DE3844810C2 - Fluidgefüllte, schwingungsentkoppelnde Vorrichtung - Google Patents
Fluidgefüllte, schwingungsentkoppelnde VorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einem Fluid gefüllte,
schwingungsentkoppelnde und fluiddämpfende Vorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist
insbesondere zur Verwendung als ein schwingungsentkoppelndes
oder schwingungsdämpfendes Lager für eine Krafterzeugungsein
heit, wie eine Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine oder derglei
chen, geeignet und ist beispielsweise aus der DE 27 27 244 C2
bekannt.
Für bekannte, mit einem Fluid gefüllte, schwingungsentkoppelnde
und fluiddämpfende Vorrichtungen mit einer in einem Elastomer
teil ausgebildeten Hauptfluidkammer und mit einer mit dieser
verbundenen Hilfsfluidkammer gilt allgemein, daß die Schwingun
gen der Brennkraftmaschine oder dergleichen durch die ela
stische Verformung des elastomeren Körpers und durch den Fluid
strom zwischen der Haupt- und der Hilfsfluidkammer absorbiert
und/oder gedämpft werden.
Hinsichtlich eines Einsatzes der bekannten Vorrichtungen über
einen breiten Frequenzbereich ist es nachteilig, daß bei be
kannten Vorrichtungen das Elastomerteil in gewissen Frequenzbe
reichen resonant mitschwingt, was sich durch Auftreten von
Spitzenwerten bzw. Überhöhungen in der dynamischen Federkon
stante des Gesamtsystems äußert. Derartige Überhöhungen bei
mittleren und hohen Frequenzen sind in Fig. 1 beispielhaft für
eine Vorrichtung gezeigt, bei der das Elastomerteil durch ein
Versteifungsteil versteift ist. Die Frequenzbereiche, in denen
die Resonanzen auftreten, und das Ausmaß der Resonanzüberhö
hungen hängt vom genauen Aufbau der Vorrichtung ab.
Derartige Resonanzen sind insbesondere bei einem Einsatz der
bekannten Vorrichtungen bei einem Kraftfahrzeug problematisch.
Bei Kraftfahrzeugen treten Schwingungen unterschiedlicher
Frequenzen und Amplituden auf in Abhängigkeit von den Betriebs
zuständen, wie der Brennkraftmaschinendrehzahl, sich ändernden
Straßenoberflächen und dergleichen. Daher ist es bei Kraftfahr
zeugen erforderlich, schwingungsentkoppelnde oder schwingungs
dämpfende Vorrichtungen vorzusehen, die Schwingungen in einem
großen Bereich von Frequenzen und Amplituden absorbieren oder
dämpfen können.
Ganz allgemein besteht ein Bedürfnis nach fluiddämpfenden Vor
richtungen mit verbesserten dynamischen Kennwerten und einem
verbesserten Dämpfungsvermögen.
Bei einer Ausführungsform der bekannten Vorrichtung nach der DE
27 27 244 C2 erweitern sich die ersten und zweiten Kanäle
geringfügig hin zur Plattenkammer. Es ist anzunehmen, daß diese
Erweiterung der Kanäle herstellungsbedingt sind; jedenfalls
gibt es keinen Hinweis darauf, daß die Erweiterungen einen
Einfluß auf die dynamische Federkonstante der Vorrichtung
haben.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 60-263736
beschreibt eine fluiddämpfende Vorrichtung, bei der ein Mit
schwingen des durch eine Öffnung fließenden Fluids einen Dämp
fungskoeffizienten bei einer gewünschten Schwingungsfrequenz
erhöht und den dynamischen Federkennwert reduziert.
Aus dem PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, Sektion M, Band 11 (1987),
Nr. 157 (M590) ist unter Bezugnahme auf die japanische Patent
anmeldung Nr. 61-286631 A eine mit einem Fluid gefüllte,
schwingungsentkoppelnde und fluiddämpfende Vorrichtung mit
einer zwischen einem Elastomerteil und einem Tragteil ausgebil
deten Hauptfluidkammer und einer mit dieser über zwei parallel
angeordnete Ventile entgegengesetzter Flußrichtung verbundenen
Hilfsfluidkammer bekannt. In Reihe mit den Ventilen ist ein von
einer die Haupt- und die Hilfsfluidkammer voneinander trennen
den Zwischenwand in die Hauptfluidkammer vorstehendes Resonanz
mundstück vorgesehen, dessen Durchlaß-Querschnitt und dessen
Länge und damit dessen Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von der
Resonanzfrequenz des Elastomerteils derart gewählt ist, daß
eine Dämpfwirkung von einem niedrigen Frequenzbereich bis zu
einem relativ hohen Frequenzbereich erreicht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mit Fluid gefüllte, schwin
gungsentkoppelnde und fluiddämpfende Vorrichtung der gattungs
gemäßen Art mit verbessertem Resonanz- und Schwingungsverhalten
bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind die zu der Plattenkammer führenden Kanäle
in der Zwischenwand hinsichtlich ihrer Länge und fluidkammer
seitigen Einlaß- bzw. Auslaßfläche derart ausgebildet, daß die
Resonanzwirkung des Fluids in diesen Kanälen die Resonanz des
elastomeren Teils unterdrückt. Hierdurch werden Spitzenwerte
bzw. Überhöhungen in der dynamischen Federkonstante des Gesamt
systems weitgehend vermieden. Gleichzeitig wird durch die
konisch sich erweiternden Abschnitte der Kanäle eine gleichmä
ßige Bewegung der in der Plattenkammer beweglichen Platte
erreicht, wodurch eine Herabsetzung der dynamischen Federkon
stante verhindert wird. Insgesamt ergibt sich ein über einen
großen Frequenzbereich deutlich verbessertes Schwingungsverhal
ten.
Der Durchfluß des Fluids durch die Kanäle wird durch die be
wegliche Platte gesteuert. Wenn Schwingungen mit einer kleinen
Amplitude an der Vorrichtung anliegen, wird die bewegliche
Platte bewegt, um eine Änderung des Fluiddruckes zu absorbie
ren. Das elastomere Teil wird in diesem Fall an einem Mit
schwingen durch die Resonanzwirkung der (eine Art Tilgermasse
darstellenden) Masse des Fluids in den Kanälen und einer Feder
kraftkomponente des Elastomerteils in Abhängigkeit von dem
Fluiddruck gehindert. Eine Verschlechterung der dynamischen
Federeigenschaften wird hierdurch, wie ausgeführt, vermieden.
Die bewegliche Platte in der Plattenkammer hat eine kleine
Kontaktfläche mit den anderen Teilen, so daß sie auch im Hin
blick auf die Unterdrückung des Mitschwingens des Elastomer
teils ihren Beitrag zur Absorption der Fluiddruckänderungen
effektiv leisten kann.
Wenn Schwingungen mit einer großen Amplitude anliegen, schließt
die bewegliche Platte die Verbindung zwischen der Haupt- und
der Hilfsfluidkammer über die ersten und zweiten Kanäle, wo
durch der Fluiddruck zur Erzielung eines höheren Schwingungs
dämpfungsvermögens erhöht wird.
