DE602005001880T2

DE602005001880T2 - Schwingungsdämpfungseinrichtung

Info

Publication number: DE602005001880T2
Application number: DE602005001880T
Authority: DE
Inventors: Patrice Loubat; Jerome Joly; Caroline Ramus Serment
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: ES2292083T3; DE602005001880D1; EP1584837B1; FR2868821A1; EP1584837A1; FR2868821B1; EP1584837B8

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungseinrichtung.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Schwingungsdämpfungseinrichtung, umfassend:

– ein oberes Anschlussteil, das angepasst ist, um mit einem ersten Strukturelement fest verbunden zu werden, und ein unteres Anschlussteil, das angepasst ist, um mit einem zweiten Strukturelement fest verbunden zu werden, wobei die beiden Anschlussteile in einer Hauptachse beaufschlagt werden,
– mindestens zwei mit einem Fluid gefüllte Hydraulikkammern, die durch eine Trennwand getrennt sind und von denen eine mindestens teilweise durch eine verformbare biegsame Wand und durch die Trennwand begrenzt ist, wobei die andere Hydraulikkammer A mindestens teilweise durch einen Körper aus Elastomer und die Trennwand begrenzt ist,
– einen in der Trennwand angeordneten, ständig offenen Durchgang, der die Hydraulikkammern in Verbindung setzt und durch den das Fluid fließen kann.

Die FR-A-2 697 604 betrifft eine Schwingungsdämpfungseinrichtung des oben beschriebenen Typs, deren die Hydraulikkammern miteinander verbindender, gedrosselter Durchgang im Umfang einer starren Trennwand vorgesehen ist.
Demgegenüber wird erfindungsgemäß eine Schwingungsdämpfungseinrichtung der betreffenden Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Fluid eine Viskosität zwischen 20 und 100000 Centistoke bei Raumtemperatur besitzt und dass der Durchgang im Querschnitt mindestens eine Abmessung, charakteristische Abmessung genannt, aufweist, die kleiner als oder im Wesentlichen gleich der Dicke der Grenzschicht des Fluids ist.
In dieser Beschreibung werden als "Durchgang" Verbindungsmittel bezeichnet, die dem viskosen Fluid gestatten, von einer Hydraulikkammer in die andere überzugehen. Es können mehrere Durchgänge vorhanden sein. Der Durchgang kann eine Leitung sein, deren Querschnittsformen unterschiedlich sein können. Insbesondere weist der Querschnitt der vorliegenden Leitung eine Form auf, die dafür ausgelegt ist, eine Scherung und/oder eine Drosselung des viskosen Fluids zu induzieren. Genauer gesagt, um diese Scher- und/oder Drosselwirkung zu optimieren, weisen die Durchgänge im Querschnitt mindestens eine Abmessung auf, die kleiner als oder im Wesentlichen gleich der Dicke der Grenzschicht des Fluids ist.
Als "Grenzschicht" wird die Schicht bezeichnet, deren Dicke gleich dem Querabstand ist, auf der die Längskomponente der Geschwindigkeit 99 % der im vollkommenen Fluid erhaltenen Geschwindigkeit erreicht. Die Dicke der Grenzschicht kann als die Grenze der Grenzschicht definiert werden, die der Fläche entspricht, auf der die Kinetik- und die Viskositätseffekte von gleicher Größenordnung sind. Die Dicke der Schicht versteht sich unter den normalen Verwendungsbedingungen.
Dank dieser Anordnungen besitzt die Schwingungsdämpfungseinrichtung eine mehr progressive Versteifung und kann auf einem größeren Frequenzbereich bei hohen oder bei niedrigen Frequenzen arbeiten.
