-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
gemäß Anspruch
1, die eine mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllte Druckaufnahmekammer
aufweist, deren Druck sich beim Einwirken einer Schwingungsbelastung
auf die Kammer ändert
und deren Schwingungsdämpfungscharakteristik
durch Steuerung des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer geeignet einstellen lässt.
-
BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
-
Als eine Art eines Schwingungsdämpfers, der
zwischen zwei Bauteilen eines Schwingungssystems zur schwingungsdämpfenden
Verbindung dieser Bauteile angeordnet oder zur schwingungsdämpfenden
Befestigung auf einem dieser Bauteile angebracht ist, ist eine flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
mit einem elastischen Körper bekannt,
der ein erstes und ein zweites Montagebauteil miteinander verbindet,
die in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Der elastische
Körper
definiert teilweise eine Druckaufnahmekammer, die mit einer inkompressiblen
Flüssigkeit
gefüllt
ist, deren Druck sich bei Einwirkung einer Schwingungsbelastung
zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil ändert.
-
In der US-Patentschrift 5 170 998
wird zum Beispiel eine flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
offengelegt, bei der eine primäre Flüssigkeitskammer
mit einer Hilfsflüssigkeitskammer über eine Öffnung in
Verbindung steht, die zur Dämpfung
hochfrequenter Schwingungen wie beispielsweise Leerlaufschwingungen
in Motoren abgestimmt ist. Die primäre Kammer steht über eine
andere Öffnung
auch mit einer Gleichgewichtskammer in Verbindung, die zur Dämpfung niederfrequenter Schwingungen
wie beispielsweise Motorschwingungen abgestimmt ist. Die Hilfskammer
wird zum Teil durch ein verschiebbares Bauteil definiert, das teilweise
auch eine Arbeits-Luftkammer definiert. Die Arbeits-Luftkammer kann über ein
Schaltventil mit der Atmosphäre
oder einer Unterdruckquelle verbunden werden.
-
Je nach der Art der einwirkenden
Frequenzen verbindet das Schaltventil die Arbeits-Luftkammer mit
der Unterdruckquelle oder mit der Atmosphäre, um die hochfrequente bzw.
die niederfrequente Belastung zu dämpfen.
-
Diese flüssigkeitsgefüllte Dämpfungsvorrichtung
nach dem Stand der Technik kann jedoch nur auf hochfrequente oder
niederfrequente Belastungen abgestimmt werden. Daher besteht eine
Aufgabe der Erfindung darin, eine flüssigkeitsgefüllte Dämpfungsvorrichtung
mit einer kompakten Struktur bereitzustellen, die zur wirksameren
Dämpfung
einer einwirkenden Schwingungsbelastung eingerichtet ist und nicht
nur auf hochfrequente oder niederfrequente Schwingungsbelastungen
eingestellt werden kann.
-
Eine flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
gemäß der Einleitung
von Anspruch 1 wird in der Japanischen Patentanmeldung JP-A-61-2939
offengelegt.
-
Die Aufgabe wird durch eine flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorriehtung
mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
bereitgestellt, die Folgendes umfasst: (a) ein erstes und ein zweites
Montagebauteil, die in einem Abstand voneinander durch einen elastischen
Körper elastisch
miteinander verbunden werden, welcher teilweise mindestens eine
Druckaufnahmekammer definiert, die jeweils mit einer inkompressiblen
Flüssigkeit
gefüllt
ist, wobei der elastische Körper
elastisch derart verformt wird, dass bei Einwirkung eines Schwingungsdrucks
zwischen dem ersten und dem zweiten Montagebauteil in jeder Druckaufnahmekammer
eine Druckänderung
der Flüssigkeit
bewirkt wird; (c) ein verschiebbares Bauteil, das jede der oben
erwähnten
mindestens einen Druckaufnahmekammer teilweise definiert und bezüglich des
ersten und des zweiten Montagebauteils verschiebbar ist, wobei das
verschiebbare Bauteil auf einer seiner gegenüberliegenden Seiten teilweise
eine Arbeits-Luftkammer definiert, die der entsprechenden Druckaufnahmekammer
abgewandt ist, wobei das verschiebbare Bauteil durch eine periodische Änderung
eines Luftdrucks in der Arbeits-Luftkammer in Schwingung versetzt
wird, um eine periodische Änderung
des Flüssigkeitsdrucks
in der entsprechenden Druckaufnahmekammer zu bewirken; und (d) ein
Mittel zum Definieren einer Druckeinlassöffnung, durch die der Luftdruck
auf die Arbeits-Luftkammer
einwirkt.
-
In der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebauten
und oben beschriebenen flüssigkeitsgefüllten Schwingungsdämpfungsvorrichtung
wird das verschiebbare Bauteil durch eine periodische Änderung
des Luftdrucks in der Arbeits-Luftkammer in Schwingungen versetzt,
wodurch sich der Flüssigkeitsdruck
in der Druckaufnahmekammer periodisch ändert. Mit anderen Worten,
die periodische Änderung
des Luftdrucks in der Arbeits-Luftkammer
wird durch die Schwingungen des verschiebbaren Bauteils auf die
Druckaufnahmekammer übertragen,
sodass der Flüssigkeitsdruck
in der Druckaufnahmekammer durch die Steuerung des Luftdrucks in
der Arbeits-Luftkammer gesteuert werden kann.
-
Die vorliegende flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
enthält
oder benötigt kein
Stellglied wie beispielsweise eine elektromagnetische Steuervorrichtung,
um das verschiebbare Bauteil in Schwingung zu versetzen, ist aber
in der Lage, den Flüssigkeitsdruck
in der Druckaufnahmekammer zu steuern. Dementsprechend ist die vorliegende Dämpfungsvorrichtung
einfach und kompakt aufgebaut, weist eine geringere Anzahl Komponenten
sowie ein verringertes Gewicht auf und kann daher vergleichsweise
einfach und rentabel hergestellt werden.
-
Ferner wird es durch die vorliegende
flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung möglich, den
Flüssigkeitsdruck
in der Druckaufnahmekammer durch Nutzung einer äußeren Luftdruckquelle in geeigneter
Weise zu ändern.
Mittels des Luftdrucks aus der Druckquelle kann die Dämpfungsvorrichtung
kontinuierlich betrieben werden und dadurch eine gewünschte Schwingungsdämpfungswirkung
mit hoher Stabilität
zeigen. Beim Einsatz der vorliegenden Dämpfungsvorrichtung bei einem
Motorfahrzeug mit Verbrennungsmotor kann der Unterdruck für die Dämpfungsvorrichtung
einfach durch den Motor zur Verfügung gestellt
werden, sodass die Dämpfungsvorrichtung
keine extra Unterdruckerzeugungsquelle benötigt.
-
Gemäß der durch Anspruch 1 definierten
Erfindung enthält
das verschiebbare Bauteil eine Gummiplatte mit einer Elastizität, durch
die das verschiebbare Bauteil seine ursprüngliche Form oder Stellung wieder
einnimmt. In diesem Fall kann die Luftdruckänderung in der Arbeits-Luftkammer
durch die elastische Verformung oder Verschiebung der elastischen
Gummiplatte wirksam auf die Druckaufnahmekammer übertragen werden. Durch die
Verwendung der elastischen Gummiplatte für das verschiebbare Bauteil
verbessert sich das Ansprechverhalten des Flüssigkeitsdrucks in der Druckaufnahmekammer und
der Dämpfungsvorrichtung.
Außerdem
kann das verschiebbare Bauteil durch seine eigene Elastizität seine
ursprüngliche
Stellung mit hoher Stabilität
wieder einnehmen, wodurch die Steuerung des Flüssigkeitsdrucks in der Druckaufnahmekammer
ermöglicht
wird. Zum Beispiel behält
die Gummiplatte ihre ursprüngliche
Stellung und Form bei, wenn auf die Arbeits-Luftkammer atmosphärischer
Druck einwirkt, und wird bei Ausübung
eines verringerten Drucks in eine andere Stellung verschoben. In
diesem Fall kann das verschiebbare Bauteil durch seine Elastizität in geeigneter
Weise seine Ausgangsstellung wiedereinnehmen, wenn sich der Druck
in der Arbeits-Luftkammer von Unterdruck zu atmosphärischem
Druck ändert.
