DE4133419C2 - Aktive Schwingungsdämpfungsvorrichtungs- und Absorptionsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung, wie sie insbesondere für die Kraftfahrzeugmotorenbefestigung Verwendung finden soll, um die Schwingungen, die sich von einer Vielzahl Schwingungen erzeugender Quellen ausbreiten, vollständig zu absorbieren.

Ein typischer Kraftfahrzeugmotor ist mit einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung versehen, die als Motorenbefestigung zwischen der Motoreinheit und dem Fahrzeugaufbau dient. Jede herkömmliche Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist innen mit einer Hauptflüssigkeitskammer und einer Nebenflüssigkeitskammer versehen, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind und die über mehrerer Drosselöffnungen bzw. -kanäle innen miteinander verbunden sind. Wann immer sich die Schwingungen des Motors zur Schwingungsdämpfungsvorrichtung hin ausbreiten, tritt Flüssigkeit in beiden Kammern durch diese Drosselöffnungen, so daß die Schwingungen durch die Wirkung des Durchgangswiderstandes oder der Flüssigkeitssäulenresonanz in den flüssigkeitsgefüllten Drosseldurchgängen absorbiert werden.

Ein typischer Kraftfahrzeugmotor erzeugt eine Vielzahl von Schwingungen, einschließlich Rüttelschwingungen, die auftreten, wenn das Kraftfahrzeug bei etwa 70 km/h Geschwindigkeit fährt, und Leerlaufschwingungen, die auftreten, wenn das Kraftfahrzeug mit extrem geringer Geschwindigkeit, wie bspw. 5 km/h fährt.

Im allgemeinen erzeugen Rüttelschwingungen eine maximale Frequenz von 15 Hz, während Leerlaufschwingungen Frequenzen von 20 bis 40 Hz erzeugen; somit sind beide Schwingungen bzw. Schwingungsarten physikalisch unterschiedlich zueinander.

Es sind Schwingungsdämpfungsvorrichtungen bekannt, die nur in einem speziellen Bereich funktionsfähig sind, in dem die Schwingungsfrequenzen entsprechend der Fläche und der Länge der Öffnungen jedes Drosselkanales bestimmt werden können. Eine derartige Schwingungsdämpfungsvorrichtung kann Schwingungen, die Frequenzen außerhalb eines vorbestimmten Bereiches enthalten, nicht in effektiver Weise dämpfen und absorbieren.

Würde man, um dies zu kompensieren, an solch einer herkömmlichen Schwingungsdämpfungsvorrichtung eine Verstellung anbringen, um Rüttelschwingungen in wirksamer Weise zu dämpfen, könnte sie andererseits keine Leerlaufschwingungen in wirksamer Weise dämpfen und umgekehrt.

Aus der DE 35 42 917 A1 ist eine Schwingungsdämpfungs­ vorrichtung bekannt, bei der der Querschnitt von zwischen einer Hauptflüssigkeitskammer und einer Nebenflüssigkeitskammer kommunizierenden Drosselkanälen verstellt werden kann. Diese bekannte Schwingungsdämpfungsvorrichtung weist drei jeweils um 120° gegeneinander versetzte erste Drosselkanäle und einen zweiten von einem ringförmigen Umfangskanalabschnitt, einem Radial- und einem Axialkanalabschnitt sowie von einem zweiten ringförmigen Umfangskanalabschnitt gebildeten Drosselkanal auf. Zum Öffnen und Schließen der drei ersten Drosselkanäle ist ein Drehglied in der Form eines Ventilelements mit drei radialen Vorsprüngen vorgesehen, wobei die Drehrichtung des Ventilelements senkrecht zur Erstreckung der drei Drosselkanäle verläuft. Wird das Ventilelement in seine die drei Drosselkanäle freigebende Stellung gebracht, so wird durch dasselbe Ventilelement gleichzeitig der zweite Drosselkanal ganz oder zumindest weitgehend geschlossen. Eine gleichzeitige Durchströmung beider Drosselkanäle ist nicht möglich. Bei der bekannten Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist außer dem ersten und dem zweiten Drosselkanal ein aus mehreren zwischen der Haupt- und der Nebenflüssigkeitskammer kommunizierenden Kanalabschnitten bestehender weiterer Drosselkanal vorhanden; ein Durchströmen dieses weiteren Drosselkanals ist jedoch ebenfalls nur bei bestimmten Betriebszuständen möglich, da bei Verstellen des Ventilelements auch dieser Drosselkanal geöffnet oder verschlossen wird. Mit der bekannten Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist es demgemäß nicht möglich, überlagerte Schwingungen eines weiten Frequenzbereichs zufriedenstellend zu dämpfen. Der Aufbau der bekannten Vorrichtung, insbesondere des rotationssymmetrisch aufgebauten Ventilelements mit radialen Vorsprüngen und der Verstellbarkeit mittels Solenoidspule macht die bekannte Vorrichtung kompliziert und ihre Herstellung teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, Schwingungen über einen weiten Frequenzbereich genau und vollständig zu dämpfen und zu absorbieren, wobei sie eine einfache Konstruktion aufweist und in einfacher Weise herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung der genannten Art durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die in erfindungsgemäßer Weise vorgesehene neue Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist in der Lage, Schwingungen von einer Vielzahl von Schwingungsquellen vollständig zu absorbieren. Insbesondere ist die Schwingungsdämpfungsvorrichtung in idealer Weise für Motorenbefestigungen an Kraftfahrzeugen geeignet. Das Gehäuse der Schwingungsdämpfungsvorrichtung ist entweder an dem die Schwingungen erzeugenden Bauteil oder an einem die Schwingungen aufnehmenden Bauteil befestigt, während das Befestigungselement mit dem betreffenden anderen Bauteil verbunden ist. Ein elastisches Element sorgt für eine Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Befestigungselement. Das elastische Element selbst ist Verformungen unterworfen, wann immer Schwingungen erzeugt werden. Die Hauptflüssigkeitskammer verwendet einen Teil des elastischen Elementes als eigene Begrenzungswand und ist mit einer Nebenflüssigkeitskammer über mehrere Drosselöffnungen bzw. -kanäle verbunden.

