DE3529199A1

DE3529199A1 - Schwingungsdaempfungssystem

Info

Publication number: DE3529199A1
Application number: DE19853529199
Authority: DE
Inventors: Masaru Fujisawa Sugino; Shin Haramachida Machida Takehara
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1985-08-14
Publication date: 1986-02-27
Also published as: DE3529199C2; US4779853A

Description

Beschreibung

Schwingungsdämpfungssystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwingungsdämpfungssystem, welches zwischen einem schwingungsfähigen Körper und einem Lagerkörper angeordnet ist_? und im speziellen auf eine Verbesserung eines Schwingungsdämpfungssystems mit einer Einrichtung mit zwei Flüssigkeitskammern, welche mittels einer Ausnehmung miteinander in Verbindung stehen.

In jüngster Zeit wurden eine Vielzahl von Schwingungsdämpfungssystemen vorgeschlagen, welche zwischen einem schwingungsfähigen Körper, wie etwa einer Antriebseinheit und einem Lagerkörper, wie etwa einer Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet werden, um die von dem schwingungsfähigen Körper ausgehenden Schwingungen wirksam zu dämpfen. Eines dieser Schwingungsdämpfungssysteme ist eine Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit, durch welche diese an der Kraftfahrzeugkarosserie gelagert wird. Die Lagereinheit ist mit zwei nachgebenden, vergrößerbaren Flüssigkeitskammern versehen, welche über eine Öffnung miteinander in Verbindung stehen, um den Schwingungsdämpfungseffekt zu verbessern.

Bei einer derartigen Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit, deren Schwingungsdämpfungseffekt durch den Widerstand der durch die Öffnung strömenden Flüssigkeit erzeugt wird, wird eine sogenannte Verlustziffer (tan δ) als Parameter der Dämpfungskraft als wichtig erachtet, z.B. bei einer Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit, welche nur aus einem Gummiblock besteht. In diesem Falle erfolgt eine Abstimmung der Lagereinrichtung durch eine Veränderung des Durchmessers und der Länge der Öffnung, so daß die Verlustziffer maximaler Frequenz mit der bei 10 Hz liegenden Stoßfrequenz der Maschine übereinstimmt.

Experimente haben jedoch gezeigt, daß die flüssigkeitsgefüllte Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit in der Praxis unter der dynamischen Dämpfungswirkung der Flüssigkeit in der öffnung einen Schwingungsdämpfungseffekt aufweist. Um folglich den maximalen dynamischen Schwingungsdämpfungseffekt zu erzeugen, ist es nötig, die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit weitgehend um 5 bis 10 Hz von der Verlustziffer der maximalen Frequenz zu verschieben, bei welcher die Resonanzfrequenz um 50 bis 100 % relativ zu der Frequenz der Verbrennungsmaschine verschoben ist. Das führt zu dem Ergebnis, daß die flüssigkeitsgefüllte Lagereinrichtung für die Antriebseinheit nicht in ausreichender Weise ihre Schwingungsdämpfungswirkung erbringen kann und deshalb die Vibrationen der Verbrennungskraftmaschine nicht ausreichend reduzieren kann und dadurch ein komfortables Fahren in dem Kraftfahrzeug verhindert.

Ein erfindungsgemäßes Schwingungsdämpfungssystem weist eine Schwingungsdämpfungseinrichtung auf, welche zwischen einem schwingungsfähigen Körper und einem Lagerkörper angeordnet ist. Diese Einrichtung ist mit einer ersten und einer zweiten Flüssigkeitskammer versehen, welche voneinander getrennt und mit einer Flüssigkeit gefüllt sind. Zwischen der ersten und der zweiten Flüssigkeitskammer ist eine Ausnehmung ausgebildet, um einen Flüssigkeitsstrom durch diese zu ermöglichen. Dabei soll hervorgehoben werden, daß das Schwingungsdämpfungssystem so ausgebildet ist, daß die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Ausnehmung im wesentlichen übereinstimmt mit einer Resonanzfrequenz eines Resonanzkörpers, welcher die gesamte Schwingungsdämpfungseinrichtung und den schwingungsfähigen Körper bei Verschließen der Ausnehmung umfaßt. Folglich weist die Schwingungsdämpfungseinrichtung dieses flüssigkeitsgefüllten Typs eine ausreichende Schwingungsdämpfungsfähigkeit auf und reduziert dadurch in starkem Maße Schwingungen eines Kraftfahrzeuges und im speziellen Schwingungen, welche

von der Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges erzeugt werden.

Im folgenden werden Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Korrespondierende Teile und Elemente sind dabei mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt einer Lagereinrichtung eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Schwingungsdämpfungssystems,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des mechanischen Modells der Lagereinrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 eine graphische Darstellung, in welcher die Beziehung zwischen der Frequenz und der übertragenen Kraft unter der Annahme aufgezeichnet ist, daß die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der öffnung mit der Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung beim Schließen der öffnung übereinstimmt,

Fig. 4 eine graphische Darstellung der nach oben und nach unten gerichteten Beschleunigung einer Antriebseinheit unter einer Bedingung, bei welcher die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung so einjustiert wurde, daß sie gleich der Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung beim Schließen der Öffnung ist,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Charakteristik der Fahrzeugschwingungsamplitude unter einer Bedingung, bei welcher die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung so einjustiert wurde, daß sie gleich der Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung beim Schließen der öffnung ist,

AO . .