-
Die Gummiplatte kann mit einem daran
angebrachten relativ steifen Bauteil zum Begrenzen oder Bestimmen
des Ausmaßes
und der Richtung der Verformung oder Verschiebung der Gummiplatte versehen
sein.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der
vorliegenden Erfindung umfasst die flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
ferner ein Andruckmittel zum Vorspannen des verschiebbaren Bauteils
in eine vorgegebene Richtung, zum Beispiel in Richtung auf die Druckaufnahmekammer oder
die Arbeits-Luftkammer. Gemäß der Erfindung wird
das verschiebbare Bauteil durch wechselndes Einwirken von Unterdruck
und atmosphärischem Druck
in Schwingung versetzt. Das Vorspannmittel kann dazu dienen, das
verschiebbare Bauteil in eine ausgewählte Richtung zu verschieben,
sodass das verschiebbare Bauteil, das durch Einwirken eines ausgewählten Luftdrucks
von einer ersten Stellung zu einer zweiten Stellung in der zur ausgewählten Richtung
entgegengesetzten Richtung verschoben wurde, durch die Andruckkraft
des Vorspannmittels wieder zur ersten Stellung zurückkehrt.
Das Vorspannmittel gewährleistet
somit eine stabile Schwingung des verschiebbaren Bauteils und eine
genaue und stabile Steuerung des Flüssigkeitsdrucks in der Druckaufnahmekammer.
-
Die flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
umfasst ferner eine über
einen Druckeinlass mit der Arbeits-Luftkammer verbundene Drucksteuervorrichtung,
um den Luftdruck in der Arbeits-Luftkammer synchron zur Frequenz
der durch die Dämpfungsvorrichtung
zu dämpfenden Schwingungsbelastung
zu ändern.
-
Der Flüssigkeitsdruck in der Druckaufnahmekammer
wird in Abhängigkeit
von der Frequenz der auf die Dämpfungsvorrichtung
ausgeübten Schwingungsbelastung
gesteuert, um die anliegenden Schwingungen wirksam zu dämpfen. Um
den Luftdruck in der Arbeits-Luftkammer synchron zur Frequenz der
einwirkenden Schwingungen zu ändern,
kann die Drucksteuervorrichtung vorzugsweise eine Luftdruckquelle
wie eine Unterdruckerzeugungsquelle sowie ein Schaltventil zum wahlweisen Ausüben eines
Unterdrucks aus der Luftdruckquelle und eines atmosphärischen
Drucks durch den Druckeinlass auf die Arbeits-Luftkammer enthalten.
Um die Steuerung des Schaltventils mit einer relativ hohen Frequenz
zu ermöglichen,
sollte das Schaltventil ein magnetisch geschaltetes Schaltventil
sein, das entweder durch eine Adaptivsteuerung oder gemäß einer
gespeicherten Datei auf Basis eines Ausgangssignals eines Schwingungssensors
wie beispielsweise eines Beschleunigungssensors gesteuert wird.
-
Da das verschiebbare Bauteil eine
Gummiplatte enthält,
deren Elastizität
es dem verschiebbaren Bauteil erlaubt, seine Ausgangsstellung wieder einzunehmen,
verringert das Vorspannmittel die Ermüdung der Gummiplatte und ermöglicht der
Gummiplatte, ihre ursprünglichen
Verschiebungseigenschaften längere
Zeit zu bewahren, sodass die gewünschten
Eigenschaften der Steuerung des Flüssigkeitsdrucks in der Druckaufnahmekammer
längere
Zeit aufrechterhalten werden können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der
vorliegenden Erfindung werden das verschiebbare Bauteil und die
Arbeits-Luftkammer
an jeder aus einer Vielzahl von Stellen der entsprechenden Druckaufnahmekammern
bereitgestellt, sodass die verschiebbaren Bauteile an der Vielzahl
von Stellen die entsprechenden Druckaufnahmekammern teilweise definieren
und die Arbeits-Luftkammern an der Vielzahl von Stellen unabhängig voneinander
gebildet werden.
-
Bei der flüssigkeitsgefüllten Schwingungsdämpfungsvorrichtung
gemäß der obigen
bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung kann das Volumen jeder der Arbeits-Luftkammern relativ
klein sein, wodurch das Ansprechverhalten der Steuerung des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer auf die Luftdrucksteuerung in den Arbeits-Luftkammern
verbessert und gleichzeitig das erforderliche Ausmaß der Änderung
des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer sichergestellt wird. Außerdem wird
es durch die Verwendung von zwei oder mehr Gruppen von verschiebbaren
Bauteilen und Arbeits- Luftkammern
möglich,
den Flüssigkeitsdruck
in den Druckaufnahmekammern in Abhängigkeit von verschiedenen
Schwingungsphasen der jeweiligen verschiebbaren Bauteile variabler
zu steuern.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung umfasst die flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung ferner:
(e) mindestens eine flexible Membran, die jeweils eine mit der inkompressiblen
Flüssigkeit
gefüllte
Gleichgewichtskammer teilweise definiert, sodass jede der flexiblen
Membranen eine Volumenänderung
der Gleichgewichtskammer zulässt;
und (f) ein Mittel zum Definieren einer Öffnung für den Flüssigkeitsaustausch zwischen
der entsprechenden Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer.
-
Bei der obigen bevorzugten Ausführungsart der
Erfindung weist die Dämpfungsvorrichtung
durch Resonanz der durch die Öffnung
strömenden
Flüssigkeit
verbesserte Schwingungsdämpfungseigenschaften
auf. In diesem Fall kann das verschiebbare Bauteil zur Steuerung
des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer in Schwingung versetzt werden, um die
durch die Öffnung
strömende
Flüssigkeitsmenge
zu erhöhen
und dadurch die Schwingungsdämpfungswirkung
auf Basis der durch die Öffnung
strömenden
Flüssigkeitsmengen
zu verstärken. Die
zwei oder mehr flexiblen Membranen können dazu dienen, jeweils zwei
oder mehr Gleichgewichtskammern zu erzeugen, die über die
jeweiligen Öffnungen
mit der Druckaufnahmekammer in Verbindung stehen.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung besteht das erste Montagebauteil aus
einer Innenbuchse, während das
zweite Montagebauteil aus einer radial außerhalb der Innenbuchse gelegenen
Außenbuchse
besteht, wobei der elastische Körper
zwischen der Innen- und der Außenbuchse
angeordnet ist und eine Tasche aufweist, die auf ihrer äußeren Umfangsfläche offen
ist und von der Außenbuchse
umschlossen wird, sodass die entsprechende Druckaufnahmekammer gebildet
wird, wobei das verschiebbare Bauteil in der Tasche angeordnet ist
und gemeinsam mit der Außenbuchse
die Arbeits-Luftkammer definiert.
-
Die Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß der obigen
bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung, die als zylindrischer Dämpfer bezeichnet werden kann,
kann in geeigneter Weise beispielsweise bei Kraftfahrzeugen mit
Frontmotor und Vorderantrieb als Motorhalterung, Differenzialhalterung
oder als Aufhängungslager
verwendet werden.
