DE4239797C2 - Fluidgefüllte, elastische Dämpfungsvorrichtung - Google Patents

Description

Als Schwingungsdämpfer, wie beispielsweise bei einer Motoraufhängung eines Kraftfahrzeuges, zur flexiblen Verbindung von zwei Bauteilen in einem Schwingungssystem, wobei das eine der beiden Bauteile in einer schwingungsdämpfenden Weise mit dem anderen der Bauteile verbunden ist, ist eine elasti­ sche Dämpfungsvorrichtung in Muffenbauweise bekannt. Diese elastische Dämpfungsvorrichtung hat einen zwischen eine innere und eine äußere Muffe eingefügten elastischen Körper, wobei die innere und äußere Muffe voneinander beabstandet sind und durch den elastischen Körper elastisch miteinander verbunden wer­ den. Die eine der Muffen ist am einen der Bauteile fest an­ gebracht, während die andere der Muffen am ande­ ren der beiden Bauteile des Schwingungssystems befestigt ist.

Um mit der in jüngerer Zeit vorherrschenden Tendenz zu immer leistungsfähigeren Kraftfahrzeugen Schritt zu hal­ ten, werden in steigendem Maß derartige elastische Dämpfungsvorrichtungen für moderne Typen und Modelle von Kraft­ fahrzeugen gefordert, die verbesserte Dämpfungseigenschaften über einen weiten Frequenzbereich der zu dämpfenden Schwingungen bieten. Es wurden verschiedene Bemühungen unternommen, um elastische Dämpfungsvorrichtungen zu ent­ wickeln, die diese Forderungen erfüllen.

Im Hinblick auf die obigen Ausführungen wurden verschiedene elastische Dämpfungsvorrichtungen mit einer Fluidfüllung in muffenloser Bauweise vorgeschlagen, bei welchen ein erster und ein zweiter Träger, die voneinander in der Lastaufnahmerichtung beabstandet sind, elastisch durch einen zwischen diese Träger eingefügten elastischen Körper verbunden sind. Beispiele solcher muffenlosen elasti­ schen Dämpfungsvorrichtungen sind in JP-A-60-8540 und JP-A 59-1828 offenbart, wobei der elastische Körper zum Teil eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Fluidkammer begrenzt. Diese Fluidkammer wird ferner teilweise von einer schwingenden Platte abgegrenzt, die durch eine magnetische oder elektromagnetische, durch eine Magnetspule erzeugte Kraft zum Schwingen gebracht wird, um dadurch den Fluiddruck innerhalb der Kammer zu regulieren. Die muffenlose elastische Dämpfungsvorrichtung wird insofern elektrisch geregelt, um die Dämpfungseigenschaften oder -kennwerte so zu justieren, daß die eingetragenen Schwingungen über einen weiten Frequenzbereich wirksam gedämpft werden.

Die Konstruktion der eingangs beschriebenen elastischen Dämpfungsvorrichtung in Muffenbauweise ist jedoch nicht dazu geeignet, eine schwingende Platte, die teilweise eine Fluidkammer abgrenzt, und eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung, wie eine Magnetspule, zur Betätigung der schwingenden Platte aufzu­ nehmen, wie in den oben angegebenen Veröffentlichungen be­ schrieben ist. Bis heute sind keine wirksamen Maßnahmen vorgeschlagen oder entwickelt worden, um die Dämpfungseigen­ schaften der elastischen Dämpfungsvorrichtung der Muffen­ bauart zu verbessern oder zu steigern.

Bei der bekannten, elektrisch regelbaren elastischen Dämpfungsvorrichtung mit einer Fluidfüllung der muffenlosen Bauart mit dem in den obigen Veröffentlichungen beschriebenen Aufbau kann die Betätigung der schwingenden Platte, die im folgenden als Schwingplatte bezeichnet wird, nicht ohne Schwierigkeiten oder in geeigneter Weise geregelt wer­ den, um die elastische Dämpfungsvorrichtung dazu zu bringen, daß sie beabsichtigte oder gewünschte Dämpfungseigenschaf­ ten bietet, weil es schwierig ist, eine ausreichende An­ triebskraft zu erlangen, um leistungsfähig und stabil die Schwingplatte zu betätigen. Insofern ist die bekannte und elektrisch regelbare elastische Dämpfungsvorrichtung der muf­ fenlosen Bauart in der Praxis bezüglich ihrer Dämpfungseigen­ schaften oder -kennwerte nicht zufriedenstellend.

Vor allem leidet die oben genannte elastische Dämpfungsvor­ richtung mit einer Fluidfüllung an dem Mangel einer magneti­ schen Flußdichte in dem Magnetfeld, in welchem die Schwing­ platte oder die Magnetspule angeordnet ist, weil der durch die Magnetspule oder den Dauermagneten gebildete magneti­ sche Pfad oder Kreis offen ist. Insbesondere führt der of­ fene magnetische Kreis zu einer unzureichenden Antriebs­ kraft, um die Schwingplatte so zu betätigen, daß sie lei­ stungsfähig den Fluiddruck innerhalb der Fluidkammer re­ gelt, wenn die elastische Dämpfungsvorrichtung eine Schwingungsbelastung mit mittleren oder niedrigen Frequen­ zen von relativ großer Amplitude empfängt.