Wann immer Schwingungen erzeugt werden, werden die Schwingungen in effektiver Weise durch die Wirkung des Kanal- bzw. Durchgangswiderstandes oder der Flüssigkeitssäulenresonanz der Flüssigkeit in den Drosselkanälen, die die Verbindung zwischen der Hauptflüssigkeitskammer und der Nebenflüssigkeitskammer schaffen, absorbiert.

Die Drosselkanal-Steuerungseinrichtung verändert die Querschnittsfläche der Öffnung des Drosselkanales derart, daß Schwingungen mit einer Reihe von Frequenzen in wirksamer Weise und vollständig absorbiert werden können.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Schwingungsdämpfungsvorrichtung vorliegender Erfindung werden Schwingungen, die von mehreren Schwingungen erzeugenden Quellen stammen, von einem Schwingungen aufnehmenden Element über ein elastisches Element aufgenommen. Die erzeugten Schwingungen werden nicht nur durch die Wirkung des Widerstandes, der von der inneren Reibung des elastischen Elementes erzeugt wird, absorbiert, sondern auch durch die Wirkung des Kanalwiderstandes oder der Flüssigkeitssäulenresonanz der Flüssigkeit in den verengten Kanälen zwischen der Haupt- und der Nebenflüssigkeitskammer absorbiert.

Da eine Vielzahl von verengten Kanälen vorgesehen ist und gleichzeitig eine oder mehrere dieser verengten Kanäle mit einer die Kanalverengungen steuernden Vorrichtung versehen ist, können insbesondere Schwingungen mit einer Vielzahl von Frequenzen in entsprechender Weise gedämpft werden. Konkret gesagt heißt dies, daß die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung Schwingungen mit Schwingungsanteilen niedriger Frequenz durch das Verengen der Querschnittsfläche der Öffnungen jedes verengten Kanales in effektiver Weise dämpfen kann. Mit anderen Worten, Schwingungen werden durch solche verengten Kanäle, die eine Querschnittsfläche besitzen, die durch die die Kanalverengung steuernde Einrichtung verkleinert werden, oder durch solche verengten Kanäle vollständig absorbiert, die eine geringe Querschnittsfläche in der Öffnung aufweisen, ohne daß sie mit einer solchen Steuereinrichtung versehen sind, welche Kanäle eine direkte Verbindung zwischen der Haupt- und der Nebenflüssigkeitskammer vorsehen.

Sind hochfrequente Schwingungen vorhanden, verschließen solche verengten Kanäle mit geringer Querschnittsfläche sich selbst. Um dies zu kompensieren, benötigt die Schwingungsdämpfungsvorrichtung zu ihrer Funktion solche verengten Kanäle, von denen jeder eine große Querschnittsfläche aufweist. Selbst wenn diese Notwendigkeit auftritt, kann die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung auch hochfrequente Schwingungen durch Vergrößern der Querschnittsfläche der Öffnungen durch die die Kanalverengung steuernde Einrichtung dadurch in wirksamer Weise absorbieren, daß die Steuereinrichtung in Betrieb gesetzt wird.

Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ordnet das die Kanal- bzw. Durchgangsverengung steuernde Element einem oder mehreren verengten Kanälen in solchen Situationen, wie der folgenden zu: In dem Falle, in dem eine Hauptflüssigkeitskammer und eine Nebenflüssigkeitskammer über eine Vielzahl von Drosselkanälen miteinander verbunden sind; in dem Falle, in dem eines oder mehrerer der die Drosselkanäle steuernden Elemente für einen Drosselkanal oder für alle Drosselkanäle vorgesehen ist; in dem Falle, in dem eine Hauptflüssigkeitskammer und eine Vielzahl von Nebenflüssigkeitskammern durch eine Vielzahl von Drosselkanälen miteinander verbunden sind, mit anderen Worten, in dem Falle, in dem eine Vielzahl von Flüssigkeitskammern durch eine Vielzahl von Flüssigkeitskanälen in Reihe miteinander verbunden sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht demontierter Bauteile der Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 4, jedoch in einem Betriebszustand,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig. 1,

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Trennwand-Blockeinheit der Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 9 bis 11 Schnitte durch die Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, entsprechend den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Schnitten,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht demontierter Bauteile einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 13 einen Schnitt durch die Bauteile gemäß Fig. 12 in zusammengebautem Zustand,

Fig. 14 einen Schnitt durch ein Bauteil der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht auseinandergenommener Bauteile der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und

Fig. 16 einen Schnitt durch die Bauteile nach Fig. 15 in zusammengebautem Zustand.

In den Fig. 1 bis 6 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung dargestellte Schwingungsdämpfungsvorrichtung 10 besitzt ein rechteckförmiges Gehäuse 12, das an einer Seite der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 10 selbst ein Befestigungselement darstellt und das in Blockform aufgebaut und mit einem inneren hohlen Bereich 14 versehen ist, der sich in vertikaler Richtung durch das Gehäuse 12, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, erstreckt.

Der Boden des hohlen Bereichs 14 des Gehäuses 12 stellt im wesentlichen einen in der lichten Weite vergrößerten Bereich 16 dar, der über einen Stufenbereich 17 eine vergrößerte lichte Weite besitzt. Ein Trennwandblock 22 ist in den vergrößerten Bereich 16 bzgl. des Bodens von oben her eingebracht. Der Trennwandblock 22 ist über eine Bodenplatte 24 an der Unterseite des Gehäuses 12 befestigt. Der Umfangsrand einer Membran 26 ist zwischen dem Trennwandblock 22 und der Bodenplatte 24 gehalten.

Der hohle Bereich 14 besitzt eine konisch zulaufende Innenfläche, deren lichte Weite nach oben allmählich abnimmt, bis ein spitzes Ende erreicht ist. Der Außenumfang eines elastischen Elementes 28 ist mit der konisch verlaufenden Fläche durch Vulkanisiermittel fest verbunden. Ein auslaufender Teil 28A, der sich vom elastischen Element 28 einstückig vertikal nach unten erstreckt, ist an der Innenumfangsfläche des hohlen Bereichs 14 und des in der lichten Weite erweiterten Bereichs 16 angeordnet.

Eine Hülse 32 ist in der Mitte des elastischen Elementes 28 angeordnet und gehalten und besitzt ein Befestigungselement für die andere Seite der Schwingungsdämpfungsvorrichtung 10. Eine Platte 34 ist innerhalb des elastischen Elementes 28 angeordnet, um die Steifigkeit des elastischen Elementes 28 einstellen zu können.

Eine Vielzahl von Flüssigkeitskammern sind durch Bauteile, wie den hohlen Bereich 14, das elastische Element 28 und die Membran 26 gebildet. Alle Flüssigkeitskammern sind mit Wasser oder Öl gefüllt. Der Flüssigkeitsraum ist durch den Trennwandblock 22 unterteilt. Eine Hauptkammer 36 ist zwischen dem Trennwandblock 22 und dem elastischen Element 28 gebildet. Eine Nebenflüssigkeitskammer 38 ist zwischen dem Trennwandblock 22 und der Membran 26 vorgesehen. Eine Luftkammer 42 ist zwischen der Membran 26 und der Bodenplatte 24 gebildet, wobei die Luftkammer 42 mit der Atmosphäre verbunden sein kann, falls dies erforderlich ist.