-
Gemäß einer vorteilhaften Anordnung
der obigen bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung, bei der die Innenbuchse und die Außenbuchse
verwendet werden, umfasst die flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
ferner: (e) eine flexible Membran, die zwischen der Innenbuchse
und der Außenbuchse
an einer über
den Umfang der Innen- und der Außenbuchse von der entsprechenden
Druckaufnahmekammer entfernt liegenden Stelle derart angeordnet
ist, dass die flexible Membran teilweise eine mit der inkompressiblen Flüssigkeit
gefüllte
Gleichgewichtskammer definiert, sodass durch die flexible Membran
eine Volumenänderung
der Gleichgewichtskammer ermöglicht
wird; und (f) ein in Flüssigkeitskontakt
mit einer inneren Umfangsfläche
der Außenbuchse
befindliches Öffnungsbauteil,
das sich entlang einer Öffnung
der Tasche über
den Umfang hin erstreckt, wobei das Öffnungsbauteil und die Außenbuchse
eine Öffnung
für den
Flüssigkeitsaustausch
zwischen der entsprechenden Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer
definieren. In diesem Fall weist das Öffnungsbauteil eine Durchgangsbohrung
auf, und das ver schiebbare Bauteil enthält eine mit dem Öffnungsbauteil
verbundene Gummiplatte, die die Durchgangsbohrung verschließt. Die
Gummiplatte definiert zusammen mit dem Öffnungsbauteil und der Außenbuchse
die Arbeits-Luftkammer, wobei sich die Druckeinlassöffnung in
der Außenbuchse
befindet.
-
Bei der flüssigkeitsgefüllten Schwingungsdämpfungsvorrichtung
des oben beschriebenen zylindrisch aufgebauten Dämpfers kann die Öffnung vorteilhaft
für den
Flüssigkeitsaustausch
zwischen der Druckaufnahmekammer und der Gleichgewichtskammer bereitgestellt
werden, damit die Dämpfungsvorrichtung
eine verstärkte
Schwingungsdämpfungswirkung
auf Basis der Resonanz der durch die Öffnung strömenden Flüssigkeit zeigt. Dadurch kann das
verschiebbare Bauteil zur Steuerung des Flüssigkeitsdrucks in der Druckaufnahmekammer
in Schwingung versetzt werden, um die Menge der durch die Öffnung strömenden Flüssigkeit
zu erhöhen
und so die Schwingungsdämpfungswirkung
auf Basis der durch die Öffnung
strömenden
Flüssigkeitsmengen
zu verstärken.
-
Die vorliegende flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
kann eine Vielzahl von Druckaufnahmekammern aufweisen, die jeweils durch
das verschiebbare Bauteil definiert werden, welches die Arbeits-Luftkammer
teilweise definiert.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die obigen Aufgaben, Merkmale, Vorteile
sowie die technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden
Erfindung können
durch die folgende ausführliche
Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsarten oder Anwendungen
der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen besser
verstanden werden, in denen:
-
1 ein
Axialschnitt der Vorderansicht einer flüssigkeitsgefüllten Schwingungsdämpfungsvorrichtung
in Form einer Motorhalterung ist, die gemäß einer Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
-
2 eine
Querschnittsansicht der Draufsicht einer Motorhalterung ist, die
gemäß einer
zweiten Ausführungsart
der Erfindung aufgebaut ist;
-
3 eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 3- 3 von 2 ist; und
-
4 eine
Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 4- 4 von 2 ist.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
-
1 zeigt
eine Motorhalterung 10 für ein Kraftfahrzeug als eine
Ausführungsart
der flüssigkeitsgefüllten Schwingungsdämpfungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung. Diese Motorhalterung 10 enthält ein erstes
Montagebauteil 12 und ein zweites Montagebauteil 14,
welche beide aus metallischen Materialien bestehen und in einem
Abstand voneinander angeordnet sind. Dieses erste und zweite Montagebauteil 12, 14 sind
mittels eines aus einem Gummimaterial hergestellten elastischen
Körpers 16 elastisch
miteinander verbunden und einerseits an der Antriebseinheit und
andererseits mit dem Chassis des Kraftfahrzeugs befestigt, sodass
die einen Motor enthaltende Antriebseinheit schwingungsdämpfend am
Fahrzeugchassis befestigt ist. Bei dieser wie oben beschrieben im
Fahrzeug angebrachten Motorhalterung 10 wird der elastische
Körper 16 durch
das auf die Motorhalterung 10 wirkende Gewicht der Antriebseinheit
elastisch zusammengedrückt.
Die Motorhalterung 10 ist so angebracht, dass einwirkende Schwingungen
gedämpft
werden, die in der Richtung wirken, in der die beiden Monta gebauteile 12, 14 einander
gegenüberliegen,
und zwar in der in 1 gezeigten
vertikalen Richtung und in einer zu der vertikalen Richtung nahezu
parallelen Richtung.
-
Das erste Montagebauteil 12 enthält ein oberes
Metallbauteil 18 und ein unteres Metallbauteil 20, die
beide schalenförmig
sind und an ihrer Öffnung
jeweils einen Außenflansch
haben. Das obere und das untere Metallbauteil 18, 20 liegen
an ihren Außenflanschen
in axialer oder vertikaler Richtung aufeinander und sind an den
Flanschen miteinander verschraubt, so dass sie eine Hohlraumstruktur
bilden. Das obere Metallbauteil 18 weist eine an der unteren Wand
befestigte Halteschraube 22 auf, die sich nach oben erstreckt.
Die Motorhalterung 10 ist mittels der Halteschraube 22 an
der Antriebseinheit oder dem Fahrzeugchassis befestigt.
-
Das zweite Montagebauteil 14 enthält eine ringförmige Auflage 24 und
eine kreisförmige
Grundplatte 26, welche beide aus metallischen Materialien bestehen.
Diese Auflage 24 und die Grundplatte 26 liegen
in axialer oder vertikaler Richtung aufeinander und sind miteinander
verschraubt und bilden so eine im Allgemeinen scheibenförmige Struktur
mit einer relativ großen
Dicke oder axialen Dimension. Diese im Allgemeinen scheibenförmige Struktur
hat in einem mittleren Bereich ihrer oberen Fläche eine nach oben offene Aussparung 28.
Die Grundplatte 26 weist eine an ihrer unteren Wand befestigte
Halteschraube 29 auf, die sich nach unten erstreckt, so dass
die Motorhalterung 10 durch die Halteschraube 29 an
dem Chassis des Fahrzeugs oder der Antriebseinheit befestigt ist.
-
Das zweite Montagebauteil 14 ist
so unterhalb des ersten Montagebauteils 12 angeordnet, dass
das zweite Montagebauteil 14 dem ersten Montagebauteil 12 in
einem vorgegebenen axialen oder vertikalen Abstand in axialer Richtung
gegenüberliegt.
-
Der elastische Körper 16 ist zur elastischen Verbindung
der beiden Montagebauteile 12, 14 zwischen diesen
angeordnet.
-
Der elastische Körper 16 besitzt die
Form eines hohlen Kegelstumpfs mit einer relativ großen Wandstärke. Der
untere Teil 20 des ersten Montagebauteils 12 und
ein Verbindungsring 30 werden beim Vulkanisierungsprozess
eines Gummimaterials zur Bildung des elastischen Körpers 16 mit
den beiden Enden des elastischen Körpers 16 mit dem kleinen bzw.
mit dem großen
Durchmesser verbunden. Der Verbindungsring 30 liegt der
oberen Fläche
der ringförmigen
Auflage 24 des zweiten Montagebauteils 14 an und
ist mit der ringförmigen
Auflage 24 verschraubt, wodurch der elastische Körper 16 auf
der Seite des großen
Durchmessers an dem zweiten Montagebauteil 14 befestigt
ist. Der elastische Körper 16 hat
einen in einer axialen Mittelstellung fast vollständig eingebetteten
Begrenzungsring 32. Dieser Begrenzungsring 32 dient
dazu, ein Ausbeulen des elastischen Körpers 16 zu verhindern
und so die elastische Verformung des elastischen Körpers 16 zu stabilisieren.