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Charakteristiken der menschlichen Schwingungsempfindlichkeit nach ISO,

Fig. 7A und 7B schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems mit mehreren Lagereinrichtungen,

Fig. 8 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 2, welche jedoch das mechanische Modell der Lagereinrichtung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems zeigt,

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Charakteristiken berechneter Werte von aufwärts-und abwärtsgerichteten Schwingungsamplituden der Fahrzeugkarosserie relativ zur Erregungsamplitude der Fahrzeugkarosserie unter einer Bedingung, in welcher die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der öffnung der Lagereinrichtung verändert wird,

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Charakteristiken einer Schwingungsübertragungsfunktion der Kraftfahrzeugkarosserie bei Erregung der Lagereinrichtung von Fig. 8 mit derselben Phase und Amplitude, sowie einer konventionellen Lagereinrichtung, welche jeweils bei Kraftfahrzeugen verwendet wird,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems, welches eine Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit mit einem dynamischen Dämpfer darstellt,

Fig. 12A einen Querschnitt des dynamischen Dämpfers von Fig. 11,

Fig. 12B einen Vertikalschnitt durch den dynamischen Dämpfer von Fig. 12A,

Fig. 13 eine schematische Darstellung des mechanischen Modells der Lagereinrichtung von Fig. 11,

Fig. 14 eine Draufsicht auf einen dynamischen Dämpfer einer konventionellen Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit ,

Fig. 15 eine graphische Darstellung der Schwingungsübertragung und der Schwingungsfrequenz,

Fig. 16A einen Querschnitt, ähnlich Fig. 12A, in welchem jedoch ein verändertes Ausführungsbeispiel des dynamischen Dämpfers dargestellt ist,

Fig. 16B einen Vertikalschnitt des dynamischen Dämpfers von Fig. 16A,

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Erregungsfrequenz und der dynamischen Federkonstante in Verbindung mit dem Beispiel der Fig. 16A und 16B,

Fig. 18 einen Querschnitt ähnlich dem der Fig. 16A, in welchem jedoch ein weiteres Ausführungsbeispiel des dynamischen Dämpfers gezeigt ist,

Fig. 19A ein Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des dynamischen Dämpfers,

Fig. 19B einen Vertikalschnitt durch den dynamischen Dämpfer von Fig. 19A,

Fig. 20 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines weiteren Ausführungsbeispiels des dynamischen Dämpfers,

Fig. 21 eine schematische Darstellung der Einbauweise der Lagereinrichtung, und

Fig. 22 eine schematische Darstellung einer weiteren Einbauweise der Lagereinrichtung. 10

Figur 1 zeigt eine Lagereinrichtung 1 für einen schwingungsfähigen Körper, wie etwa eine Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs. Die Lagereinrichtung 1 ist Teil eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems. Die Lagereinrichtung 1 umfaßt ein auf Seiten der Antriebseinheit angeordnetes Lagerteil 2, welches zusammen mit einer Platte 3 an einer nicht dargestellen Antriebseinheit, welche den schwingungsfähigen Körper bildet, mittels Schrauben 4 befestigt ist. Ein karosserieseitiges Lagerteil 5 ist mittels einer Schraube 6 an einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie, welche den Lagerkörper bildet, befestigt. Ein hohles zylindrisches oder napfförmiges elastisches (elastomerisches) Bauteil 7 weist obere und untere Endbereiche auf, welche jeweils mit den Lagerteilen 2, 5 der Antriebseinheitsseite und der Karosserieseite mittels einer ausgehärteten Klebeverbindung verbunden sind. Eine Trennplatte 8 ist in dem hohlen elastischen Bauteil 7 angeordnet, um eine obere und eine untere Flüssigkeitskammer 9, 10 auf entgegengesetzten Seiten der Trennplatte 8 zu bilden. Weiterhin ist eine Membran 11 derart vorgesehen, daß sie durch ihre Unterseite die obere Flüssigkeitskammer 9 bildet, während sie eine Luftkammer 12 zwischen ihrer oberen Fläche und der Platte 3 bildet. Die Trennplatte 8 ist in ihrem mittleren Bereich mit einer Öffnung 13 versehen, durch welche die obere und

die untere Flüssigkeitskammer 9, 10 miteinander in Verbindung stehen. Die obere und untere Flüssigkeitskammer 9, 10 sind mit einer Flüssigkeit, wie etwa einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Dieses Ausführungsbeispiel ist so ausgebildet, daß die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung 13 ungefähr f~ (Hz) beträgt. Dies ist die Resonanzfrequenz der Antriebseinheit, welche auf der Schwingung der Fahrzeugkarosserie beim Schließen der Öffnung 13 basiert, welche die kritische Frequenz der Verbrennungskraftmaschine darstellt. Die Querschnittsfläche der Öffnung 13 liegt in einem Bereich von 0,15 bis 0,5 cm².

Das Prinzip und die Wirkungsweise der Lagereinrichtung von Fig. 1 werden nunmehr mit Bezug auf das mechanische Modell in Fig. 2 erörtert. In Fig. 2 ist mit dem Bezugszeichen 21 ein Massenpunkt (bzw. die Antriebseinheit) bezeichnet, welcher eine Masse aufweist, die der auf die Lagereinrichtung 1 aufgebrachten Belastung entspricht. Eine Feder 22 weist eine Federkonstante auf und ist in Lagerrichtung des elastisehen Bauteils 7 angeordnet. Eine Feder 23 weist eine Federkonstante auf, welche der Differenz zwischen der Federkonstante der gesamten Lagereinrichtung bei verschlossener Öffnung 13 und der Federkonstante der Feder 22 entspricht. Ein Massenpunkt 24 weist eine äquivalente Masse auf, welche durch Multiplikation des Verhältnisses der wirksamen Druckaufnahmefläche A. des elastischen Bauteils 7 und der Querschnittsfläche Ap der Öffnung 13 mit der Masse des Fluids in der Öffnung 13 errechnet wird. Eine Feder 25 weist eine Federkonstante auf, welche der Membran 11 und der Luftkammer 12 äquivalent ist. Ein Dämpfer 26 entspricht dem Widerstand beim Durchströmen der Flüssigkeit durch die Öffnung 13- Eine Feder 27 wird durch die Formel

_ (_. _ 1) m₂X₂/X₂

bestimmt und durch eine Druckveränderung eingestellt. Die

Bezugszahl 28 bezeichnet die Fahrzeugkarosserie. Es soll hervorgehoben werden, daß der Massenpunkt 21 eine Masse In₁ aufweist, daß die Feder 22 eine Federkonstante k-, die Feder 23 eine Federkonstante k„ und die Feder 25 eine Federkonstante k,-' aufweist. Der Dämpfer 26 hat einen Dämpfungskoeffizient c, die Feder 27 weist eine Federkonstante k,- auf und die Flüssigkeit in der Öffnung 13 hat eine Masse nip.

