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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Dämpfen von Vibrationen, aktive,
hydraulische Antivibrationsabstützungen
und solche Abstützungen
umfassende Fahrzeuge, wobei diese Abstützungen insbesondere für die Montage
von Kraftfahrzeugmotoren bestimmt sind und Gegenvibrationen erzeugen,
welche dazu dienen, die Auswirkungen von Vibrationen dieser Motoren
zum Verschwinden zu bringen. Beispielsweise offenbart das Dokument FR-A-2755489
eine solche Antivibrationsabstützung.
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Im
speziellen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Dämpfen von
Vibrationen zwischen zwei steifen Elementen, wobei zwischen diesen
Elementen eine aktive, hydraulische Antivibrationsabstützung eingefügt ist,
welche umfasst:
- • erste und zweite steife Armaturen,
welche an den jeweiligen beiden steifen, zusammenzufügenden Elementen
befestigt sind,
- • einen
Elastomerkörper,
welcher zwischen ihnen die beiden Armaturen verbindet und welcher
teilweise eine mit einem gewissen Flüssigkeitsvolumen gefüllte Arbeitskammer
begrenzt,
- • eine
flexible Wandung, welche teilweise eine Kompensationskammer begrenzt,
welche mit Flüssigkeit
gefüllt
ist, wobei sie mit der Arbeitskammer mittels eines schmalen, ebenfalls
mit Flüssigkeit
gefüllten
Durchgangs verbunden ist,
- • eine
steife Trennwand, welche fest mit der zweiten Armatur verbunden
ist und zwischen der Arbeitskammer und der Kompensationskammer eingefügt ist,
wobei diese steife Trennwand eine erste Düse aufweist,
- • ein
Erregermittel, welches die erste Düse der steifen Trennwand verschließt, wobei
dieses Erregermittel eine erste Fläche, welche mit der in der Arbeitskammer
enthaltenen Flüssigkeit
in Verbindung steht, und eine zweite, von der Arbeitskammer isolierte
Fläche
aufweist, wobei das Erregermittel zur steifen Trennwand orthogonal
beweglich angeordnet ist,
wobei beim Verfahren das Erregermittel
vibriert wird, so dass Volumenvariationen in der Arbeitskammer eine
erste Amplitude ΔV
erzeugen, um Gegenvibrationen zu erzeugen.
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Dieses
bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, dass die Vibrationen
mit relativ hoher Frequenz und mit relativ tiefer Amplitude (beispielsweise Vibrationen
mit einer oberen Frequenz von 20 Hz und einer unteren Amplitude
von 1 mm) zu einem großen Teil
zwischen der ersten und der zweiten Armatur der Antivibrationsabstützung übertragen
werden, wenn das Erregermittel so betätigt wird, dass es in einer Anschlagsposition
blockiert wird, was im allgemeinen beim Rollen des Fahrzeugs auftritt.
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Tatsächlich ist
der schmale Durchgang, welcher mit der Arbeitskammer und der Kompensationskammer
verbunden ist, dimensioniert, um die Auswirkungen von Vibrationsbewegungen
mit relativ tiefer Frequenz (beispielsweise tiefer als 20 Hz) und
mit relativ großer
Amplitude (beispielsweise größer als
1 mm) zu dämpfen,
aber er verhält
sich im wesentlichen wie eine geschlossene Leitung bei Vibrationen hoher
Frequenz.
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Die
vorliegende Erfindung weist insbesondere die Aufgabe auf, diesen
Nachteil zu beseitigen.
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Zu
diesem Zweck ist ein gattungsgemäßes Verfahren
erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass eine Antivibrationsabstützung verwendet wird, deren
steife Trennwand von einer zweiten Düse durchbohrt ist, welche durch
ein Klappenmittel verschlossen ist, das zur steifen Trennwand orthogonal frei
verschieblich ist, wobei dieses Klappenmittel eine erste, mit der
in der Arbeitskammer enthaltenen Flüssigkeit in Berührung stehende
Fläche
und eine zweite, von der Arbeitskammer isolierte Fläche aufweist, wobei
die Verschiebungen des Klappenmittels durch erste und zweite Anschlagmittel
begrenzt sind, derart, dass es ermöglicht wird, dass Volumenvariationen
der Arbeitskammer auf eine zweite Amplitude δv begrenzt sind, so dass das
Verhältnis δv/ΔV kleiner als
20% ist wenigstens solange das Erregermittel vibriert wird.
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Dank
diesen Anordnungen wird eine Entkopplung realisiert, welche es ermöglicht,
die dynamische Steifigkeit der Antivibrationsabstützung bei hoher
Frequenz zu verringern, wenn das Erregermittel nicht betätigt wird,
insbesondere während
dem Rollen des Fahrzeugs. Diese Entkopplung wird realisiert ohne
sich nachteilig auf die Erzeugung von Gegenvibrationen in der Arbeitskammer
durch das Erregermittel auszuwirken, da die Amplitude der Volumenvariationen
der Arbeitskammer aufgrund der Klappe sehr gering ist bezogen auf
die Amplitude von Volumenvariationen aufgrund des Erregermittels, wenn
das Erregermittel in Wechselbewegung verschoben wird, um Gegenvibrationen
zu erzeugen (im allgemeinen, wenn der Motor des Fahrzeugs im Leerlauf
arbeitet).
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In
bevorzugten Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann ferner gegebenenfalls auf die eine oder/und die andere der
folgenden Anordnungen zurückgegriffen
werden:
- • Das
Erregermittel ist wenigstens zwischen einer Ruhestellung und einer
Blockierstellung verschiebbar, wobei die zweite Amplitude δv einen ersten
Wert aufweist, solange sich das Erregermittel in einem ersten Stellungsbereich
befindet, welcher relativ entfernt von seiner Blockierstellung ist,
und einen zweiten Wert, wenn sich das Erregermittel in der Blockierstellung
befindet, wobei der erste Wert niedriger als der zweite Wert ist;
- • der
erste Wert ist gleich 0;
- • die
zweite Amplitude δv
ist konstant (anders gesagt, das Klappenmittel vibriert zwischen
zwei festen Anschlägen).