-
In der in dem zweiten Montagebauteil 14 gebildeten
Aussparung 28 befindet sich eine Gummiplatte 34 mit
einer geeigneten Dicke. Die Gummiplatte 34 wird während des
Vulkanisierprozesses eines Gummimaterials zur Bildung der Gummiplatte 34 an ihrem äußeren Umfang
mit der inneren Umfangsfläche 24 verbunden,
sodass die Grundplatte 26 und die Gummiplatte 34 gemeinsam
einen flüssigkeitsdichten
Raum definieren. Mit einem Mittenteil der inneren Fläche der
Gummiplatte 34 ist eine kreisförmige Metallplatte 36 verbunden.
Außerhalb
der Metallplatte 36 ist in einem geeigneten radialen Abstand
ein mit der Gummiplatte 34 verbundener Metallring 38 angebracht.
Die Metallplatte 36 und der Metallring 38 verleihen
der Gummiplatte 34 eine gewünschte Federeigenschaft und
verhindern, dass sich die Gummiplatte 34 ungewollt verformt.
Die Gummiplatte 34, die Metallplatte 36 und der
Metallring 38 bilden zusammen ein verschiebbares Bauteil.
-
Der untere Teil 20 des ersten
Montagebauteils 12, des elastischen Körpers 16, der ringförmigen Auflage 24 des
zweiten Montagebauteils 14 und die Gummiplatte 34 zusammen
definieren eine Druckaufnahmekammer 40 zwischen dem ersten
und dem zweiten Montagebauteil 12, 14. Die Druckaufnahmekammer 40 ist
mit einer geeigneten inkompressiblen Flüssigkeit wie Wasser, Alkylenglykol,
Polyalkylenglykol oder Siliconöl
gefüllt.
Beim Einwirken einer Schwingungsbelastung zwischen dem ersten und dem
zweiten Montagebauteil 12, 14 in vertikaler Richtung,
wird der elastische Körper 16 in
den entgegengesetzten axialen Richtungen elastisch verformt, wodurch
sich der Flüssigkeitsdruck
in der Kammer 40 periodisch ändert.
-
In der Hohlraumstruktur des ersten
Montagebauteils 12 befindet sich eine flexible Membran 42, deren
Randbereich zwischen dem oberen und dem unteren Teil 18, 20 eingeschlossen
ist und durch diese gehalten wird. Die flexible Membran 42 teilt
das Volumen der Hohlraumstruktur in zwei flüssigkeitsdichte Bereiche auf,
die durch den oberen und den unteren Teil 18, 20 teilweise
definiert sind. Der obere Teil 18 und die flexible Membran 42 definieren
gemeinsam eine Luftkammer 46, die über eine im oberen Teil 18 gebildete
Belüftungsöffnung 44 mit
dem Außenraum
in Verbindung steht. Der untere Teil 20 und die flexible
Membran 42 hingegen bilden gemeinsam eine mit der gleichen
inkompressiblen Flüssigkeit
wie die Druckaufnahmekammer 40 gefüllte Gleichgewichtskammer 48.
Die Luftkammer 46 lässt eine
Verformung oder Verschiebung der flexiblen Membran 42 zu,
die wiederum eine Volumenänderung
der Gleichgewichtskammer 48 zulässt.
-
Ein rundes, plattenförmiges Öffnungsbauteil 50 ist
innerhalb der Gleichgewichtskammer 48 angeordnet und mit
dem Boden des unteren Teils 20 des ersten Montagebauteils 12 verschraubt,
dessen Boden an seinen beiden entgegengesetzten Seiten die Gleichgewichtskammer 48 und
die Druckaufnahmekammer 40 teilweise definiert. In der
unteren Fläche des Öffnungsbauteils 50,
die den Boden des unteren Teils 20 berührt, befindet sich eine auf
ihrem Umfang umlaufende Nut, die sich entlang des Umfangs des Öffnungsbauteils 50 über eine
Länge erstreckt,
die dem Gesamtumfang des Öffnungsbauteils 50 oder etwas
weniger als dem Gesamtumfang entspricht. Die Nut ist über eine
durch das Öffnungsbauteil 50 gebildete
Bohrung mit der Gleichgewichtskammer und über eine Bohrung im Boden des
unteren Teils 20 mit der Druckaufnahmekammer 40 verbunden, wodurch
das Öffnungsbauteil 50 und
das untere Teil 20 gemeinsam eine Öffnung 52 für den Flüssigkeitsaustausch
zwischen der Druckaufnahmekammer 40 und der Gleichgewichtskammer 48 definieren.
Periodische Änderungen
der Flüssigkeitsdrücke in den Kammern 40, 48 infolge
Einwirkung der Schwingungsbelastung auf die vorliegende Motorhalterung 10 bewirken,
dass die Flüssigkeit
durch die Öffnung 52 zwischen
den Kammern 40, 48 gedrückt wird. Dadurch ist die Motorhalterung 10 in
der Lage, ein erwünschtes
Dämpfungsverhalten
bezüglich
der Schwingungen in einem bestimmten Frequenzbereich, zum Beispiel
Rüttelschwingungen
des Motors, auf Basis der Resonanz der durch die Öffnung 52 strömenden Flüssigkeit
zu zeigen.
-
Im zweiten Öffnungsbauteil 14 hingegen
definiert die Gummiplatte 34, die die Aussparung 28 abdeckt,
gemeinsam mit der plattenförmigen
Grundplatte 26 an deren der Druckaufnahmekammer 40 abgewandten
Seite eine flüssigkeitsdicht
abgeschlossene Arbeits-Luftkammer 54. Die Grundplatte 26 enthält einen
Luftdurchlass 56, der an einem Ende mit der Arbeits-Luftkammer 54 und
am anderen Ende mit einer Schlauchtülle 58 in Verbindung
steht, die zur Atmosphäre
führt.
Der Luftdurchlass 56 und die Schlauchtülle 58 stellen eine
Druckeinlassöffnung bereit,
durch die ein Luftdruck auf die Arbeits-Luftkammer 54 ausgeübt werden
kann.
-
Bei der so aufgebauten und an der
entsprechenden Stelle in dem Kraftfahrzeug montierten Motorhalterung 10 ist
eine Luftleitung 60 an einem ihrer beiden entgegengesetzten
Enden mit der Schlauchtülle 58 und
an ihrem anderen Ende über ein
Schaltventil 64 mit einem Unterdruckbehälter 62 verbunden.
Der Unterdruckbehälter 62 ist
mit einer geeigneten Unterdruckerzeugungsquelle verbunden. Das Schaltventil
verfügt über eine
erste Stellung zum Ausüben
eines Unterdrucks vom Unterdruckbehälter 62 über die
Luftleitung 60 und den Luftdurchlass 56 auf die
Arbeits Luftkammer 54 und über eine zweite Stellung zum
Ausüben
des Atmosphärendrucks
auf die Arbeits-Luftkammer 54.
Durch Hin- und Herschalten des Schaltventils 54 zwischen
der ersten und der zweiten Stellung mit einer vorgegebenen Frequenz werden
der Unterdruck und der Atmosphärendruck abwechselnd
auf die Arbeits-Luftkammer 54 ausgeübt, wodurch sich der Druck
in der Luftkammer 54 periodisch ändert.
-
Wenn die Arbeits-Luftkammer 54 unter
Atmosphärendruck
steht, besitzt die Gummiplatte 34 aufgrund ihrer Elastizität oder Federkraft
eine im Wesentlichen ebene Form. Wenn auf die Arbeits-Luftkammer 54 der
Unterdruck ausgeübt
wird, verschiebt sich die Gummiplatte 34 gegen ihre Federkraft
nach unten bzw. in Richtung des Bodens der Aussparung 28.
Wird der Unterdruck wieder von der Luftkammer 54 genommen,
verschiebt sich die Gummiplatte 34 infolge ihrer Elastizität in ihre
Ausgangsstellung nach oben bzw. in Richtung der Druckaufnahmekammer 40.