Wenn die Schwingplatte in schwingender Weise betätigt oder verlagert wird, so bewirkt darüber hinaus der offene magne­ tische Kreis, der durch die Magnetspule oder den Permanent­ magneten gebildet wird, unvermeidbar eine große Änderung in der magnetischen Flußdichte in dem Feld, in welchem die Schwingplatte oder Spule angeordnet ist. Folglich neigt die auf die Schwingplatte einwirkende Antriebs­ kraft zur Instabilität, was es schwierig macht, wirksam und leistungsfähig die Schwingplatte zu kontrollieren, wo­ durch die Wellenform der innerhalb der Fluidkammer hervor­ gerufenen Pulsation gestört wird, was eine Verzerrung in der Fluiddruckregelung der Fluidkammer her­ vorruft. Insofern ist die bekannte und elektrisch regelba­ re elastische Dämpfungsvorrichtung mit einer Fluidfüllung hinsichtlich ihrer Dämpfungskennwerte nicht zufriedenstel­ lend.

Obwohl die Schwingplatte in geeigneter Weise kontrolliert werden kann, um den Fluiddruck innerhalb der Fluidkammer so zu regeln, daß ein angestrebter Dämpfungseffekt in bezug auf die Vibrationen in einem speziellen Frequenzband gebo­ ten wird, resultiert die Verzerrung der Pulsationswellen­ form des Fluids in einem nachteiligen und ungünstigen Ver­ stärken der Schwingungen in einem anderen Frequenzband. Die bekannte elastische Dämpfungsvorrichtung mit einer Fluid­ füllung ist insofern in ihrer Gesamtheit nicht imstande, die gewünschten Dämpfungskennwerte oder -eigenschaften über einen weiten Frequenzbereich der aufgebrachten Schwin­ gungen zu bieten.

Bei der erfindungsgemäßen elastischen Dämpfungsvorrichtung mit einer Fluidfüllung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist die bewegbare Ringspule in dem Ringspalt ange­ ordnet, der durch das erste sowie das zweite Jochelement und zwischen diesen abgegrenzt ist, wobei diese Jochelemente mit dem Dauermagnet zusammenwirken, um einen geschlosse­ nen magnetischen Kreis zu bilden. Demzufolge bewirkt die erfindungsgemäße Anordnung eine Minimierung einer Störung des Magnetflusses, wodurch die magnetische Flußdichte am Ringspalt erhöht und die Gleichförmigkeit der Magnetflußdichte verbessert und/oder gesteigert wird.

Demzufolge wird die bewegbare Ringspule der ausreichend hohen Magnetflußdichte ausgesetzt, wodurch folglich eine große Magnetkraft erzeugt wird, um die Ringspule bei deren Erregung ungeachtet der axialen Lage der Ringspule, die sich über einen vorbestimmten Bereich eines Arbeitshubes verändert, zu be­ wegen. Das bedeutet, daß eine große Antriebskraft vorhanden ist, um die Schwingplatte zum Schwingen zu bringen, was eine gesteigerte Betriebs- oder Arbeitsstabilität der Schwingplatte gewährleistet.

Die erhöhte Funktionsstabilität der Schwingplatte bei einer großen Antriebskraft gewährleistet eine gesteigerte Genau­ igkeit und Beständigkeit in der Regelung des Fluiddrucks in der Fluidkammer und in erhöhter Weise günstigere Dämp­ fungskennwerte der elastischen Aufhängung.

Der Dauermagnet kann ein massiver Zylinder sein. In diesem Fall ist der Ringspalt radial außerhalb des massiven Zylinders ausgebildet. Bei dieser Anordnung kann das erste Jochelement ein Basisteil mit einem Bodenwandstück sowie einem Zylinderwandstück umfassen, die im Zusammenwirken einen zylindrischen Raum abgrenzen. Das zweite Jochelement kann eine radial innerhalb des Zylinderwandstücks ange­ ordnete kreisförmige Scheibe besitzen. In diesem Fall wird der massive Dauermagnetzylinder innerhalb des zylindrischen Raumes derart angeordnet, daß eine der axial entgegenge­ setzten Flächen des massiven Zylinders des Dauermagneten mit dem Bodenwandstück des Basisteils und die andere dieser axial entgegengesetzten Stirnflächen mit der kreisförmigen Scheibe in Berührung ist.

Der elastische Körper kann ferner teilweise eine Ausgleich­ kammer begrenzen. In diesem Fall umfaßt die elastische Dämpfungsvorrichtung ferner Bauteile, die einen Drosselkanal für eine Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahme- und der Ausgleichkammer bestimmen. Der Drosselkanal wird der­ art abgestimmt, daß er eine Schwingungsbelastung mit einer in einem vorbestimmten Bereich liegenden Frequenz auf der Grundlage einer Resonanz des inkompressiblen, den Drossel­ kanal bei Aufbringen der Schwingungsbelastung zwischen der inneren und der äußeren Muffe (zwischen dem inneren und dem äußeren Träger) durchströmenden Fluids dämpft.

Die elastische Dämpfungsvorrichtung kann einen Montagearm umfassen, um die äußere Muffe an dem einen der beiden Bauteile, die untereinander durch die elastische Dämpfungsvorrichtung in einer schwingungsdämpfen den Weise verbunden werden, zu befestigen. Dieser Montagearm kann mit der Schwingplatte zusammenwirken, um die Hilfs- Fluidkammer abzugrenzen.

Die Aufgabe der Erfindung wie auch deren Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elastischen Dämpfungsvorrich­ tung mit einer Fluidfüllung in Gestalt einer Motor­ aufhängung für ein Kraftfahrzeug;

Fig. 2 einen Axialschnitt der in Fig. 1 dargestellten Dämpfungsvorrichtung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein eine Drossel oder Blende bestimmendes Bauteil;

Fig. 4 und 5 schematische Ausschnittsdarstel­ lungen von Abwandlungen der obigen erfindungsgemäßen Ausführungsform hinsichtlich der Größe einer sich gegenüber einem Ringspalt be­ wegenden Ringspule in der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung für die Dämpfungsvorrichtung.