Bei verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung kann man gegebenenfalls außerdem die eine und/oder die andere der folgenden Anordnungen vorsehen:

– der Durchgang weist im Querschnitt die Form von Schlitzen und/oder Löchern auf, die je nach der Viskosität des Fluids eine charakteristische Abmessung zwischen 1 mm und 8 mm besitzen; als "charakteristische Abmessung" wird die bezüglich der oben erwähnten Viskositäts-, Scher- und/oder Drosselwirkungen zutreffende Abmessung bezeichnet; wenn die Öffnung beispielsweise quadratisch ist, entspricht die charakteristische Abmessung der Seite des Quadrats; wenn die Öffnung ein Kreis ist, ist die charakteristische Abmessung sein Durchmesser, wenn die Öffnung ein Schlitz ist, ist die charakteristische Abmessung seine Breite; usw.
– die Löcher sind von verschiedenen Formen;
– die Einrichtung umfasst mindestens zwei Durchgänge, die die Trennwand durchqueren und im Wesentlichen parallel und symmetrisch zur Hauptachse Z angeordnet sind;
– die Einrichtung umfasst einen Körper aus Elastomer, der einerseits mit dem unteren Anschlussteil und andererseits mit dem oberen Anschlussteil verbunden ist; diese Anschlussteile sind nicht notwendigerweise einstückig; so können sie beispielsweise einer Schale und einen Ring umfassen;
– die Trennwand ist an dem unteren Anschlussteil befestigt;
– die Trennwand ist starr und ringförmig und eine biegsame Membran ist im Inneren dieser Trennwand im Wesentlichen senkrecht zur Hauptachse Z angeordnet, wobei diese Membran in dieser Hauptachse Z beweglich ist;
– die Membran ist zwischen zwei mit der Trennwand verbundenen Gittern schwimmend angeordnet;
– die Membran ist in der Trennwand festgeklemmt;
– eine der Haupthydraulikkammern ist in zwei sekundäre Kammern durch eine Trennwand geteilt, die eine Öffnung aufweist, die vorgesehen ist, um die sekundären Kammern in Verbindung zu setzen;
– die Trennwand ist aus einem starren Teil und einem Ring aus Elastomer gebildet, der den starren Teil mit dem unteren Anschlussteil verbindet;
– die Steifheit des Rings ist in Abhängigkeit von den Schwingungen, denen die Einrichtung ausgesetzt ist, bestimmt;
– die Einrichtung umfasst einen Kolben, der in einem Zylinder gleitet, der eine mit dem unteren Anschlussteil verbundene Zwischenwand durchquert; und
– der Kolben ist mit der Trennwand durch ein Element aus Elastomer verbunden;
– die Einrichtung umfasst einen ersten Körper aus Elastomer, der mit dem oberen Anschlussteil verbunden ist, einen zweiten Körper aus Elastomer, der mit dem unteren Anschlussteil verbunden ist, ein Zwischenteil, der zwischen dem ersten und dem zweiten Körper aus Elastomer eingesetzt ist, eine zweite Kammer B, die mindestens teilweise durch das untere Anschlussteil und die Trennwand begrenzt ist, und eine dritte Kammer C, die mindestens teilweise durch die biegsame Wand und den ersten Körper aus Elastomer begrenzt ist;
– der erste Körper aus Elastomer umfasst eine Öffnung, die dafür vorgesehen ist, die dritte Kammer C mit dem Äußeren in Verbindung zu setzen;
– die Einrichtung umfasst in der Trennwand ein radiales Ventil, das dafür vorgesehen ist, ein Arbeits- und Ausgleichsvolumen des viskosen Fluids in den Kammern zu vergrößern oder zu verkleinern.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen, die ein nicht begrenzendes Ausführungsbeispiel darstellt, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. In dieser zeigen:
1 einen senkrechten Schnitt durch eine Schwingungsdämpfungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 einen vertikalen Schnitt durch eine Schwingungsdämpfungseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 einen vertikalen Schnitt durch eine Schwingungsdämpfungseinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
4 eine Darstellung der Form der dynamischen Steifheit in Abhängigkeit von der Frequenz der Schwingungen, die an eine Einrichtung des Stands der Technik (durchgehende Linie) und an eine Einrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist (unterbrochene Linie), angelegt werden;
5 eine schematische Darstellung der Einrichtung gemäß der ersten Ausführungsform;
6 eine schematische Darstellung der Einrichtung gemäß der dritten Ausführungsform;
7a, 7b, 7c schematische Darstellungen von verschiedenen Schlitzformen, die Durchgangsquerschnitten zwischen zwei Kammern einer erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechen, und
8a, 8b, 8c und 8d schematische Darstellungen von verschiedenen Formen von Löchern, die Durchgangsquerschnitten zwischen zwei Kam mern einer erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechen.