Durch das Hin- und Herschalten des Schaltventils 64 zwischen
den beiden Stellungen mit einer vorgegebenen Frequenz schwingt die
Gummiplatte 34 in vertikaler Richtung periodisch hin und
her.
-
Die Schwingungen der Gummiplatte 34 verursachen
eine periodische Änderung
des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer 40 und beeinflussen die Schwingungsdämpfungseigenschaften
der Motorhalterung 10 bzw. stellen sie ein. Wenn die Gummiplatte 34 mit
einer Frequenz schwingt, die der auf die Motorhalterung 10 einwirkenden
Schwingungsfrequenz entspricht, werden die Änderungen des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer 40 durch die schwingende Gummiplatte 34 absorbiert
oder verringert, wodurch die Übertragung
der Schwingungen zwischen der Antriebseinheit und dem Chassis des
Fahrzeugs durch die vorliegende Motorhalterung 10 eingeschränkt oder
verringert wird. Wenn die Schwingungsfrequenz der Gummiplatte 34 in
Abhängigkeit
von der Frequenz der Rüttelschwingung
des Motors (Motorrütteln)
eingestellt wird, kann die Änderung
des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer 40 positiv beeinflusst werden,
damit die durch die Öffnung 52 strömende Flüssigkeitsmenge
erhöht
und der auf der durch die Öffnung 52 strömenden Flüssigkeitsmenge beruhende
Dämpfungseffekt
verstärkt
wird.
-
Der Unterdruckbehälter 62 und das Schaltventil 64 bilden
eine Drucksteuervorrichtung zur Änderung
des Drucks in der Arbeits-Luftkammer 54 mit einer Frequenz
der einwirkenden Schwingungen, die durch die vorliegende Motorhalterung 10 gedämpft werden
sollen.
-
Die vorliegende Motorhalterung 10 benötigt kein
Stellglied wie beispielsweise ein elektromagnetisches Steuermittel
und ist demzufolge einfach und kompakt gebaut, wodurch sie leicht
ist und vergleichsweise einfach und rentabel hergestellt werden kann.
Die einfache Konstruktion führt
zu einer verbesser ten Betriebszuverlässigkeit und Haltbarkeit sowie
zu einer vergleichsweise einfachen Wartung oder Reparatur der Motorhalterung 10.
-
Mit anderen Worten, die vorliegende
Motorhalterung 10 ist einfach und kompakt gebaut, besitzt verringerte
Abmessungen und Gewicht und vermag trotzdem infolge der aktiven
Steuerung des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer 40 bei verschiedenen Arten von
einwirkenden Schwingungen eine ausgezeichnete Schwingungswirkung
zu auszuüben.
-
Ferner kann der Flüssigkeitsdruck
in der Druckaufnahmekammer 40 durch Anwendung des Unterdrucks
gesteuert werden, der bei jedem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor,
und zwar durch Nutzung des Unterdrucks des Ansaugsystems des Motors,
zur Verfügung
steht. Daher benötigt
die vorliegende Motorhalterung 10 keine zusätzliche
Energiequelle, um die Gummiplatte 34 in Schwingung zu versetzen.
-
Wenn die Motorhalterung 10 in
einer Umgebung eingesetzt wird, in der Druckluft leicht verfügbar ist,
kann anstelle des Unterdrucks Überdruck
verwendet werden, um die Gummiplatte 34 in Schwingung zu
versetzen. Obwohl die veranschaulichte Ausführungsart für das abwechselnde Einwirken
von Unterdruck und atmosphärischem
Druck auf die Arbeits-Luftkammer 54 eingerichtet ist, kann
der Unterdruck oder Überdruck
periodisch zwischen zwei verschiedenen Unter- oder Überdruckstärken geändert werden.
-
Während
die Gummiplatte 34 gemäß der veranschaulichten
Ausführungsart
durch abwechselndes Einwirken von Unterdruck und atmosphärischem
Druck oder von Überdruck
und atmosphärischem
Druck auf die Arbeits-Luftkammer 54 in Schwingung versetzt
wird, ist es wünschenswert, zwischen
die Gummiplatte 34 und die Grundplatte 26 des
zweiten Montagebauteils 14 ein geeignetes Vorspannmittel
einzusetzen, um die Rückkehr
der Gummiplatte 34 zu ihrer Ausgangsstellung und -form durch
ihre Federkraft zu unterstützen.
-
Wenn bei der obigen Ausführungsart
die Öffnung 52 und
die Gleichgewichtskammer 48 bereitgestellt werden, um der
Motorhalterung 10 die gewünschten Dämpfungseigenschaften zu verleihen, ist
die Bereitstellung dieser Öffnung
und der Gleichgewichtskammer nicht entscheidend. Ferner kann die
Motorhalterung 10 eine Vielzahl von Öffnungen besitzen, die auf
die jeweiligen unterschiedlichen Frequenzen der einwirkenden Schwingungen
abgestimmt sind.
-
Bei der Motorhalterung 10 gemäß der ersten Ausführungsart
von 1 wird zur Steuerung
des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer 40 durch die Schwingungen der
Gummiplatte 34 eine einzelne Arbeits-Luftkammer 54 bereitgestellt,
es können
jedoch eine Vielzahl solcher Arbeits-Luftkammern vorgesehen werden.
Zum Beispiel kann die Motorhalterung 10 so abgeändert werden,
dass eine Struktur, die ein erstes Montagebauteil 12 enthält und die
Gleichgewichtskammer 48 und die Öffnung 52 aufweist,
durch eine Struktur ersetzt wird, die ein dem zweiten Montagebauteil 14 ähnliches
Montagebauteil sowie eine zweite Gummiplatte enthält, die
die Druckaufnahmekammer 40 und eine zweite Arbeits-Luftkammer
teilweise definiert. Bei dieser abgeänderten Motorhalterung wird
die zweite Gummiplatte durch Ausüben
von Luftdruck auf die zweite Arbeits-Luftkammer synchron zur Schwingung
der ersten Gummiplatte 34 in Schwingung versetzt. Wenn wie
oben beschrieben die beiden oder mehr Gruppen von Gummiplatten und
Arbeits-Luftkammern
bereitgestellt werden, können
die in die und aus den Arbeits-Luftkammern strömenden Luftmengen sowie der
für jede
Gummiplatte erforderliche Verschiebungshub verringert werden und
dennoch eine wirksame Druckänderung
in der Flüssigkeits-Druckaufnahmekammer 40 gewährleisten.
Somit kann das Druckansprechverhalten der Druckaufnahmekammer 40 und
das Steuerverhalten der Dämpfungscharakteristik
der Motorhalterung verbessert werden. Bei der ersten Ausführungsart
setzt sich das verschiebbare Bauteil, das durch Ausüben des
Luftdrucks auf die Arbeits-Luftkammer 54 in Schwingung
versetzt wird, aus der Gummiplatte 34, der Metallplatte 36 und dem
Metallring 38 zusammen. Die Gummiplatte 34 muss
jedoch nicht mit dieser Metallplatte 36 und dem Metallring 38 versehen
sein. Das heißt,
dass das verschiebbare Bauteil aus der Gummiplatte 34 allein
bestehen kann.
-
In den 2 bis 4 wird eine gemäß der zweiten
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung aufgebaute zylindrische Motorhalterung 70 beschrieben.
-
Die Motorhalterung 70 enthält ein erstes Montagebauteil
in Form einer Innenbuchse 72 und ein zweites Montagebauteil
in Form einer Außenbuchse 74.