Die Antriebseinheit wird mit einer Frequenz erregt, welche nahe der Eigenfrequenz des Lagersystems der Verbrennungskraftmaschine, welches die Antriebseinheit und die gesamte Lagereinrichtung umfaßt ist. Die Eingangsgröße ist eine Versetzung der Karosserieseite, wodurch die Schwingung der Verbrennungskraftmaschine oder der Antriebseinheit erregt wird. Da eine Reaktion auch an der Fahrzeugkarosserie auftritt, ist es ausreichend, den Wert einer auf die Karosserie übertragenen Kraft bei der Eigenfrequenz des Lagersystems der Verbrennungskraftmaschine in dem Fall abzusenken, in welchem durch die Karosserie eine Versetzungserregung auftritt. Die auf die Fahrzeugkarosserie übertragene Kraft F, errechnet sich aus der folgenden Bewegungsgleichung des mechanischen Modells von Fig. 2:

ü 1 / A 7. 2 2

|/ΒΖ(μΑ)}² (1)

it: O * »»Zwj; μ ist; die Erregungsfrequenz;

; A - O² - 1 - I/1 B « Q² - 1; P - Ο,² - O²;

O » ·»,/«, - Zk 'Zm- 'Zw₁; q - 2 ^ Q Q;

^Ζ Z1S21 Z*

^₂ - cZ (2 Zm₂'k₃'); m₂' - <^Αι/^Α ₂

Ic_' » (A₁ZA.) k_; A- ist eine effektive clruckaufnehmen-

3 i J ^ J

de Fläche der Membran in Verbindung mit der Luftkammer; μ = m₂'/m₁; und U = k₂/k₁·

Die Werte der Gleichung (1) bei Variation der Frequenz erzeugen eine Vielzahl von Kurven, welche in Fig. 3 dargestellt sind. Die Kurven schneiden sich dabei bei einem bestimmten Wert (an zwei bestimmten Punkten) welcher nicht von % ρ abhängig ist. Dies erfolgt bei Frequenzen (korrespondierend zu den bestimmten Punkten A und B in Fig. 5), welche durch die folgende Gleichung gegeben sind:

- 8μ{2μ(1+

Um den Wert der Gleichung (1) zu minimieren, ist es notwendig, diese beiden bestimmten Werte in geeigneter Weise zu bestimmen, d.h. ihre Spitze oder ihr Maximum zu erhalten. Die Fahrzeugkarosserie liegt bei der Schüttelfrequenz der Verbrennungskraftmaschine in einem Massenbereich, deshalb ist es notwendig, daß die Neigung einer Geraden, welche die Werte der Gleichung (1) bei den Frequenzen der Gleichung

(2) verbindet, ungefähr 12 dB/oct wird, um eine Bedingung zu erhalten, bei welcher die Schwingungsamplitude der Fahrzeugkarosserie bei den beiden Frequenzen (bei den Punkten A und B in Fig. 5) gleich werden und die Spitzenwerte erreicht werden. Diese Bedingung wird durch folgende Gleichung ausgedrückt:

ο ² « ι ₊ u - ^¹ ⁺ ^

'2 ^M ^T " 2μ(1 +U)

oder

-²X » 1 + —^ =■ (3)

^{Z 2}

vo

wobei _{m m} _u ⁺ "2 ···· die Resonanzfrequenz der

Flüssigkeit in der Öffnung darstellt und « ² » (1+//)· ²

die Resonanzschwingung des Systems aus m.., k.. und k~ ist, d.h. die Resonanzfrequenz des Lagersystems der Verbrennungskraftmaschine bei verschlossener Öffnung 13. Der zweite Term der rechten Teile von Gleichung (3) ist üblicherweise gering und kann deshalb vernachlässigt werden, so daß die Gleichung (3) die folgende Form erhält:

o m ^l * '

Um die Schwingungsamplituden an den beiden Punkten (Punkte A und B in Fig. 5) abzugleichen, erweist es sich als sehr wirksam, die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung 13 der Resonanzfrequenz des Lagersystems für den Verbrennungsmotor bei geschlossener Öffnung 13 anzugleichen.

In Fig. 3 sind die Werte der Gleichung (1) dargestellt, mit welchen die Gleichung (3¹) erfüllt ist. Wie sich aus Fig.

ergibt, kann der Wert I _Pj/#_ _v «^ 2\ I bei den Frequenzen

¹ ι ·

der zwei bestimmten Punkte maximiert werden, d.h. er kann die Spitzenwerte durch geeignete Bestimmung der Dämpfungskonstante c des Dämpfers 26 in Fig. 2 erzielen. Die Dämpfungskoeffiziente c hängt nicht von der Länge der Öffnung

13 ab, sondern hauptsächlich nur von dem Verhältnis A,./Ap.

Im allgemeinen beträgt der Wert A₁ bei einer Lagereinrichtung des flüssigkeitsgefüllten Typs für eine Antriebseinheit 15 bis 50 cm², so daß die Querschnittsfläche Ap der Öffnung 13 zur Erreichung des Maximalwerts von

I 2 ,

| Fd/irn. χ 5m ) J etwa 0,15 bis 0,5 cm² beträgt.

Um folglich die Schwingungsamplitude der Kraftfahrzeugkarosserie während des Schwingens der Verbrennungskraftma_ocschine zu minimieren und unempfindlich gegen deren Frequenzen zu machen, ist es ausreichend, daß die Querschnitts·

fläche der öffnung 13 in einem Größenbereich von 0,15 bis 0,5 cm² liegt und zusätzlich die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung annähernd gleich ist der Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung für die. Verbrennungskraftmaschine bei geschlossener öffnung.