Die in Fig. 1 gezeigte elektrisch regelbare und elastische Motoraufhängung mit einer Fluidfüllung ist für ein Kraft­ fahrzeug mit Frontantrieb und vorne liegendem Motor vorge­ sehen, und sie besteht aus einem Hauptteil 13 sowie einer elektromagnetischen Antriebsvorrichtung 72 in der Haupt­ sache.

Das Hauptteil 13 umfaßt einen ersten sowie einen zweiten Träger in Form einer inneren Muffe 10 sowie einer äußeren Muffe 12, welche radial außerhalb der inneren Muffe 10 so angeordnet ist, daß beide Muffen 10, 12 zueinander exzen­ trisch sind. Die beiden Muffen 10 und 12 sind aus Metall gefertigt und untereinander durch einen zwischen die­ se eingesetzten elastischen Körper 14 elastisch verbunden. Das Hauptteil 13 besitzt einen Montagearm 15, in welchen die äußere Muffe 12 im Preßsitz eingepaßt ist. Die eine der beiden Muffen 10 und 12 ist entweder am Fahrzeugaufbau oder am Motor des Fahrzeugs befestigt, während die an­ dere der beiden Muffen dann am Motor oder am Fahrzeug­ aufbau festgehalten ist. Beispielsweise ist die innere Muf­ fe 10 am Motor fest, während die äußere Muffe 12 über den Montagearm 15 am Fahrzeugaufbau befestigt ist. Da die Masse des Motors an der inneren Muffe 10 als eine sta­ tische Last wirkt, wird der elastische Körper 14 elastisch verformt, während die innere und äußere Muffe 10, 12 radial zueinander verlagert werden, so daß die beiden Muffen 10 und 12 im wesentlichen miteinander in eine kon­ zentrische oder koaxiale Lagebeziehung gebracht werden. Im Betrieb der in das Fahrzeug in der oben beschriebenen Weise eingebauten Motoraufhängung wird auf diese eine dy­ namische Schwingungsbelastung in einer diametralen Richtung (Lastaufnahmerichtung) aufgebracht, in welcher die innere und äußere Muffe 10, 12 ursprünglich zueinander versetzt sind, d. h. in der vertikalen Richtung bei Betrachtung der Fig. 1.

Die innere Muffe 10 hat eine relativ große zylindrische Wanddicke. An einem in axialer Richtung mittleren Teil der inneren Muffe 10 ist durch Schweißen ein metallischer Lager­ block 16 so gehalten, daß er sich in einer radialen Richtung erstreckt. Der Lagerblock 16 trägt ein an seiner unteren Stirnseite befestigtes Flügelelement 18, das sich allge­ mein in einer zu der radialen Richtung der inneren Muffe 10, in welcher sich der Lagerblock 16 erstreckt, rechtwink­ ligen Richtung hinzieht. Dieses Flügelelement 18 ist in einen Gummipuffer 17 eingebettet.

Radial außerhalb von der inneren Muffe 10 ist eine Zwischen­ muffe 20 so angeordnet, daß diese zur inneren Muffe 10 exzentrisch ist. Die Zwischenmuffe 20 ist ebenfalls aus Metall gefertigt. Der elastische Körper 14 ist ein allgemein zylindrisches Teil, das die innere Muf­ fe 10 und die Zwischenmuffe 20 verbindet. Der elastische Körper 14 und die Innen- sowie Zwischenmuffe 10, 20 bilden eine einstückige innere Baueinheit, die durch Vulkanisie­ ren eines geeigneten Gummimaterials für den elastischen Körper 14 hergestellt wird.

Die Zwischenmuffe 20 besitzt ein erstes Fenster 22 sowie ein zweites Fenster 24, die diametral einander entgegenge­ setzt sind, wobei die innere Muffe 10 in der Lastaufnahme­ richtung zwischen diesen angeordnet ist. Der elastische Kör­ per 14 hat eine erste sowie eine zweite Aussparung 26 bzw. 28, die an ihrer Außenumfangsfläche durch die jeweiligen Fenster 22 und 24 offen sind. In der ersten Aussparung 26 ist das oben erwähnte Flügelelement 18 so angeordnet, daß dieses die Aussparung 26 im wesentlichen in zwei Sektionen teilt, die in einem jeweiligen radial inneren und äußeren Bereich des elastischen Körpers 14 angeordnet sind. Das Flügelelement 18 wirkt mit der Innenfläche des die erste Aussparung 26 begrenzenden elastischen Körpers 14 zusammen, um einen ringförmigen Resonanzbereich oder verengten Fluid­ durchgang 30 für eine Fluidverbindung zwischen den oben er­ wähnten beiden Sektionen der ersten Aussparung 26 abzugren­ zen. Um eine ungleichmäßige Verformung eines Teils des ela­ stischen Körpers, der die erste Aussparung 26 begrenzt, zu verhindern, weist dieser Teil ein darin eingebettetes ringförmiges, einschränkendes Bauteil 32 auf.

Durch den elastischen Körper 14 hindurch ist ein axialer Hohlraum 34 ausgebildet, der sich über die gesamte axiale Länge des Körpers 14 erstreckt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Dieser axiale Hohlraum 34 liegt zwischen der inneren Muf­ fe 10 und der zweiten Aussparung 28. Durch das Vorhanden­ sein des Hohlraumes 34 entsteht in der den Boden der zweiten Aussparung 28 bestimmenden elastischen Wand eine dünne ela­ stische Wand 36, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Diese dünne elastische Wand 36, die ohne Schwierigkeiten elastisch verformbar oder verlagerbar ist, wird mit einem mittigen, dickwandigen Teil versehen, das als ein Anschlag 38 wirkt, um ein Maß der relativen radialen Verlagerung der inneren und äußeren Muffe 10, 12 zu begrenzen und dadurch eine übermäßige Verformung des elastischen Körpers 14 zu verhindern.