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Ferner
hat die Erfindung auch eine aktive, hydraulische Antivibrationsabstützung zum
Gegenstand für
den Einsatz eines oben beschriebenen Verfahrens, wobei diese Abstützung dafür ausgelegt
ist, zwischen zwei steifen Elementen eingefügt zu werden, und umfasst:
- • erste
und zweite steife Armaturen, welche an den jeweiligen beiden steifen
zusammenzufügenden
Elementen befestigt sind,
- • einen
Elastomerkörper,
welcher zwischen ihnen die beiden Armaturen verbindet und welcher
teilweise eine mit Flüssigkeit
gefüllte
Arbeitskammer begrenzt,
- • eine
flexible Wandung, welche teilweise eine Kompensationskammer begrenzt,
welche mit Flüssigkeit
gefüllt
ist, wobei sie mit der Arbeitskammer mittels eines schmalen, ebenfalls
mit Flüssigkeit
gefüllten
Durchgangs verbunden ist,
- • eine
steife Trennwand, welche fest mit der zweiten Armatur verbunden
ist und zwischen der Arbeitskammer und der Kompensationskammer eingefügt ist,
wobei diese steife Trennwand eine erste Düse aufweist,
- • ein
Erregermittel, welches die erste Düse der steifen Trennwand verschließt, wobei
dieses Erregermittel eine erste Fläche, welche mit der in der Arbeitskammer
enthaltenen Flüssigkeit
in Verbindung steht, und eine zweite, von der Arbeitskammer isolierte
Fläche
aufweist, wobei das Erregermittel zur steifen Trennwand orthogonal
beweglich angeordnet ist wenigstens zwischen einer Ruhestellung
und einer Blockierstellung, wobei das Erregermittel nicht in Berührung mit
der Kompensationskammer ist und dafür ausgelegt ist, Gegenvibrationen
in der Arbeitskammer zu generieren indem Volumenvariationen der
Arbeitskammer mit einer ersten Amplitude ΔV erzeugt werden,
- • und
eine Steuerverbindung, welche dazu ausgelegt ist, das Erregermittel
mit einer Steuer-/Regelvorrichtung zu verbinden, um die Verschiebungen des
Erregermittels zu steuern/regeln,
dadurch gekennzeichnet, dass
die steife Trennwand von einer zweiten Düse durchbohrt ist, welche durch
ein Klappenmittel verschlossen ist, das zur steifen Trennwand orthogonal
verschieblich ist, wobei dieses Klappenmittel eine erste, mit der in
der Arbeitskammer enthaltenen Flüssigkeit
in Berührung
stehende Fläche
und eine zweite von der Arbeitskammer isolierte Fläche aufweist,
wobei die Verschiebungen des Klappenmittels durch erste und zweite
Anschlagmittel begrenzt sind, dass das zweite Anschlagmittel selbst
orthogonal zur steifen Trennwand beweglich ist zwischen einer Ruhestellung
einerseits, aber in der das zweite Anschlagmittel am Klappenmittel
anliegt, um dieses Klappenmittel gegen das erste Anschlagmittel
zu blockieren, und einer aktiven Stellung andererseits, in der das
zweite Anschlagmittel weiter entfernt vom ersten Anschlagmittel
ist und dem Klappenmittel ein gewisses Spiel lässt, wobei Volumenvariationen
der Arbeitskammer ermöglicht
sind, welche auf eine zweite Amplitude δv begrenzt sind, so dass das
Verhältnis δv/ΔV kleiner
als 20% ist, dass das zweite Anschlagmittel zu seiner Ruhestellung
elastisch gespannt ist, und dass das zweite Anschlagmittel mit dem
Erregermittel vermittels einer mechanischen Verbindung zur Totweg-Bewegung
verbunden ist, welche dafür
ausgelegt ist:
- – es
dem zweiten Anschlagmittel zu ermöglichen, in seiner Ruhestellung
zu verbleiben, solange sich das Erregermittel in einem ersten Stellungsbereich
befindet, welcher relativ entfernt von seiner Blockierstellung ist,
- – das
zweite Anschlagmittel zu seiner aktiven Stellung zu verschieben,
wenn sich das Erregermittel in einem zweiten Stellungsbereich nahe
seiner Blockierstellung befindet,
- – und
das zweite Anschlagmittel in seiner aktiven Stellung zu halten,
wenn sich das Erregermittel in seiner Blockierstellung befindet.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Antivibrationsabstützung kann
ferner gegebenenfalls auf die eine und/oder die andere nachfolgende
Anordnung zurückgegriffen
werden:
- • Die
zweite Fläche
des Erregermittels steht mit einer dichten pneumatischen Kammer
in Verbindung, welche ein Anschlussstück umfasst, welches dazu ausgelegt
ist, mit einer externen pneumatischen Quelle verbunden zu werden;
- • das
Erregermittel ist eine flexible Membran, welche auf dichte Weise
mit einem Gehäuse
verbunden ist, wobei es mit diesem die pneumatische Kammer begrenzt;
- • das
Gehäuse
der pneumatischen Kammer ist in der Kompensationskammer enthalten;
- • die
flexible Membran ist aus Elastomer hergestellt und umfasst einen
Umfangswulst, welcher ausgehend vom Gehäuse der pneumatischen Kammer
zur steifen Trennwand vorsteht, wobei dieser Wulst das zweite Anschlagmittel elastisch in
seine Ruhestellung spannt und wobei der Wulst elastisch komprimierbar
ist unter dem Druck des zweiten Anschlagmittels, wenn das zweite
Anschlagmittel von seiner Ruhestellung in seine aktive Stellung
verschoben wird;
- • die
flexible Membran ist durch eine zentrale Armatur verstärkt, welche
sich zur steifen Trennwand erstreckende Festhaltefinger umfasst,