Durch Verschiebung der Resonanzfrequenz des Fluids in den
Kanälen relativ zur Resonanzfrequenz des Elastomerteils läßt
sich die dynamische Federkonstante gezielt beeinflussen, um sie
in gewissen Frequenzbereichen zu erhöhen oder zu erniedrigen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß Anspruch 13 kann die Zwischenwand eine obere Platte in
Form eines dünnen Metallblechs mit daran haftendem Elastomer
körper aufweisen, sowie eine untere Platte in Form eines dünnen
Metallblechs. Gemäß Anspruch 14 kann an der unteren Platte
ebenfalls ein Elastomerkörper haften. Durch diese Maßnahmen
lassen sich Öffnungen bzw. Kanäle mit komplizierter Formgestal
tung in der Zwischenwand vorsehen und alle Grate an der Zwi
schenwand lassen sich leicht entfernen.
Die Erfindung
wird anhand der nachstehenden Beschreibung von be
vorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die bei
gefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 ein Diagramm der charakteristischen Kurve einer
dynamischen Federkonstante einer üblichen fluid
dämpfenden Vorrichtung,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsvariante,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs
variante,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungs
variante,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungs
variante,
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungs
variante,
Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungs
variante,
Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungs
variante,
Fig. 10 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer achten Ausführungs
variante,
Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer neunten Ausführungs
variante,
Fig. 12 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer zehnten Ausführungs
variante,
Fig. 13 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer elften Ausführungs
variante,
Fig. 14 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer zwölften Ausführungs
variante,
Fig. 15 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer dreizehnten Ausführungs
variante,
Fig. 16 ein Diagramm einer charakteristischen Kurve
einer dynamischen Federkonstante, die man er
hält, wenn ein Öffnungsdurchmesser kleiner oder
eine effektive Länge größer als bei der fluiddämpfen
den Vorrichtung gemäß
Fig. 2 ist,
Fig. 17 ein Diagramm einer charakteristischen Kurve
einer dynamischen Federkonstante, die man er
hält, wenn ein Öffnungsdurchmesser größer oder
eine effektive Länge kleiner als bei der fluiddämpfen
den Vorrichtung gemäß
Fig. 2 ist,
Fig. 18 eine Querschnittsansicht einer (nicht zur Erfindung gehörigen) fluiddämpfenden
Vorrichtung als ein Vergleichsbeispiel zu der
erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 2,
Fig. 19 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen fluiddämpfenden
Vorrichtung gemäß einer anderen Aus
führungsform,
Fig. 20 eine vergrößerte Vertikalschnittansicht einer
Zwischenwand bei der fluiddämpfenden Vorrichtung
gemäß der in Fig. 19 gezeigten Ausführungsform,
Fig. 21 eine Draufsicht auf die Zwischenwand in Fig. 20,
und
Fig. 22 eine Vertikalschnittansicht einer Zwischenwand
gemäß einer Ausführungsvariante der in Fig. 20
gezeigten Zwischenwand.
Nachfolgend werden erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtungen
in verschiedenen Ausführungsvarianten
unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 18 erläutert.
Fig. 2 zeigt eine flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung
nach der Erfindung, die
ein Verbindungsteil 201a, das an einem schwingenden Körper an
zubringen ist, ein ringförmiges Tragteil 202a, das an einem
Tragkörper anzubringen ist, auf dem der schwingende Körper
angebracht wird, und ein ringförmiges Elastomerteil 204a
aufweist, das mit einem ringförmigen Versteifungsteil 203 ver
steift ist und das Verbindungsteil 201a und das Tragteil 202a
verbindet. Das Tragteil 202a hat einen ringförmigen, trommel
förmigen Raum, der einen Befestigungsflansch an einem seiner
vertikalen Enden hat. Das Elastomerteil 204a ist fest mit
dem Tragteil 202a längs des Endes in der Nähe des Befestigungs
flansches verbunden. Eine Membran 205 hat einen äußeren Um
fangsrand, der mit dem inneren Umfangsrand des anderen Endes
des trommelförmigen Teils des Tragteils 202a verbunden ist.
Das Elastomerteil 204a, das Tragteil 202a und die Membran
205 bilden zusammen eine Fluidkammer, die mit einer nicht
kompressiblen Flüssigkeit gefüllt ist. Eine Zwischenwand 206a
ist in der Fluidkammer angeordnet und hat einen äußeren Um
fangsrand, der fest mit der inneren Umfangsfläche des trommel
förmigen Teils des Tragteils 202a verbunden ist. Die Zwischen
wand 206a unterteilt die Fluidkammer in eine expandierbare
und zusammenziehbare Hauptkammer 207, die an das Elasto
merteil 204a angrenzt und eine expandierbare und zusammen
ziehbare Hilfsfluidkammer 208, die an die Membrane 205 an
grenzt. Die Zwischenwand 206a weist eine Anzahl von kleinen Öff
nungen bzw. Kanälen 209a auf, die sich von der
Hauptfluidkammer 207 zu der Hilfsfluidkammer 208 er
strecken. Eine bewegliche Platte 210a ist in der Zwischenwand
206a über die Öffnungen 209a hinweggehend angeordnet und ist
in den Öffnungen 209a in Abhängigkeit von einer Druckänderung
des Fluides hin- und herbewegbar. Jede der klei
nen Öffnungen 209a hat einen
konischen Abschnitt 211 in der Nähe der Hauptfluidkammer 207,
der sich in Richtung zu der beweglichen Platte 210a
erweitert.
Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, hat jede der Öffnungen
209a einen oberen Kanalabschnitt bzw. ersten Kanal, der sich in Richtung zu
der ersten Hauptfluidkammer 207 öffnet, und einen unteren Kanal
abschnitt bzw. zweiten Kanal, der nach unten koaxial von dem oberen Öffnungs
abschnitt sich erstreckt und sich in Richtung zu der Hilfs
fluidkammer 208 öffnet. Die Zwischenwand 206a weist eine
Plattenkammer 200 auf, die über die Öffnungen bzw. Kanäle 209a hinweg gebildet
ist und in Verbindung mit den Fluidkammern 207, 208 über
die Öffnungen 209a steht. Die bewegliche Plattte 210a, die
axial zu den Öffnungen 209a in Abhängigkeit von der
Differenz zwischen den Fluiddrücken in den Fluidkammern 207,
208 bewegbar ist, ist in der Plattenkammer 200 angeordnet. Die
bewegliche Platte 210a dient als eine Durchflußsteuereinrich
tung.
Die effektive Länge L der Kanäle 209a und deren Auslaß
flächen (Querschnittsflächen des durchmesserkleineren Ab
schnitts) Sw ergeben sich aus der folgenden Gleichung:
wobei k das Produkt der statischen Federkonstante des Elasto
merteils 204a und die dynamische Verstärkung des
selben in einer Resonanzfrequenz ist,
S′E die Änderungsgröße des Volumens der ersten Fluidkam mer 207 pro Einheit relativ zur Verschiebung zwischen dem Verbindungsteil 201a und dem Tragteil 202a,
fl die Resonanzfrequenz des Elastomerteils 204 ist und
ρ die Dichte der Fülllflüssigkeit ist.