Der oben erwähnte innere Bausatz 10, 14 und 20 des Hauptteils 13 der Dämpfungsvorrichtung hat zwei teilperiphere Auskehlungen 40, die in der Außenumfangsfläche so ausgebildet sind, daß diese Auskehlungen 40 die erste und zweite Aussparung 26 und 28 verbinden. In diesen Auskehlungen 40 sind jeweils zwei eine Drossel oder Blende bestimmende Bauteile 42 aufgenom­ men. Jedes dieser Drosselbauteile 42 hat eine halbkreis­ förmige Querschnittsgestalt, so daß die in den zugeordneten teilperipheren Auskehlungen 40 aufgenommenen beiden Dros­ selbauteile 42 ein zylindrisches Bauteil bilden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat jedes dieser Drosselbauteile 42 am einen seiner entgegengesetzten Umfangsenden einen halb­ kreisförmigen Ausschnitt 43, wobei an diesen Enden die zwei Drosselbauteile 42 zusammenstoßen und dadurch die Ausschnit­ te 43 der Drosselbauteile 42 zusammen ein kreisförmiges Loch 41 umschließen, das mit der ersten Aussparung 26 in Verbindung steht.

Gemäß Fig. 3 hat jedes Drosselbauteil 42 eine im Querschnitt U-förmige Kehle 44. Diese Kehle 44 hat nahe den entgegenge­ setzten Enden des Bauteils 42 befindliche entgegengesetzte Enden und ist im Bereich der entgegengesetzten Enden des Bauteils 42 um 180° gebogen, so daß die Kehle 44 eine rela­ tiv große Länge hat. Das Bauteil 42 ist mit zwei Verbin­ dungsöffnungen 46 und 48 versehen, die seine Dicke durch­ setzen und mit den jeweiligen entgegengesetzten Enden der Kehle 44 sowie der ersten bzw. zweiten Aussparung 26, 28 in Verbindung stehen.

Die äußere Muffe 12 ist am inneren Bausatz 10, 14 und 20 mit den in den teilperipheren Auskehlungen 40 aufgenomme­ nen Drosselbauteilen 42 so angebracht, daß die äußere Muf­ fe 12 auf der Außenumfangsfläche der Zwischenmuffe 20 sitzt. Als Ergebnis werden die erste sowie zweite Aussparung 26, 28 und die Kehle 44 durch die äußere Muffe 12, deren Innenum­ fangsfläche mit einer abdichtenden Gummilage versehen ist, abgeschlossen. Auf diese Weise besitzt das Hauptteil 13 der Dämpfungsvorrichtung eine Druckaufnahmekammer 50 und eine Ausgleich­ kammer 52, die jeweils der ersten bzw. zweiten Aussparung 26, 28 entsprechen. Diese Kammern 50 und 52 sind mit einem inkompressiblen Fluid, wie Wasser, Alkylenglykol, Polyalky­ lenglykol oder Silikonöl, gefüllt. Ferner wirkt die Kehle 44 mit den Verbindungsöffnungen 46 und 48 zusammen, um einen Drosselkanal 54 für eine Fluidverbindung zwischen der Druck­ aufnahmekammer 50 und der Ausgleichkammer 52 abzugrenzen.

Bei Aufbringen einer Schwingungsbelastung zwischen der inne­ ren und äußeren Muffe 10, 12 in der Lastaufnahmerichtung ändert sich der Fluiddruck innerhalb der Druckaufnahmekammer 50 aufgrund der elastischen Verformung des elastischen Kör­ pers 14. Andererseits wird eine Fluiddruckänderung in der Ausgleichkammer 52 im wesentlichen durch eine elastische Verformung oder Verlagerung der dünnen elastischen Wand 36, wodurch eine Volumenänderung der Ausgleichkammer 52 her­ vorgerufen wird, absorbiert. Folglich entsteht ein Unter­ schied zwischen den Fluiddrücken in den beiden Fluidkammern 50 und 52, so daß das Fluid zu einem Fließen zwischen den beiden Kammern 50 und 52 durch den Drosselkanal 54 hindurch gebracht wird. Wie allgemein bekannt ist, wird die aufgebrachte Schwingung auf der Grundlage der Re­ sonanz des durch den Drosselkanal fließenden Fluids gedämpft, d. h. , die Länge und die Querschnittsfläche des Drosselkanals 54 werden so abgestimmt, daß die Motorauf­ hängung imstande ist, einen gewünschten Dämpfungseffekt mit Bezug auf niederfrequente Schwingungen, wie ein Rütteln, mit einer relativ großen Amplitude auf der Grundlage der Re­ sonanz des durch den Drosselkanal 54 fließenden Fluids zu bieten.

Das Hauptteil 13 der Dämpfungsvorrichtung, das den oben beschriebenen Aufbau hat, wird im Montagearm 15 gehalten. Insbesondere be­ sitzt der Montagearm 15 ein zylindrisches Teil mit einer Bohrung 58, in welcher das Hauptteil 13 im Preßsitz angeord­ net ist. Ferner weist der Montagearm 15 einen vom zylindri­ schen Teil radial auswärts ragenden Befestigungsblock 56 auf, durch den das Hauptteil 13 am Fahrzeugaufbau oder am Motor des Fahrzeugs festgelegt wird.

Die äußere Muffe 12 hat ein Durchgangsloch 68, das durch das kreisförmige Loch 41 ,der Drosselbauteile 52 mit der Druck­ aufnahmekammer 50 in Verbindung ist. Andererseits hat der Montagearm 15 eine Öffnung 60, die über das Durchgangsloch 68 und das kreisförmige Loch 41 mit der Druckaufnahmekammer 50 verbunden ist.