wobei die Festhaltefinger mit Spiel am zweiten Anschlagmittel eingreifen,
wenn sich die flexible Membran in ihrem ersten Stellungsbereich
befindet, und wobei die Festhaltefinger Haken umfassen, welche auf
dem zweiten Anschlagmittel aufliegen, um das zweite Anschlagmittel
zu seiner aktiven Stellung zu ziehen, wenn sich die flexible Membran
in ihrem zweiten Stellungsbereich befindet;
- • die
Festhaltefinger sind auf dem zweiten Anschlagmittel eingeklickt;
- • die
erste Düse
ist durch eine rohrförmige
Leitung begrenzt, welche sich orthogonal zur steifen Trennwand zwischen
einem ersten Ende, welches in die Arbeitskammer mündet, und
einem zweiten Ende erstreckt, welches in Verbindung mit dem Erregermittel
steht, wobei diese rohrförmige
Leitung fest mit dem zweiten Anschlagmittel verbunden ist;
- • das
Erregermittel ist eine flexible Membran, welche auf dichte Weise
mit einem Gehäuse
verbunden ist, wobei sich mit diesem die pneumatische Kammer begrenzt;
- • die
flexible Membran ist durch eine zentrale Armatur verstärkt, welche
Festhaltefinger aufweist, die sich zur steifen Trennwand erstrecken,
wobei die Festhaltefinger Haken umfassen, welche dazu ausgelegt
sind, auf einem mit der rohrförmigen Leitung
einstückigen
Rand anzuliegen, um das zweite Anschlagmittel in seine aktive Stellung
zu ziehen, wenn sich die flexible Membran in ihrem zweiten Stellungsbereich
befindet;
- • das
Gehäuse
ist durch einen Deckel gebildet, der einen Boden und eine Umfangswandung
aufweist, welche mit der zweiten Armatur fest verbunden sind, wobei
die pneumatische Kammer zwischen der flexiblen Membran und dem Boden des
Deckels begrenzt ist und wobei die Kompensationskammer in der Nähe der steifen
Trennwand in einem Innenraum angeordnet ist, welcher zwischen der
steifen Trennwand und dem Deckel begrenzt ist;
- • die
erste Düse
steht in Verbindung mit einer dazwischenliegenden, hydrau lischen,
mit Flüssigkeit
gefüllten
Kammer, welche zwischen der flexiblen Membran und einer steifen
Krone begrenzt ist, welche auf der Innenseite des Deckels befestigt
ist;
- • die
steife Krone weist einen ersten ringförmigen Rand, der steif mit
dem Deckel verbunden ist, und einen zweiten ringförmigen Rand
auf, welcher mit einer komprimierbaren Dichtungslippe auf Elastomer
ausgestattet, welche dicht am zweiten Anschlagmittel anlegt;
- • die
zweite Fläche
des Klappenmittel steht in Verbindung mit der Kompensationskammer;
- • die
zweite Düse
weist eine Ringform auf und ist um die erste Düse angeordnet, wobei das Klappenmittel
eine Scheibe bildet, welche in der zweiten Düse zwischen dem ersten und
dem zweiten Anschlagmittel angeordnet ist;
- • die
erste Fläche
des Erregermittels steht in Verbindung mit der Arbeitskammer vermittels
eines zusätzlichen
schmalen Durchgangs, welcher durch die erste Düse gebildet ist, die derart
dimensioniert ist, dass sie eine Resonanzfrequenz aufweist, welche
zwischen 10 und 90 Hertz enthalten ist;
- • der
zusätzliche
schmale Durchgang ist zwischen einer festen Wandung, die einstückig mit
der steifen Trennwand ist, und einer steifen Platte begrenzt, welche
das zweite Anschlagmittel bildet;
- • der
Elastomerkörper
weist eine seitliche Wandung in Form einer Glocke auf, welche sich
entlang einer zentralen Achse zwischen einem Scheitel einerseits,
welcher fest mit der ersten Armatur verbunden ist, und einer ringförmigen Basis andererseits,
welche fest mit der zweiten Armatur und der steifen Trennwand verbunden
ist, erstreckt, wobei der Scheitel des Elastomerkörpers auf
beiden Seiten von der ersten Armatur wenigstens in radialer Richtung
ausgespart ist, derart, dass der Scheitel ein Abscherstück bildet,
welches in der radialen Richtung eine geringere Steifigkeit aufweist
als die seitlich Wandung;
- • eine
dazwischenliegende, steife Armatur ist im Elastomerkörper eingebettet
zwischen dem Abscherstück
und der seitlichen Wandung, wobei diese dazwischenliegende Armatur
das Abscherstück
umgibt und die radialen Federwege der ersten Armatur begrenzt.
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Ferner
hat die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, welches
um fasst:
- • eine
Karosserie,
- • einen
Motor, welcher auf der Karosserie vermittels wenigstens einer oben
beschriebenen hydraulischen Antivibrationsabstützung abgestützt ist,
bei der die zweite Fläche
des Erregermittels mit einer pneumatischen Kammer in Verbindung steht,
- • und
eine Unterdruckquelle, welche vermittels einer Steuer-/Regelvorrichtung
mit der pneumatischen Kammer verbunden ist und dafür ausgelegt ist:
einen
in der pneumatischen Kammer herrschenden Gasdruck zyklisch derart
zu variieren, dass Gegenvibrationen in der Arbeitskammer durch das
Erregermittel erzeugt werden, wenn der Motor des Fahrzeugs in einem
Leerlaufbereich arbeitet,
und die pneumatische Kammer unter
permanenten Unterdruckzusätzen,
wenn der Motor des Fahrzeugs in einem Bereich über einem Leerlaufbereich arbeitet,
wobei dabei das Erregermittel in seiner Blockierstellung gehalten
ist.