S′E die Änderungsgröße des Volumens der ersten Fluidkam mer 207 pro Einheit relativ zur Verschiebung zwischen dem Verbindungsteil 201a und dem Tragteil 202a,
fl die Resonanzfrequenz des Elastomerteils 204 ist und
ρ die Dichte der Fülllflüssigkeit ist.
Der geeignete Zusammenhang zwischen L und Sw läßt sich dadurch
bestimmen, daß die Meßwerte von k, fl, S′E und ρ in die vor
stehend genannte Gleichung eingesetzt werden. Wenn man hierbei
L und Sw auf optimale Werte einstellt, kann die Resonanz des
Elastomerteils 204a durch die Resonanzwirkung des Fluids
in den Öffnungen 209a unterdrückt werden.
Wenn die Kanäle 209a zur Unterdrückung der Resonanz des
Elastomerteils 204a, d. h. die resonanz-entgegenwirkenden
Kanäle, mit einem kleineren Durchmesser oder einer größeren
effektiven Länge ausgelegt werden, um die Resonanzfrequenz
des Fluids in den Kanälen 209a in Richtung zu einer niedri
geren Frequenz zu verschieben, dann wird die dynamische Fe
derkonstante in einem höheren Frequenzbereich größer und gleichzeitig
in einem sekundären Schwingungsbereich (40-200 Hz)
kleiner (siehe Fig. 16). Wenn umgekehrt die Resonanzfrequenz
des Fluids in den Öffnungen 209a in Richtung einer höheren
Frequenz verschoben wird, dann wird die dynamische Federkon
stante in einem Hochfrequenzbereich kleiner und gleichzeitig
in einem sekundären Schwingungsbereich größer (siehe Fig. 17).
Dieser Effekt wird genutzt, wenn die dynamische Feder
konstante bei einer gewissen Frequenz zu verringern ist.
Bei der flüssigkeitsdämpfenden Vorrichtung nach Fig. 2 er
weitern sich alle Kanäle 209a von der ersten Fluidkammer
207 in Richtung zu der beweglichen Platte 210a.
Daher ist die druckaufnehmende Fläche der beweglichen Platte
210a groß und die Kontaktfläche zwischen der beweglichen
Platte 210a und der Zwischenwand 206a ist klein, die die be
wegliche Platte 210a hält. Wenn daher die Schwingung mit einer
kleinen Amplitude in mittleren und hohen Frequenzbereichen an
liegt, bewegt sich die bewegliche Platte 210a gleichmäßig,
wodurch ein Herabsetzen der dynamischen Federcharakteristika
verhindert wird.
Fig. 18 zeigt als ein Vergleichsbeispiel eine flüssigkeits
dämpfende Vorrichtung mit einer einzigen, einer Resonanz
entgegenwirkenden Öffnung 209. Wenn eine Schwingung anliegt,
führt das Fluid zwischen der beweglichen Platte 210 und der
Öffnung 209 komplizierte Bewegungen aus, wie dies mit Pfeilen
angedeutet ist, und daher werden derartige Fluidbewegungen
geringfügig gedämpft, was dazu führt, daß die dynamischen
Federcharakteristika im zweiten Schwingungsbereich abgesenkt
werden. Um gute dynamische Federcharakteristika zu erhalten,
sollte daher die der Resonanz entgegenwirkende Öffnung vor
zugsweise aus einer Kombination von Öffnungen bzw. Kanälen bestehen.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer ersten Ausführungsvariante.
Jeder der Kanäle 209b in der Zwischenwand
206b hat Abschnitte 212a, 212b,
die sich in Richtung einer beweglichen Platte 210b
erweitern.
Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer zweiten Ausführungsvariante, die einen Kanal 213
für niedrigere Frequenzen hat, der in der Mitte durch die Zwi
schenwand verläuft und obere und untere Öffnungen aufweist,
die sich zu den Fluidkammern 207, 208 jeweils öffnen. Die
Öffnung bzw. der Kanal 213 dient als Durchflußsteuereinrichtung oder eine
Niederfrequenzdämpfungseinrichtung zur Verbesserung der
Dämpfungscharakteristika bei niedrigen Frequenzen unterhalb
20 Hz beispielsweise.
Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer dritten Ausführungsvariante. Die flüssigkeitsdämpfende
Vorrichtung hat eine Niederfrequenzöffnung 214, die in der
Mitte in einer Zwischenwand 206c gebildet wird und sich von
einem sich erweiternden Abschnitt eines Kanals in der Nähe
des Elastomerteils zur Hilfsfluidkammer in der
Nähe der Membran erstreckt. Die flüssigkeitsdämpfende Vor
richtung hat daher hohe Dämpfungscharakteristika bezüglich
niederfrequenten Schwingungen, die mit einer großen Amplitude
auftreten.
Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer vierten Ausführungsvariante. Die flüssigkeitsdämpfende
Vorrichtung hat Niederfrequenzöffnungen 215, die in einer be
weglichen Platte 210b an Stellen von ausgewählten Öffnungen
209a in der Zwischenwand 206a ausgebildet sind. Die flüssig
keitsdämpfende Vorrichtung hat ebenfalls starke Dämpfungs
charakteristika bezüglich mit großen Amplituden anlie
genden niederfrequenten Schwingungen.
Eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß einer fünften
Ausführungsvariante nach Fig. 7 ist ähnlich der flüssigkeits
dämpfenden Vorrichtung nach Fig. 3 ausgelegt. Der Unterschied
liegt darin, daß eine Niederfrequenzöffnung
216 in der Mitte der Zwischenwand 216d ausgebildet ist.
Die flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung hat ebenfalls hohe
Dämpfungskennwerte bezüglich mit großen Amplituden an
liegenden niederfrequenten Schwingungen.
Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer sechsten Ausführungsvariante. Eine Zwischenwand 206e
weist eine Niederfrequenzöffnung 218 auf mit
einer Öffnung 217, die mit dem sich
nach außen erweiternden Abschnitt eines Kanals 209c in der
Nähe des äußeren Umfangs der Zwischenwand 206e und dem
Elastomerteil 204a verbunden ist, und die sich durch den
äußeren Umfang der Zwischenwand 206e zu einer Öffnung 219
erstreckt, die sich zu der Fluidkammer 208 in der Nähe der
Membrane 205 öffnet. Die flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung
hat ein äußerst hohes Dämpfungsvermögen im Niederfrequenz
bereich.
Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer siebten Ausführungsvariante. Eine Zwischenwand 206e
weist eine Niederfrequenzöffnung 220 auf, die in einem äußeren Um
fangsbereich der Zwischenwand ausgebildet ist, eine Öffnung 221
in der Nähe des Elastomerteils 204a umfaßt, und sich
durch den äußeren Umfang der Zwischenwand 206e zu einer Öff
nung 222 erstreckt, die sich zu der Fluidkammer 208 in der Nähe der
Membran 205 öffnet. Die flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung hat
ebenfalls ein äußerst starkes Dämpfungsvermögen im Nieder
frequenzbereich.
Gemäß einer achten Ausführungsvariante der Erfindung nach Fig. 10 ist eine
flexible bewegliche Platte 223 in einer Zwischenwand 206f in
einem losen Zustand gehalten, und die Zwischenwand 206f hat
einer Niederfrequenzöffnung 224, die in der Mitte durch die
Zwischenwand 206f ausgebildet ist.