Bspw. ist das Gehäuse 12 mit dem Fahrzeugaufbau fest verbunden, während die Hülse 32 mit dem Motor bzw. der Maschine des Fahrzeugs fest verbunden ist, so daß das elastische Element 28 die vom Motor an den Fahrzeugaufbau abgegebene Belastung aushält. Gleichzeitig ist die Belastung auch auf die Hauptflüssigkeitskammer 36 in Form einer Druckkraft gebracht.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist am Außenumfang des Trennwandblocks 22 eine große Nut 44 vorgesehen. Diese Nut 44 erstreckt sich in Längsrichtung und ist U-förmig, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, hat jedoch in senkrecht dazu verlaufender Richtung eine rechteckige Form, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Ein Ende der großen Nut 44 ist mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 über eine rechteckförmige Öffnung 46 verbunden, während das andere Ende der großen Nut 44 mit einer zylindrischen Bohrung 48 über eine reckteckförmige Öffnung 47 in Verbindung steht.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, erstreckt sich die zylindrische Bohrung 48 von der Außenwand des Trennwandblocks 22 aus in einen inneren Rücksprung 52, der in Richtung der Hauptflüssigkeitskammer 36 gebildet ist. An einem Bereich ihrer Innenumfangswand ist die zylindrische Bohrung 48 mit der großen Nut 44 über die rechteckförmige Öffnung 47 verbunden. Aufgrund dieser Konstruktion ist, wenn der Trennwandblock 22 in das Gehäuse 12 eingebaut ist, der Außenrand der großen Nut 44 durch den Innenumfang des erweiterten Bereichs 16, d. h., durch die Verlängerung 28A des elastischen Elementes 28 abgedichtet. Dank dieser Anordnung ist ein Drosselverbindungskanal bzw. -durchgang (Drosselkanal) 54 gebildet. Ein Ende der großen Nut 44 ist mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 durch die rechteckförmige Öffnung 46 verbunden, während das andere Ende der großen Nut 44 über die zylindrische Bohrung 48 mit der Nebenflüssigkeitskammer 38 in Verbindung steht.

Eine kleine Nut 56 ist in einer Lage vorgesehen, die der Flüssigkeitskammer 38 näher liegt als die große Nut 44 und parallel zu dieser verläuft. Wie in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, ist ein Ende der kleinen Nut 56 mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 über die rechteckförmige Öffnung 46
verbunden, während das andere Ende über eine Durchgangsöffnung 58 mit dem inneren Rücksprung 52 verbunden ist. Infolgedessen bildet die kleine Nut 56 einen zweiten Drosselverbindungskanal bzw. -durchgang (Drosselkanal) 59, dessen einer Bereich seiner Außenwand durch den erweiterten Bereich 16 gebildet ist. Beide Enden des Drosselkanals 59 sind mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 bzw. der Nebenflüssigkeitskammer 38 über die rechteckförmige Öffnung 46 und die Durchgangsöffnung 58 verbunden. Die senkrecht verlaufende Querschnittsfläche des Drosselkanals 59 ist enger bzw. kleiner als die des Drosselkanals 54.

Ein Zylinderelement 62 ist in die zylindrische Bohrung 48 eingesteckt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, dringt das Zylinderelement 62 in eine Einsteckbohrung 90 des Gehäuses 12 und ein Gewindebereich 63 an der Außenumfangsfläche des Zylinderelements 62 ist mit einem Innengewindebereich der Einstecköffnung 90 des Gehäuses 12 verschraubt, so daß das Zylinderelement 62 mit dem Gehäuse 12 fest verbunden werden kann.

Ein hohler Bereich 62A ist in dem Zylinderelement 62 an einer Position nahe dem inneren Ende vorgesehen. Das Zylinderelement 62 ist in die zylindrische Bohrung 48 eingesteckt, in welchem Bereich der hohle Bereich 62A eine koaxiale zylindrische Bohrung aufweist, die sich vom inneren Ende aus koaxial erstreckt. Eine rechteckförmige Öffnung 64 ist an einem Bereich der Außenumfangsfläche des Zylinderelements 62 vorgesehen. Das Zylinderelement 62 ist mit dem Gehäuse 12 fest verbunden, damit die rechteckförmige Öffnung 64 mit der anderen rechteckförmigen Öffnung 47 genau übereinstimmen bzw. fluchten kann.

