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Die
Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des unabhängigen
Patentanspruchs 1.
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Aus
JP 5-332392 A ist eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung (Fluid-Schwingungsisolationsvorrichtung)
bekannt, die eine aktive Unterstützungskraft
erzeugen kann. Diese Schwingungsisolationsvorrichtung umfaßt einen
inneren Zylinder, der entweder an einer Schwingungserzeugungseinrichtung
oder an einem Strukturelement befestigt ist, einen äußeren Zylinder,
der am jeweils anderen der Schwingungserzeugungseinrichtung und
des Strukturelements befestigt ist und den inneren Zylinder umgibt,
einen elastischen Träger,
der zwischen den inneren und äußeren Zylindern
angeordnet ist, eine durch den elastischen Träger definierte Hauptfluidkammer,
eine Hilfsfluidkammer mit veränderlichem Volumen,
eine die Hauptfluidkammer mit der Hilfsfluidkammer verbindende Blende,
ein in die Hauptfluidkammer, die Hilfsfluidkammer und die Blende
eingeschlossenes Fluid, eine in Richtung der Volumenänderung
der Hauptfluidkammer verschiebbare bewegliche Platte sowie einen
durch die bewegliche Platte angetriebenen Aktuator. Diese Schwingungsisolationsvorrichtung
ist so beschaffen, daß sie
durch die Strömung
von Fluid durch die Blende eine gewünschte Dämpfungskraft erzeugt und durch
elastische Verformung einer Expansionsfeder des elastischen Trägers aufgrund
der Verschiebung der beweglichen Platte eine aktive Unterstützungskraft
erzeugt.
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Aus
der JP 08-0 61 425 A ist eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung der eingangs
genannten Art bekannt.
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Aus
der JP 5-332392 A ist eine Fluid-Schwingungsisolationsvorrichtung
bekannt, die eine aktive Unterstützungskraft
durch Verschieben einer Platte zur Veränderung des Volumens der Hauptfluidkammer
erzeugt.
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Des
weiteren zeigt US 5,277,409 eine mit Fluid gefüllte elastische Halterungsvorrichtung,
die eine Haupt- und Nebenfluidkammer und eine Schwingungsplatte
aufweist. Die Schwingungsplatte ist über eine Schranke mit einer
Trennwand, die teilweise die Hauptfluidkammer definiert, verschraubt.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schwingungsdämpfungsvorrichtung
der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Schwingungsdämpfungsvorrichtung
durch einen vereinfachten Herstellungsprozeß und bei reduzierten Herstellungskosten
hergestellt werden kann.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schwingungsdämpfungsvorrichtung
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruches 1 gelöst.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der
folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die Zeichnung
Bezug nimmt; es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht, die den Aufbau einer Schwingungsisolationsvorrichtung
zeigt und der Erläuterung
der Erfindung dient, wobei die gezeigte Schwingungsisolationsvorrichtung
nicht Teil der Erfindung ist;
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2 eine
Ansicht des Gesamtaufbaus eines mit einer Schwingungsisolationsvorrichtung
der Erfindung versehenen Fahrzeugs, die der Erläuterung der Erfindung dient;
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3 eine
Querschnittsansicht, die teilweise den Aufbau einer Schwingungsisolationsvorrichtung der
Erfindung zeigt; und
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4 eine
weitere Querschnittsansicht, die teilweise den Aufbau der Schwingungsisolationsvorrichtung
der Erfindung zeigt.
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In
den 1 und 2 ist eine Schwingungsisolationsvorrichtung
gezeigt. Die Schwingungsisolationsvorrichtung wird als sogenannte
aktive Motoraufhängung 20 verwendet,
die Schwingungen, die von der Antriebsquelle eines Fahrzeugs, d.h. vom
Motor 17, an die Karosserie 18 des Fahrzeugs übertragen
werden, aktiv verringert.
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Diese
Motoraufhängung 20 besitzt
ein zylindrisches Vorrichtungsgehäuse 43, in dem die
Komponenten der Schwingungsisolationsvorrichtung angeordnet und
zwischen einem oberen Endabschnitt 43a und einem unteren
Endabschnitt 43b des Vorrichtungsgehäuses 43 verstemmt
sind.