Fig. 11 stellt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer neunten Ausführungsvariante dar. Bei dieser Ausführungs
variante ist ein Paar von Niederfrequenzöffnungen 225, 226 in
der Mitte einer Zwischenwand 206g gebildet. In einander
entgegengesetzten Richtungen betätigbare Rückschlagventile 227, 228 sind jeweils
den Öffnungen 225, 226 zugeordnet. Durch entsprechende Ein
stellung der Steifigkeit der Rückschlagventile 227, 228 kann
die flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gutes Dämpfungsvermögen
in einem großen Frequenzbereich haben.
Fig. 12 zeigt eine flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer neunten Ausführungsvariante. Eine Zwischenwand 229 weist
eine Niederfrequenzöffnung 229 auf.
Ein Steuerventil 230 ist in der Zwischenwand 229 gela
gert, das in die Öffnung 229 hinein und aus dieser heraus
bewegbar ist, um die Querschnittsfläche des Flüssigkeitsdurchganges
durch die Öffnung 229 zu steuern. Wenn eine große dynamische
Eingangsbelastung an der flüssigkeitsdämpfenden Vorrichtung
anliegt, lassen sich geeignete Dämpfungscharakteristika durch
Betätigen des Steuerventils 230 erzielen.
Fig. 13 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer elften Ausführungsvariante, die eine zweite Fluidkammer
bzw. Hilfsfluidkammer hat, die identisch zu der Hauptfluidkammer der vorstehend
beschriebenen Art bei den vorangehenden Ausführungsvarianten
ist. Gegenüberliegende Verbindungsteile 201b, 201c sind unter
einander durch ein Verbindungselement 231 verbunden, und sie
sind auch mit einem Tragteil 202b durch entsprechende Elasto
merteile 204b, 204c verbunden. Eine Zwischenwand 206i weist
eine Niederfrequenzöffnung 232 in der Mitte auf.
Selbst wenn bei dieser Auslegung eine
große Zugbelastung an der Eingangsseite anliegt, wird die
Fluidkammer an der Entstehung einer Kavitation gehindert, da
der Fluiddruck in einer der Fluidkammern positiv ist. Somit
erhält man gute Dämpfungseigenschaften bezüglich großer Be
lastungen.
Fig. 14 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß einer
zwölften Ausführungsvariante. Bei dieser Ausführungsvarian
te sind zwei Verbindungselemente 201d, 201e mit einer Zwischen
wand 233 verbunden, die dazwischen angeordnet ist. Ringförmige
Elastomerteile 204d, 204f, 204e sind zwischen den Verbindungsteilen
201d, 201e, den Zwischenwänden 233 und einem Tragteil 202c
angeordnet. Die Zwischenwand 233 hat eine Mehrzahl von Kanälen
209d, 209e, in denen lose bewegliche Platten 234, 235
eingesetzt sind, wobei
die beweglichen Platten 234, 235 jeweils Niederfrequenzöff
nungen 236, 237 aufweisen. Die Kanäle 209d, 209e haben entspre
chende sich nach außen erweiternde Abschnitte 238, 239, die
sich von den Enden in der Nähe des Elastomerteils 204d
in Richtung zu den beweglichen Platten 234, 235 erweitern.
Fig. 15 zeigt eine erfindungsgemäße flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß
einer dreizehnten Ausführungsvariante, die sich von der zwölften
Ausführungsvariante dadurch unterscheidet, daß das Elastomer
teil 204d nach Fig. 14 durch eine Membran 240 ersetzt ist.
Bei der ersten
bis vierzehnten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bildet das Elastomerteil, das zwischen dem Verbindungs
teil und dem Tragteil angeordnet ist, wenigstens einen Teil der
Kammerwand einer der zugeordneten Haupt- und Hilfsfluid
kammern, die einander benachbart angeordnet sind, wobei eine Zwi
schenwand dazwischen angeordnet ist. Diese Kammern sind mit
nichtkompressibler Flüssigkeit gefüllt. Durch entsprechende
Wahl der effektiven Länge und der Einlaßfläche der Öffnungen bzw. Kanäle
wird das Elastomerteil am Mitschwingen durch eine Resonanz
wirkung des Fluids in den Öffnungen bzw. Kanälen gehindert. Die sich er
weiternde Form der Kanäle ermöglicht, daß sich die bewegli
che Platte gleichförmig bewegt,
wenn Schwingungen mit einer kleinen
Amplitude und einer hohen Frequenz anliegen. Die flüssigkeits
dämpfende Vorrichtung ist einfach im Aufbau und kompakt, da
nur die bewegliche Platte zusätzlich vorgesehen ist.
Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtungen gemäß einer anderen Ausführungsform
mit einer Ausführungsvariante werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 19 bis 22 erläutert.
Fig. 19 zeigt eine Vertikalschnittansicht einer erfindungsgemäßen flüssigkeitsdämpfenden
Vorrichtung gemäß der anderen Ausbildungsform,
wobei die flüssigkeitsdämpfende
Vorrichtung als ein Lager für eine Brennkraftmaschine
genutzt wird.
Wie in Fig. 19 gezeigt, weist die insgesamt mit 103 bezeichnete
flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung ein konisches
Elastomerteil 302 aus Kautschuk mit einer großen Wanddicke
auf, und ein Gehäuse 303, das aus einem starren Material, wie
Stahlblech, hergestellt ist. Das Elastomerteil 302 weist ein
Zwischenversteifungselement 302a auf.
Das Gehäuse 303 weist ein im wesentlichen
zylindrisches oberes Gehäuse 303a und ein im wesentlichen
zylindrisches unteres Gehäuse 303b auf. Das untere Gehäuse 303b
hat einen Flansch 303c, der an einem Lagerkörper, wie einem
Fahrzeugrahmen, anzubringen ist. Bei der dritten bevorzugten
Ausbildungsform dient daher das Gehäuse 303 als ein Tragteil.
Die äußere Umfangsfläche des unteren Endes des Elastomerteils
303 ist haftend mit der inneren Umfangsfläche an dem oberen
Ende des oberen Gehäuses 303a mittels Vulkanisation des Elastomerteils
302 angebracht. Ein Verbindungselement
305 mit einer Schraube 304 zur Verbindung mit einem schwingenden
Körper oder einer Brennkraftmaschine
ist haftend mit dem oberen Ende des Elastomerteils
302 mittels Vulkanisation des Elastomerteils 302 verbunden.
Die Brennkraftmaschine ist somit auf dem Fahrzeugrahmen
über das Elastomerteil 302 gelagert, das in Abhängigkeit von
den Schwingungen der Brennkraftmaschine elastisch verformt
wird.
Eine Zwischenwand 306 ist unter dem Elastomerteil 302 angeordnet
und kann die untere Öffnung des Elastomerteils 302 absperren.