Ein konkretes Verfahren zur Justierung der Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der öffnung besteht darin, die Länge der öffnung oder das spezifische Gewicht der Flüssigkeit zu verändern. Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten experimentellen Werte der Schwingungserregung wurden dadurch erreicht, daß die Flüssigkeit in der Öffnung gemäß der obengenannten Methode einjustiert wurde. Die Daten der Fig. 4 und 5 beziehen sich jeweils auf eine aufwärts- und abwärtsgerichtete Beschleunigung der Antriebseinheit bezogen auf eine aufwärts- und abwärtsgerichtete Amplitude der Fahrzeugkarosserie und auf eine aufwärts- und abwärtsgerichtete Schwingungsversetzung der Fahrzeugkarosserie bei Veränderung der Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung in Intervallen von 1 Hz aus einem Gehäuse (als Zentrum), bei welchem die korrespondierende Resonanzfrequenz nicht einjustiert war. Die Experimente zur Erlangung der Daten wurden durch Schwingung oder Erregung von zwei Vorderrädern des Fahrzeugs in einem Zustand erreicht, in welchem sowohl die Phase als auch die Amplitude (2 mm) konstant waren. Dabei soll festgestellt werden, daß die Daten der Fig. 5 durch Verwendung eines Filters erhalten wurden, welcher die menschliche Schwingungsempfindlichkeit aufweist welche gemäß ISO (International Organisation for Standardization) in Fig. 6 dargestellt ist. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, wird die Schwingungsamplitude der Fahrzeugkarosserie in den Fällen gering, in denen die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der öffnung gemäß der oben beschriebenen Methode einjustiert wurde. Dieser Effekt verschlechtert sich jedoch stark in dem Fall, in welchem die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der öffnung sich verschiebt, so

daß sie höher als 2 Hz oder mehr als die Resonanzfrequenz der Lagereinrichtung für die Verbrennungskraftmaschine bei geschlossener öffnung wird. Wenn sich im Gegensatz dazu die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit zu niedrigeren Werten verschiebt, als die des Lagersystems der Verbrennungskraftmaschine, ergibt dies keine größere Verschlechterung des Gesamteffekts. Es ist jedoch praktisch unmöglich, die Resonanzschwingung der Flüssigkeit in der Öffnung um 2 Hz oder mehr relativ zu der Resonanzfrequenz des Lagersystems der Verbrennungskraftmaschine in dem Fall abzusenken, in welchem die Querschnittsfläche der öffnung in einem Bereich von 0,15 bis 0,5 cm² liegt, da die Länge der Öffnung dadurch 30 cm betragen würde, wodurch Probleme in der Dimensionierung auftreten würden. Deshalb kann festgestellt werden, daß ein guter zuverlässiger Bereich für die Gleichung (3') durch die folgende Gleichung gegeben ist:

Ϊ5 ± 2 (HZ)
2π

Während sich die obenstehende Diskussion nur auf ein flüssigkeitsgefülltes Lager für eine Verbrennungskraftmaschine bezieht, soll verdeutlicht werden, daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung auf vielfältige andere Lagereinrichtungen anwendbar ist, wie etwa solche mit einer 25

flüssigkeitsgefüllten Lagerschale oder Buchse und mit einem flüssigkeitsgefüllten Lagerkörper.

Die Fig. 7A und 7B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel

des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems, welches 30

drei Lagereinrichtungen 1, 1', 1¹¹ umfaßt, mittels derer die Antriebseinheit 30 an einer Fahrzeugkarosserie 31> 32 gelagert ist. Selbstverständlich wird die Antriebseinheit üblicherweise durch mehrere Lagereinrichtungen gelagert, wie

in den Fig. 7A und 7B dargestellt. Weiterhin ist es üblich, 35

daß die Frequenz, bei welcher große Schwingungen erzeugt werden, sich in Abhängigkeit von den Lagerstellen der An-

triebseinheit 30 bei einem Zustand verändert, bei welchem die Antriebseinheit Schwingungen verschiedener Frequenzen erzeugt.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in die Antriebseinheit 30 an ihrem vorderen Teil mit Einbauabschnitten A, A und an ihrem hinteren Teil mit einem Einbauabschnitt B versehen. Die Einbauabschnitte A, A werden von den Lagereinrichtungen 1,'i' gelagert, welche an einem sich seitlich erstreckenden Bauteil 31 der Karosserie angeordnet sind, während der Einbauabschnitt B von der Lagereinrichtung 1'' gelagert wird, welche an einem anderen sich seitlich erstreckenden Bauteil 32 der Fahrzeugkarosserie angebracht ist. Es soll hervorgehoben werden, daß jede der Lagereinrichtungen 1, 1', 1¹¹ so ausgebildet angeordnet ist, daß die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung übereinstimmt mit der eines Resonanzkörpers, welcher die Antriebseinheit und die Lagereinrichtung beim Verschließen der Öffnung umfaßt , wobei ein optimaler Wert für die Stelle erreicht wird, an welcher jede Lagereinrichtung angeordnet ist. Folglich weisen die Lagereinrichtungen 1, 1¹, 1'' jeweils verschiedene Resonanzfrequenzen der Flüssigkeit in der Öffnung auf.

Bei dieser Anordnung kann jede Lagereinrichtung in effektiver Weise Schwingungen bei einer am meisten kritischen Frequenz für den jeweiligen Ort, an welchem die Lagereinrichtung angeordnet ist, dämpfen. Folglich kann eine effektive Dämpfung von Schwingungen mehrerer Arten erfolgen, welche durch eine Versetzung der Kraftfahrzeugkarosserie erzeugt werden, wodurch das Fahrverhalten und der Reisekomfort des Kraftfahrzeuges stark verbessert wird. Bei einem konventionellen Schwingungsdämpfungssystem, bei welchem eine Antriebseinheit an mehreren Stellen in ähnlicher Weise wie in den Fig. 7A und 7B gezeigt, gelagert ist, sind alle Lagereinrichtungen, welche in dem System verwendet werden,

mit derselben Charakteristik versehen, so daß es unmöglich ist, Schwingungen bei kritischen Frequenzen in effektiver Weise zu dämpfen, welche an den verschiedenen Lagerstellen der Antriebseinheit unterschiedlich sind. 5

Aus der obenstehenden Diskussion geht hervor, daß das erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungssystem die flüssigkeitsgefüllte Lagereinrichtung verwendet, welche so ausgestaltet ist, daß die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung übereinstimmt mit der des Resonanzkörpers, welcher die gesamte Lagereinrichtung und die Antriebseinheit beim Verschließen der Öffnung der Lagereinrichtung umfaßt. Deshalb kann eine ausreichende Dämpfungsfähigkeit der flüssikeitsgefüllten Lagereinrichtung für die Antriebseinheit erzielt werden, so daß Schwingungen der Verbrennungskraftmaschine und ähnlicherBauteile von Kraftfahrzeugen stark reduziert werden können.

