen Resonanzreaktion des Fluids in der Durchgangsbohrung 70 sowie im metallischen Ringglied 72 selbst verbundenen Frequenz f4 so bestimmt wird, daß die Frequenz f3 höher als die Frequenz f4 ist, so ist es bei­ spielsweise möglich, diese Beziehung umzukehren, d.h., so zu bestimmen, daß die Frequenz f4 höher ist als die Fre­ quenz f3.

Wenngleich bei der erläuterten elastischen Aufhängung das becherartige Element 63, das den zylindrischen Kragen 62 und den flachen Bund 60 mit dem zentrischen Durchgangsloch 58 um­ faßt, zur Anwendung kommt, so ist es auch möglich, ein becherartiges Element 63, das im wesentlichen aus dem zylindrischen Kragen 62 gebildet ist, zu verwenden. Ferner können die als zweiter Ver­ bindungskanal dienenden Durchtrittsöffnungen 74 im Gummi­ ring 54, im Befestigungsstück 52 oder in anderen Bauteilen, die mit dem becherartigen Element 63 zusammenwirken, um die Vertie­ fung 64 abzugrenzen, ausgebildet werden.

Die Fig. 2 zeigt ein Einsatzteil 82, das dem becherartigen Element 63, dem Gummiring 54 und dem Befestigungsstück 52 bei der Ausführungsform von Fig. 1 entspricht. Dieses Einsatz­ teil 82 ist als ein Stück aus einem elastomeren oder anderen elastischen Material, das einen vergleichsweise niedrigen Elastizitätsmodul hat, ausgebildet. Das Einsatz­ teil 82 umfaßt ein erstes Befestigungsstück 86, das dem Befestigungsstück 52 bei der Ausführungsform von Fig. 1 entspricht, und ein zweites Teil 84, das einen ringförmi­ gen flachen Bund 81, der dem Teil 60 in Fig. 1 entspricht, und einen zylindrischen Kragen 83, der dem Teil 62 in Fig. 1 entspricht, hat. In dem Einsatzteil 82 ist eine Ver­ tiefung von vorbestimmter Tiefe abgegrenzt. Das Befesti­ gungsstück 86 ragt von einem mittigen Bereich von einer der einander entgegengesetzten Flächen des flachen Bundes 81 auf, während die andere Fläche dieses Bundes 81 den Bo­ den der Vertiefung 64 bestimmt. Über das Befestigungsstück 86 ist das Einsatzteil 82 am ersten Stützglied 10 fest­ gehalten. Im flachen Bund 81 sind mehrere Durchtrittsöff­ nungen 74 ausgebildet, die gleich denjenigen von Fig. 1 als ein zweiter Verbindungskanal dienen. Ferner ist das Einsatzteil 82 mit einem Verbindungsglied 88 von ver­ gleichsweise geringer Dicke versehen, um das erste Befe­ stigungsstück 86 und das zweite Teil 84 elastisch zu ver­ binden. Das Verbindungsglied 88 ist konzentrisch zum Befe­ stigungsstück 86 ausgebildet. Wenn das Einsatzteil 82 in Resonanz kommt, wird in erster Linie das Verbindungs­ glied 88 einer elastischen Verformung unterworfen. Die elastische Aufhängung mit einem Einsatzteil 82 bietet dieselben Vorteile wie die elasti­ sche, in Fig. 1 dargestellte Aufhängung.

Wenngleich bei der Ausführungsform von Fig. 1 die bewegba­ re Platte 46, die über eine vorbestimmte Strecke verlager- oder bewegbar ist, als Einrichtung zur Aufnahme eines Druck­ unterschieds zwischen der Druckaufnahme- und der Ausgleich­ kammer 34 bzw. 36 verwendet wird, so ist es möglich, anstel­ le der bewegbaren Platte 46 eine Membran zu verwenden, die um einen vorbestimmten Wert in einer Richtung, in wel­ cher der Druckunterschied aufzunehmen ist, verformbar ist.

Die vorausgehende Beschreibung bezieht sich auf eine elasti­ sche Aufhängung mit Flüssigkeitsfüllung, die bei einem Kraftfahrzeugmotor zum Einsatz kommt, d.h. eine Motorauf­ hängung, jedoch ist klar, daß der Grundgedanke der Erfin­ dung auf andere Arten von elastischen Aufhängungen mit Flüssigkeitsfüllung anwendbar ist, z.B. auf Aufhängungen von Aufbauten, die bei Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen.