Eine Membran 307 aus Kautschuk, die einen leicht verformbaren
dünnen Abschnitt hat, befindet sich unterhalb der
Zwischenwand 306. Die Zwischenwand 306 und die Membran 307
haben an ihrem Umfang Befestigungsflansche 306a, 307a,
die zwischen dem unteren Ende des oberen Gehäuses 303a und dem
oberen Ende des unteren Gehäuses 303b eingeklemmt sind. Die
Zwischenwand 306 und die Membran 307 sind fest mit dem Gehäuse
303 durch Verformen des unteren Endes des oberen Gehäuses 303a
über dem oberen Ende des unteren Gehäuses 303b verbunden, wodurch
man eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem oberen und
unteren Gehäuse 303a, 303b erhält.
Die Vorrichtung zur Brennkraftmaschinenlagerung 301 weist eine fluiddichte
Kammer auf, die von dem Elastomerteil 302
und der Membran 307 umgeben ist und die in obere und untere
expandierbare und zusammenziehbare Haupt- und Hilfsfluidkammern
308, 309 durch die Zwischenwand 306 unterteilt ist. Der
fluiddichte Raum ist mit einer nichtkompressiblen Flüssigkeit,
wie Öl, Wasser oder dergleichen gefüllt.
Die Hauptfluidkammer 308 oberhalb der Zwischenwand 306 ist
von dem Elastomerteil 302 umgeben und bezüglich seines Volumens
durch die elastische Verformung des Elastomerteils 302 infolge
der Schwingungen der Brennkraftmaschine variabel. Die Hilfsfluidkammer
309 unterhalb der Zwischenwand 206 ist von der
Membran 307 begrenzt, die leicht elastisch verformbar ist.
Der Bereich unterhalb der unteren Fläche der Membran 207
steht mit der Umgebung in Verbindung. Daher läßt sich das Volumen
der Hilfsfluidkammer 309 frei durch die Verformung der Membran
307 in Abhängigkeit von dem Fluiddruck in der Hilfsfluidkammer
309 verändern.
Wie in den Fig. 20 und 21 gezeigt ist, hat die Zwischenwand 306
die Form einer relativ dicken Scheibe mit einem Befestigungsflansch
306a an ihrem Umfang. Die Zwischenwand 306 weist
eine obere Platte 312 auf, die eine Basisplatte 310 in Form eines
dünnen Metallblechs mit einer Schicht 311 aus Kautschuk umfaßt, die
an dem Metallblech anvulkanisiert ist, sowie eine untere Platte
313 in Form eines dünnen Metallblechs auf.
Die Basisplatte 310 der oberen Platte 312 ist hutförmig ausgebildet
und hat einen Flansch an ihrem Umfangsrand und eine Anzahl
von kreisförmigen Öffnungen 314, die in ihrem Mittenbereich
ausgebildet sind. Die Basisplatte 310 hat auch eine viereckige
Öffnung 315, die an einer Seite im Oberteil der Basisplatte
310 ausgebildet ist. Die Kautschukschicht 311 füllt Ausnehmungen
der Basisplatte 310 aus und ist mit der mittleren
unteren Fläche der Basisplatte 310 verbunden. Die Kautschukschicht
311 hat eine Anzahl von Öffnungen 316, die jeweils
mit den Öffnungen 314 der Basisplatte 310 verbunden sind. Die
Öffnungen 316 haben konisch verlaufende Abschnitte, die sich
von der Basisplatte 310 in Richtung zu dem unteren Ende derselben
nach außen erweitern. Die Öffnungen 314 der Basisplatte
310 und die Öffnungen 316 der Kautschukschicht 311 bilden
gemeinsam relativ lange obere Öffnungen bzw. Kanäle 317, die vertikal durch
die obere Platte 312 verlaufen.
Die Kautschukschicht 311 hat eine gekrümmte Nut 318, die in
ihrer unteren Fläche um den Umfang ausgebildet ist, und sie
hat eine kreisförmige Plattenkammer 319, die an ihrer unteren
mittleren Fläche ausgebildet ist. Die Nut 318 hat ein Ende,
das in Verbindung mit der viereckigen Öffnung 315 steht, die
in der Basisplatte 310 ausgebildet ist. Die Plattenkammer 319 hat
eine derartige Größe, daß sie die Fläche abdeckt, an der
die Öffnungen 316 ausgebildet sind. Die Kautschukschicht 311
hat einen Abschnitt, der an der äußeren Umfangsfläche der Basisplatte
310 durch eine Öffnung 320 nach oben vorspringt, die
in dem Umfangsabschnitt der Oberseite der Basisplatte 310 ausgebildet
ist. Der vorspringende Abschnitt der Kautschukschicht
311 dient als ein Anschlag 321, um zu verhindern, daß das
Elastomerteil 302 übermäßig verformt wird.
Die untere Platte 313 hat konische vorspringende Abschnitte,
die mit den oberen Öffnungen 317 der oberen Platte 317,
d. h. den Öffnungen 314 der Basisplatte 310 und den Öffnungen
316 der Kautschukschicht 311 fluchten und deren Durchmesser
nach unten allmählich kleiner wird. Diese konischen
Vorsprünge haben jeweils untere Öffnungen 322, die sich nach
unten öffnen. Die unteren Öffnungen 322 haben einen relativ
großen Durchmesser. Die untere Platte 313 hat eine viereckige
Öffnung 323, die in einer Seite derselben ausgebildet ist und
die fluchtgerecht zu dem anderen Ende der bogenförmigen Nut
318 ausgerichtet ist, die in dem äußeren Umfang der unteren
Fläche der Kautschukschicht ausgebildet ist.
Die Zwischenwand 306 wird von der unteren Platte 313 und der
oberen Platte 312 gebildet, die über der unteren Platte 313
angeordnet ist. Die unteren und oberen Platten 313, 312
haben äußere Umfangsränder, die miteinander verschweißt sind.
Die oberen Öffnungen 317 der oberen Platte 312 und die unteren
Öffnungen 322 der unteren Platte 313 bilden in Verbindung miteinander
Kanäle, die bei der Dämpfung von Schwingungen im
mittleren und hohen Frequenzbereich wirksam sind. Die viereckige
Öffnung 315 der Basisplatte 310 der oberen Platte 312,
die Nut 318 der Kautschukschicht 311, und die viereckige Öffnung
323 der unteren Platte 313 bilden in Verbindung miteinander
eine Öffnung, die eine Fluidverbindung zwischen den
Haupt- und Hilfsfluidkammern 308, 309 herstellt und die als
eine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen im niederen
Frequenzbereich dient.
In der zwischen den oberen und unteren Platten 312, 313 ausgebildeten
Plattenkammer 319, die an der Unterseite der Kautschukschicht
311 in Form einer dünnen, scheibenförmigen Kammer
ausgebildet ist, ist eine bewegliche oder schwingungsfähige Platte 325 in
Form einer dünnen Scheibe untergebracht. Die schwingungsfähige
Platte 325 hat eine Dicke, die kleiner als die Höhe
der scheibenförmigen Kammer 319 ist.
Daher ist die schwingungsfähige Platte 325 vertikal zwischen
der unteren Fläche der oberen Platte 312 und der oberen
Fläche der unteren Platte 313 beweglich. Der Fluiddruck in
der Hauptfluidkammer 308 wirkt auf die obere Fläche der schwingungsfähigen
Platte 325 über die oberen Öffnungen 317, und der
Fluiddruck in der Hilfsfluidkammer 309 wirkt auf die untere
Fläche der schwingungsfähigen Platte 325 durch die unteren
Öffnungen 322.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der in dieser Form ausgelegten
Motorlagerung näher beschrieben.