In der folgenden Beschreibung bezeichnen identische Bezugszahlen identische Teile oder Teile mit ähnlichen Funktionen.
Im Nachstehenden werden Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Einrichtungen beschrieben.
Diese Beispiele von Schwingungsdämpfungseinrichtungen gemäß der Erfindung sind dazu bestimmt, zwischen ein schwingendes Strukturelement, wie einen Fahrzeugmotor, und ein anderes Strukturelement, wie die Karosserie eines Fahrzeugs, eingesetzt zu werden. Die Aufgabe dieser Einrichtungen ist es, den Motor so zu tragen, dass er mit der Karosserie verbunden wird und dass die vom Motor und von der Straße ausgehenden Schwingungen gedämpft werden. Die Schwingungen des Motors sind von kleiner Amplitude und im Allgemeinen von hoher Frequenz. Die Schwingungen der Straße werden durch Unregelmäßigkeiten und durch Neigungsänderungen des Bodens beim Fahren des Fahrzeugs auf diesem Boden verursacht. Dies sind Schwingungen mit größerer Amplitude und niedriger Frequenz.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist, umfasst die erfindungsgemäße Einrichtung ein oberes Anschlussteils 10, das mit einem ersten Strukturelement 12 verbunden ist, und ein unteres Anschlussteil 14, das mit einem zweiten Strukturelement 16 verbunden ist. Die beiden Anschlussteile 10, 14 werden in einer vertikalen Hauptachse Z durch die Schwingungen des Motors und/oder der Karosserie beaufschlagt. Das untere Anschlussteil 14 hat die Hauptachse Z und wird von zwei Teilen 14a, 14b gebildet. Das Teil 14a hat die Form einer Schale mit einem Flansch 18, der sich radial nach außen erstreckt. Das Teil 14b ist ringförmig und bildet einen Falzring, der den Flansch 18, eine biegsame Wand 20 und eine Trennwand 22 einschließt.
Diese Schwingungsdämpfungseinrichtung umfasst auch einen Körper 24 aus Elastomer, der die Form eines dicken Kegelstumpfs mit der Achse Z hat, dessen Scheitel 24a mit dem oberen Anschlussteil 10 verbunden ist und dessen ringförmige Basis 24b mit dem Teil 14b des unteren Anschlussteils 14 verbunden ist. Dieser Körper 24 aus Elastomer spielt die Rolle einer Hauptfeder und unterliegt Verformungen bei von dem oberen Anschlussteil 10 kommenden Belastungen.
Die Trennwand 22 ist starr und ringförmig. In ihrer Mitte ist ein Raum ausgespart, in dessen Innerem sich eine Membran 26 in der Hauptachse Z bewegt. Die Trennwand 22 definiert mit dem Körper 24 aus Elastomer eine Arbeitskammer A und mit der biegsamen Wand 26 eine Ausgleichskammer B.
Die Kammern A und B sind mit einem viskosen Fluid mit einer kinematischen Viskosität zwischen 20 und 100000 Centistoke gefüllt.
Die biegsame Wand 20 ist so ausgebildet, dass die Ausgleichskammer B unabhängig von dem in der oberen Kammer A herrschenden Druck unter einem im Wesentlichen atmosphärischen Druck ist.
