DE3844810C2 - Fluidgefüllte, schwingungsentkoppelnde Vorrichtung - Google Patents

Fluidgefüllte, schwingungsentkoppelnde Vorrichtung

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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.
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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