Diese Innenbuchse und Außenbuchse 70, 72 bestehen
aus metallischen Materialien und sind in radialer Richtung durch
einen vorgegebenen Abstand voneinander getrennt. Die beiden Buchsen 70, 72 sind
durch einen zwischen sie eingesetzten elastischen Körper 76 elastisch
miteinander verbunden. Die Innenbuchse und die Außenbuchse 72, 74 sind
jeweils an der Antriebseinheit und am Chassis eines Kraftfahrzeugs
befestigt, sodass die Antriebseinheit schwingungsdämpfend mit
dem Chassis verbunden ist. Vor dem Einbau der Motorhalterung 70 werden
die Innenbuchse und die Außenbuchse 72, 74 mit
einer bestimmten radialen Abweichung exzentrisch zueinander angebracht.
wenn die Motorhalterung 70 in das Fahrzeug eingebaut ist,
wird der elastische Körper 76 durch
das darauf einwirkende Gewicht der Antriebseinheit zusammengedrückt, und die
Innenbuchse und die Außenbuchse 72, 74 neh men
eine im Wesentlichen konzentrische oder koaxiale Stellung zueinander
ein. Die Motorhalterung 70 wird so angebracht, dass die
Richtung der Verschiebung zwischen der Innenbuchse und der Außenbuchse 72, 74 vor
dem Einbau in das Fahrzeug mit der senkrechten Richtung zusammenfällt, sodass
die Motorhalterung 70 die auf sie einwirkenden Schwingungen
in der senkrechten Richtung oder in einer zur senkrechten Richtung
fast parallelen Richtung dämpfen
kann.
-
Die Innenbuchse 72 ist ein
zylindrisches Bauteil mit einer relativen großen Wandstärke und einem relativ kleinen
Durchmesser. Eine metallische Buchse 78 wird radial außerhalb
der Innenbuchse 72 so angebracht, dass die metallische
Buchse 78 gegenüber
der Innenbuchse 72 um einen bestimmten Betrag radial versetzt
ist. Diese metallische Buchse 78 ist ein zylindrisches
Bauteil mit einer relativ großen
Wandstärke
und einem relativ großen
Durchmesser. Die metallische Buchse 78 hat wie in den 3 und 4 gezeigt zwei Stufen 80 mit
einem kleineren Durchmesser an den gegenüberliegenden Enden. Die Stufen 80 sind über den
gesamten Umfang der metallischen Buchse 78 hinweg gebildet.
Die metallische Buchse 78 hat ein Fenster 82 in
einem oberen seiner beiden Umfangsteile, die sich in der Richtung
der Verschiebung bezüglich
der Innenbuchse 72 gegenüberliegen. Ein axiales Zwischenstück der metallischen
Buchse 78 weist indem anderen oder unteren Teil des Umfangs,
das der Achse der Innenbuchse 72 in der Verschiebungsrichtung
näher ist
als der obere Teil des Umfangs mit dem Fenster 82, einen Aussparungsteil 84 auf.
Die Aussparung des Aussparungsteils 84 ist nach der radial
nach außen
zeigenden Richtung hin offen.
-
Der elastische Körper ist so zwischen die Innenbuchse 72 und
die metallische Buchse 78 eingesetzt, dass die Innenbuchse 72 und
die metallische Buchse 78 während des Vulkanisierprozes ses
zur Bildung des elastischen Körpers 76 an
ihrer jeweiligen äußeren und
inneren Umfangsfläche
mit dem elastischen Körper 76 verbunden
werden. Zwischen der Innenbuchse 72 und der metallischen
Buchse 78 wird eine axiale Lücke 86 gebildet, die
sich über
die gesamte axiale Länge
der Motorhalterung 70 erstreckt. Diese axiale Lücke 86 befindet
sich auf einem Umfangsteil der Motorhalterung 70, die dem Aussparungsteil 84 der
metallischen Buchse 78 entspricht und besitzt eine Umfangsdimension,
die etwa gleich der Hälfte
des Gesamtumfangs der metallischen Buchse 78 ist. An der
Stelle der axialen Lücke 86 liegt
der elastische Körper 76 zwischen
der Innenbuchse 72 und der metallischen Buchse 78 fast
vollständig
auf der Oberseite der Innenbuchse 72 auf, und zwar nur
auf einer der vertikal gegenüberliegenden
Seiten der Innenbuchse 72, an der der Betrag der radialen
Verschiebung gegenüber
der metallischen Buchse 78 größer als auf der anderen Seite ist.
Diese Anordnung verringert wirksam eine durch das Gewicht der Antriebseinheit
auf den elastischen Körper 76 wirkende
Zugspannung. Zum Bedecken eines Teils der äußeren Umfangsfläche der
Innenbuchse 72 an der Seite der axialen Lücke 88 wird
ein Gummipuffer bereitgestellt. Bei Einwirken einer übermäßigen Schwingungsbelastung
auf die Motorhalterung 70 kann die Innenbuchse 72 über den
Gummipuffer 88 an das Aussparungsteil 84 der metallischen Buchse 78 anstoßen und
so eine übermäßige Dehnung
des elastischen Körpers 76 verhindern.
-
Der elastische Körper 76 hat eine auf
das Fenster 82 der Metallbuchse 78 ausgerichtete
Tasche 90. Das heißt,
dass die Tasche 90 in einem Umfangsteil des elastischen
Körpers 76 ausgebildet
ist, in dem der Betrag der vertikalen Abweichung zwischen der Innenbuchse
und der Außenbuchse 72, 78 am
größten ist.
Die Tasche 90 weist mittels des Fensters 82 eine Öffnung in
der äußeren Umfangsfläche der
Metallbuchse 78 auf. An der äußeren Umfangsfläche der
Metallbuchse 78 ist wie in
-
3 gezeigt
eine Abdichtungsschicht 92 aus Gummi mit einer relativ
geringen Wandstärke
als Bestandteil des elastischen Körpers 76 gebildet.
-
Die Innenbuchse 72, die
Metallbuchse 78 und der elastische Körper 76 bilden zusammen
ein Zwischenprodukt, das durch Vulkanisieren eines Gummimaterials
zur Bildung des elastischen Körpers 76 hergestellt
wird, wobei die Innenbuchse und die Außenbuchse 72, 78 beim
Vulkanisieren in einer Gießform
zueinander ausgerichtet werden. An diesem Zwischenprodukt sind ein Öffnungsbauteil 94 und
ein Haltebauteil 96 befestigt, an dem schließlich die
Außenbuchse 74 befestigt
wird und so die vorliegende Motorhalterung 70 bildet. Sowohl
das Öffnungsbauteil 94 als
auch das Haltebauteil 96 besitzen die Form eines im Wesentlichen
halbzylindrischen Bauteils und stellen gemeinsam eine zylindrische
Struktur dar, die an einem axialen Zwischenteil der äußeren Umfangsfläche der
Metallbuchse 78 befestigt ist. Die Außenbuchse 74, die
ein zylindrisches Bauteil mit einem relativ großen Durchmesser ist, wird dann
an der Metallbuchse 78 befestigt, um die äußere Umfangsfläche der
aus dem Öffnungsbauteil 94 und
dem Haltebauteil 96 bestehenden zylindrischen Struktur
zu überdecken.
-
Das im Wesentlichen halbzylindrische Öffnungsbauteil 94 besitzt
eine relativ große
Wandstärke
und ist an einem oberen Teil der äußeren Umfangsfläche der
Metallbuchse 78 angebracht, an der der radiale Verschiebungsabstand
zur Innenbuchse 72 relativ groß ist. Das Öffnungsbauteil 94 ist
dergestalt an der Metallbuchse 78 angebracht, dass sich die
axial und die auf dem Umfang gegenüberliegenden Teile des Öffnungsbauteils 94 in
Kontakt mit den das rechteckige Fenster 82 bildendenden
entsprechenden vier Teilen der Metallbuchse 78 befinden, sodass
das auf die Tasche 90 des elastischen Körpers 76 ausgerichtete
Fenster 82 durch das Öffnungsbauteil 94 flüssigkeitsdicht
abgeschlossen ist und durch die Innenbuchse 72, den elastischen
Körper 76 (Tasche 90)
und das Öffnungsbauteil 94 eine Druckaufnahmekammer 98 definiert
wird. Die Druckaufnahmekammer 98 ist mit einer inkompressiblen Flüssigkeit
wie Wasser, Alkylenglykol, Polyalkylenglykol oder Siliconöl gefüllt. Der
Flüssigkeitsdruck
in der Kammer 98 ändert
sich periodisch bei Einwirkung einer Schwingungsbelastung auf die
Motorhalterung 70 infolge der elastischen Verformung des
elastischen Körpers 76.