Die Membran 26 ist in einer zur Hauptachse Z im Wesentlichen senkrechten Ebene zwischen zwei mit der Trennwand 22 verbundenen Gittern 28a, 28b positioniert und ist in dieser Achse zwischen diesen beiden Gittern beweglich. Man verwendet in diesem Fall Gitter 28a, 28b, die dafür ausgelegt sind, die Haftung der Membran 26 an diesen Gittern 28a, 28b unter der Wirkung der Viskosität des Fluids zu begrenzen. Die Membran 26 gestattet es, die dynamische Versteifung bei Schwingungen kleiner Amplitude und hoher Frequenz zu begrenzen.
Gemäß einer anderen Abwandlung der Erfindung ist die Membran 26 eingeklemmt, indem ein Freiheitsgrad in der Hauptachse Z bestehen bleibt.
Die Trennwand 22 umfasst zwei Durchgänge 30a, 30b, die ständig offen sind und diametral einander entgegengesetzt sind. Sie durchqueren die Trennwand 22 in einer zur Hauptachse Z parallelen Richtung. Ihre Enden münden jeweils in die Arbeitskammer A und die Ausgleichskammer B. Das viskose Fluid kann durch diese Durchgänge 30a, 30b fließen, wenn die Arbeitskammer A unter Druck gesetzt wird. Die Durchgänge 30a, 30b weisen jeweils einen Querschnitt auf. Diese Querschnitte besitzen charakteristische Abmessungen, die kleiner als oder im Wesentlichen gleich der Dicke der Grenzschicht des Fluids sind.
Wenn der Querschnitt beispielsweise die Form eines quadratischen Lochs aufweist, ist die charakteristische Abmessung die Seite des Quadrats. Wenn es ein kreisförmiges Loch ist, ist die charakteristische Abmessung sein Durchmesser. Wenn der Querschnitt die Form eines Schlitzes aufweist, ist die charakteristische Abmessung die Breite des Schlitzes. Wenn der Querschnitt aus mehreren Schlitzen besteht, wird deren Länge und deren Anordnung (insbesondere radial oder orthoradial) für die Dämpfungsfrequenzeinstellung der Schwingungen berücksichtigt. Diese charakteristischen Abmessungen haben eine Größenordnung von 1 mm.
Die Trennwand 22 umfasst außerdem ein radial angeordnetes Ventil 32. Dieses Ventil 32 verbindet das Äußere der Vorrichtung mit dem Kanal 30b. Es ist für die Füllung der Arbeitskammer A und der Ausgleichskammer B mit viskosem Fluid vorgesehen.
Im Nachstehenden wird ein Beispiel der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben.
Wenn die obere Armatur 10 Schwingungen unterliegt, spielt der Körper 24 aus Elastomer die Rolle einer Hauptfeder, um diese Schwingungen zu absorbieren.
Die Schwingungen kleiner Amplitude und hoher Frequenz bringen eine Bewegung und eine Verformung der Membran 26 mit sich.
Bei Schwingungen niedriger Frequenz und großer Amplitude sind die Bewegungen der Membran 26 unzureichend. Nun ist das viskose Fluid bestrebt, von der Arbeitskammer A in die Ausgleichskammer B und umgekehrt durch die beiden in der Trennwand 22 vorgesehenen Durchgänge 30a, 30b zu fließen. Die Absorption dieser Schwingungen wird nun durch Drosseln und/oder durch Scherung des Fluids in den Kanälen 30a, 30b bewirkt.
Wie in 4 dargestellt, gestattet die oben beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, eine mehr progressive Versteifung als eine Einrichtung des Stands der Technik, wie in der FR-A-2 697 604 beschrieben, zu erreichen. In der 4 ist mit durchgehender Linie die Steifheit einer Einrichtung des Stands der Technik in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellt. In unterbrochener Linie ist die Entwicklung der Steifheit in Abhängigkeit von der Frequenz bei einer Einrichtung des oben unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschriebenen Typs dargestellt.
Außerdem kann dieser Typ Einrichtung auf einem größeren Frequenzbereich und insbesondere bei niedrigen Frequenzen verwendet werden. Die Verwendung einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist nämlich nicht auf die Absorption der Schwingungen in Nähe der Resonanzfrequenz eines Fluids in einer Säule begrenzt, wie bei den Einrichtungen des Stands der Technik.