Wenn die Brennkraftmaschine in mittleren und hohen Drehzahlbereichen
arbeitet und das Kraftfahrzeug normal läuft, wirken
Schwingungen mit einer kleinen Amplitude bei mittleren und
hohen Frequenzen auf die der Brennkraftmaschinenlagerung dienende Vorrichtung 301 ein.
Daher wird das Elastomerteil 302 elastisch in kleinem Maße
verformt. Als Folge hiervon ändert sich das Volumen der Hauptfluidkammer
308, um den darin herrschenden Fluiddruck zu verändern.
Die Änderung des Fluiddruckes wird über die oberen
Öffnungen 317 der Zwischenwand 306 zu dem Raum zwischen den
oberen und unteren Platten 312, 313 übertragen. Die schwingungsfähige
Platte 325 in diesem Raum ist vertikal in Abhängigkeit
von der übertragenen Fluiddruckänderung in Schwingung versetzbar,
um hierdurch die Volumenänderung der Hauptfluidkammer
308 aufzunehmen. Wenn die schwingungsfähige Platte 323 hierbei
schwingt, strömt das Fluid durch die unteren Öffnungen 322, um
den Fluiddruck in der Hilfsfluidkammer 309 zu verändern. Die
Änderung des Fluiddrucks in der Hilfsfluidkammer 309 wird
durch die Änderung des Volumens der Hilfsfluidkammer 309 aufgenommen,
das durch die Deformation der Membran 307 bewirkt
wird.
Die elastische Verformung des Elastomerteils 302 ist möglich,
ohne daß ein nennenswerter Widerstand durch die Schwingung der
schwingungsfähigen Platte 325 auftritt, so daß die zu jedem Zeitpunkt
anliegende Schwingung durch die Elastizität des Elastomerteils
302 absorbiert werden kann. Wenn das Elastomerteil 302
in Resonanz mit der Brennkraftmaschinenschwingung schwingt,
schwingt auch das Fluid, das durch die Öffnungen 317 strömt,
mit der Schwingung bei einer gewissen Phasendifferenz mit,
worauf resultiert, daß die Resonanzschwingung des Elastomerteils
302 unterdrückt wird.
Wenn Schwingungen mit einer sehr großen Amplitude anliegen und
die Brennkraftmaschine angelassen wird oder stark während der
normalen Fahrt des Fahrzeuges geschüttelt wird, wird das Elastomerteil
302 stark verformt, um das Volumen der Hauptfluidkammer
308 stark zu ändern. In diesem Fall kann die Volumenänderung
der Hauptfluidkammer 308 selbst durch die vertikale Bewegung
der schwingungsfähigen Platte 325 nicht absorbiert werden.
Das Fluid wird gezwungen, durch die schmale und lange Niederfrequenzöffnung
324 zu strömen, die einen Strömungswiderstand
dem Fluid entgegensetzt, um die anliegende Schwingung zu
dämpfen.
Um zu erreichen, daß das durch die Öffnungen 317 strömende Fluid
bei einer gewissen Frequenz in Resonanz kommt, ist es erforderlich,
daß die effektive Querschnittsform der Öffnungen bzw. Kanäle 317
genau ausgelegt wird und ihre Länge ausreichend lang gewählt
wird. Um ferner zu ermöglichen, daß das Elastomerteil 302
sich elastisch verformen kann, ohne einem Widerstand bei mittleren
und hohen Frequenzbereichen ausgesetzt zu sein, sollten
die Gesamtquerschnittsflächen der oberen und unteren Öffnungen
317, 322, die als mittlere und Hochfrequenzöffnungen dienen,
ausreichend groß bemessen sein, um den Widerstand zu reduzieren,
der dem durch diese Öffnungen gehenden Fluid entgegengesetzt
wird. Wenn daher die Öffnungen 317, 322 im Durchmesser
klein bemessen sein sollen, sollte die Anzahl dieser Öffnungen
erhöht werden. Das Fluid, das zwischen den Öffnungen 317, 322
und dem Hohlraum, in dem die schwingungsfähige Platte 325 aufgenommen
ist, strömt, sollte keine Wirbel erzeugen, so daß die
Öffnungen 317, 322 eine konische Form haben sollten.
Die Niederfrequenzöffnung 324 sollte eine kleine Querschnittsfläche
haben und sehr lang sein, so daß das durchströmende
Fluid ausreichend gedämpft wird.
Die obere Platte 312 mit den oberen Öffnungen 317 und die darin
ausgebildete Niederfrequenzöffnung 324 wird von der Basisplatte
310 in Form eines dünnen Stahlblechs mit der hieran haftenden
Kautschukschicht 311 gebildet. Die effektiven
Querschnittsformen der Öffnungen 317, 324 sind genau durch
die Öffnungen 314, 315 bestimmt, die in der Basisplatte 310
ausgebildet sind. Da die Öffnungen 317,
324 durch die Kautschukschicht 311 begrenzt werden, die sich
leicht verformen läßt, lassen sich die Öffnungen 317, 324
leicht mit komplizierten Formen, wie konischen Konturen, formen.
Da die Abschnitte zwischen den oberen Öffnungen 317 und den
Abschnitten zwischen den Öffnungen 317, 324 dünn sein können,
kann die Anzahl der Öffnungen für die mittleren und hohen Frequenzen
erhöht werden, um die Gesamtquerschnittsfläche desselben
zu vergrößern.
Die Steifigkeit der Zwischenwand 306 wird durch die Basisplatte
310 und die untere Platte 313 aufrechterhalten, die von Stahlblechen
gebildet werden. Da die Dicke der Zwischenwand 306
durch die Kautschukschicht 311 gegeben ist, kann die Zwischenwand
306 gewichtsmäßig leicht ausgelegt sein, wobei sie trotzdem
lange Öffnungen 317, 324 aufweisen kann.
Die obere Platte 312 mit der Kautschukschicht 311, die haftend
mit der Stahlbasisplatte 310 verbunden ist, kann
einen Kautschukanschlag 321 an dem äußeren Umfang der oberen
Fläche aufweisen. Wenn Schwingungen
mit einer großen Amplitude anliegen, kommt die innere Fläche
des Elastomerteils 302 in Berührung mit dem Anschlag 321,
um zu verhindern, daß das Elastomerteil 302 übermäßig verformt
wird. Somit wird verhindert, daß das Befestigungselement
305 gegen die Zwischenwand 306 anstößt und diese beschädigt.
Da die Kautschukschicht 311 eine Dichtung zwischen
den oberen und unteren Platten 312, 313 bildet, ist kein weiteres
Dichtungselement dazwischen erforderlich. Ein Dichtungselement
zwischen der oberen Platte 312 und
dem Gehäuse 303 kann einteilig mit der der oberen Platte
312 zugeordneten Kautschukschicht 311 ausgebildet sein. Somit
wird die Anzahl der Einzelteile der flüssigkeitsdämpfenden
Vorrichtung reduziert.