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Im
oberen Teil des Vorrichtungsgehäuses 43 ist
ein elastischer Träger 32 vorgesehen.
In einem inneren Bereich des elastischen Trägers 32 ist ein Strukturelement 30 installiert.
Das Strukturelement 30 umfaßt eine Anbringungsschraube 30a,
durch die die Motoraufhängung 20 mit
dem Motor 17 verbunden ist. Die Schraube 30a steht
aus dem Strukturelement 30 nach oben vor und erstreckt
sich längs
der Mittelachse P1 der Isolationsvorrichtung.
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Der
elastische Träger 32 besitzt
eine konische Form, wobei sein unterer Abschnitt unterhalb des Scheitelpunkts
aufgespreizt ist. Der untere Endabschnitt des elastischen Trägers 32 haftet
an der inneren Oberfläche
eines Blendenkonstruktionsteils 36. Der elastische Träger 32 bildet
einen Teil einer Hauptfluidkammer 84 und ändert seine
Federkonstante durch den Druck in der Hauptfluidkammer 84.
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Das
Blendenkonstruktionsteil 36 besitzt eine einteilige Konstruktion
mit zylindrischer Form. Es umfaßt
einen Zylinder 36c und offene, abgerundete Umfangsflächen 36a und 36b mit
jeweils dem gleichen Außendurchmesser.
Der Zylinder 36c ist zwischen der offenen abgerundeten
Umfangsfläche 36a, 36b ausgebildet
und besitzt einen kleineren Durchmesser als die Umfangsflächen 36a und 36b.
Der äußere Zylinder 34 ist
mit einer äußeren Oberfläche der
offenen, abgerundeten Umfangsflächen 36a, 36b in
Eingriff und zwischen das Vorrichtungsgehäuse 43 und das Blendenkonstruktionsteil 36 eingesetzt.
Um den äußeren Zylinder 34 sind Öffnungen 34a ausgebildet. An
einem inneren Abschnitt des äußeren Zylinders 34 haftet
eine aus einem elastischen Film hergestellte Membran 42,
so daß sie
sich nach innen ausdehnen kann. Zwischen der Membran 42 und
dem Vorrichtungsgehäuse 43 sind
durch die Öffnungen 34a verlaufende
Luftzellen 42c ausgebildet. Die Luftzellen 42c sind
mit der äußeren Umgebung über Löcher 43c verbunden,
die in das Vorrichtungsgehäuse 43 gebohrt
sind. Eine Hilfsfluidkammer 40 ist durch den Zwischenraum
zwischen der Membran 42 und dem Blendenkonstruktionsteil 36 definiert.
Die Hilfsfluidkammer 40 kann ihr Volumen durch Verformung
der Membran 42 ändern.
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Durch
eine innere Oberfläche
des Blendenkonstruktionsteils 36 ist ein innerer Zylinder 37 definiert.
Durch den inneren Zylinder 37 und durch das Blendenkonstruktionsteil 36 ist
eine Blende 45 definiert. Das Fluid in der Blende 45 ermöglicht eine
Fluidresonanz. Das Blendenkonstruktionsteil 36 besitzt eine Öffnung 36d,
die eine Verbindung zwischen der Blende 45 und der Hilfsfluidkammer 40 herstellt.
Die Hauptfluidkammer 84 ist durch den elastischen Träger 32,
den inneren Zylinder 37, eine Trennwand 78A und
eine Dichtung 86 definiert. Eine im inneren Zylinder 37 ausgebildete Öffnung 37d ermöglicht eine Verbindung
zwischen der Hauptfluidkammer 84 und der Blende 45.
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Das
heißt,
daß die
Blende 45 eine Verbindung zwischen der Hauptfluidkammer 84 und
der Hilfsfluidkammer 40 ermöglicht. Die Hauptfluidkammer 84,
die Hilfsfluidkammer 40 und die Blende 45 sind
mit einem Fluid wie etwa Ethylenglycol gefüllt. Eine Dämpfungskraft wird erzeugt,
wenn das Fluid zwischen der Hauptfluidkammer 84 und der
Hilfsfluidkammer 40 durch die Blende 45 strömt.