Der Montagearm 15 hat eine kreisförmige Vertiefung 63, die an ihrem unteren Ende bei Betrachtung von Fig. 1 und 2 offen ist. Die kreisförmige Vertiefung 63 ist in Verbindung mit der Öffnung 60 ausgestaltet und hat einen erheblich größeren Durchmesser als die Öffnung 60. Innerhalb dieser kreisför­ migen Vertiefung 63 ist eine schwingende Platte (Schwingplat­ te) 62 angeordnet, die durch einen ringförmigen, elastischen Träger 64 an einem Haltering 66 befestigt ist. Die Schwing­ platte 62 ist somit an ihrem Umfang mit dem elastischen Träger 64 haftend verbunden, wobei dieser Träger 64 wiederum vom Haltering 66, der mit dem Montagearm 15 verschraubt ist, getragen wird. Die Elastizität des elastischen Trägers 64 ermöglicht es der Schwingplatte 62, sich ohne Schwierigkeit in ihrer axialen Richtung zu verlagern.

Der ringförmige, elastische Träger 64 und die Schwingplatte 62 schließen die Öffnung 60 fluiddicht ab, wodurch eine Hilfs-Fluidkammer 70 gebildet wird, die mit der Druckauf­ nahmekammer 50 in Verbindung steht. Die Schwingplatte 62 begrenzt somit zum Teil die Hilfs-Fluidkammer 70, die mit einer Haupt-Fluidkammer in Gestalt der Druckaufnahmekammer 50 zusammenwirkt, um eine Fluidkammer zu bilden, die durch den Drosselkanal 54 mit der Ausgleichkammer 52 verbunden ist.

Um zwischen der Druckaufnahmekammer 50 und der Hilfs-Fluid­ kammer 70 einen fluiddichten Abschluß zu gewährleisten, ist innerhalb der Öffnung 60 ein abdichtender Gummiring 67 ange­ ordnet, der in axialer Richtung durch eine mit dem Montage­ arm 15 verschraubte Druckplatte 69 gegen die Außenumfangs­ fläche der äußeren Muffe 12 gepreßt wird.

Die Schwingplatte 62 wird durch eine am Montagearm 15 ange­ brachte elektromagnetische Antriebsvorrichtung 72 betätigt oder erregt. Die Antriebsvorrichtung 72 ist an der einen der einander entgegengesetzten Seiten der Schwingplatte 62 angeordnet, welche Seite von der Fluidkammer 50, 70 abgele­ gen ist.

Die elektromagnetische Antriebsvorrichtung 72 umfaßt einen Dauermagneten 74 in Gestalt eines massiven Zylinders, der an seinen in axialer Richtung entgegengesetzten Stirnflächen entgegengesetzte Magnetpolflächen besitzt. Der Dauermagnet 74 ist in einem ferromagnetischen Basisteil 78 aufgenommen, das ein Bodenwandstück 78a sowie ein Zylinder­ wandstück 78b besitzt. Im einzelnen ist der Magnet 74 in einem zylindrischen Raum 78c, der durch das Zylinder- und Bodenwandstück 78b, 78a des Basisteils 78 abgegrenzt ist, so angeordnet, daß die untere Polfläche des Magneten mit einem in radialer Richtung mittigen Teil des Bodenwandstücks 78a des Basisteils 78 in Berührung ist. Das Basisteil 78 hat am oberen Ende des Zylinderwandstücks 78b einen Auswärts­ flansch 76, der mit dem Montagearm 15 verschraubt ist, so daß der zylindrische Raum 78c zur Schwingplatte 62 hin offen ist.

Eine ferromagnetische, kreisförmige Stirnscheibe 80 von rela­ tiv großer Dicke ist in Berührung mit der oberen Polfläche des Dauermagneten 74 angeordnet. Diese Stirnscheibe 80 hat einen gegenüber dem Durchmesser des Magneten 74 größeren Durchmesser und einen gegenüber dem Innendurchmesser des Zylinderwandstücks 78b des Basisteils 78 kleineren Durchmes­ ser. Die Stirnscheibe 80 wird auf die Polfläche des Magneten 74 durch Befestigungsmittel in Form von mehreren Schrauben 82 gepreßt, die die Stirnscheibe so am Basisteil 78 halten, daß der Dauermagnet 74 fest zwischen der Stirnscheibe 80 sowie dem Bodenwandstück 78a des Basisteils 78 eingeklemmt wird. Die Schrauben 82 sind in den Umfangsbereich der Stirnschei­ be 80, welcher vom Umfang der Polfläche des Magneten 74 ra­ dial auswärts ragt, eingedreht.

Am offenen Ende des Zylinderwandstücks 78b des ferromagneti­ schen Basisteils 78 ist ein ferromagnetisches Ringglied 84 angeordnet, das mit dem Auswärtsflansch 76 verschraubt ist. Dieses Ringglied 84 umfaßt einen zylindrischen Kragen, des­ sen Außenumfangsfläche mit der Innenumfangsfläche des Zy­ linderwandstücks 78b des Basisteils 78 in Berührung ist. Mit dem derart am Basisteil 78 angebrachten Ringglied 84 ist ein vorgegebener radialer Abstand zwischen der Innenum­ fangsfläche des zylindrischen Kragens des Ringgliedes 84 und der gegenüberliegenden Außenumfangsfläche der Stirn­ scheibe 80 vorhanden.

Das Basisteil 78, die Stirnscheibe 80 und das Ringglied 84 sind alle aus Eisen oder einem anderen ferromagnetischen Material gefertigt, so daß hier ein geschlossener magneti­ scher Kreis gebildet wird. Die Stirnscheibe 80 und das Ringglied 84, die teilweise den geschlossenen magne­ tischen Kreis bestimmen, wirken zur Abgrenzung eines ring­ förmigen oder zylindrischen Spalts 86 zwischen sich zu­ sammen.