Fig. 22 zeigt eine Zwischenwand 306 gemäß einer Ausführungsvariante
zur Verwendung bei einer Vorrichtung 301 nach Fig. 19.
Jene Teile in Fig. 22, die der Zwischenwand 306 in den
Fig. 20 und 21 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
Die Zwischenwand 306 nach Fig. 22 weist die gleiche obere
Platte 312 wie bei den Fig. 20 und 21 auf. Eine untere
Platte 313 weist eine Basisplatte 330 auf in Form eines dünnen
Stahlbleches mit einer Kautschukschicht 331, die haftend
mittels Vulkanisieren an dem Blech angebracht ist.
Die Basisplatte 330 hat die Form einer dünnen Schale
mit einem Flansch an ihrem äußeren Umfangsrand
und einer Anzahl von kreisförmigen Öffnungen 334 in
einem mittleren Bodenbereich. Die
Basisplatte 330 hat auch eine viereckige Öffnung 335, die in
einer Seite des Bodens ausgebildet ist, und die mit dem anderen
Ende der Nut 318 verbunden ist, die in dem äußeren Umfang
der unteren Fläche der oberen Platte 312 ausgebildet
ist. Die Kautschukschicht 331 füllt den Hohlraum in der Basisplatte
330 aus und hat eine Anzahl von Öffnungen 336, die
fluchtend zu den entsprechenden Öffnungen 334 der Basisplatte
330 angeordnet sind. Die Öffnungen 336 haben obere Enden, die
sich an der oberen Fläche der Kautschukschicht 331 öffnen
und sie haben konische Abschnitte, die sich nach oben
erweitern. Die Öffnungen 334 der Basisplatte 330 und
die Öffnungen 336 der Kautschukschicht 331 bilden in Verbindung
miteinander untere Öffnungen bzw. Kanäle, die vertikal durch die untere
Platte 313 verlaufen.
Die weiteren Konstruktionseinzelheiten der Zwischenwand 306
in Fig. 22 stimmen mit jenen der Zwischenwand 306 nach den
Fig. 20 und 21 überein.
Bei der als flüssigkeitsgedämpftes Motorlager dienenden Vorrichtung 301 mit der
Zwischenwand 306 gemäß Fig. 22 haben die unteren Öffnungen 322
der unteren Platte 313 genau festgelegte Querschnittsformen und ausreichende
Längen, so daß das durch die unteren Öffnungen gehende
Fluid eine Resonanz erzeugen kann. Das bewirkt, daß
das Fluid in den unteren wie in den oberen Öffnungen für die mittleren oder
hohen Frequenzen mitschwingt.
Hieraus folgt, daß die Resonanz des Elastomer
teils 302 zuverlässig unterdrückt werden kann.
Die Plattenkammer in dem die schwingungsfähige Platte 325 untergebracht
ist und darin schwingt, hat einen gesamten Umfangsrand,
der von den Kautschukschichten 311, 331 begrenzt wird. Wenn
daher die schwingungsfähige Platte 325 schwingt, kommt die
schwingungsfähige Platte 325 in Kontakt mit den Kautschukschichten
311, 331 und daher werden starke Stoßgeräusche
oder -töne zuverlässig an ihrer Entstehung gehindert.
Bei der anhand der Fig. 19-22 beschriebenen Ausbildungsform wird die schwingungsfähige
Platte 325 in der Zwischenwand 306 gehalten.
Prinzipiell könnte die Platte 325 auch entfallen, so daß
die anliegenden Schwingungen lediglich durch die Resonanzwirkung des Fluids in den Öffnungen absorbiert werden.
Bei einer solchen Alternative kann die untere Platte 313 entfallen.
Die anhand der Fig. 19-22 beschriebene Vorrichtung
ist nicht auf eine Lagerung einer Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeugs beschränkt, sondern sie kann auch bei irgendwelchen
anderen flüssigkeitsdämpfenden Vorrichtungen, wie Achslagerungen
und dergleichen verwendet werden.
Die flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung gemäß der Fig. 19-22,
bei
der die Zwischenwand zwischen den Haupt- und Hilfsfluidkammern
angeordnet ist und Öffnungen eine Fluidverbindung
zwischen den Haupt- und Hilfsfluidkammern herstellen, weist
eine Basisplatte in Form eines dünnen Metallblechs und eine
haftend damit verbundene Kautschukschicht auf. Da die Dicke
der Zwischenwand durch die Kautschukschicht konstant gehalten
wird, kann die Zwischenwand gewichtsmäßig leicht aber dick
ausgelegt werden. Daher können die in der Zwischenwand ausgebildeten
Öffnungen ausreichend lang bemessen werden. Da der
Kautschuk sich leicht zu einer gewünschten Form gestalten
läßt, können Öffnungen mit komplizierter Form in der Zwischenwand
gebildet werden. Ferner können Grate leicht von der Zwischenwand
und der Befestigungsfläche der Zwischenwand zur Anbringung
an dem Tragteil oder dergleichen entfernt werden,
ohne daß eine Bearbeitung erforderlich ist. Daher wird die Anzahl
der Bearbeitungsschritte, die nach der Herstellung der
Zwischenwand erforderlich sind, reduziert und die Herstellungskosten
lassen sich senken.
Da der Kautschukanschlag und das Dichtungselement
einteilig mit der Zwischenwand ausgelegt werden können, läßt
sich die Anzahl der Bauteile der Zwischenwand reduzieren. Wenn
die schwingungsfähige Platte in der Zwischenwand angeordnet
ist, können alle starken Stoßgeräusche oder -töne wirksam eliminiert
werden, die sonst durch die Schwingung der schwingungsfähigen
Platte erzeugt werden könnten, da die Zwischenwand
durch die Kautschukschicht oder Kautschukschichten gehalten
ist.
Die Zwischenwand 306 gemäß den Fig. 19-22
kann auch bei den flüssigkeitsdämpfenden Vorrichtungen gemäß
den Fig. 2-15 verwendet
werden.
Zusammenfassend gibt die Erfindung eine flüssigkeitsdämpfende
Vorrichtung an, die ein Verbindungselement aufweist, das derart
beschaffen und ausgelegt ist, daß es mit einem schwingenden
Körper, wie einem Motor, verbunden werden kann. Sie weist ferner
ein Tragteil auf, das derart beschaffen und ausgelegt ist,
daß es an einem tragenden Körper, wie einem Fahrzeugrahmen, angebracht
werden kann und das eine expandierbare und zusammenziehbare
Hilfsfluidkammer bildet, die mit einem Fluid gefüllt
ist. Ein Elastomerteil ist vorgesehen, das die Verbindungs-
und Tragteile verbindet und das in einer Schwingungsrichtung
angeordnet ist, in der der schwingende Körper schwingt, wobei
das Elastomerteil, das Verbindungsteil und das Tragteil in
Verbindung miteinander eine expandierbare und zusammenziehbare
Hauptfluidkammer bilden, die mit einem Fluid gefüllt ist. Ferner
ist eine Trennwand vorgesehen, die an dem Tragteil angebracht
ist und die Haupt- und Hilfskammer voneinander trennt,
wobei die Trennwand Strömungssteuereinrichtungen zum Regulieren
des Fluidstromes zwischen den Haupt- und Hilfsfluidkammern
aufweist. Das bei sämtlichen Ausführungsformen vorgesehene Versteifungselement
verhindert, daß das Elastomerteil zusammenklappen
kann, und kann wie bei den gezeigten Ausführungsformen einteilig mit dem Elastomerteil ausgebildet sein. Durch Wahl der verschiedenen Einflußgrößen
der Vorrichtung unter
Vorsehen einer Öffnung zwischen den Haupt- und
Hilfsfluidkammern als eine Durchflußsteuereinrichtung, welche
ermöglicht, daß das durchströmende Fluid schwingt oder mitschwingt,
und auch durch Vorsehen einer beweglichen Platte,
die in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Fluiddrücken
in den Haupt- und Hilfsfluidkammern beweglich ist,
läßt sich das Dämpfungsvermögen der flüssigkeitsdämpfenden
Vorrichtung verbessern. Die dynamische Federkonstante derselben
kann gleichmäßig in einem großen Frequenzbereich
gesenkt werden.