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Mit
der inneren Oberfläche
des Vorrichtungsgehäuses 43 ist
ein Abstandshalter 70 in Eingriff. Ein oberer Endabschnitt
des Abstandshalters 70 ist mit dem unteren Endabschnitt
des äußeren Zylinders 34 in
Kontakt. Der Abstandshalter 70 ist aus einem oberen Zylinder 70a,
einem unteren Zylinder 70b und einer Membran 70c,
die aus einem elastischen Film hergestellt ist, der eine Verbindung
zwischen dem oberen Zylinder 70a und dem unteren Zylinder 70b ermöglicht,
gebildet. Ein Dichtungsring 72, ein Federunterstützungsring 74 und
ein Spalteinstellring 76 sind in dieser Reihenfolge von
oben nach unten im oberen Zylinder 74a installiert. Der
Abstandshalter 70 hält
den Dichtungsring 72, den Federunterstützungsring 74 und
den Spalteinstellring 76 in Bezug auf die Mittelachse P1
fest.
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Innerhalb
des Dichtungsrings 72, des Federunterstützungsrings 74 und
des Spalteinstellrings 76 ist ein bewegliches Konstruktionsteil 78 vorgesehen. Das
bewegliche Konstruktionsteil 78 ist durch eine Trennwand 78A und
ein Magnetpfadelement 78B gebildet, das an der Trennwand 78A durch
eine Schraube 80 befestigt ist.
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Die
Trennwand 78A hat die Form einer Scheibe, deren Umfang
nach oben gebogen ist. In die Mitte und ausgehend von der unteren
Oberfläche der
Trennwand 78A ist eine Innengewindebohrung 78A1 gebohrt.
Zwischen dem Umfang der Trennwand und dem Dichtungsring 72 ist
eine elastische Dichtung 86 vorgesehen. Die elastische
Dichtung 86 hat die Form eines Rings, dessen Innenseite
am Umfang der Trennwand haftet, während die Außenseite an
der Innenseite des Dichtungsrings 72 haftet. Das heißt, daß der untere
Teil der Hauptfluidkammer 84 durch die Trennwand 78A und
die elastische Dichtung 86 definiert ist. Die elastische
Verformung der elastischen Dichtung 86 ermöglicht die
vertikale Bewegung der Trennwand 78A.
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Das
Magnetpfadelement 78B hat die Form einer Scheibe, deren
Durchmesser größer als
derjenige der Trennwand 78A ist. In der Mitte und auf der oberen
Oberfläche
des Magnetpfadelements 78B ist ein vorstehender Abschnitt 78B1 ausgebildet.
In der Mitte der unteren Oberfläche
des Magnetpfadelements 78B ist eine Senkbohrung 78B2 vorgesehen. In
der Mitte der Senkbohrung 78B2 und des vorstehenden Abschnitts 78B1 ist
ein Loch 78B3 ausgespart. Die Schraube 80 dringt
in das Loch 78B3 ein und befestigt sowohl die Trennwand 78A als
auch das Magnetpfadelement 78B zu einer einteiligen Konstruktion.
Das heißt,
daß zwischen
der Trennwand 78A und dem Magnetpfadelement 78B wegen des
vorstehenden Abschnitts 78B1 ein Zwischenraum 79 gebildet
wird, wenn die Trennwand 78A und das Magnetpfadelement 78B zusammengefügt sind.
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Längs des
gesamten Umfangs des Magnetpfadelements 78B ist ein dünnes kreisförmiges Teil 78B4 gebildet
und von einem elastischen Anschlag 78C abgedeckt. Der Spalteinstellring 76 stellt
den Raum für
die Anordnung des Magnetpfadelements 78B sicher. Die Aufwärtsbewegung
des beweglichen Konstruktionsteils 78 wird durch den Zusammenstoß des elastischen
Anschlags 78C und des Federunterstützungsrings 74 beschränkt. Die
Abwärtsbewegung
des beweglichen Konstruktionsteils 78 wird durch den Zusammenstoß des elastischen
Anschlags 78C und eines Jochs 52a beschränkt.