Im Ausführungsbeispiel wirken das Basisteil 78 und das Ringglied 84 als ein erstes Jochelement, das mit der unteren Polfläche des Dauermagneten 74 verbunden ist, wäh­ rend die Stirnscheibe 80 als ein mit der oberen Polfläche des Magneten 74 verbundenes zweites Jochelement wirkt. Dieses erste und zweite Jochelement bilden zusammen mit dem Magne­ ten 74 den geschlossenen magnetischen Kreis. Die das Basis­ teil 78 und die Stirnscheibe 80 untereinander verbindenden Schrauben 82 bestehen aus einem unmagnetischen Material, wie einer Aluminiumlegierung, um ein Kurzschließen des magne­ tischen Kreises zu verhindern.

Innerhalb des Ringspalts 86 zwischen der Stirnscheibe 80 und dem Ringglied 84 ist eine ringförmige, bewegbare Spule 92 angeordnet, die innerhalb dieses Ringspalts 86 in axialer Richtung bewegbar ist. Die Spule 92 wird von einem zylindri­ schen, bewegbaren Element 88 aus unmagnetischem Material wie einem Kunstharz oder einer Aluminiumlegierung, gela­ gert. Das bewegbare Element 88 besitzt einen Zylinderkragen 90, der sich durch den Ringspalt 86 erstreckt.

Die bewegbare Ringspule 92 ist an der Außenumfangsfläche des Zylinderkragens 90 des bewegbaren Elements 88 befestigt, so daß dieses Element 88 mit der Spule 92 bewegt wird, wenn die Spule 92 durch einen ihr zugeführten elektrischen Strom eine Bewegung ausführt, wie beschrieben werden wird. Der Strom wird durch einen Leitungsdraht 94 zugeführt, welcher sich durch einen Durchbruch 96 im Zylinderwandstück 78b des Basisteils 78 erstreckt. Um axiale Bewegungen des Zylinder­ kragens 90 und der Spule 92 zuzulassen, sind zwischen der Stirnscheibe 80 und dem Zylinderkragen 90 sowie zwischen der Spule 92 und dem Ringglied 84 kleine radiale Zwischen­ räume vorhanden.

Die axiale Länge der Ringspule 92 wird so gewählt, daß sie geringer ist als die axiale Länge des zylindrischen Teils des Ringgliedes 84, so daß die innerhalb des Spalts 86 axial verlagerte Spule 92 immer innerhalb der axialen Länge des Ringgliedes 84 angeordnet ist, um eine im wesentlichen kon­ stante, an der Spule 92 aufgebrachte Magnetflußdichte unge­ achtet der axialen Lage der Spule 92 zu gewährleisten.

Die elektromagnetische Antriebsvorrichtung 72 ist am Aus­ wärtsflansch 76 des Basisteils 78 mit dem unteren Ende des Montagearms 15 verschraubt. Gleichzeitig ist die untere Flä­ che des bewegbaren Elements 88 an die Unterseite der Schwing­ platte 62 geschraubt. Unter dieser Bedingung ist die beweg­ bare Ringspule 92 in einem axial mittleren Teil des Ring­ spalts 86 angeordnet.

Im Betrieb der Motoraufhängung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird die bewegbare Ringspule 92 durch einen geregel­ ten Wechselstrom erregt, wobei die Spule 92 einer elektroma­ gnetischen Kraft (Lorentz-Kraft) ausgesetzt ist, welche gemäß der "Linke-Hand-Regel" (Fleming-Dreifingerregel) erzeugt wird, so daß die Spule 92 mit dem bewegbaren Element 88 be­ wegt wird. Als Ergebnis dessen wird die Schwingplatte 62 mit einer Kraft verlagert, die der Größe des an die Spule 92 gelegten elektrischen Stroms proportional ist. Die Schwing­ platte 62 wird durch Regeln des an die Spule 92 gelegten Stroms in Abhängigkeit von der Druckänderung in der Druck­ aufnahmekammer 50 aufgrund der eingetragenen Schwingungsbe­ lastung zum Oszillieren gebracht. Auf diese Weise kann der Fluiddruck in der Kammer 50 wirksam geregelt werden, um in Abhängigkeit von der Art der aufgebrachten Schwingung die Dämpfungscharakteristik der Motoraufhängung zu ändern.

Wenn die Frequenz der aufgebrachten Schwingung relativ nie­ drig ist, wird die Schwingplatte 62 mit derselben Phase wie die aufgebrachte Schwingung oszilliert, um eindeutig eine Fluiddruckänderung in der Druckaufnahmekammer 50 zur Erhö­ hung der Fluidmenge, die durch den Drosselkanal 54 fließt, zu bewirken, so daß dadurch der auf der Fluidströmung durch den Drosselkanal 54 hindurch beruhende Dämpfungseffekt ge­ steigert wird. Liegt die Frequenz der aufgebrachten Schwin­ gung in einem mittleren oder niedrigen Band, wird die Phase der Schwingung der Schwingplatte 62 gegenüber der aufgebrachten Schwingung umgekehrt, um dadurch die Fluid­ druckänderung in der Kammer 50 zu absorbieren oder die Grö­ ße der Fluiddruckänderung zu vermindern, so daß die Motorauf­ hängung eine wirksam reduzierte dynamische Federkonstante mit Bezug auf die Mittel- bis Niederfrequenzvibration zeigt.