Figur 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems, welches ähnlich dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist. Der Unterschied liegt darin, daß die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung und die Resonanzfrequenz eines Resonanzkörpers, welcher die gesamte Lagereinrichtung und den schwingungsfähigen Körper beim Verschließen der Öffnung der Lagereinrichtung umfaßt, mit der Frequenz der Schwingungen der Verbrennungskraftmaschine übereinstimmen. Das Schwingungsdämpfungssystem dieses Ausführungsbeispiels umfaßt eine Lagereinrichtung, welche dieselbe Ausgestaltung, wie die in Fig. 1 dargestellte Lagereinrichtung aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 8 als mechanisches Modell dargestellt ist, sind zusätzlich zu den in Fig. 2 dargestellten Elementen eine Aufhängung 33, eine ungefederte Masse 3¹J und Reifen 35 vorgesehen. Die Masse (der Fahrzeugkarosserie 28), welche durch die vordere Aufhängung 33 gelagert ist, ist mit m_ bezeichnet, die Federkortstante

Yb

der zwei Aufhängungen 33 ist kr, die ungefederte Masse der zwei vorderen Lagerungen ist Va₁. und die Federkonstante der zwei Reifen 35 in Stoßrichtung ist k„.

Unter Berücksichtigung der obengenannten Anordnung wurde der Schwingungswert der Fahrzeugkarosserie unter der Bedingung errechnet, daß nur die Öffnung 13 verändert wird, während die anderen Faktoren und Merkmale konstant bleiben. Dabei ergibt sich das in Fig. 9 dargestellte Resultat.

Dort stellt eine Kurve a einen Fall dar, bei welchem der Dämpfungskoeffizient c = « und die Öffnung 13 geschlossen ist. Dabei liegt ein Spitzenwert in der Nähe von 11 Hz, welcher die Resonanzfrequenz des Resonanzkörpers anzeigt, welcher die gesamte Lagereinrichtung und den schwingungsfähigen Körper bei verschlossener Öffnung 13 umfaßt. Die Frequenz ist die gleiche, wie die Frequenz der Verbrennungskraftmaschine. Eine Kurve b stellt einen Fall dar, in welchem die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der öffnung 13 auf 11 Hz festgesetzt ist, einer Frequenz, die der Frequenz der Verbrennungskraftmaschine gleich ist. Eine Kurve c stellt einen Fall dar, bei welchem die Frequenz der Flüssigkeit in der öffnung 13 auf 20 Hz festgesetzt wurde, was höher ist, als die Frequenz der Verbrennungskraftmaschine. Eine Kurve d zeigt einen Fall, bei welchem die Frequenz der Flüssigkeit in der Öffnung 13 auf 5 Hz festgesetzt ist, was niedriger ist, als die Frequenz der Verbrennungskraftmaschine. Im Falle der Kurve b, c und d ist der Dämpfungskoeffizient c gleich 0,4. Wie aus Fig. 9 ersichtlich wird, ist die nach oben und nach unten gerichtete Schwingungsamplitude der Fahrzeugkarosserie relativ zu der Eingangs-Schwingungsamplitude in dem Fall (Kurve b) stark erniedrigt, in welchem die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung 13 11 Hz beträgt, was der Frequenz der Verbrennungskraftmaschine entspricht.

Figur 10 zeigt experimentell ermittelte Werte einer übertragungsfunktion der Schwingung der Lagereinrichtung des

dritten Ausführungsbeispiels, bei welchem die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Öffnung ungefähr mit der Frequenz der Verbrennungskraftmaschine (ungefähr 11 Hz) übereinstimmt, wobei die Öffnung 13 tatsächlich verschlossen ist, und einer konventionellen Lagereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, bei welcher die maximale Verlustzifferfrequenz mit der Schwingungsfrequenz der Verbrennungskraftmaschine übereinstimmt. Die experimentellen Werte wurden bei Experimenten ermittelt, bei welchen zwei Vorderräder eines Kraftfahrzeugs mit derselben Schwingungsphase und Amplitude erregt oder in Schwingung versetzt wurden, wobei an dem Kraftfahrzeug eine Lagereinrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel und eine Lagereinrichtung konventioneller Art eingebaut waren. In Fig. 10 stellt eine Kurve e die Werte des dritten Ausführungsbeispiels der Lagereinrichtung dar, während eine Linie f die Daten einer konventionellen Lagereinrichtung zeigt. Wie sich aus Fig. 10 ergibt, ist die Lagereinrichtung des dritten Ausführungsbeispiels in der Lage, Schwingungen, welche durch die Verbrennungskraftmaschine hervorgerufen wurden, im Vergleich zu der konventionellen Lagereinrichtung stark abzusenken.

Die Fig. 11, 12A, 12B und 13 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungssystems, welches eine Lagereinrichtung 127 für die Antriebseinheit umfaßt. In Verbindung mit einer Lagereinrichtung, welche bei einem Kraftfahrzeug verwendet wird, stellen sowohl die Antriebseinheit als auch die Kraftfahrzeugkarosserie schwingungsfähige Teile dar. Die Antriebseinheit und die Karosserie werden jedoch nachfolgend als schwingungsfähiger Körper und als Lagerkörper aufgefaßt, um das Ausführungsbeispiel besser darstellen zu können.