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Schließlich hat
die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, welches umfasst:
- • eine
Karosserie,
- • einen
Motor,
- • wenigstens
eine hydraulische Antivibrationsabstützung zum Einsetzen des oben
beschriebenen Verfahrens, wobei diese Abstützung umfasst:
- – erste
und zweite steife Armaturen, von denen die eine mit dem Motor und
die andere mit der Karosserie fest verbunden ist,
- – einen
Elastomerkörper,
welcher zwischen ihnen die beiden Armaturen verbindet und welcher
teilweise eine mit einem gewissen Flüssigkeitvolumen gefüllte Arbeitskammer
begrenzt,
- – eine
flexible Wandung, welche teilweise eine Kompensationskammer begrenzt,
welche mit Flüssigkeit
gefüllt
ist, wobei sie mit der Arbeitskammer mittels eines schmalen, ebenfalls
mit Flüssigkeit
gefüllten
Durchgangs verbunden ist,
- – eine
steife Trennwand, welche mit der zweiten Armatur fest verbunden
ist und zwischen der Arbeitskammer und der Kompensationskammer eingefügt ist,
wobei diese steife Trennwand eine erste Düse aufweist,
- – ein
Erregermittel, welches die erste Düse der steifen Trennwand verschließt, wobei
dieses Erregermittel eine erste, mit der in der Arbeitskammer enthaltenen
Flüssigkeit
in Verbindung stehende Fläche
und eine zweite, mit der pneumatischen Kammer in Verbindung stehende
Fläche
aufweist, wobei das Erregermittel zur steifen Trennwand orthogonal
beweglich angeordnet ist zwischen einer Ruhestellung und einer Blockierstellung,
- • und
eine Unterdruckquelle, welche vermittels einer Steuer-/Regelvorrichtung
mit der pneumatischen Kammer verbunden ist und dafür ausgelegt ist:
- – einen
in der pneumatischen Kammer herrschenden Gasdruck zyklisch derart
zu variieren, dass das Erregermittel vibriert wird, wobei Volumenvariationen
der Arbeitskammer erzeugt werden, welche eine erste Amplitude ΔV aufweisen,
um Gegenvibrationen zu erzeugen, wenn der Motor des Fahrzeugs im
Leerlaufbereich arbeitet,
- – und
die pneumatische Kammer unter permanenten Unterdruck zu setzen,
wenn der Motor des Fahrzeugs in einem Bereich über dem Leerlaufbereich arbeitet,
wobei so das Erregermittel in seiner Blockierstellung gehalten ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die steife Trennwand von einer zweiten
Düse durchbohrt
ist, welche durch ein Klappenmittel verschlossen ist, welches zur
steifen Trennwand orthogonal verschieblich ist, wobei dieses Klappenmittel
eine erste, mit der in der Arbeitskammer enthaltenen Flüssigkeit
in Berührung
stehende Fläche
und eine zweite, von der Arbeitskammer isolierte Fläche aufweist,
wobei die Verschiebungen des Klappenmittels durch erste und zweite
Anschlagmittel begrenzt sind, derart, dass es möglich ist, dass Volumenvariationen
der Arbeitskammer auf eine zweite konstante Amplitude δv begrenzt
sind, so dass das Verhältnis δv/ΔV kleiner
als 20% ist.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende
Beschreibung von drei nicht einschränkenden, beispielhaften Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen klar.
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In
den Figuren:
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ist
die 1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs,
welches mit einer erfindungsgemäßen Antivibrationsabstützung ausgerüstet werden kann,
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und
die 2 bis 5 sind Vertikalschnittansichten
einer Antivibrationsabstützung
gemäß vier Ausführungsformen
der Erfindung, wobei die Erregermembran der Antivibrationsabstützung auf
der linken Seite jeder Figur in Ruheposition und auf der rechten
Seite jeder Figur in Anschlagsposition dargestellt ist.
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In
den unterschiedlichen Figuren bezeichnen die gleichen Bezugszeichen
identische oder ähnliche Elemente.
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In
der nachfolgenden Beschreibung werden Begriffe wie "hoch, tief, unten,
oben, horizontal, vertikal" einzig
mit dem Ziel verwendet, die Klarheit der Beschreibung zu verbessern,
wobei Bezug genommen wird auf die üblichste Verwendungsposition
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und wobei diese Begriffe allerdings nicht einschränkend sind.
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Die 1 stellt
sehr schematisch ein Kraftfahrzeug dar, dessen Verbrennungsmotor
M auf der Karosserie V vermittels von hydraulischen Antivibrationsabstützungen 1 abgestützt ist.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung, welche in der 2 dargestellt
ist, umfasst die hydraulische Antivibrationsabstützung erste und zweite Armaturen 2, 3,
welche dafür
ausgelegt sind, jeweils am Motorblock M und an der Karosserie V
befestigt zu werden.
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Im
betrachteten Beispiel weist die erste Armatur 2 die Form
einer Steckstelle auf, welche auf einer vertikalen Achse Z zentriert
ist und welche von einer Gewindebohrung 4 durchdrungen
ist, die ihre Befestigung am Motorblock M ermöglicht, wohingegen die zweite
Armatur 3 durch eine Stahlkrone gebildet ist, welche ebenfalls
auf der Achse Z zentriert ist.
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Diese
zwei Armaturen 2, 3 sind durch einen relativ dicken
Elastomerkörper 5 miteinander
verbunden, welcher einen ausreichenden Kompressionswiderstand aufweist,
um die statischen Beanspruchungen aufgrund des Gewichts des Motorblocks
aufzunehmen. Dieser Elastomerkörper 5 weist
eine seitliche Wandung in Form einer Glocke auf, welche sich zwischen
einem Gipfel 6, der fest mit der Steckstelle 2 verbunden
ist, und einer ringförmigen
Basis 7, welche fest mit der Krone 3 verbunden
ist, erstreckt.