Ein Rotor 66 ist in den hohlen Bereich 62A koaxial eingesteckt. Das innere Ende des Rotors 66 ist offen und besitzt eine hohle zylindrische Form. Das Innere und das Äußere des Rotors 66 sind durch eine rechteckförmige Durchgangsöffnung 67, die in einem Teilbereich der Wand des Rotors 66 gebildet ist, miteinander verbunden. Eine Abschlußwand 66A, die das dem inneren offenen Ende gegenüberliegende Ende des Rotors 66 verschließt, ist mit dem vorderen Ende einer Rotorwelle 68 fest verbunden, die im Zylinderelement 62 gelagert ist. Das andere Ende der Rotorwelle 68 steht aus dem Gehäuse 12 vor und ist mit einer Ausgangswelle 71A eines Motors 71 verbunden. Der Motor 71 ist mit dem Gehäuse über einen Rahmen 69 fest verbunden. Eine Steuervorrichtung 73 steuert die Zuführung von Gleichspannung zum Motor 71. Ein Sensor 74 der Steuervorrichtung 73 erfaßt die Anzahl von Umdrehungen des Motors, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Schwingungsfrequenzen. Die Steuervorrichtung 73 steuert die Rotation des Motors 71 entsprechend den zu absorbierenden Frequenzen. Beide Enden eines Abdeckelementes 76 sind mit dem oberen Ende des Gehäuses 12 verbunden, damit der maximale Hub der Hülse 32 begrenzt werden kann.

Im folgenden werden die Betriebsmerkmale der Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung beschrieben.

Erzeugt der Fahrzeugmotor Schwingungen mit relativ niedrigen Frequenzen, wie bspw. Rüttelschwingungen mit einem Maximum von 15 Hz, führt die Steuervorrichtung 73 Gleichspannungsenergie an den Motor 71, um zu bewirken, daß die Durchgangsöffnung 67 des Rotors 66 in einen Zustand gebracht wird, in welchem sie nicht mit der rechteckförmigen Öffnung 47 fluchtet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Infolgedessen ist der Drosselkanal 54 durch die Seitenwand des Rotors 66 verschlossen und infolgedessen ist nur der Drosselkanal 59 mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 und der Nebenflüssigkeitskammer 38 verbunden. Nachdem der Drosselkanal 59, der eine relativ kleine wirksame Querschnittsfläche aufweist, mit der Haupt- und der Nebenflüssigkeitskammer 36, 38 verbunden ist, wird eine Änderung des Drucks in der Hauptflüssigkeitskammer 36, die durch die schwingende Maschine bzw. Motor bewirkt wird, durch die Wirkung des Durchgangswiderstandes oder die im Drosselkanal 59 erzeugte Flüssigkeitssäulenresonanz in wirksamer Weise absorbiert.

Im Gegensatz dazu wird der Drosselkanal 59 verschlossen, wenn der Kraftfahrzeugmotor Leerlaufschwingungen erzeugt, die relativ hohe Frequenzen im Bereich von 20 bis zu einem Maximum von bspw. 40 Hz beinhalten. Um diese zu kompensieren, führt die Steuervorrichtung 73 Gleichspannung an den Motor 71, um den Rotor 66 in eine Position zu drehen, in der die Durchgangsöffnung 67 mit der Öffnung 64 genau fluchtet, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Infolgedessen ist die Durchgangsöffnung 67 mit der rechteckförmigen Öffnung 47 verbunden, was bewirkt, daß der Drosselkanal 54 mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 und der Nebenflüssigkeitskammer 38 verbunden wird. Infolgedessen werden die Schwingungen, die relativ hohe Frequenzen enthalten, in der Hauptflüssigkeitskammer 36 durch die Wirkung des Durchgangswiderstandes oder der Flüssigkeitssäulenresonanz in dem Drosselkanal 54, der eine große wirksame Querschnittsfläche aufweist, in wirksamer Weise absorbiert.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Rotor 66, der innerhalb des Zylinderelementes 62 aufgenommen wird, gedreht werden. Da das Zylinderelement 62 in die zylindrische Bohrung 48 eingesteckt ist und mit dieser verbunden ist, dreht sich der Rotor 66 innerhalb des Zylinderelementes 62 und kann die rechteckförmige Öffnung 47 öffnen und schließen. Infolgedessen kann eine fehlerhafte Zentrierung, die durch eine ungenaue Anordnung des Rotors 66 in der zylindrischen Bohrung 48 und durch eine unregelmäßige Rotation des Rotors 66 bewirkt würde, vermieden werden.

Außer der Anordnung des Rotors 66 innerhalb der Ringbohrung mit Hilfe des Zylinderelementes 62 ist, soweit die zylindrische Bohrung 48 und der Rotor 66 in vorbestimmten Positionen genau zusammengebaut werden können, der Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels vorliegender Erfindung in keiner Weise auf die obige Konstruktion beschränkt.

Im folgenden wird anhand der Fig. 7 bis 11 eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung beschrieben.

Wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, besitzt die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung eine Durchgangsbohrung 78 am vorderen Ende des Trennwandblocks 22. Die Öffnung 64 des Zylinderelements 62 besitzt eine Größe, die eine Verbindung der Durchgangsbohrung 78 mit dem hohlen Bereich 62A ermöglicht. Wie die rechteckförmige Öffnung 47 ermöglicht die Durchgangsbohrung 78, daß ein Teil der Umfangswand der zylindrischen Bohrung 48 mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 in Verbindung treten kann. Jedoch anders als die rechteckförmige Öffnung 47 verbindet die Durchgangsbohrung 78 die zylindrische Bohrung 48 mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 unmittelbar. Zusätzlich zu den Drosselkanälen 54 und 59 sorgt die Durchgangsbohrung 78 selbst für einen dritten Drosselverbindungskanal bzw. -durchgang, der einen effektiven Querschnitt, der größer ist als derjenige der anderen Drosselkanäle, und damit einen geringeren Durchgangswiderstandswert aufweist. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, besitzt das zweite Ausführungsbeispiel, um die Durchgangsbohrung 78 mit der Hauptflüssigkeitskammer 36 zu verbinden, eine Ausnehmung 79 in einem Bereich des Inneren des Gehäuses 12.

Wenn die Durchgangsbohrung 67 des Rotors 66 in der in Fig. 9 dargestellten Weise angeordnet ist, fluchtet die Durchgangsöffnung 67 weder mit der rechteckförmigen Öffnung 47 noch mit der Durchgangsbohrung 78 ganz genau, sondern nur mit dem Drosseldurchgang 59, der die Haupt- und die Nebenflüssigkeitskammer 36, 38 verbindet und zumindest eine wirksame Querschnittsfläche besitzt, durch die die Schwingungen relativ geringer Frequenzen absorbiert werden können. Wie in Fig. 10 dargestellt ist, verschließt sich der Drosselkanal 59, wenn die Durchgangsöffnung 67 mit der rechteckförmigen Öffnung 47 genau fluchtet. Auch wenn dieser Zustand vorhanden ist, absorbiert der andere Drosseldurchgang 54 in effektiver Weise die Schwingungen. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, kann dann, wenn die Durchgangsöffnung 67 des Rotors 66 mit der Durchgangsbohrung 78 fluchtet und auch dann, wenn diese Drosseldurchgänge 54 und 59 in Folge des Auftretens von Schwingungen mit extrem hohen Frequenzen, bspw. bis zu einem Maximum von 50 Hz auftreten, sich selbst verschließen, die Durchgangsbohrung 78 diese Schwingungen mit Sicherheit absorbieren.

Das zweite Ausführungsbeispiel sorgt für eine Konstruktion, die es erlaubt, daß der Rotor 66 die rechteckförmige Öffnung 47 und die Durchgangsbohrung 78 öffnet und schließt. Zusätzlich funktioniert der Rotor 66 nicht nur in der Weise, daß er sowohl die rechteckförmige Öffnung 47 als auch die Durchgangsbohrung 78 vollständig öffnet und schließt, sondern er kann auch eine der beiden in einer Halbstellung schließen und so die halb offenen Querschnittsflächen von rechteckförmiger Öffnung 47 und Durchgangsbohrung 78 steuern.

Im folgenden wird nun auf die Fig. 12 und 13 Bezug genommen, und eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung beschrieben.

Dieses dritte Ausführungsbeispiel schafft eine Konstruktion, in welcher der Rotor 66 und die Rotorwelle 68 schon vor der Gesamtmontage der Vorrichtung koaxial miteinander verbunden sind. Der Rotor 66 und die Rotorwelle 68 sind aus gleichem metallischem Material und durch Drehen oder Formen hergestellt. Wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sorgt das dritte Ausführungsbeispiel für eine Konstruktion, in welcher die Rotorwelle 68 das Zylinderelement 62 durchdringt und der Motor 71 mit dem äußeren Ende der Rotorwelle 68 verbunden ist. Da die Rotorwelle 68 schon vorab mit dem Rotor 66 verbunden ist, sind die Achsen der beiden genau koaxial. Dies wiederum befreit die Hersteller von der kritischen Arbeit des genauen Ausrichtens der Achsen, wenn, wie dies bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen der Fall ist, diese miteinander verbunden werden müssen.

Der Motor 71 ist schon vorher mit dem äußeren Ende der Rotorwelle 68 verbunden, die das Zylinderelement 62 durchdringt, nach dem der Rotor 66 in das Zylinderelement 62 eingesteckt ist. Während dieses Zustandes wird die Schraube 63 des Zylinderelements 62 mit dem Gehäuse 12 verbunden. Alternativ dazu wird, nachdem das Zylinderelement 62 mit dem Gehäuse 12 über das Außengewinde 63 fest verbunden worden ist, der Motor 71 mit der Rotorwelle 68 fest verbunden, die vom Zylinderelement 62 vorsteht. In diesem Falle kann auch eine spezielle Konstruktion verwendet werden, um zu verhindern, daß der Rotor 66 sich in axialer Richtung innerhalb des Zylinderelements 62 bewegt, so daß der Rotor 66 daran gehindert wird, durch eine Kraft auf die Rotorwelle 68 aus dem Zylinderelement 62 herausgezogen zu werden, welche Kraft im Verlaufe der Verbindung der Rotorwelle 68 mit dem Motor 71 in nachteilhafterweise in axialer Richtung bewirkt werden könnte.

Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung, das in Fig. 14 dargestellt ist, ist in der Achse der Rotorwelle 68 eine Durchgangsbohrung 82 vorgesehen. Flüssigkeit kann so über nicht dargestellte Nadeln in entsprechende Flüssigkeitskammern eingebracht werden, die in die Durchgangsbohrung 82 eingebracht sind. Wird Flüssigkeit eingefüllt, kann eine Öffnung vor jeder Flüssigkeitskammer so vorgesehen sein, daß Luft in die Atmosphäre dadurch abgelassen wird, daß sie durch das Einbringen der Flüssigkeit herausgedrückt wird, oder es kann Innenluft aus den Räumen zwischen den Nadeln und der Durchgangsbohrung 82 durch Anordnen der Durchgangsbohrung 82 in einer höheren Position als die Nadeln ausgebracht werden.

Nachdem Flüssigkeit vollständig eingebracht ist, wird die Durchgangsbohrung 82 durch Einstecken von Gummistopfen verschlossen oder die Durchgangsbohrung 82 kann mit Hilfe des Motors 71 automatisch verschlossen werden.

Die Fig. 15 bzw. 16 zeigen die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung. Anstelle des Außengewindes 63 verwendet das fünfte Ausführungsbeispiel ein zylindrisches Gummielement 84 für das Zylinderelement 62. Die Innenfläche des Gummielementes 84 ist mit der Außenfläche des Zylinderelements 62 mit Hilfe eines Vulkanisierprozesses fest verbunden. Das Zylinderelement 62 wird in das Gehäuse 12 eingeschoben, bevor es befestigt wird. Das Zylinderelement 62 ist in das Gehäuse 12 durch die Wirkung elastischer Deformation des Gummielementes 84 eingeschoben, wodurch der Raum zwischen dem Zylinderelement 62 und der Bohrung 48 des Gehäuses 12 luftdicht verschlossen ist. Demgemäß ist beim fünften Ausführungsbeispiel der Zusammenbau von Rotor 66 und Zylinderelement 62 einfacher, als dies bei den vorhergehenden Ausführungsbeispiel der Fall ist.

Aufgrund der vorstehenden konstruktiven Merkmale absorbiert die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung in sicherer und vollständiger Weise Schwingungen mit einem breiten Frequenzbereich. Diese Ausführungsbeispiele vorliegender Erfindung ermöglichen es den Herstellern, den Rotor in genauer Weise zu positionieren, wenn er in ein Zylinderelement eingebracht wird, das als Teil der verengten Durchgänge vorgesehen ist, so daß die Schwingungsdämpfungsvorrichtung in vereinfachter Weise zusammengebaut werden kann.

Claims (12)