Claims (16)
1. Mit einem Fluid gefüllte, schwingungsentkoppelnde
und fluiddämpfende Vorrichtung, umfassend:
- - ein Verbindungsteil (201a; 201b; 201d; 305) zur Verbindung mit einem schwingenden Körper,
- - ein Tragteil (202a; 202b; 202c; 303) zur Verbindung mit einem Tragkörper, das zusammen mit einem nachgiebigen Wandelement eine expandierbare und zusammenziehbare Hilfsfluidkammer (208; 309) bildet, die mit dem Fluid gefüllt ist,
- - ein Elastomerteil (204; 204a; 204b; 204d; 240; 302), das das Verbindungsteil (201a; 201b; 201d; 305) mit dem Tragteil (202a; 202b; 202c; 303) verbindet und mit seiner Achse in Schwingungsrichtung angeordnet ist, in der der schwingende Körper relativ zum Tragteil (202a; 202b; 202c; 303) schwingt, wobei das Elastomerteil (204; 204a; 204b; 204d; 240; 302), das Verbindungsteil (201a; 201b; 201d; 305) und das Tragteil (202a; 202b; 202c; 303) zusammen eine expandierbare und komprimierbare Hauptfluidkammer (207; 308) bilden, die mit dem Fluid gefüllt ist,
- - eine Zwischenwand (206a, 206b; 206c; 206d; 206e; 206f; 206g; 206h; 206i; 233; 306), die an dem Tragteil (202a; 202b; 202c; 303) angebracht ist und die die Haupt- und Hilfsfluidkammer (207; 208; 308; 309) voneinander trennt, wobei die Zwischenwand (206a; 206b; 206c; 206d; 206e; 206f; 206g; 206h; 206i; 233; 306) wenigstens eine Durchflußeinrichtung für den Fluidstrom zwischen der Haupt- und Hilfsfluidkammer (207; 208; 308; 309) aufweist, welche Durchflußeinrichtung umfaßt:
- - eine innerhalb einer Plattenkammer (200; 319) der Zwischenwand (206a; 206b; 206c; 206d; 206e; 206f; 206g; 206h; 206i; 233; 306) bewegliche Platte (210a; 210b; 223; 234; 235; 325),
- - eine Mehrzahl erster Kanäle (Öffnungen 209a; 209b; 209c; 209d; 209e; 314, 317), die die Plattenkammer (200; 319) mit der Hauptfluidkammer (207; 308) verbinden,
- - eine Mehrzahl zweiter Kanäle, die die Plattenkammer (200, 319) mit der Hilfsfluidkammer (208; 309) verbinden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und/oder zweiten Kanäle jeweils einen
fluidkammerseitigen Abschnitt und einen auf diesen
folgenden, sich zur Plattenkammer (200; 319) hin
konisch erweiternden Abschnitt aufweisen, und daß
die Kanäle eine derartige Länge und eine derartige
Querschnittsfläche des fluidkammerseitigen Abschnitts
aufweisen, daß eine Resonanzschwingung des
Fluids in den Kanälen einer Schwingung des Elastomerteils
(204; 204a; 204b; 204d; 240; 302) entgegenwirkt.
2. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchflußeinrichtung ferner eine Niederfrequenzdämpfungseinrichtung
aufweist mit wenigstens
einem dritten Kanal (213; 216; Abschnitt 214; Durchgang
215, Öffnungen 218, 219; Öffnungen 221, 222; 224;
225, 226; 229; 232; Öffnungen 315, 323), der die Hauptfluidkammer
(207; 308) mit der Hilfsfluidkammer
(208; 309) verbindet.
3. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dritte Kanal einen in einen der ersten Kanäle
einmündenden Abschnitt (214) aufweist.
4. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dritte Kanal einen Durchgang (215) in der
Platte (210b) aufweist, der einen der ersten Kanäle
mit einem der zweiten Kanäle verbindet.
5. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der dritte Kanal (Öffnungen 218, 219; 221, 222)
einen im Randbereich der Zwischenwand in Umfangsrichtung
verlaufenden Kanalabschnitt aufweist.
6. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in Umfangsrichtung verlaufende Kanalabschnitt
in wenigstens einen der ersten Kanäle einmündet
(Öffnung 218).
7. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederfrequenzdämpfungseinrichtung ein Paar
von dritten Kanälen (225, 226) in der Zwischenwand
aufweist mit in zueinander entgegengesetzten Richtungen
öffnenden Rückschlagventilen (227, 228).
8. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederfrequenzdämpfungseinrichtung einen
dritten Kanal (229) mit einem Steuerventil (230) zur
Veränderung der Querschnittsfläche des Kanaldurchganges
aufweist.
9. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die bewegliche Platte der Durchflußeinrichtung
ein flexibles Element (223) aufweist, das in der
Plattenkammer in einem losen Zustand eingespannt
ist.
10. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Platte (210a; 210b; 234, 235; 325) in der Plattenkammer
(200; 325) schwimmend angeordnet ist und je
nach ihrer momentanen Position die ersten oder zweiten
Kanäle verschließt oder einen Durchfluß durch
die ersten und zweiten Kanäle zuläßt.
11. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ferner ein zweites Verbindungselement (201c) und
ein zweites Elastomerteil (204c) vorgesehen sind,
die zusammen mit dem Tragteil die Hilfsfluidkammer
bilden, und daß die Verbindungsteile einander gegenüberliegend
angeordnet und mittels eines Verbindungsgliedes
(231) verbunden sind.
12. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungsteil (201d) mit der Zwischenwand
(233) unmittelbar verbunden ist.
13. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenwand (306) eine obere Platte (312)
in Form eines dünnen Metallblechs mit daran haftendem
Elastomerkörper (311) aufweist, sowie eine untere
Platte (313) in Form eines dünnen Metallblechs.
14. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der unteren Platte (313) ein Elastomerkörper
(331) haftet.
15. Flüssigkeitsdämpfende Vorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Kanäle koaxial zu den ersten Kanälen
(Öffnungen 209a; 209b; 209c; 209d; 209e; 313; 317) verlaufen.
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JP4862788A JP2671001B2 (ja) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | 流体封入型防振装置 |
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