Wie in Fig. 11 dargestellt ist, umfaßt die Lagereinrichtung 127 der Antriebseinheit einen ersten Träger 121, welcher

fest mit der Karosserie verbunden ist. Eine Lagereinheit 123 besteht aus einem elastomerischen Bauteil, wie etwa einem Gummiblock und ist zwischen dem ersten Träger 121 und einem zweiten Träger 122 angeordnet und fest mit der Antriebseinheit verbunden. Mehrere nicht dargestellte Lagereinheiten weisen denselben Aufbau wie die Lagereinheit 123 auf und sind vorgesehen, um die Antriebseinheit elastisch an der Karosserie zu lagern. Zusätzlich ist ein dynamischer Dämpfer 126 so angeordnet, daß er die Antriebseinheit und die Karosserie verbindet. Im einzelnen ist der dynamische Dämpfer 126 mit einem Ende an der Fahrzeugkarosserie mittels eines Bolzens 124 und an seinem anderen Ende mittels eines Bolzens 125 mit dem Träger 122 verbunden. Daraus ergibt sich, daß die Lagereinheit 123 und der dynamische Dämpfer 126 zusammen die Lagereinrichtung 127 (das Schwingungsdämpfungssystem) für die Antriebseinheit bilden.

Wie in den Fig. 12A und 12B dargestellt ist, besteht der dynamische Dämpfer 126 aus im wesentlichen zylindrischen ersten und zweiten Rahmenteilen 128 und 129, welche mittels eines Rohres 130 miteinander verbunden sind. Das Rohr weist in seiner Länge eine Ausnehmung oder einen Kanal auf. Im einzelnen ist das Rohr 130 an seinem einen Ende mit dem ersten Rahmenteil 128 und an seinem anderen Ende mit dem zweiten Rahmenteil 129 durch einen Schweißvorgang oder ähnliches verbunden. Im Zentrum des ersten Rahmenteils ist bewegbar ein erstes Einbauteil 131 angeordnet, welches mittels des Bolzens 125 mit dem zweiten Träger 122 verbunden ist. Ein erstes elastisches oder elastomerisches Element aus Gummi oder einem ähnlichen Material ist fest zwischen dem Einbauteil 131 und der inneren Fläche des ersten Rahmenteils 128 angeordnet. Das erste elastische Element 132 ist mit dem Einbauteil 131 und der inneren Fläche des ersten Rahmensteils 128 mittels einer aushärtbaren Klebverbindung oder ähnlichem verbunden. Das elastische Element 132 verbindet das erste Einbauteil 131 mit dem

TA

ersten Rahmenteil 128 und gestattet eine elastische Relativbewegung zwischen diesen, während es eine erste Flüssigkeitskammer (Hohlraum) 133 zwischen sich und der Innenfläche des ersten Rahmenteils 128 bildet. Die erste Flüssigkeitskammer 133 ist mit einer nichtkompressiblen Flüssigkeit, wie etwa Öl, gefüllt und vergrößert und verkleinert sich in Abhängigkeit von der Deformierung des ersten elastischen Elements 132, d.h. der Relativversetzung zwischen dem ersten Rahmenteil 128 und dem Einbauteil 131.

Das zweite Rahmenteil 129 ist an seiner äußeren Umfangsfläche mit einem zweiten Befestigungselement 134 versehen. Das Befestigungselement 134 ist mit dem Rahmenteil 129 mitteils einer Schweißverbindung oder ähnlichem verbunden und ist über den Bolzen 124 an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt. Die gegenüberliegenden Enden des zweiten Rahmenteils 129 sind mit zweiten elastischen oder elastomerischen Elementen 135 verschlossen, welche aus Gummi oder einem ähnlichen Material bestehen. Dadurch wird eine zweite Flüssigkeitskammer (Hohlraum) 136 zwischen diesen Elementen und der inneren Fläche des zweiten Rahmenteils 129 gebildet. Die zweite Flüssigkeitskammer 136 ist mit einer nichtkompressiblen Flüssigkeit, wie die erste Flüssigkeitskammer 133, gefüllt und steht durch die Ausnehmung 130a des Rohres 130 in Verbindung mit der ersten Flüssigkeitskammer 133, so daß die zweite Flüssigkeitskammer 136 sich infolge der Vergrößerung und Verkleinerung der ersten Flüssigkeitskammer 133 vergrößert und verkleinert.

Die Betriebsweise der Antriebseinheitslagerungseinrichtung 127 wird nachfolgend mit Bezug auf das mechanische Modell der Fig. 13 erläutert.

Bei einer Schwingung der Antriebseinheit findet eine relative Versetzung zwischen dem ersten Rahmenteil 128 und dem ersten Einbauteil 131 statt, wodurch eine Volumenverände-

rung in der ersten Flüssigkeitskammer 133 erfolgt, so daß die nichtkompressible Flüssigkeit durch die Ausnehmung 130a des Rohrs 130 zwischen den ersten und zweiten Flüssigkeitskammern 133 und 136 strömt. Folglich bildet der dynamische Dämpfer 126 ein Schwingungssystem, dessen Charakteristiken durch die Masse m₂ der inkompressiblen Flüssigkeit in der Ausnehmung 130a, der wirksamen Druckaufnahmefläche A₁ der ersten Flüssigkeitskammer 133, der effektiven Druckaufnahmefläche A, der zweiten Flüssigkeitskammer 136, dem Querschnittsbereich Ap der Ausnehmung 130a, der Federkonstante k · des ersten elastischen Elements 132 und der Federkonstante (A^/A^)²^, bestimmt wird. In Fig. 13 ist die Federkonstante der Lagereinheit 132 mit k-, bezeichnet. Die Resonanzfrequenz f_Q des Schwingungssystems errechnet sich infolgedessen nach folgender Formel:

_± I k, +k, + (Ai/A,)» Jc₁ ^f· * "Ti J (A,/A_a) . m_a ⁽⁵⁾

Die obere Gleichung (5) kann zu der nachfolgenden Gleichung umgeformt werden, wenn eine Federkonstante k_. eingeführt wird, welche mit einer Strömungsmenge der inkompressiblen Flüssigkeit, wie nachfolgend diskutiert wird, übereinstimmt:

k_a + (Αι/Α,)* k_f
(A«/A₁)* . m_a

Folglich stellt sich das Schwingungssystem der Lagereinrichtung 127, wie in Fig. 13 aufgezeigt, dar, so daß die 30

Charakteristiken des Schwingungssystems des dynamischen Dämpfers 126 durch eine Federkonstante Kpk-,^Α../A-,) ²kj-} , einen Dämpfungskoeffizienten c' und eine äquivalente Masse {(A₁/Ap).m] bestimmt wird. Die Federkonstante k-, korrespondiert mit der Strömungsmenge der Strömung an inkompressibler Flüssigkeit und weist einen Wert auf, der sich nach folgender Gleichung errechnet:

J¹ - 1

(6)

wobei W die Winkelfrequenz ist.

Wie sich aus der Gleichung (5^f) ergibt, ist der dynamische Dämpfer 126 der Lagereinrichtung so angeordnet, daß seine Resonanzfrequenz f_Q durch Veränderung des Verhältnisses der Druckaufnahmeflächen (A../A.O oder des Flächenverhältnisses (A./Ap) einstellbar ist, wodurch Schwingungen bei einer gewünschten Frequenz unterdrückt werden. Um Schwingungen der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung mit der Lagereinrichtung 127 für die Antriebseinheit wirksam zu verhin-

15dern, wird die Resonanzfrequenz des dynamischen Dämpfers 126 bevorzugterweise auf einen Wert in der Nähe von 10 Hz festgesetzt. Diese Festsetzung der Resonanzfrequenz wird dadurch erreicht, daß lediglich die Druckaufnahmefläche der Lagereinrichtung 127 verändert wird, so daß die Resonanzfrequenz des dynamischen Dämpfers 126 auf einen Wert in der Nähe von 10 Hz festgesetzt werden kann, ohne daß der dynamische Dämpfer 126 besonders groß ausgebildet sein müßte und ohne daß sein Gewicht zunimmt. Dies führt dazu, daß Schwingungen der Antriebseinheit in einem Frequenzbereich in der Nähe von 10 Hz in wirksamer Weise durch den dynamischen Dämpfer 126 unterdrückt werden, wodurch sich eine Verbesserung des Fahrkomforts des Kraftfahrzeugs durch Ver-"hinderung von Schwingungen der Verbrennungskraftmaschine ergibt.

In Fig. 15 sind experimentell gewonnene Daten der Schwingungsübertragung dargestellt. Die Kurve A zeigt Daten einer Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit mit einem konventionellen Dämpfer, wie er in Fig. 14 dargestellt ist. Die Kurve B zeigt Daten einer Lagereinrichtung für eine Antriebseinheit mit dem dynamischen Dämpfer der Fig. 12A und 12B.

Wie sich aus Fig. 15 ergibt, hat sich herausgestellt, daß die Lagereinrichtung für die Antriebseinheit, welche mit dem dynamischen Dämpfer der Fig. 12A und 12B ausgestattet ist, den Schwingungsdämpfungseffekt um ungefähr 5 dB in der Nähe des Maximalwertes der Schwingungsübertragung relativ zu der Lagereinrichtung der Antriebseinheit des in Fig. 14 dargestellten konventionellen Typs verbessert. Der in Fig. 14 dargestellte dynamische Dämpfer weist Arme 112 und

113 auf, welche mittels eines Bolzens 111 miteinander verbunden sind. Zylindrische Elemente 114, 115 sind jeweils mit den Armen 112, 113 verbunden. Die zylindrischen Elemente

114 sind derart mit einem Einbauteil 18 versehen, daß das Einbauteil 18 elastisch bewegbar mittels eines gummiähnlichen elastischen Elements 16 mit der inneren Fläche des zylindrischen Elements 114 verbunden ist. Das zylindrische Element 115 ist mit einem Einbauteil 19 versehen, welches mittels eines gummiähnlichen elastischen Elements 117 elastisch bewegbar mit der inneren Fläche des zylindrischen Elements 115 verbunden ist. Eines dieser Einbauteile 18, 19 ist fest mit einem nicht dargestellten Lagerkörper, wie etwa einer Fahrzeugkarosserie verbunden, während das andere fest mit einem schwingungsfähigen Körper (nicht dargestellt), wie etwa einer Antriebseinheit, verbunden ist. Der so aufgebaute dynamische Dämpfer von Fig. 14 bildet ein Schwingungssystem, in welchem der Bolzen 111 und die Arme 112, 113 als eine Masse M und die elastischen Elemente 116, 117 als ein Federelement S wirken, wodurch Schwingungen des schwingungsfähigen Körpers in einem bestimmten Frequenzbereich unterdrückt werden.

Die Fig. 16A und 16B zeigen ein modifiziertes Ausführungsbeispiel des dynamischen Dämpfers 126, welcher ähnlich dem der Fig. 12A und 12B ist. Der Unterschied liegt darin, daß der zweite Einbauteil 134 im Inneren des Rahmenteils 129 angeordnet ist und mittels eines zweiten elastischen oder elastomerischen Elements 140 mit der inneren Fläche des

Rahmenteils 129 verbunden ist. Das elastische Element 140 ist mittels einer aushärtbaren Klebverbindung an dem Einbauteil 140 befestigt. Eine zweite Flüssigkeitskammer 141 ist in dem zweiten elastischen Element 140 ausgebildet und mit nichtkompressibler Flüssigkeit gefüllt.