Bei der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung 72 der Motoraufhängung hat das Magnetfeld, dem die be­ wegbare Spule 92 ausgesetzt wird, eine ausreichend hohe Magnetflußdichte mit einer verringerten Größe einer Magnet­ flußstreuung vom Dauermagneten 74, weil das Magnetfeld im Ringspalt 66 erzeugt wird, welcher im geschlossenen magne­ tischen Kreis oder Pfad vorhanden ist. Demzufolge wird bei einer Erregung der bewegbaren Spule 92 eine ausreichend gro­ ße Magnetkraft erzeugt, um die Schwingplatte 62 zu betätigen, so daß der Fluiddruck in der Druckaufnahmekammer 50 in ge­ eigneter Weise geregelt wird und dadurch optimale Dämpfungs­ kennwerte in Abhängigkeit vom Typ der aufgebrachten Schwin­ gung ohne eine Erhöhung der Kompliziertheit oder eine Ver­ größerung der elektromagnetischen Antriebsvorrichtung 72 zu erreichen sind. Die ausreichend hohe Magnetflußdichte am Ringspalt 86 läßt die Verwendung eines Magneten 74 zu, des­ sen Magnetkraft relativ klein ist, d. h., der eine relativ geringe Größenabmessung hat, was eine als Ganzes relativ klein bemessene Motoraufhängung ermöglicht.

Da das Magnetfeld, in welchem die bewegbare Spule 92 liegt, am Ringspalt 86 im geschlossenen magnetischen Kreis, welcher durch die Bauteile 70, 78, 80 und 84 bestimmt wird, erzeugt wird, werden die Magnetflußdichte im Magnet­ feld und die erzeugte Magnetkraft über das gesamte Feld hin­ weg gleichförmig ohne Rücksicht auf die axiale Lage der Spule 92, die innerhalb des Spalts 86 axial bewegt wird, gemacht. Diese Anordnung ermöglicht es, daß die erzeugte Ma­ gnetkraft im wesentlichen der Größe des an die bewegbare Spu­ le 92 gelegten elektrischen Stroms proportional ist, wodurch die Schwingbewegung der Schwingplatte 62 vergleichsweise einfach geregelt werden kann, und zwar mit einer wirksam verminderten Größe einer Verzerrung der Wellen­ form der Fluiddruckpulsation in der Druckaufnahmekammer 50.

Somit ist die Motoraufhängung zu einer un­ komplizierten und exakten Regelung des Fluiddrucks innerhalb der Kammer 50 imstande, um eine verbesserte Dämpfungsstabili­ tät mit Bezug auf die aufgebrachten Schwingungen über einen weiten Frequenzbereich zu bieten. Die Motor­ aufhängung ist folglich im wesentlichen von dem herkömmlicher­ weise in Erscheinung tretenden Problem frei, daß die Verzerrung der Pulsationswellenform in einer Verstärkung der Schwin­ gung resultiert, deren Frequenz außerhalb des Frequenzbandes der Schwingungen liegt, die wirksam mit Hilfe der Schwing­ platte 62 gedämpft werden können.

Bei den erläuterten und dargestellten Ausführungsformen wird die elektromagnetische Antriebsvorrichtung 72 bei Motoraufhängungen zur Anwendung gebracht, die die Aus­ gleichkammer 52 besitzen, welche mit der Druckaufnahmekammer 50 (Fluidkammern 50, 70) durch den Drosselkanal 54 in Ver­ bindung steht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf elastische Dämpfungsvorrichtungen mit einer Fluidfüllung anwendbar, die eine solche Ausgleichkammer sowie einen solchen Dros­ selkanal nicht besitzen und imstande sind, aufgebrachte Schwingungen durch geeignete Regelung des Fluiddrucks in der Druckaufnahmekammer 50 durch die Schwingplatte 62 zu dämpfen. Das bedeutet, daß die elektromagnetische Antriebs­ vorrichtung 72 dazu dient die Schwingplatte 62 zum Dämp­ fen der aufgebrachten Schwingungen zu regeln.

Die Jochelemente, die mit dem Dauermagneten 74 zur Abgrenzung eines geschlossenen Spalts (86) zusammenwirken, sind nicht auf die Elemente 78, 86 und 84 begrenzt, die bei der erläu­ terten Ausführungsform zur Anwendung kommen, sondern sie können in geeigneter Weise z. B. in ihrer Größe und Ausge­ staltung abgewandelt werden, unter der Voraussetzung, daß ein eine Ringspule 92 aufnehmender Ringspalt hinter der Schwingplatte 62 gebildet wird.

Ferner kann die axiale Länge der Ringspule 92 mit Bezug zur entsprechenden Abmessung der den Ringspalt begrenzenden Tei­ le 80 und 84 in geeigneter Weise gewählt werden. Beispiels­ weise kann die Spule 92 durch Spulen 104 und 106, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, ersetzt werden, um eine im wesent­ lichen gleichförmige Magnetflußdichte am Ringspalt ohne Rücksicht auf die axiale Lage der Spule zu gewährleisten. Die Spule 104 von Fig. 4 hat eine axiale Länge, die erheb­ lich größer als die axiale Abmessung eines Ringspalts 98, der durch Jochelemente 100 und 102 bestimmt ist, bemessen ist. Die Spule 106 von Fig. 5 hat eine axiale Länge, die ausrei­ chend kleiner als das axiale Maß des Spalts 98 ist.

Wenngleich die dargestellten elastischen Aufhängungen mit einer Fluidfüllung insgesamt solche sind, die als Motorauf­ hängungen bei einem Kraftfahrzeug dienen, so ist das Prinzip dieser Erfindung gleicherweise auf andere Arten von Fahrzeug- Dämpfungsvorrichtungen anwendbar, wie Karosserieaufhängungen und Differentiallagerungen, wie auch auf Schwingungsdämpfer oder elastische Aufhängungen, die in anderen Anlagen oder Systemen neben solchen für Motorfahrzeuge verwendet werden.