Diese Einrichtung ist für verschiedene Typen von Motoren verwendbar. Um die Eigenschaften der Einrichtung an den Motor anzupassen, genügt es beispielsweise, die Viskosität des Fluids in Abhängigkeit von der für die Dämpfung der Schwingungen gewünschten Frequenzregelung zu wählen. Diese Einrichtung gestattet es also, eine Schwingungsdämpfungseinrichtung zu erhalten, deren Frequenzeinstellung mit Hilfe der verschiedenen Viskositäten des Fluids und nicht mehr mit Hilfe der geometrischen Änderungen der starren Einhei ten der Einrichtung erhalten wird. Diese verschiedenen Viskositäten werden beispielsweise durch Zusatz eines Pulvers zu dem Fluid oder durch Mischung von mischbaren Fluiden von verschiedenen Viskositäten erhalten. Beispielsweise verwendet man ein Silikonfluid. Der Fluidtyp kann eine für die Temperatur sehr unempfindliche Viskosität in einem sehr weiten Bereich von 20 bis 100000 Centistoke besitzen.
Die oben beschriebene Einrichtung kann auf die in 5 gezeigte Weise schematisch dargestellt werden. Die erhaltene Einrichtung besitzt eine Hauptfeder k'₂, die von dem Körper aus Elastomer 24 gebildet wird, parallel zu einer Einheit, die aus einer Feder k₂ besteht, die der Aufblähsteifheit des Elastomers 24 entspricht, und aus einem viskosen Körper mit einem Dämpfungskoeffizient b₂ zur Absorption der Schwingungen. Setzt man p = jω (Ableitungsoperator), so erhält man für diese Einrichtung eine Übertragungsfunktion:
Auf diese Weise erhält man bei hohen Frequenzen:
Diese Einrichtung hat einen konstanten Gewinn und hat somit ein kapazitives Verhalten.
Bei mittleren Frequenzen:
Die Einrichtung hat also in diesem Fall ein Verhalten vom Typ Übertragung der ersten Ordnung.
Bei niedrigen Frequenzen:
Bei niedrigen Frequenzen hat die Einrichtung ebenfalls ein Verhalten vom kapazitiven Typ.
Dieses Ergebnis kann auch durch eine zweite Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, erhalten werden. Bei dieser zweiten Ausführungsform umfasst die Einrichtung, wie bei der ersten Ausführungsform, ein oberes Anschlussteil 10, ein unteres Anschlussteil 14 und einen Körper 24 aus Elastomer. Die beiden Anschlussteile 10, 14 werden auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform belastet.
Die Einrichtung umfasst auch eine biegsame Wand 20, die mit einer starren Trennwand 34 eine untere Kammer B bildet. Die Einrichtung besitzt ebenfalls einen Körper 24 aus Elastomer, der mit der Trennwand 34 eine obere Kammer A abgrenzt.
Die Kammern A und B sind mit Fluid gefüllt. Die obere Kammer A ist in zwei sekundäre Hydraulikkammern A1, A2 durch eine Trennwand 36 unterteilt, die eine Öffnung 38 umfasst, die vorgesehen ist, um diese sekundären Kammern A1 und A2 in Verbindung zu setzen.
Die Trennwand umfasst einen starren Teil 40, der über einen Ring 42 aus Elastomer mit einem Ring 44 verbunden ist, der mit dem unteren Anschlussteil 14 mit Hilfe eines Zwischenteils 62 eingefasst ist.
Die Trennwand 34 ist mit der Trennwand 36 mit Hilfe eines Körpers 46 aus Elastomer verbunden, der die Bewegungen der Trennwand 36 zur starren Trennwand 34 überträgt. Die Aufblähsteifheit des Körpers 46 aus Elastomer ist in 5 durch die Feder k₂ schematisch dargestellt. Auf diese Weise bildet die Einheit einen Kolben, der in einen Zylinder gleitet, der eine Zwischenwand 48 durchquert, die an dem an dem unteren Anschlussteil 14 eingefassten Ring 44 befestigt ist. Die Trennwand 34 besitzt zwei diametral entgegen gesetzte Durchgänge 50a, 50b, durch die das Fluid von der Kammer A zur Kammer B übergeht. Diese Durchgänge sind vom selben Typ wie die bei der ersten Ausführungsform beschriebenen, d.h. sie durchqueren die Trennwand in der Hauptrichtung Z, münden in die obere Kammer A und in die untere Kammer B und bilden den für die Dämpfung vorgesehenen Durchgang des Fluids.