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Eine
Tellerfeder 82 besitzt die Form einer Scheibe, die im mittigen
Abschnitt eine Öffnung
aufweist und in dem Zwischenraum 79 installiert ist. Der äußere Umfang
der Tellerfeder 82 befindet sich an der Oberseite des Federunterstützungsrings 74.
Der innere Umfang der Tellerfeder 82 ist an der unteren Oberfläche der
Trennwand 78A befestigt. Wenn an einen elektromagnetischen
Aktuator 52 kein elektrischer Strom geliefert wird, wird
das bewegliche Konstruktionsteil 78 in eine Neutralstellung
verschoben, in der die Unterstützungskraft
der Tellerfeder 82 und die magnetische Kraft eines Permanentmagneten 52c im
Gleichgewicht sind.
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Der
elektromagnetische Aktuator 52 ist durch ein Joch 52a,
das mit einem unteren Abschnitt des Vorrichtungsgehäuses 34 in
Eingriff ist, eine Erregungsspule 52b, die eine um die
vertikale Achse des Jochs 52a gewickelte kreisförmige Spule
ist, und einen Permanentmagneten 52c, der an der oberen Oberfläche des
die Erregungsspule 52b umgebenden Teils befestigt ist,
gebildet.
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Das
Joch 52a ist aus einem oberen Joch 53a und einem
unteren Joch 53b gebildet. Der Spalteinstellring 76 ist
an der oberen Umfangsfläche
des oberen Jochs 53a angeordnet. An den äußeren Umfangsflächen des
oberen Jochs 53a und des unteren Jochs 53b ist
eine Vertiefung 52d ausgebildet. In dieser Vertiefung 52d ist
die Membran 70c angeordnet.
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Zwischen
der Membran 70c und dem Vorrichtungsgehäuse 43 ist eine Luftzelle 70d ausgebildet.
Die Luftzelle 70d ist mit der äußeren Umgebung über Durchgangslöcher 53d verbunden,
die in das Vorrichtungsgehäuse 43 gebohrt
sind. Zwischen der Membran 70c und dem Joch 52a ist
eine Luftzelle 70e ausgebildet. Die Luftzelle 70e ist
mit einem Spaltraum 71 verbunden, der zwischen dem Magnetpfad element 78b und
dem Joch 52a ausgebildet ist. Die Verformung der Membran 70c kann
die Druckänderung
im Spaltraum 71 ausgleichen.
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Der
Permanentmagnet 52c hat die Form einer Scheibe. Die obere
Oberfläche
des Permanentmagneten 52c ist der unteren Oberfläche des
Magnetpfadelements 78B über
den Spaltraum 71 zugewandt. Der Permanentmagnet 52c ist
in vertikaler Richtung polarisiert. Magnetkreise sind folgendermaßen gebildet:
Die magnetischen Kraftlinien treten in das Magnetpfadelement 78B durch
den Spaltraum 71 ein und treten vom Umfang des Magnetpfadelements 78B aus,
um durch den Spaltraum 71 und die Erregungsspule 52b zum
Joch 51a zurückzukehren.
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Die
Erregungsspule 52b ist mit einer Steuereinrichtung 25,
die als Einrichtung zum Steuern des elektromagnetischen Aktuators
dient, über
einen Kabelstrang elektrisch verbunden. Falls die magnetische Kraft,
die in der Erregungsspule 52b durch den elektrischen Strom
erzeugt wird, entgegen der Richtung der magnetischen Kraft des Permanentmagneten 52c orientiert
ist, wird das Magnetpfadelement 78B in einer Richtung verschoben,
daß der
Zwischenraum in Bezug auf den elektromagnetischen Aktuator 52 vergrößert wird.