-
Das im Wesentlichen halbzylindrische
Haltebauteil 96 besitzt eine relativ geringe Wandstärke und
ist an einem unteren Teil der äußeren Umfangsfläche des
metallischen Bauteils 78 befestigt, an dem der radiale
Verschiebungsabstand zur Innenbuchse 72 relativ klein ist.
Das Haltebauteil 96 ist derart an der Metallbuchse 78 angebracht,
dass die axial gegenüberliegenden
Teile des Haltebauteils 96 durch die Stufenteile 80 der
Metallbuchse 78 gestützt
werden und das Aussparungsteil 84 durch das Haltebauteil 96 abgeschlossen
wird. An dem Haltebauteil 96 ist an einem mittleren Umfangsteil
eine Trennwand 100 so angebracht, dass sich diese wie in 2 gezeigt durch den Aussparungsteil 84 der
Metallbuchse 78 erstreckt. Das freie Ende der Trennwand 100 steht in
engem Kontakt mit der Oberfläche
des Aussparungsteils 84 und teilt die Aussparung des Aussparungsteils 84 in
zwei flüssigkeitsdichte
Abschnitte zu beiden Seiten der Trennwand 100 ein. Diese
beiden Abschnitte der Aussparung sind entlang des Umfangs der Metallbuchse 78 angeordnet.
Um die Flüssigkeitsabdichtung
zwischen diesen beiden Abschnitten der Aussparung zu gewährleisten,
ist die Endfläche
der den Aussparungsteil 84 berührenden Trennwand 100 mit
einem aus Gummi bestehenden Abdichtungsbauteil 102 bedeckt.
-
Das Haltebauteil 96 hat
eine erste Öffnung 104 und
eine zweite Öffnung 106,
die an zwei entsprechenden Stellen des Umfangs des Haltebauteils gebildet
sind und zu beiden Seiten der Trennwand 100 liegen. Diese
erste und zweite Öffnung 104, 106 werden
durch eine erste flexible Membran 108 bzw. eine zweite
flexible Membran 110 flüssigkeitsdicht abgeschlossen,
welche durch Vulkanisieren mit den Kanten der Öffnungen 104, 106 verbunden
sind. Die erste und die zweite Membran 108, 110 sind
derart in den beiden oben angegebenen Aussparungsabschnitten des
Aussparungsteils 84 zu beiden Seiten der Trennwand 100 angebracht,
dass die beiden Membranen 108, 110 wie in 2 gezeigt von der Außenbuchse 74 radial
nach innen gebogen sind.
-
Die Aussparung des Aussparungsteils 84 der
Metallbuchse 78 wird, wie oben beschrieben durch die Trennwand 100 in
die beiden Abschnitte aufgeteilt, die durch das Haltebauteil 96 und
die Außenbuchse 74 flüssigkeitsdicht
abgeschlossen werden. Die erste flexible Membran 108 auf
der einen Seite der Trennwand 100 definiert zusammen mit
der Metallbuchse 78 eine erste Gleichgewichtskammer 112,
während
die zweite flexible Membran 110 auf der anderen Seite der
Trennwand 100 zusammen mit der Metallbuchse 78 eine
zweite Gleichgewichtskammer 114 definiert. Durch elastische
Verformung oder Verschiebung der ersten und zweiten flexiblem Membran 108, 110 kann
sich das Volumen der ersten und der zweiten Gleichgewichtskammer 112, 114 ändern, die
mit der gleichen inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt sind
wie die Druckaufnahmekammer 98.
-
Die erste und die zweite flexible
Membran 108, 110 besitzen im Wesentlichen dieselbe
Form und Größe, unterscheiden
sich jedoch in ihrer Dicke. Das heißt, dass die Dicke der ersten
Membran 108 geringer als die Dicke der zweiten Membran 110 ist, sodass
die Federkraft der die erste Gleichgewichtskammer
112 teilweise
definierenden ersten Membran 108 geringer ist als die Federkraft
der die zweite Gleichgewichtskammer 114 teilweise definierenden zweiten
Membran 110. Die erste und die zweite flexible Membran 108, 110 definieren
zusammen mit der Außenbuchse 74 jeweils
zwei Luftkammern 116, 118, die über zwei
durch die Außenbuchse 74 gebildete
entsprechende Belüftungsöffnungen
mit der Atmosphäre
in Verbindung stehen. Durch die Luftkammern 116, 118 wird
die Verformung oder Verschiebung der flexiblen Membranen 108, 110 ermöglicht.
-
Das Öffnungsbauteil 94 hat
eine erste und eine zweite in der äußeren Umfangsfläche gebildete Rille 120, 122.
Diese Rillen 120, 122, die von geeigneter Länge sind,
werden durch die Außenbuchse 74 abgeschlossen
und bilden so eine erste Öffnung 124 für den Flüssigkeitsaustausch
zwischen der Druckaufnahmekammer 98 und der ersten Gleichgewichtskammer 112 sowie
eine zweite Öffnung 126 für den Flüssigkeitsaustausch
zwischen der Druckaufnahmekammer 98 und der zweiten Gleichgewichtskammer 114.
Die erste und die zweite Öffnung 124, 126 sind
voneinander unabhängig
und sorgen dafür,
dass die Flüssigkeit
beim Einwirken von Schwingungen auf die Motorhalterung 70 zwischen
der Druckaufnahmekammer 98 und den Gleichgewichtskammern 112, 114 strömen kann,
sodass die Schwingungen durch die Resonanz der durch die Öffnungen 124, 126 strömenden Flüssigkeit
gedämpft
werden können.
-
Die erste Öffnung 124 weist ein
kleineres A/L-Verhältnis
auf als die zweite Öffnung 126,
wobei „A" die Querschnittsfläche der Öffnung 124, 126 und „L" die Länge der Öffnung 124, 126 bedeutet.
Bei dieser Anordnung zeigt die Motorhalterung 70 eine Dämpfungswirkung
gegenüber
einer Schwingungsbelastung mit einer relativ niedrigen Frequenz
auf Basis der Resonanz der durch die erste Öffnung 124 strömenden Flüssigkeit
sowie eine Dämpfungswirkung
gegenüber
einer Schwingungsbelastung mit einer relativ hohen Frequenz auf
Basis der Resonanz der durch die zweite Öffnung 126 strömenden Flüssigkeit.
Mit anderen Worten, die erste und die zweite Öffnung 124, 126 sind
auf relativ niedrige und hohe Frequenzen der einwirkenden Schwingungen
abgestimmt. Da die erste Öffnung 124 der
durchströmenden
Flüssigkeit
einen größeren Widerstand
entgegensetzt, strömt
bei Einwirkung der niederfrequenten Schwingungen eine ausreichend
große
Flüssigkeitsmenge
durch die erste Öffnung 124,
weil die Federkraft der zweiten Membran 110 der zweiten
Gleichgewichtskammer 114 stärker ist als die Federkraft
der ersten Membran 108 der ersten Gleichgewichtskammer 112.
-
Das Öffnungsbauteil 94 hat
eine Durchgangsbohrung 129, die auf einem über den
Umfang und axial zentralen Teil durch sie hindurchführt, welcher
die Druckaufnahmekammer 90 teilweise definiert. Diese Durchgangsbohrung 129 wird
durch eine Gummiplatte 130 derart flüssigkeitsdicht abgeschlossen,
dass die Gummipiatte 130 an ihrem Rand mit der Kante der
Durchgangsbohrung 129 verbunden ist und die Druckaufnahmekammer 98 teilweise
definiert. Die Gummiplatte 130 definiert zusammen mit der
Außenbuchse 74 eine
flüssigkeitsdichte
Arbeits-Luftkammer 132.