Claims (10)

1. Elastische Aufhängung mit einer Flüssigkeitsfüllung zur flexiblen Verbindung von zwei Bauteilen,
mit einem ersten Stützglied (10) und einem zweiten Stützglied (12), die einander entgegengesetzt in einer Last­ aufnahmerichtung, in welcher eine Schwingungsbelastung auf die elastische Aufhängung einwirkt, angeordnet sind,
mit einem elastischen, zwischen das erste sowie zweite Stützglied (10 bzw. 12) eingesetzten, diese Stützglieder elastisch verbindenden Körper (18),
mit einem am zweiten Stützglied (12) befestigten und mit wenigstens dem elastischen Körper (18) zur Begrenzung einer mit einem inkompressiblen Fluid gefüllten Flüssigkeitskammer (25) zusammenwirkenden Abschlußelement (26), das ein flexibles Teil umfaßt,
mit einer die Flüssigkeitskammer (25) in eine auf der Seite des ersten Stützgliedes (10) ausgebildeten Druckaufnahmekammer (34) und eine auf der Seite des Abschlußelements (26) ausge­ bildeten Ausgleichkammer (36) unterteilenden Trenneinrichtung (32),
mit einer einen Drosselkanal (38) für eine gedrosselte Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahme- und der Aus­ gleichkammer (34 bzw. 36) begrenzenden Verbindungeinrichtung,
mit einer einen Druckunterschied zwischen der Druckauf­ nahme- sowie der Ausgleichkammer (34 bzw. 36) aufnehmenden Einrichtung (46, 40), die ein bewegbares, auf Grund des Druckunter­ schieds in der Lastaufnahmerichtung verform- oder verschieb­ bares Element umfaßt,
mit einem in der Druckaufnahmekammer (34) angeordneten sowie an dem ersten Stützglied (10) befestigte Einsatzteil (56, 82), das ein becherartiges Element (63, 84) mit einer Vertiefung (64) von vorbestimmter Tiefe umfaßt und die Druck­ aufnahmekammer (34) in eine erste, auf der Seite des ersten Stütz­ glieds (10) ausgebildete Sektion (34a) sowie eine zweite, auf der Seite der Trenneinrichtung (32) ausgebildete Sektion (34b) unterteilt, wobei die Vertiefung (64) zur zweiten Sektion (34b) hin offen ist und das becherartige Element (63, 84) mit einer inneren Wandfläche (19) der Druckaufnahmekammer (34) zur Abgrenzung eines ringförmigen Drosselkanals (66) zwischen der ersten sowie zweiten Sektion (34a bzw. 34b) zusammenarbeitet,
mit einem in der Vertiefung (64) angeordnetes Massebau­ teil (72) mit einer vorbestimmten Masse und
mit einem ersten elastischen Bauteil (68), das das Masse­ bauteil (72) und das becherartige Element (63, 84) elastisch verbindet, wobei die Vertiefung (64) durch das Masse­ bauteil (72) sowie das erste elastische Bauteil (68) abge­ schlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das becherartige Element (63, 84) elastisch mit dem ersten Stützglied (10) verbunden ist,
daß in dem Massebauteil (72) ein erster Verbindungsweg (70) zur Fluidverbindung zwischen der Vertiefung (64) sowie der zweiten Sektion (34b) ausgebildet ist, und
daß ein zweiter Verbindungsweg (74) für eine Fluidver­ bindung zwischen der Vertiefung (64) sowie der ersten Sektion (34a) der Druckaufnahmekammer (34) vorgesehen ist.

2. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (56) ein zweites elastisches Bauteil (54) für eine elastische Verbindung zwischen dem becherartigen Element (63) und dem ersten Stützglied (10) umfaßt, wobei das becherartige Element (63) aus einem starren Material gefertigt ist.

3. Aufhängung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Einsatzteil (56) ein am ersten Stützglied (10) festgehaltenes Befestigungsstück (52) umfaßt, das mit dem becherartigen Element (63) durch das zweite elastische Bauteil (54) verbunden ist.

4. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verbindungsweg (74) an dem becherartigen Element (63, 84), dem zweiten elastischen Bauteil (54) oder dem Befestigungsstück (52) ausgebildet ist.

5. Aufhängung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (82) aus einem elastischen Material gefertigt und mit dem ersten Stützglied (10) auf Grund der Elastizität des Einsatzteiles (82) verbunden ist.

6. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Stützglied (12) ein die innere Wandfläche (19) der Druckaufnahmekammer (34) be­ stimmendes Zylinderstück (14) umfaßt, während das Einsatzteil (56, 82) einen zylindrischen, teilweise die Vertiefung (64) begrenzenden und mit dem Zylinderstück (14) zur Abgrenzung des ringförmigen Drosselkanals (66) zusammenarbeitenden Kragen (62, 83) umfaßt.

7. Aufhängung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elastische Bauteil (68) mit einem in den zylindrischen Kragen (62, 83) des Einsatzteiles (56, 82) eingesetzten Paßring (76) versehen ist.

8. Aufhängung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Kra­ gens (62) des becherartigen Elements (63, 84) angeordnetes, einen durch Auftreffen des becherartigen Elements (63, 84) gegen die Innenwandfläche (19) der Druckaufnahmekammer (34) erzeugten Stoß absorbierendes Dämpfungsglied (80).

9. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein in der ersten Sektion (34a) angeord­ netes, eine übermäßige Verlagerung des becherartigen Elements (63, 84) zum ersten Stützglied (10) hin verhinderndes Anschlagglied (78).

10. Aufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein zweites, eine übermäßige Verlagerung des becherartigen Elements (63, 84) zum zweiten Stützglied (12) hin verhinderndes Anschlagglied, das von der Trenneinrichtung (32) gebildet ist.