Falls hingegen die Richtung der von der Erregungsspule 52b erzeugten
magnetischen Kraft mit derjenigen der magnetischen Kraft des Permanentmagneten 52c übereinstimmt, wird
das Magnetpfadelement 78B in der Weise verschoben, daß der Zwischenraum
in Bezug auf den elektromagnetischen Aktuator 52 verkleinert
wird. Daher wird das Volumen der Hauptkammer geändert. Als Antwort auf die
Volumenänderung
strömt
ein Fluid zwischen der Hauptfluidkammer 84 und der Hilfsfluidkammer 40 durch
die Blende 45.
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Zwischen
dem Joch 52a und einer Abdeckung 62 ist ein Last-
oder Drucksensor 64 fest installiert, wobei das Zentrum
des Last- oder Drucksensors 64 auf die Position der Mittelachse
P1 ausgerichtet ist. Für
den Last- oder Drucksensor 64 kann eine piezoelektrische
Vorrichtung, eine Verwindungslehre oder dergleichen verwendet werden.
Der obere Abschnitt des Last- oder Drucksensor 64 ist mit
dem unteren Abschnitt des Jochs 53b in Eingriff.
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Die
Abdeckung 62 hat im wesentlichen die Form einer Scheibe.
Die Umfangskante 62a der Abdeckung 62 ist mit
dem unteren Endabschnitt 43b des Vorrichtungsgehäuses 43 und
mit dem unteren Flanschabschnitt des Jochs 53b verstemmt.
Die Abdeckung 62 umfaßt
zwei Installationsschrauben 60, durch die die Motoraufhängung 20 mit
der Fahrzeugkarosserie 18 verbunden ist. Der Drucksensor 64 erfaßt einen
vom Joch 52a an die Abdeckung 62 übertragenen
Schwingungszustand und gibt an die Steuereinrichtung 25 ein
Restschwingungssignal aus. Falls die Motoraufhängung 20 auf eine
Vierzylinder-Brennkraftmaschine angewendet wird, werden Leerlaufschwingungen
und Wummergeräuschschwingungen
hauptsächlich
durch die Übertragung von
Motorschwingungen einer sekundären
Komponente der Motordrehung über
die Motoraufhängung 20 an
die Fahrzeugkarosserie 18 verursacht. Daher kann das Schwingungsübertragungsverhältnis durch Erzeugen
und Ausgeben des Ansteuerungssignals, das mit der sekundären Komponente
der Motordrehung synchronisiert ist, reduziert werden.
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Im
Motor 17 ist ein Impulssignalgenerator 19 installiert
und mit der Steuereinrichtung 25 elektrisch verbunden.
Der Impulssignalgenerator 19 erzeugt ein mit der Drehung
der Kurbelwelle des Motor 17 synchronisiertes Impulssignal,
beispielsweise einmal pro 180°-Kurbelwinkel
bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine, und gibt dieses Signal
als Referenzsignal x aus. Das Referenzsignal x wird an die Steuereinrichtung 25 geliefert
und stellt eine im Motor 17 erzeugte Schwingung dar.
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Die
Erregungsspule 52b des elektromagnetischen Aktuators 52 ist
mit der Steuereinrichtung 25, die als Einrichtung zum Steuern
des elektromagnetischen Aktuators dient, über einen Kabelstrang elektrisch
verbunden. Die Erregungsspule 52b erzeugt entsprechend
einem Treibersignal y, das ein von der Steuereinrichtung 25 gelieferter
Treiberstrom ist, eine vorgegebene elektromagnetische Kraft. Die
Steuereinrichtung 25 umfaßt einen Mikrocomputer, mehrere verschiedene
Schnittstellenschaltungen, einen A/D-Umsetzer, einen D/A-Umsetzer
und einen Verstärker.
Wenn die Steuereinrichtung 25 erfaßt, daß der Motor 17 die
Leerlaufschwingung oder hochfrequente Schwingungen wie etwa Wummerschallgeräusch-Schwingungen erzeugt,
erzeugt die Steuereinrichtung 25 Steuerschwingungen, die
sie an die Motoraufhängung 1 liefert,
so daß die
vom Motor erzeugten Schwingungen nicht an die Fahrzeugkarosserie 18 übertragen
werden. Insbesondere wird eine auf die Motoraufhängung 20 durch die
Schwingung des Motors 30 ausgeübte Erregungskraft durch die Steuerkraft
kompensiert, die durch die elektromagnetische Kraft des elektromagnetischen
Aktuators 52 erzeugt wird.