Bei der Anbringung der Einrichtung an dem Strukturelement, gestattet die Öffnung 38, das Fluid von einer sekundären Kammer in die andere übergehen zu lassen, um die Volumensänderungen zu kompensieren, die durch die Last des Struk turelements verursacht werden, die den Körper 24 aus Elastomer verformt. Dieses Ventil 38 spielt keine Dämpferrolle, da seine Ansprechzeit im dynamischen Betrieb zu lang ist.
Im dynamischen Betrieb, d.h. wenn das Strukturelement Schwingungen ausgesetzt ist, bewirken bzw. erzwingen der Ring 42, dessen Steifheit in Abhängigkeit von den Schwingungen, denen die Vorrichtung ausgesetzt ist, definiert ist, und das Element 46 aus Elastomer die Bewegung der Trennwand 34. Diese Bewegung bringt die Übergang des Fluids durch die Durchgänge 50a, 50b der Trennwand 34 mit sich, was die Schwingungen auf ähnliche Weise wie bei der ersten Ausführungsform dämpft.
Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 3 dargestellt ist, umfasst die Einrichtung ein oberes Anschlussteil 10 und ein unteres Anschlussteil 14. Ein erster Körper 51 aus Elastomer ist mit dem unteren Anschlussteil 14 verbunden und ein zweiter Körper 52 aus Elastomer von konischer Form ist mit dem oberen Anschlussteil 10 verbunden. Ein Zwischenteil 54 verbindet die beiden Körper 51, 52 aus Elastomer. Eine starre Trennwand 56 ist mit dem Zwischenteil 54 verbunden und trennt eine erste Kammer A, die partiell durch das untere Anschlussteil 12 begrenzt wird, von einer zweiten Kammer B, die partiell durch eine biegsame Wand 20 begrenzt wird. Die beiden Kammern A, B sind mit Fluid gefüllt. Im Betrieb geht dieses Fluid von einer Kammer zur anderen über zwei in der Trennwand 56 vorgesehene Durchgänge 58a, 58b über.
Die biegsame Wand 20 ist verformbar. Sie trennt die zweite Kammer B von einer dritten Kammer C, die durch den zweiten Körper 52 aus Elastomer partiell begrenzt ist. Die dritte Kammer C kann mit dem Äußeren über eine Öffnung 60 in Verbindung sein, die in dem oberen Anschlussteil 10 vorgesehen ist. Sie enthält kein Fluid.
Wenn das obere Anschlussteil 10 Schwingungen ausgesetzt ist, die von dem Strukturelement kommen, auf dem sie angeordnet ist, überträgt sie diese Schwingungen auf den zweiten Körper 52 aus Elastomer, der die Rolle einer Feder spielt, und lässt die starre Trennwand 56 über das Zwischenteil 54 schwingen. Das Fluid wird nun zur zweiten Kammer B durch die Durchgänge 58a, 58b mitgenommen und dämpft infolgedessen durch Drosselung und/oder durch Scherung die Schwingungen bei seinem Übergang von einer Kammer in die andere. Die biegsame Wand 20 verformt sich in Abhängigkeit von dem in der zweiten Kammer B vorhandenen Fluidvolumen.
Gemäß einer nicht dargestellten Abwandlung der Erfindung umfasst die starre Trennwand 56 eine Entkopplungsmembran, die es gestattet, in einem ersten Schritt die Schwingungen von hoher Frequenz und von kleiner Amplitude, die durch den Motor erzeugt werden, zu dämpfen. Dann, wenn die Amplitude der Schwingungen zunimmt, wird die Dämpfung der Schwingungen durch Drosselung und/oder Scherung mit Hilfe des Fluids vorgenommen, das die in der Trennwand 56 gebildeten Durchgänge 58a, 58b durchquert.