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Vorteilhafterweise
umfasst der Gipfel 6 des Elastomerkörpers eine ringförmige Ausnehmung 8, welche
nach oben geöffnet
ist und die Steckstelle 2 umgibt, oder gegebenenfalls mehrere
Ausnehmungen, welche ringförmig
um die Steckstelle 2 angeordnet sind. Der Gipfel 6 des
Elastomerkörpers,
welcher die Steckstelle 2 trägt, bildet eine Abscherstelle
mit geringerer radialer Steifigkeit als die seitliche Wandung des
Elastomerkörpers,
derart, dass der Gipfel 6 radial vom Rest des Elastomerkörpers entkoppelt
ist. Auf diese Weise wird die Übertragung
von radialen Vibrationen zwischen den Armaturen 2 und 3 beschränkt. Der
Elastomerkörper 5 ist
vorteilhaft durch eine zwischenliegende Armatur 9 verstärkt, welche die
Form einer steifen Metallschale aufweist, die nach oben geöffnet ist
und im Elastomerkörper
eingebettet ist, wobei diese Schale 9 um den ringförmigen Schlitz 8 und
unter der Steckstelle 2 angeordnet ist. Die Schale 9 begrenzt
ferner die radialen Ausfederungen der Steckstelle 2.
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Die
zweite Armatur 3 umgibt ferner eine steife Wandung 10,
welche mit dem Elastomerkörper 5 eine
Arbeitskammer A begrenzt, welche mit Flüssigkeit gefüllt ist.
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Im
hier betrachteten Beispiel umfasst diese Wandung 10 einen
gegossenen Leichtmetallkörper 11,
welcher selbst umfasst:
- • eine auf der Achse Z zentrierte
Krone 12, in welcher ein nach oben offener Hals 13 ausgespart
ist, der auf einem Abschnitt des Umfangs der Krone 12 winklig
verläuft,
- • einen
Stutzen 14, welcher sich ausgehend von der Krone 12 radial
nach innen erstreckt,
- • und
einen inneren Ring 15, welcher fest mit der inneren Außenseite
des Stutzens 14 verbunden ist, wobei dieser Ring 15 ferner
gegebenenfalls mit der Krone 12 durch zusätzliche
radiale Abstützungen
verbunden sein kann (nicht dargestellt), welche auf dem Umfang des
Rings verteilt sind.
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Der
untere ringförmige
Rand des Rings 15 ist durch eine Bördelverbindung bzw. Umfalzung
an einer Bodenwandung 16 befestigt, wobei ein festes Gehäuse gebildet
wird, wohingegen die flexible Elastomermembran 17 durch
Verkleben auf dem inneren Umfang des Rings 15 befestigt
ist, derart, dass eine dichte pneumatische Kammer P begrenzt wird,
welche einzig mit einer Luftleitung 18 in Verbindung steht,
die durch den Stutzen 14 gebildet ist und zur Außenseite
der Antivibrationsabstützung
durch ein in der Armatur 3 ausgebildetes Loch 19 mündet.
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Ferner
umfasst die steife Wandung 10 einen Deckel 20,
der, wie der Körper 11,
aus Leichtmetall gegossen werden kann, und der den Körper 11 in Richtung
der Arbeitskammer A überdeckt.
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Der
Deckel 20 umfasst einen massiven äußeren Ringabschnitt 21,
welcher in dichter Berührung gegen
eine Schulter 22 angesetzt ist, welche durch die Basis 7 des
Elastomerkörpers
gebildet ist, und durch den oberen Teil der zweiten Armatur 3 verstärkt wird.
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Dieser äußere Ringabschnitt 21 des
Deckels 20 verschließt
den oberen Teil des Halses 13, welcher im Körper der
steifen Wandung ausgebildet ist, derart, dass mit diesem Hals ein
schmaler Durchgang C begrenzt wird, welcher mit Flüssigkeit
gefüllt ist
und sich erstreckt zwischen:
- • einerseits
einem ersten Ende, welches mit der Arbeitskammer A vermittels eines
im äußeren Ringabschnitt 21 des
Deckels 20 ausgebildeten Lochs und vermittels einer in
einem unteren Abschnitt der Basis 7 des Elastomerkörpers ausgebildeten
Ausnehmung 24,
- • und
andererseits einem zweiten Ende, welches radial zum Inneren der
Krone 12 vermittels einer Ausnehmung 25, welche
in dieser Krone ausgeführt
ist, mündet,
derart, dass es mit einer mit Flüssigkeit
gefüllten
Kompensationskammer B in Verbindung steht, wobei diese Kompensationskammer
zwischen der steifen Wandung 10 und einer flexiblen Elastomerwandung 26 in
Form eines Blasebalgs, welche auf der Wandung 10 angeordnet
ist, begrenzt wird.
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Der
Deckel 20 umfasst ferner radial zum Inneren des Ringrands 21 ein
ringförmiges
Gitter 27, welches durch eine Reihe von ringförmig um
die Achse Z verteilten Löchern
gebildet ist. Im Bereich des inneren Umfangs des Gitters 27 weist
der Deckel eine auf die Achse Z zentrierte Krone 28 auf,
welche axial nach unten zu einem ringförmigen Wulst 28 vorsteht, welcher
zur Elastomermembran 17 gehört, wobei der Wulst 29 axial
nach oben vorsteht.
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Zwischen
der Krone 28 und dem Wulst 29 ist eine steife,
bewegliche Platte 30 angeordnet, welche eine ringförmige auf
die Achse Z zentrierte Form aufweist und sich in einer Ebene orthogonal
zur Achse Z erstreckt. Die bewegliche Platte 30 umfasst
an ihrem äußeren Umfang
eine Reihe von axialen Löchern, welche
winklig verteilt sind und ein Gitter 31 bilden, das gegenüber vom
oben erwähnten
Gitter 27 angeordnet ist. Diese Gitter 27 und 31 bilden
eine ringförmige
Düse 45,
welche durch eine Klappe 32 verschlossen ist, die durch
eine Elastomerscheibe gebildet ist, die axial zwischen den Gittern 27 und 31 gefangen
ist.