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Der
Drucksensor 64 erfaßt
einen Schwingungszustand der Fahrzeugkarosserie in Form eines Drucks
und gibt ein Restschwingungssignal e aus. Das Restschwingungssignal
e wird an die Steuereinrichtung 25 als Signal geliefert,
das eine Schwingung nach der Interferenz mit der Motoraufhängung 20 darstellt.
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Die
Steuereinrichtung 25 erzeugt auf der Grundlage des Referenzsignals
x und des Restschwingungssignals e in Übereinstimmung mit dem LSM-Algorithmus
ein für
synchronisiertes, gefiltertes Referenzsignal ("Synchronized Filtered-X LSM-Algorithm") das Treibersignal
y und gibt es aus.
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Die
Steuereinrichtung 25 enthält ein adaptives digitales
Filter W, das seinen Filterkoeffizienten Wi variabel ändert, mit
i = 0, 1, 2, ..., I – 1,
wobei I die Anzahl der Abgriffe ist. Ab dem Zeitpunkt, zu dem das neueste
Referenzsignal x eingegeben wird, wird der Filterkoeffizient Wi
des adaptiven digitalen Filters W in vorgegebenen Abtasttaktintervallen
als Treibersignal y ausgegeben. Entsprechend dem Referenzsignal
x und dem Restschwingungssignal e wird eine geeignete Aktualisierungsverarbeitung
des Filterkoeffizienten Wi des adaptiven digitalen Filters W ausgeführt.
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Eine
Aktualisierungsgleichung für
das adaptive digitale Filter W ist durch die folgende Gleichung (1),
die auf dem LMS-Algorithmus für
gefiltertes Referenzsignal basiert, gegeben: Wi (n + 1) = Wi (n) – μRTe (n)
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Hierbei
stellt ein (n) enthaltender Term einen Wert zum Zeitpunkt n dar, μ ist ein
sogenannter Konvergenzkoeffizient und steht mit der Konvergenzgeschwindigkeit
des Filterkoeffizienten Wi und seiner Stabilität in Beziehung,
RT ist ein theoretisches gefiltertes X-Signal,
das durch eine Filterverarbeitung des Referenzsignals x mittels
eines Modell-Übertragungsfunktionsfilters
C^, das ein Modell einer Übertragungsfunktion
C zwischen der mit dem elektromagnetischen Aktuator 52 erzeugten
Kraft und dem Drucksensor 64 ist, erhalten wird. Wenn daher
die Impulsantworten des Übertragungsfunktionsfilters
C^ synchron mit dem Referenzsignal x erzeugt werden, entspricht
RT der Summe dieser Impulsantwort-Signalformen zum
Zeitpunkt n.
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Theoretisch
wird das Treibersignal durch Filtern des Referenzsignals x mittels
des adaptiven digitalen Filters W erzeugt, wobei dieser Filterungsprozeß einer
Faltungsberechnung in der digitalen Berechnung entspricht. Da das
Referenzsignal x ein Impulszug ist, wird durch Ausgeben jedes Filterkoeffizienten
Wi des adaptiven digitalen Filters W als
ein Treibersignal y in vorgegebenen Abtasttaktintervallen ab dem
Zeitpunkt, zu dem das neueste Referenzsignal x eingegeben wird,
das gleiche Ergebnis wie in dem Fall erhalten, in dem das Ergebnis
des Filterprozesses als Treibersignal y verwendet wird.
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Nun
wird mit Bezug auf die 3 und 4 eine Schwingungsisolationsvorrichtung
der Erfindung im einzelnen beschrieben. In diesen Figuren sind die
Elemente, die mit jenen in den 1 und 2 übereinstimmen,
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, ferner wird eine nochmalige
Beschreibung dieser Elemente weggelassen.
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Erfindungsgemäß ist anstelle
des beweglichen Konstruktionsteils 78 ein bewegliches Konstruktionsteil 83 installiert.