Die dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung kann – wie in 6 dargestellt – schematisiert werden, in der der Körper 52 aus Elastomer die Rolle einer Hauptfeder k'₁ spielt, die mit einer Einheit in Reihe geschaltet ist, die aus einer von dem Körper 51 aus Elastomer gebildeten Feder k₁ und aus einem viskosen Element mit einem Dämpfungskoeffizienten b₁, das durch die Durchgänge 58a, 58b gebildet wird, besteht.
Setzt man p = jω (Ableitungsoperator), so erhält man bei dieser Einrichtung eine Übertragungsfunktion:
Auf diese Weise erhält man bei hohen Frequenzen:
Diese Einrichtung hat einen konstanten Gewinn und hat somit ein Verhalten vom kapazitiven Typ.
Bei mittleren Frequenzen:
Die Einrichtung hat also in diesem Fall ein Verhalten vom Typ Übertragung der ersten Ordnung.
Bei niedrigen Frequenzen:
Bei niedrigen Frequenzen hat die Einrichtung also ebenfalls ein Verhalten vom kapazitiven Typ.
Diese in Reihe geschaltete Einrichtung hat also ein Frequenzverhalten, das im Wesentlichen demjenigen der parallelen Einrichtung ähnlich ist. Man erhält auf diese Weise eine progressive und verzögerte dynamische Versteifung sowie eine Anwendung auf einem größeren Frequenzbereich.
Die Erfindung ist keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, die nur Beispiele darstellen.
So kann gemäß Abwandlungen der oben beschriebenen Einrichtungen kein Entkopplungssystem vom Typ der Membran 26 vorgesehen sein.
In allen Fällen können, unabhängig von der Ausführungsform, für die Löcher oder Schlitze der Durchgänge 30, 50, 58 zahlreiche Formen in Betracht kommen. Ihre charakteristischen Abmessungen betragen 1 bis 8 mm, wobei diese Abmessung in Abhängigkeit von der Viskosität des in den Kammern vorhandenen Fluids und von dem gewünschten Dämpfungstyp gewählt wird.
So zeigt 7 Schlitzformen in Form eines Kleeblatts (7a), von äußeren Strahlen (7b) oder von inneren Strahlen (7c).
Es ist auch möglich, Löcher von verschiedenen Formen zu verwenden, wie in 8 dargestellt. 8a zeigt ein Loch mit Kreisform, 8b ein quadratisches Loch, 8c eine zusammengedrückte Raute und 8d einen Stern.
Die Löcher können in der Trennwand 22, 34, 56 gemäß den unterschiedlichen Mustern positioniert sein. So können sie bevorzugt am Umfang und/oder in der Mitte und/oder in verschiedenen Abständen voneinander angeordnet sein.
Eine große Formfreiheit bietet nämlich die Herstellung der Trennwand 22, 34, 56 insbesondere durch herkömmliche Verfahren der Bearbeitung oder Elektroerosion, durch Zusammenfügen von Blechen geringer Dicke, durch Extrusion oder durch Formen aus Kunststoff.