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In
der Ruheposition der Antivibrationsabstützung, welche im linken Teil
der 1 dargestellt ist, drückt der Elastomerwulst 29 die
bewegliche Platte 30 gegen die Krone 28 des Deckels
und gegen die Klappe 32, wobei die Klappe zwischen den
Gittern 27 und 31 unbeweglich gehalten ist.
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Ferner
sind an dem inneren Umfang der beweglichen Platte 30 axiale
Festhaltefinger 33 eingeklickt, welche winklig auf dem
inneren Umfang verteilt sind und einstückig mit einer ebenen Platte
aus Kunststoffmaterial 34 oder mit einer anderen im zentralen
Teil der Membran 17 eingebetteten Armatur ausgebildet sind.
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Jeder
Festhaltefinger 33 umfasst an seinem oberen Ende einen
Haken 35, welcher radial nach außen vorsteht, wobei dieser
Haken an einer gewissen Höhe
h über
der beweglichen Platte 30 angeordnet ist, wenn die Antivibrationsabstützung in
ihrer auf der linken Seite der 1 dargestellten
Ruheposition ist. Diese Höhe
h ist geringer als die Höhe
H, welche die Membran 17 der Wandung vom Boden 16 der pneumatischen
Kammer P trennt.
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Die
Festhaltefinger 35 sind in einem zentralen oberhalb des
Deckels 20 liegenden Teils 36 der steifen Wandung
aufgenommen. Dieser innere angehobene Teil umfasst in seinem Zentrum
eine Krone 37, welche auf der Achse Z zentriert ist, und
in der ein nach unten geöffneter
Hals 38 ausgebildet ist. Ferner ist das untere Ende der
Krone 37 auf eine Verschlussplatte 39 gepresst,
welche mit dem Hals 38 einen schmalen Durchgang E begrenzt,
der sich entlang dem auf die Achse Z zentrierten Kreisbogen erstreckt
zwischen:
- • einerseits
einem ersten Ende, welches mit der Arbeitskammer A durch eine im
Deckel 20 ausgeführte Öffnung 40 in
Verbindung steht,
- • und
andererseits einem zweiten Ende, welches mit einer zwischen der
Membran 17 und der steifen Wandung 10 ausgeführten Zwischenkammer D
in Verbindung steht, wobei diese Verbindung durch eine in der Verschlussplatte 39 ausgeführte Öffnung 41 besteht.
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Schließlich komplettiert
ein Gehäuse
aus Blech 42 die Antivibrationsabstützung, indem sie die flexible
Wandung 26 zur Unterseite hin abdeckt, wobei der Umfang 43 dieses
Gehäuses
am Umfang der flexiblen Wandung 26 befestigt ist, welche
selbst an der Krone 12 des Körpers der steifen Trennwand 10 anliegt,
und wobei der untere Rand der zweiten Armatur 3 auf den äußeren Rand 43 des
Gehäuses
derart gequetscht ist, dass die Gesamtheit der Antivibrationsabstützung fest
verbunden wird.
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Der
Boden des Gehäuses 42 umfasst
Mittel zur Befestigung, umfassend insbesondere einen Bolzen 44 zum
Befestigen des Gehäuses
auf der Karosserie V des Fahrzeugs, wodurch so die zweite Armatur 3 mit
der Karosserie fest ver bunden wird.
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Vorteilhafterweise
ermöglicht
ein Wegbegrenzer, wie beispielsweise eine nicht ausdehnbare Schnur 46,
welche als Schleife ausgebildet ist und in Rillen 47, 48 durchgeführt ist,
welche unter dem Gehäuse 42 und
auf der Steckstelle 2 ausgeführt sind, die relativen Verschiebungen
der Armaturen 2, 3 parallell zur Achse Z zu beschränken.
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Schließlich ist
der Luftdurchlass 14 mit einem äußeren pneumatischen Kreis 49 verbunden,
welcher so eingerichtet ist, entweder mit dem Luftzuführkreis 52 des
Motors in Verbindung zu stehen oder mit der Atmosphäre. Das
Verbinden des Kreises 49 mit dem Zufuhrkreis 52 oder
der Atmosphäre
wird durch ein Elektroventil 50 mit drei Wegen realisiert,
welche durch eine Steuer-/Regelschaltung 51 gesteuert werden,
wie beispielsweise der Bordrechner des Fahrzeugs oder ähnliches.
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Die
eben beschriebene Antivibrationsabstützung arbeitet wie folgt.
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Wenn
das Fahrzeug, in welchem die Antivibrationsabstützung installiert ist, nicht
arbeitet, verbleibt die Abstützung
in der im linken Teil der 1 dargestellten
Ruhestellung.
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Wenn
der Motor des Fahrzeugs angelassen wird und im Leerlauf arbeitet,
wobei im Bereich der Steckstelle 2 Vibrationsbewegungen
erzeugt werden, welche im allgemeinen eine Frequenz zwischen 20
und 80 Hz aufweisen, insbesondere zwischen 10 und 90 Hz, wird die
pneumatische Kammer P durch das durch den Rechner 51 gesteuerte
Elektroventil 50 alternativ unter Unterdruck oder unter
atmosphärischen
Druck gesetzt. Daraus resultieren Vibrationsbewegungen der flexiblen
Membran 17, und diese Vibrationsbewegungen verbreiten in
der dazwischenliegenden Kammer D Gegenvibrationen, um die Auswirkungen
der Motorvibrationen zu neutralisieren.