1. Aktive Schwingungsdämpfungs- und Absorptionsvorrichtung mit folgenden Merkmalen:

• - ein Gehäuse (12) ist mit einem Schwingungserzeuger oder einem Schwingungen empfangenden Bauteil verbunden;
• - ein Befestigungselement (32) ist mit dem Bauteil oder dem Schwingungserzeuger verbunden;
• - ein elastisches Glied (28), welches das Gehäuse (12) mit dem Befestigungselement (32) verbindet, ist beim Auftreten von Schwingungen verformbar;
• - eine mit Flüssigkeit gefüllte Hauptflüssigkeitskammer (36), von der ein Teil einer Begrenzungswand durch einen Teil des elastischen Glieds (28) gebildet ist;
• - eine mit Flüssigkeit gefüllte Nebenflüssigkeitskammer (38), die mit der Hauptflüssigkeitskammer (36) strömungsverbunden ist;
• - eine Trennwand (22), die zwischen die Haupt- (36) und die Nebenflüssigkeitskammer (38) geschaltet ist, weist einen ersten Drosselkanal (46, 54) auf, der eine wirksame Strömungsverbindung zwischen der Haupt- (36) und der Nebenflüssigkeitskammer (38) bildet;
• - eine frequenzabhängige Drosselkanal- Steuerungseinrichtung (71, 73) zur Veränderung der Querschnittsfläche einer Öffnung des ersten Drosselkanals (54) zwischen der Haupt- (36) und der Nebenflüssigkeitskammer (38) besitzt einen Antrieb (71), ein Zylinderelement (62), einen hohlen Rotor (66), der in das Zylinderelement (62) koaxial eingesetzt ist, und eine Welle (68) zur Übertragung der Antriebskraft, die mit dem Antrieb (71) und dem hohlen Rotor (66) antriebsverbunden ist, um dadurch die Querschnittfläche einer Durchströmöffnung (47) des ersten Drosselkanals (54) zu verändern;
• - die den ersten Drosselkanal (54) bildende Trennwand (22) weist einen zweiten Drosselkanal (59) auf, der entlang der Außenperipherie der Trennwand (22) verläuft, unabhängig vom ersten Drosselkanal (54) angeordnet ist und über eine Durchströmöffnung (58) des zweiten Drosselkanals (59) eine Strömungsverbindung zwischen der Hauptflüssigkeitskammer (36) und der Nebenflüssigkeitskammer (38) schafft, wobei der Querschnitt des zweiten Drosselkanals (59) kleiner ist als der Querschnitt des ersten Drosselkanals (54);
• - der zweite Drosselkanal (59) mündet an einem Ende über die Durchströmöffnung (58) in die Nebenflüssigkeitskammer (38), während das andere Ende des zweiten Drosselkanals über eine Öffnung (46) mit der Hauptflüssigkeitskammer (36) in Strömungsverbindung steht; und
• - die rechteckige Durchströmöffnung (47) des ersten Drosselkanals (54), die mit der Nebenflüssigkeitskammer (38) kommuniziert, ist durch die Drosselkanal-Steuerungseinrichtung (62, 66, 68, 71, 73) öffen- und schließbar.

2. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (22) eine im Querschnitt große Nut (44) und eine kleine Nut (56) entlang ihres äußeren Umfangs aufweist und derart mit dem Gehäuse (12) vereinigt ist, daß der erste Drosselkanal (54) und der zweite Drosselkanal (59) dadurch entstehen, daß der Mündungsrand der Nuten verschlossen wird, der sich zwischen einer peripheren Wand der die Drosselkanäle bildenden Trennwand (22) und einer inneren Wand des Gehäuses (12) befindet.

3. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Nut (56) parallel zur großen Nut (44) verläuft und sie der Nebenflüssigkeitskammer (38) näher ist als die große Nut (44).

4. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach wenigstens einem dem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine Einsteckbohrung (90) aufweist, in welche die Drosselkanal-Steuerungseinrichtung (62, 66, 68, 71) eingesteckt ist, wobei sie sich zugleich im Gehäuse (12) und einer zylindrischen Bohrung (48) der Trennplatte (22) befindet.

5. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Rotor (66) eine Öffnung (67) an einem Teil seiner Umfangswand aufweist, die mit dem ersten Drosselkanal (54) kommunizieren kann.

6. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des hohlen Rotors (66) offen ist und die zylindrische Bohrung (48) der Trennplatte (22) in die Nebenflüssigkeitskammer (38) mündet.

7. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkraftübertragungswelle (68) auf einer geometrischen Achse gehalten ist, die identisch mit derjenigen des Zylinderelements (62) ist, in dem sich der Rotor (66) befindet, wobei eine Drehung des Rotors (66) relativ zum Zylinderelement (62) eine Veränderung des Durchströmquerschnitts des ersten Drosselkanals (54) bewirkt.

8. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkraftübertragungswelle (68) einstückig mit dem hohlen Rotor (66) hergestellt ist, um die Drehkraft vom Drehantrieb (71) auf den Rotor (66) zu übertragen.

9. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkraftübertragungswelle (68) mit einer koaxialen Durchgangsbohrung (82) versehen ist.

10. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Zylinderelements (62) ein Gewindebereich (63) angebracht ist, so daß das Zylinderelement (62) über den Gewindebereich (63) mit dem Gehäuse (12) verbunden werden kann.

11. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Zylinderelements (62) ein elastisches Element (84) vorgesehen ist, welches das Halten des Zylinderelements (62) im Gehäuse (12) gestattet.

12. Schwingungsdämpfungsvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Durchgangsbohrung (78) in der Trennplatte (22) im Bereich des Rotors (66), die über einen Teil der zylindrischen Bohrung (48) in der Trennplatte (22) mit der Hauptflüssigkeitskammer (36) unmittelbar strömungsverbunden ist und deren effektiver Querschnitt größer ist als derjenige des ersten und zweiten Drosselkanals (54 bzw. 59), wobei die Durchgangsbohrung einen dritten Drosselkanal bildet, der durch den Rotor (66) öffnen- und schließbar ist.