Das bewegliche Konstruktionsteil 83 ist durch die Trennwand 78A und
ein Magnetpfadelement 88 gebildet, das an der Trennwand 78A über einen
Zwischenraum-Abstandshalter 87 durch eine Schraube 90 befestigt
ist. Die Schraube 90 besitzt einen scheibenförmigen Schraubenkopf 90a.
Der Schraubenkopf 90a ist zusammen mit einem Schraubenkörper 90b gegossen,
an dem ein Außengewinde
ausgebildet ist. Das heißt,
daß der Schraubenkopf 90a seinen
größten Außendurchmesser
an seiner Oberseite aufweist, wobei der Außendurchmesser des Schraubenkopfs
in Richtung zum Schraubenkörper 90b abnimmt.
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Der
Zwischenraum-Abstandshalter 87, der zwischen der Trennwand 78A und
dem Magnetpfadelement 88 angeordnet ist, hat die Form einer
Scheibe, wobei der Durchmesser des Elements 88 kleiner als
der Innendurchmesser der Tellerfeder 82 ist. Der Zwischenraum-Abstandshalter 87 besitzt
in seinem Mittelabschnitt eine Öffnung 87b,
deren Durchmesser etwas größer als
der Innendurchmesser der Innengewindebohrung 78A1 ist.
Der Zwischenraum-Abstandshalter 87 besitzt eine Dicke,
die gleich der Höhe
des vorstehenden Abschnitts 78B1 ist. Daher besitzt der
durch den Zwischenraum-Abstandshalter 87 gebildete Zwischenraum
die gleiche Weite wie jener, der durch den vorstehenden Abschnitt 78B1 gebildet
wird.
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Das
Magnetpfadelement 88 hat die Form einer Scheibe und einen
Durchmesser, der größer als derjenige
der Trennwand 78A ist. Längs des gesamten Umfangs des
Magnetpfadelements 88 ist ein dünnes kreisförmiges Teil 88c ausgebildet
und durch einen elastischen Anschlag 88e abgedeckt.
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In
der Mitte des Magnetpfadelements 88 ist ein Loch 88a ausgespart.
Die erste Öffnung 88a1 des Lochs 88a,
die zur unteren Oberfläche
des Magnetpfadelements 88 weist, besitzt einen größeren Durchmesser
als die zweite Öffnung 88a2 des
Lochs 88a, die zur oberen Oberfläche des Magnetpfadelements 88 weist.
Daher verjüngt
sich der Innendurchmesser des Lochs 88a von der ersten Öffnung 88a1 zur
zweiten Öffnung 88a2.
Der Innendurchmesser der zweiten Öffnung 88a2 ist größer als
der Innendurchmesser der Öffnung 87b,
jedoch kleiner als der größte Außendurchmesser
des Kopfes 90a.
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In
dieser Ausführungsform
ist der spitze Winkel zwischen der Mittelachse P1 der Oberfläche des Schraubenkopfes 90a und
der Oberfläche
der Bohrung 88a als Verjüngungswinkel definiert. Der Schraubenkopf-Verjüngungswinkel θ2 ist größer als der
Bohrungs-Verjüngungswinkel θ1.
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Das
obige Konstruktionsteil 83 kann beispielsweise gemäß dem folgenden
Prozeß montiert werden.
Zunächst
wird die Trennwand 78A hochkant aufgestellt, d.h. die Innengewindebohrung 78A1 weist
nach oben. Zu diesem Zeitpunkt wurden der Dichtungsring 72 und
die elastische Dichtung 86 bereits zusammen mit der Trennwand 78A zu
einem einzigen Teil zusammengefügt.
Dann wird der Zwischenraum-Abstandshalter 87 an der Trennwand 78A in
der Weise angeordnet, daß die Öffnung 87b auf
die Innengewindebohrung 78A1 ausgerichtet ist und die Tellerfeder 82 auf
der Trennwand 78A angeordnet ist. Dann wird das Magnetpfadelement 88 an der
Trennwand 78A so angeordnet, daß die zweite Öffnung 88a2 auf
die Öffnung 87b ausgerichtet
ist. Schließlich
wird die Schraube 90 in der Innengewindebohrung 78A1 durch
das Magnetpfadelement 88 und den Zwischenraum-Abstandshalter 87 hindurch angezogen.