Die Außenbuchse 74 hat
eine durch sie hindurchführende
Einlassöffnung 138,
die mit der Luftkammer 132 in Verbindung steht. An diese
Einlassöffnung 138 wird
eine mit einer geeigneten Luftdruckquelle und einem Schaltventil
verbundene Luftleitung angeschlossen. Die Einlassöffnung 138 fungiert
als Druckeinlassöffnung,
durch die ein Luftdruck auf die Arbeits-Luftkammer 132 ausgeübt wird.
-
Mit einem mittleren Teil der Gummiplatte 130 ist
ein am Allgemeinen schalenförmiges
metallisches Haltebauteil 134 verbunden, das die Federeigenschaften
der Gummiplatte 130 anpasst und eine ungewollte Verformung
der Gummiplatte 130 ver hindert. Die Gummiplatte 130 und
das Haltebauteil 134 bilden zusammen ein verschiebbares
Bauteil. In der Arbeits-Luftkammer 132 befindet
sich eine Schraubenfeder 136, die zwischen der Außenbuchse 74 und dem
Haltebauteil 134 angebracht ist. Die Schraubenfeder 136 spannt
die Gummiplatte 130 in der von der Außenbuchse 74 radial
nach innen zeigenden Richtung vor, sodass die Gummiplatte gegen
die Druckaufnahmekammer 98 gedrückt wird.
-
Bei der gemäß der obigen Beschreibung aufgebauten
Motorhalterung 70 ist die Luftleitung an der Einlassöffnung 138 angebracht,
sodass auf die Arbeits-Luftkammer 132 abwechselnd Unterdruck
und Luftdruck einwirkt, indem das Schaltventil wie oben in Bezug
auf die erste Ausführungsart
beschrieben zwischen seinen beiden Stellungen hin- und herschaltet, wodurch
sich der Druck in der Arbeits-Luftkammer 132 periodisch än- dert
und die Gummiplatte 130 in der radialen Richtung der Motorhalterung 70 in Schwingungen
versetzt.
-
Die Schwingungen der Gummiplatte 130 bewirken
eine periodische Änderung
des Flüssigkeitsdrucks
in der Druckaufnahmekammer 98 und beeinflussen so die Schwingungsdämpfungseigenschaften
der Motorhalterung 70. Die Motorhalterung 70 der vorliegenden
Ausführungsart
zeigt ebenso wie die Motorhalterung 10 der ersten Ausführungsart
eine ausgezeichnete Schwingungsdämpfungswirkung,
da die Gummiplatte 130 mit einer Frequenz schwingt, die
der Frequenz der einwirkenden Schwingungen entspricht, und so den
Flüssigkeitsdruck
in der Druckaufnahmekammer 98 steuert. Durch die Schwingungen
der Gummiplatte 130 wird es ermöglicht, dass größere Flüssigkeitsmengen
durch die erste und die zweite Öffnung 124, 126 strömen, damit auf
Basis der durch die Öffnungen 124, 126 strömenden Flüssigkeitsmengen
die Schwingungsdämpfungswirkung
erhöht
wird.
-
Die Motorhalterung 70 benötigt ebenso
wie die Motorhalterung 10 der ersten Ausführungsart kein
Stellglied wie ein elektromagnetisches Steuermittel und ist demzufolge
einfach und kompakt aufgebaut, besitzt ein geringeres Gewicht und
kann vergleichsweise einfach und rentabel hergestellt werden. Somit
weist die Motorhalterung 70 im Wesentlichen dieselben Vorteile
wie die oben beschriebene Motorhalterung 10 auf.
-
Ferner kann die Gummiplatte 130 der
vorliegenden Motorhalterung 70 mit hoher Genauigkeit mit einer
höheren
Frequenz als die Gummiplatte 34 bei der ersten Ausführungsart
in Schwingung versetzt werden; dies ist auf die Bereitstellung der
Schraubenfeder 136 zurückzuführen, deren
Vorspannkraft zusätzlich
zu der Federkraft der Gummiplatte 130 ausgeübt wird,
wenn die Gummiplatte 130 in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt
bzw. ihre ursprüngliche Form
wieder einnimmt, wenn die Arbeits-Luftkammer 132 dem Atmosphärendruck
ausgesetzt wird. Die Motorhalterung 70 zeigt daher eine
verbesserte Dämpfungswirkung
bezüglich
der einwirkenden Schwingungen mit relativ hohen Frequenzen. Ferner ist
es Aufgabe der Schraubenfeder 136, eine frühzeitige
Ermüdung
der Gummiplatte 130 und die sich ergebende Verschlechterung
ihres Schwingungsverhaltens und der Schwingungsgenauigkeit zu verhindern,
wodurch eine verbesserte Haltbarkeit der Motorhalterung 70 erreicht
wird.
-
Die in der Arbeits-Luftkammer 132 angebrachte
Schraubenfeder 136 ist nicht von entscheidender Bedeutung.
Wenn die Schraubenfeder 136 fehlt, kehrt die Gummiplatte 130 ebenso
wie die Gummiplatte 34 bei der ersten Ausführungsart
allein durch ihre eigene Elastizität wieder zu ihrer (radial gesehen:
innere) Ausgangsstellung zurück.
-
Obwohl bei der zweiten Ausführungsart
die Öffnungen 124, 126 und
die Gleichgewichtskammern 112, 114 bereitgestellt
werden, um die Motorhalterung 70 mit den gewünschten
Dämpfungseigenschaften
zu versehen, ist die Bereitstellung dieser Öffnungen und Gleichgewichtskammern
nicht von entscheidender Bedeutung. Es kann auch nur eine der beiden Öffnungen 124, 126 bereitgestellt
werden.
-
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung
kann auch auf eine zylindrische flüssigkeitsgefüllte Schwingungsdämpfungsvorrichtung
des Typs mit einer Vielzahl von Druckaufnahmekammern angewendet
werden, zum Beispiel auf ein Paar von Druckaufnahmekammern, die
auf diametral entgegengesetzten Seiten der Innenbuchse gebildet
sind und durch eine Öffnung
miteinander in Verbindung stehen, wie in der Japanischen Patentschrift
JP-B-48-36151 und in
der Japanischen Patentanmeldung JP-A-56-164242 offengelegt wird. In diesem Fall
werden zwei verschiebbare Bauteile wie beispielsweise Gummiplatten
jeweils für
die beiden Druckaufnahmekammern bereitgestellt. Zum Beispiel kann
die bei der obigen Ausführungsart
für die
Druckaufnahmekammer 98 verwendete Gummiplatte 230 für jede der beiden
Druckaufnahmekammern bereitgestellt werden.
-
Obwohl die flüssigkeitsgefüllten Schwingungsdämpfungsvorrichtungen
oben zur Veranschaulichung in Form von Motorhalterungen für Kraftfahrzeuge
beschrieben wurden, ist klar, dass das Prinzip der vorliegenden
Erfindung ebenso auf andere flüssigkeitsgefüllte Dämpfungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge
wie beispielsweise Chassishalterungen, Differenzialhalterungen und
Aufhängungslager
sowie auf verschiedene nicht für
Kraftfahrzeuge verwendete Dämpfungsvorrichtungen
angewendet werden kann.
-
Obwohl die obigen bevorzugten Ausführungsarten
nur zur Veranschaulichung ausführlich beschrieben
wurden, ist klar, dass die Erfindung nicht auf die Einzelheiten
dieser veranschaulichten Ausführungsarten
beschränkt
ist, sondern dass sie mit verschiedenen Änderungen, Modifikationen und
Verbesserungen realisiert werden kann, die einem Fachmann geläufig sind,
ohne von dem in den folgenden Ansprüchen definierten Geltungsbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.