Claims

Schwingungsdämpfungseinrichtung, umfassend: – ein oberes Anschlußteil (10), das angepasst ist, um mit einem ersten Strukturelement (12) fest verbunden zu werden, und ein unteres Anschlußteil (14), das angepasst ist, um mit einem zweiten Strukturelement (16) fest verbunden zu werden, wobei die beiden Anschlußteile (10, 14) in einer Hauptachse (Z) beaufschlagt werden, – mindestens zwei mit einem Fluid gefüllte Hydraulikkammern (A, B), die durch eine Trennwand (22, 34, 56) getrennt sind und von denen eine mindestens teilweise durch eine verformbare biegsame Wand (20) und durch die Trennwand (22, 34, 56) begrenzt ist, wobei die andere Hydraulikkammer (A) mindestens teilweise durch einen Körper aus Elastomer (24, 50) und die Trennwand (22, 34, 56) begrenzt ist, – einen in der Trennwand (22, 34, 56) angeordneten, ständig offenen Durchgang (30, 50, 58), der die Hydraulikkammern (A) und (B) in Verbindung setzt und durch den das Fluid fließen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid eine Viskosität zwischen 20 und 100000 Centistoke bei Raumtemperatur besitzt und dass der Durchgang (30, 50, 58) im Querschnitt mindestens eine Abmessung, charakteristische Abmessung genannt, aufweist, die kleiner als oder im Wesentlichen gleich der Dicke einer charakteristischen Grenzschicht des Fluids ist.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Durchgang im Querschnitt die Form von Schlitzen und/oder Löchern aufweist, die eine cha rakteristische Abmessung zwischen 1 mm und 8 mm besitzen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Löcher von verschiedenen Formen sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens zwei Durchgänge (30, 50, 58), die die Trennwand (22, 34, 56) durchqueren und im Wesentlichen parallel und symmetrisch zur Hauptachse (Z) angeordnet sind.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Körper aus Elastomer (24) einerseits mit dem unteren Anschlußteil (14) und andererseits mit dem oberen Anschlußteil (10) verbunden ist.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Trennwand (22, 34) an dem unteren Anschlußteil (14) befestigt ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Trennwand (22) starr und ringförmig ist und eine biegsame Membran (26) im Inneren dieser Trennwand (22) im Wesentlichen senkrecht zur Hauptachse (Z) angeordnet ist, wobei diese Membran (26) in dieser Hauptachse (Z) beweglich ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, bei der die Membran (26) zwischen zwei mit der Trennwand (22) verbundenen Gittern schwimmend angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, bei der die Membran in der Trennwand (22) festgeklemmt ist.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach den Ansprüche 1 bis 5, bei der eine der Hydraulikkammern (A, B) in zwei sekundäre Kammern (A1, A2) durch eine Trennwand (36) geteilt ist, die eine Öffnung (38) aufweist, die vorgesehen ist, um die sekundären Kammern (A1, A2) in Verbindung zu setzen.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 10, bei der die Trennwand (36) aus einem starren Teil (40) und einem Ring (42) aus Elastomer gebildet ist, der den starren Teil (40) mit dem unteren Anschlußteil (14) verbindet.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 11, bei der die Steifheit des Rings (42) in Abhängigkeit von den Schwingungen, denen die Einrichtung ausgesetzt ist, bestimmt ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, die einen Kolben umfasst, der in einem Zylinder gleitet, der eine mit dem unteren Anschlußteil (14) verbundene Zwischenwand (48) durchquert, und bei der der Kolben mit der Trennwand (36) durch ein Element aus Elastomer (46) verbunden ist.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: – einen ersten Körper aus Elastomer (52), der mit dem oberen Anschlußteil verbunden ist, – einen zweiten Körper aus Elastomer (51), der mit dem unteren Anschlußteil (14) verbunden ist, – eine Zwischenbewehrung (54), die zwischen den zweiten (51) und den ersten (52) Körper aus Elastomer eingesetzt ist, – eine zweite Kammer (B), die mindestens teilweise durch das untere Anschlußteil (14) und die Trennwand (56) begrenzt ist, und – eine dritte Kammer (C), die mindestens teilweise durch die biegsame Wand (20) und den ersten Körper aus Elastomer (52) begrenzt ist.
Schwingungsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 14, bei der der erste Körper aus Elastomer (52) eine Öffnung umfasst, die dafür vorgesehen ist, die dritte Kammer (C) mit dem Äußeren in Verbindung zu setzen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein radiales Ventil (32) in der Trennwand (22, 34, 56), das dafür vorgesehen ist, ein Arbeits- und Ausgleichsvolumen des viskosen Fluids in den Kammern (A) und (B) zu vergrößern oder zu verkleinern.