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Diese
Gegenvibrationen werden durch den Rechner 51 gemäß einem
vorbe stimmten Programm optimiert in Abhängigkeit von der Motorsteuerung und
unterschiedlichen Parametern, welche auf die Leerlaufvibrationen
Einfluss haben können
(Arbeiten der Klimatisierung, Verbrauch von Elektrizität, Motortemperatur,
usw.), indem beispielsweise auf die folgenden Parameter eingewirkt
wird:
- • Die
Vibrationsamplitude der Membran 17, welche gesteuert wird,
indem auf die zyklische Beziehung des vom Elektroventil 50 ausgesendeten
Signals eingewirkt wird (Beziehung zwischen der Zeit, während welcher
das Elektroventil 50 die pneumatische Kammer P in Unterdruck
setzt und der Gesamtdauer einer Vibrationsperiode),
- • die
Phase der Vibrationen der Membran 17, welche gesteuert
wird durch Einwirken auf den anfänglichen
Zeitpunkt jedes Betätigungszyklus
des Elektroventils 50 bezogen auf die Umdrehung des Motors,
wobei die Umdrehung beispielsweise lokalisiert wird durch den Durchgang
eines gegebenen Zylinders an seinem oberen Totpunkt.
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Die
so auch durch die Membran 17 in der Zwischenkammer D verbreiteten
Gegenvibrationen werden auf die Arbeitskammer A durch den schmalen
Durchgang E übertragen,
wobei der schmale Durchgang derart dimensioniert ist, dass er eine
Resonanzfrequenz aufweist, welche beispielsweise im Bereich von
10 bis 90 Hz liegt und im wesentlichen der Leerlauffrequenz entspricht.
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Das
Vorhandensein des schmalen Durchgangs E ermöglicht so einerseits die durch
die Membran 17 verbreiteten Gegenvibrationen zu verstärken und
andererseits die höheren
harmonischen Vibrationen zu filtern, woraus eine einfachere Steuerung des
Elektroventils 50 ermöglicht
ist.
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Wenn
der Motor im Leerlauf arbeitet, ist die Amplitude von Vibrationen,
denen die Membran 17 unterliegt, derart, dass die Membran
sich von einer unteren Höhe
zu einer oben erwähnten
Höhe h
bezogen auf ihre Ruhestellung verschiebt, wenigstens während der
meisten Zeit, derart, dass die Klappe 32 blockiert bleibt
und die Wirkung der Gegenvibrationen nicht stört.
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Wenn
das Fahrzeug rollt, wird im Gegensatz hierzu das Elektroventil 50 derart
betätigt,
dass die pneumatische Kammer P unter dauernden Unterdruck gesetzt
wird, wie dies im rechten Teil der 1 dargestellt
ist. Hieraus ergibt sich, dass die flexible Membran sich im wesentlichen
gegen die Bodenwandung 16 drückt. In dieser Anschlagsposition
nehmen die Haken 35 der Festhaltefinger 33 die
bewegliche Wandung 30 nach unten mit, indem der ringförmige Wulst 29 zusammengedrückt wird,
was der Klappe 32 ein schwaches vertikales Spiel gibt,
wobei dieses Spiel typischerweise im Bereich von 0,5 bis 1 mm liegt.
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Während dem
Rollen des Fahrzeugs gewährleistet
also die Klappe 32 eine axiale Entkopplung zwischen den
Armaturen 2 und 3 gegenüber von Vibrationen mit hoher
Frequenz und geringer Amplitude (beispielsweise höhere Frequenz
von 20 Hz oder 50 Hz und tiefe Amplitude von 1 mm), wohingegen der
schmale Durchgang C dimensioniert ist, um eine im allgemeinen tiefe
Resonanzfrequenz von 20 Hz zu haben, derart, dass die abgehackten
Bewegungen mit relativ geringer Frequenz (beispielsweise unterhalb
von 20 Hz) und mit relativ großer
Amplitude (beispielsweise größer als
1 mm), welche durch das Rollen des Fahrzeugs erzeugt werden, gedämpft werden.
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Es
ist anzumerken, dass es möglich
wäre, die
Zwischenkammer D und den schmalen Durchgang E wegzulassen, ohne
aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung zu fallen, wobei die Membran 17 dann
direkt mit der Arbeitskammer A in Verbindung stehen würde.
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Ferner
wäre es
auch möglich,
die Membran 17 durch jedes andere Regelmittel, wie beispielsweise
einen Kolben oder dergleichen, zu ersetzen. Die Steuerung der Membran 17 oder
eines anderen Erregermittels ist vorzugsweise auf pneumatischem
Weg realisiert, wie dies oben ausgeführt worden ist, könnte aber
gegebenenfalls auch auf elektromechanischem und/oder elektromagnetischem
Wege realisiert werden, ohne dass hierdurch vom Rahmen der Erfindung
abgewichen wird.
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Die
zweite Ausführungsform
der Erfindung, welche in der 3 dargestellt
ist, weist eine Struktur und eine Arbeitsweise auf, welche sehr ähnlich der Struktur
und der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform der Erfindung sind,
so dass die zweite Ausführungsform
hier nicht im Detail beschrieben wird.
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Diese
zweite Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der ersten lediglich dadurch, dass:
- • die
Verschlussplatte 39 weggelassen ist,
- • der
zentrale Abschnitt 36 des Deckels einen unteren Hohlraum
begrenzt, welcher im Zentrum der Krone 38 liegt und die
Festhaltefinger 33 aufnimmt,
- • die
bewegliche Platte 30 mit dem Deckel 20 der steifen
Trennwand zusammenwirkt, um den schmalen Durchgang E zu begrenzen,
wenn die mobile Platte 30 in ihrer Ruhestellung ist, wobei die
bewegliche Platte eine Öffnung 53 umfasst, welche
den schmalen Durchgang E mit der Zwischenkammer D in Verbindung
bringt (der Kontakt zwischen dem Deckel 20 und der beweglichen Platte 30 ist
nicht mehr dicht, wenn das Fahrzeug sich in der Rollsituation befindet,
wie dies im rechten Teil der 2 dargestellt
ist, aber dies ist nicht wichtig, da es dann keinen oder quasi keinen
Austausch von Flüssigkeit
zwischen der Zwischenkammer D und der Arbeitskammer A gibt).