Durch die Erfindung wird somit eine elastische Dämpfungsvorrichtung mit einer Fluidfüllung offenbart, wobei ein elastischer Körper, der eine innere und eine äußere Muffe elastisch ver­ bindet, teilweise eine mit einem inkompressiblen Fluid ge­ füllte Druckaufnahmekammer begrenzt und eine schwingende Platte vorgesehen ist, um teilweise eine Hilfs-Fluidkammer abzugrenzen, die mit der Druckaufnahmekammer zur Ausbildung einer Fluidkammer zusammenwirkt. Zwei Jochelemente sind mit jeweils entgegengesetzten Polflächen eines Dauermagneten verbunden, der an der einen der entgegengesetzten Flächen der Schwingplatte, welche von der Fluidkammer entfernt ist, angeordnet ist. Die Jochelemente, die mit dem Dauermagneten zur Bestimmung eines geschlossenen magnetischen Kreises zu­ sammenwirken, begrenzen zwischen sich einen Ringspalt im magnetischen Pfad, in welchem eine bewegbare Ringspule, die an der Schwingplatte fest ist, aufgenommen ist. Die Spule wird in dem Spalt axial verlagert, um bei ihrer Erre­ gung die Schwingplatte zum Oszillieren zu bringen.

Claims (9)

1. Fluidgefüllte elastische Dämpfungsvorrichtung mit einer inneren und einer radial äußeren Muffe (10, 12), die durch einen elastischen Körper (14) verbunden sind, welche teilweise eine mit einem inkompressiblen Fluid gefüllte Druckaufnahmekammer (50) begrenzt, die mit einer Hilfskammer (70) in Verbindung steht und zusammen mit dieser eine Fluidkammer (50, 70) bildet, die wiederum durch eine schwingende Platte (62) teilweise begrenzt ist, die zur Änderung des Drucks in der Fluidkammer (50, 70) verlagerbar ist, indem eine Ringspule (92, 104, 106) erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspule (92, 104, 106) an der schwingenden Platte (62) befestigt ist und daß auf der von der Fluidkammer (50, 70) abgewandten Seite der schwingenden Platte (62) ein Dauermagnet (74) angeordnet ist, dessen einander entgegengesetzte Magnetpolflächen mit einem ersten feststehenden und einem zweiten feststehenden Jochelement (78, 84, 102; 80, 100) verbunden sind, die miteinander einen magnetischen Kreis bilden und zwischen sich einen gleichbleibenden ringfömigen Spalt (86, 98) begrenzen, in dem die Ringspule (92, 104, 106) angeordnet und durch Erregung zusammen mit der Platte (62) verlagerbar ist.

2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (74) ein massiver Zylinder und der gleichbleibende ringförmige Spalt (86, 98) radial außerhalb um den massiven Zylinder ausgebildet ist.

3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Jochelement ein Basisteil (78) mit einem Bodenwandstück (78a) sowie einem Zylinderwandstück (78b), die im Zusammenwirken einen zylindrischen Raum (78c) abgrenzen, umfaßt, daß das zweite Jochelement eine radial innenseitig des Zylinderwandstücks (78b) angeordnete kreisförmige Stirnscheibe (80, 100) besitzt und daß der massive Dauermagnetzylinder (74) innerhalb des zylindrischen Raumes (78c) derart angeordnet ist, daß die eine seiner axial entgegengesetzten Stirnflächen mit dem Bodenwandstück (78d) des Basisteils (78) und die andere dieser axial entgegengesetzten Stirnflächen mit der kreisförmigen Stirnscheibe (80) in Berührung ist.

4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Jochelement ferner ein am Zylinderwandstück (78b) des Basisteiles (78) befestigtes Ringglied (84, 102) umfaßt, das eine Innenumfangsfläche hat, die im Zusammenwirken mit einer Außenumfangsfläche der kreisförmigen Stirnscheibe (80, 100) den Ringspalt (86, 98) abgrenzt.

5. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der kreisförmigen Stirnscheibe (80, 100) am Bodenwandstück (78a) des Basisteils (78) Befestigungseinrichtungen (82) derart vorgesehen sind, daß der massive Zylinder des Dauermagneten (74) zwischen der kreisförmigen Stirnscheibe (80) und dem Bodenwandstück (78a) festsitzend eingespannt ist.

6. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der schwingenden Platte (62) ein bewegbares Element (88) befestigt sowie die Ringspule (92, 104, 106) an dem bewegbaren Element (88) fest ist.

7. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Träger (64) vorgesehen ist, der die schwingende Platte (62) elastisch lagert, um dieser eine schwingende Bewegung durch die Ringspule (92, 104, 106) zu ermöglichen.

8. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (14) ferner eine Ausgleichkammer (52) teilweise begrenzt und Bauteile (42, 12) einen Drosselkanal (54) für eine Fluidverbindung zwischen der Druckaufnahmekammer (50) sowie der Ausgleichkammer (52) bestimmen, wobei der Drosselkanal so abgestimmt ist, daß er eine Schwingungsbelastung mit einer in einem vorbestimmten Bereich liegenden Frequenz auf der Grundlage einer Resonanz des inkompressiblen, den Drosselkanal (54) bei Aufbringen der Schwingungsbelastung zwischen der inneren Muffe (10) und der äußeren Muffe (12) durchströmenden Fluids dämpft.

9. Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der äußeren Muffe (12) an einem von zwei Bauteilen, die durch die elastische Aufhängung in einer Schwingungen dämpfenden Weise verbunden werden, ein Montagearm (15) vorgesehen ist, der mit der schwingenden Platte (62) zur Abgrenzung der Hilfskammer (70) zusammenwirkt.