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Falls
die Mitte der Bohrung 88a in Bezug auf die Mitte der Innengewindebohrung 78A1 versetzt ist,
gelangt irgendein Kantenpunkt des Schraubenkopfes 90a mit
irgendeiner Oberfläche
der Innengewindebohrung 88a in Kontakt, wenn die Schraube 90 eingeführt wird.
Genauer gelangt der Kantenpunkt des Schraubenkopfes 90a mit
dem Oberflächenpunkt
der Innengewindebohrung 88a, der sich am nächsten bei
der Mitte der Innengewindebohrung 78A1 befindet, in Kontakt.
Wenn die Schraube 90 weiter eingeschoben wird, verschiebt
der Kantenpunkt des Schraubenkopfes 90a den nächsten Oberflächenpunkt
der Innengewindebohrung 88a, so daß der nächste Oberflächenpunkt
der Innengewindebohrung 88a von der Mitte der Innengewindebohrung 78A1 wegbewegt
wird. Das heißt,
daß die
Mitte des Magnetpfadelements 88 automatisch auf die Mitte der
Trennwand 78A ausgerichtet wird. Folglich wird die Mitte
des Magnetpfadelements 88 auf die Mittelachse P1 ausgerichtet,
wobei die Magnetkraft des Permanentmagneten 52c gleichmäßig auf
das Magnetpfadelement 88 wirkt.
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Das
bewegliche Konstruktionsteil 83, das wie oben beschrieben
zusammengefügt
ist, wird in dem Vorrichtungsgehäuse 43 entsprechend
dem folgenden Prozeß installiert.
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Der
Gehäuseeinstellring 76 wird
am Joch 52a angebracht. Dann wird der Federunterstützungsring 74 am
Spalteinstellring 76 angebracht. Der Dichtungsring 72 wird
am Unterstützungsring 74 angeordnet.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Dichtungsring 72 am Federunterstützungsring 74 angeordnet
und entgegen der magnetischen Kraft des Permanentmagneten 52c gebogen.
Dadurch wird das Magnetpfadelement 83 in eine Neutralstellung
verschoben, in der die Unterstützungskraft
der Tellerfeder 82 und die Magnetkraft des Permanentmagneten 52c im
Gleichgewicht sind. Wenn der Spaltabstand 71 nicht korrekt ist,
kann er durch Ändern
des Spalteinstellrings 76 einfach auf den gewünschten
Wert eingestellt werden.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Außendurchmesser
des Schraubenkopfes kleiner als der Innendurchmesser der ersten Öffnung 88a1,
ferner ist der Außendurchmesser
des Schraubenkopfes größer als
der Innendurchmesser der zweiten Öffnung 88a2. Daher
gelangt der Kantenpunkt des Schraubenkopfes 90a mit dem
Oberflächenpunkt
der Innenbohrung 88a in Kontakt, wenn die Schraube 90 eingeschoben
wird. Der Schraubenkopf-Verjüngungswinkel θ2 kann jedoch
den gleichen Wert wie der Bohrungs-Verjüngungswinkel θ1 besitzen.
In diesem Fall gelangt die Oberflächenlinie des Schraubenkopfes 90a mit
dem Oberflächenpunkt
der Innenbohrung 88a in Kontakt, wenn die Schraube 90 eingeschoben
wird.
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Der
Zwischenraum 87 und das Magnetpfadelement 88 sind
als flache Platte ausgebildet. Beispielsweise können sie einfach durch einen
Preßprozeß hergestellt
werden. Da durch kann der Herstellungsprozeß kürzer sein als in dem Fall,
in dem das Magnetpfadelement 78B mit dem vorstehenden Abschnitt 78B1 zu
einem einzigen Teil gegossen wird. Daher kann der Herstellungsprozeß vereinfacht
werden, ferner können
die Herstellungskosten gesenkt werden.