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Die
dritte Ausführungsform
der Erfindung ist in der 4 dargestellt, und ist der zuvor
beschriebenen zweiten Ausführungsform ähnlich,
so dass diese dritte Ausführungsform
nicht erneut im Detail beschrieben wird.
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Diese
dritte Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform durch
die folgenden Punkte:
- • Die Platte 30 ist
axial festgelegt durch eine steife Klemmung zwischen der Krone 28 und
einer steifen Armatur 54, welche den äußeren Umfang der Membran 70 verstärkt, wobei
die Membran nicht mehr auf der Krone 15 angeklebt ist,
sondern einfach durch axiale Klemmung der Armatur 54 zwischen
der Krone 15 und der Platte 30 gehalten wird,
- • die
Membran 17 umfasst keinen zuvor beschrieben elastischen
Wulst 29,
- • die
Klappe 32 ist mit einem permanenten Spiel zwischen den
Gittern 27 und 31 angebracht, wobei dieses Spiel
ausreichend begrenzt ist, so dass die Amplitude δv der Volumenveränderungen
der Arbeitskammer A, welche durch die Vibrationen der Klappe 32 erzeugt
werden, nicht 20% der Amplitude ΔV
der Lumenveränderungen
der Arbeitskammer überschreitet,
welche durch die Vibrationen der Membran 17 erzeugt werden,
wenn der Motor im Leerlauf arbeitet, derart, dass die Klappe 32 nur
auf sehr beschränkte
Art und Weise die durch die Membran 17 verbreiteten Gegenvibrationen
stört,
- • die
Armatur 34 der Membran 17 umfasst keine Festhaltefinger 33,
- • und
nebenbei ist der Boden 16 einstückig mit der Krone 15 ausgebildet,
um das Gehäuse
zu bilden, welches die pneumatische Kammer P begrenzt.
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Schließlich ist
auch die vierte Ausführungsform
der Erfindung, welche in der 5 dargestellt ist,
ebenfalls ähnlich
zu den unterschiedlichen, zuvor beschriebenen Ausführungsformen
und unterscheidet sich durch die folgenden Punkte:
- • Die
pneumatische Kammer P ist zwischen dem Boden 42a des Gehäuses oder
Deckels 42 und der Elastomermembran 17 begrenzt,
wobei die Membran an ihrem äußeren Umfang
vorteilhafterweise mit einer Krone einer steifen Verstärkung 17a versehen
ist, welche kraftschlüssig
in das Gehäuse 42 eingefügt ist,
- • die
zentrale Verstärkungsplatte 34 der
Membran 17 ebenso wie die Laschen 33 dieser Platte 34 können beispielsweise
aus Metall realisiert sein (selbstverständlich könnten die Platte 34 und
die Laschen 33 in dieser Ausführungsform aus Kunststoffmaterial
hergestellt sein, und diese Elemente könnten in den zuvor beschriebenen
Ausführungsformen
aus Metall hergestellt sein),
- • in
der seitlichen ringförmigen
Wandung 42b des Deckels 42 ist kraftschlüssig eine
steife Krone 55 eingefügt,
welche beispielsweise aus einer Leichtmetalllegierung oder aus Kunststoffmaterial
hergestellt ist, wobei diese Krone 55 einen unteren ringförmigen Rand 56 aufweist,
welcher in der seitlichen Wandung 42b eingefügt ist und
auf dem äußeren Umfang
der Membran 17 anliegt, wobei sie einen oberen, ringförmigen Rand 57 mit
kleinerem Durchmesser aufweist, welcher benachbart zur steifen Wandung 10 angeordnet
ist und eine komprimier bare Lippe 58 aus Elastomer aufweist,
welche in dichtem Anschlag an der zuvor beschriebenen beweglichen
Platte 30 angeordnet ist,
- • die
flexible Wandung 26, welche die Kompensationskammer B begrenzt,
weist eine ringförmige Form
auf mit einem inneren Umfangsrand, welche auf die Krone 55 geklebt
ist,
- • die
oben erwähnte
bewegliche Platte 30 ist mit einem Rohr 60 fest
verbunden, welches innen den schmalen Durchgang bzw. die Düse E begrenzt und
sich zwischen einem oberen Ende 61, welches mit der Arbeitskammer
A in Verbindung steht, und einem unteren Ende 62, welches
mit der hydraulischen Zwischenkammer D in Verbindung steht, erstreckt,
wobei das untere Ende 62 des Rohrs 60 einen äußeren Kragen 63 aufweist, welcher
zwischen die oben erwähnten
Laschen 33 eingreift, wobei die durch diese Laschen 33 gebildeten
Haken 35 dafür
ausgeführt
sind, in Anschlag entgegen den Kragen 63 zu kommen, indem
das Rohr 60 und die bewegliche Platte 30 nach
unten mitgezogen werden, wenn die pneumatische Kammer P unter permanenten
Unterdruck gesetzt wird, was die Elastomerlippe 58 zusammendrückt, indem
die Entkopplungsklappe 32 freigegeben wird, welche so frei
zwischen der beweglichen Platte 30 und dem Deckel 20 der steifen
Wandung 10 vibrieren kann, wobei der Deckel 20 eher
durch eine einfache aus Blech zugeschnittene Platte gebildet sein
kann,
- • ein
mit Luft gefüllter,
freier Raum 64 ist zwischen der flexiblen Wandung 26 und
der Krone 55 begrenzt, wobei dieser Raum durch ein oder
mehrere Löcher 65,
welche in der seitlichen Wandung 42b durchgebohrt sind,
mit der Atmosphäre
in Verbindung steht.
-
In
dieser vierten Ausführungsform
kann die Entkopplungsklappe 32 eine relativ große Fläche aufweisen,
was eine ausgezeichnete Effizienz der akkustischen Filterung bei
hoher Frequenz ermöglicht.
Ferner kann die Membran 17 selbst eine relativ große Fläche aufweisen,
was es ermöglicht,
eine große
Kraft zu erzeugen, wenn die Kammer P unter Unterdruck gesetzt wird.