Wenn das Einbauteil 131 fest mit dem schwingungsfähigen Körper, wie etwa der Antriebseinheit und das Einbauteil 134 fest mit dem Lagerkörper, wie etwa der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, ist die Versetzung des Einbauteils 134 bei einer Schwingung des schwingungsfähigen Körpers mit Frequenzen in der Nähe der Resonanzfrequenz (einer ersten Resonanzfrequenz) der Flüssigkeit in der Röhre 130 gleich Null relativ zu der Versetzung des Einbauteils 131, da die Federkonstante des zweiten elastischen Elements 140 groß ist. Die Anordnung wirkt somit unter der Wirkung der Flüssigkeit in dem Rohr 140 als dynamischer Dämpfer, ebenso wie in den Ausführungsbeispielen der Fig. 12A und 12B. Wenn der schwingungsfähige Körper mit Frequenzen schwingt, welche höher sind,als ungefähr der dreifache Wert der Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in dem Rohr 130, wird die Flüssigkeit in dem Rohr 130 in einen stationären Zustand gebracht und der dynamische Dämpfer 126 wirkt wie der konventionelle dynamische Dämpfer, welcher in Fig. 14 dargestellt ist. Der dynamische Dämpfer 126 erreicht folglich seine Resonanzschwingung bei einer Resonanzfrequenz (einer zweiten Resonanzfrequenz) des Schwingungssystems, bei welcher das elastische Element 140, welches mit der Flüssigkeit gefüllt ist, als Feder wirkt und das erste und das zweite Rahmenteil 128, 129, die Flüssigkeit in dem Rohr 130 usw. als eine Masse wirken. Bei Erregungsfrequenzen, welche höher sind, als die zweite Resonanzfrequenz, werden die Versetzung des Einbauteils 131 und die Eingangsschwingung des Einbauteils 134 gegeneinander in der Phase umgekehrt, deshalb kann die übertragene Kraft reduziert werden.

In dem Fall, in welchem der dynamische Dämpfer 126 in Kombination mit einem üblichen Lagergummi in Parallelanordnung verwendet wird, entsprechen die Charakteristiken der übertragenen Kraft der Darstellung in Fig. 17. Bei einem Kraftfahrzeug, bei welchem der dynamische Dämpfer 126 der Fig. 16A und 16B parallel zu einer Lagereinrichtung für die Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, ist es möglich, sowohl die Frequenz der Verbrennungskraftmaschine als auch ein Dröhngeräusch dadurch zu reduzieren, daß die erste Resonanzfrequenz mit den Frequenzen (etwa 10 Hz) der Verbrennungskraftmaschine übereinstimmt, und daß die zweite Resonanzfrequenz mit den Frequenzen (60 bis 70 Hz) übereinstimmt, welche sofort niedriger sind als der Bereich eines Dröhngeräusches bei mittlerer Drehzahl (ungefähr 80 Hz).

Figur 18 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des dynamischen Dämpfers 126, welches ähnlich dem Ausführungsbeispiel der Fig. 16A und 16B ist. Der Unterschied liegt darin, daß das zweite Rahmenteil 129 mit einem Gewichtsbefestigungsteil 143 ausgestattet ist, an welchem ein Gewicht 142 angeordnet ist, um die oben erwähnte zweite Resonanzfrequenz einzujustieren. Eine derartige Justierung kann eine Streuung der zweiten Frequenz infolge einer Streuung der Charakteristiken der elastischen Elemente 132, 140 verhindern, wodurch Dröhngeräusche in sicherer Weise reduziert werden.

Die Fig. 19A und 19B zeigen ein weiteres modifiziertes Ausführungsbeispiel des dynamischen Dämpfers 126, welcher ähnlich dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12A und 12B ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein erstes Rahmenteil 128' an seiner inneren Umfangsflache mit einem inneren Rohrelement 145 versehen, an welchem ein erstes Einbauteil 131' mittels eines Gummis 147, welcher mittels einer aushärtbaren Klebeverbindung befestigt ist, elastisch bewegbar verbunden ist. Weiterhin ist das innere Rohrelement 145 an seiner inneren Oberfläche mit einem Gummi 148 versehen,

welcher einen Hohlraum 1*19 bildet. Zwischen dem Einbauteil 131' und dem Gummielement 148 ist ein Abstand von ungefähr 0,5 bis 2 mm vorgesehen. Ein äußeres Rohrelement 151 des zweiten Rahmenteils 129' ist mit einem zweiten Einbauteil 152 versehen, mit welchem ein drittes Einbauteil 153 in geeigneter Weise verbunden ist. Die Lage des Einbauteils 153 ist mittels einer Schraube 154 einstellbar.

Wenn bei der in Fig. 19A und 19B gezeigten Anordnung des dynamischen Dämpfers 126 das erste Einbauteil 131' fest mit dem schwingungsfähigen Körper verbunden ist und das dritte Einbauteil 153 fest mit dem Lagerkörper verbunden ist, kann das erste Einbauteil 131' nicht in Kontakt mit dem Gummielement 148 kommen, wenn der schwingungsfähige Körper bei hohen Frequenzen und geringen Amplituden schwingt. Somit wird das Volumen des Hohlraums 149 konstant bleiben, so daß keine Flüssigkeitsströmung in dem Rohr 130 hervorgerufen wird. Obwohl über das Gummielement 147 eine Schwingungskraft auf den Lagerkörper aufgebracht wird, ist in diesem Fall die übertragene Kraft ziemlich gering, da das Gummielement 147 aus einem relativ weichen Material besteht und so angeordnet ist, daß es eine Scherkraft aufnehmen kann.

Wenn der schwingungsfähige Körper mit niedrigen Frequenzen und großen Amplituden schwingt, stößt das erste Einbauteil 131' an das Gummielement 148 und deformiert dadurch den Hohlraum 149, wodurch sich eine Druckströmung ergibt. Diese Druckströmung erzeugt einen Flüssigkeitsstrom in dem Rohr 130, so daß diese Anordnung bei der Resonanzfrequenz als dynamischer Dämpfer wirkt. Somit kann eine hoher Schwingungsdämpfungseffekt in einem niedrigen Frequenzbereich erreicht werden, während die bei hohen Schwingungsfrequenzen übertragene Kraft minimiert wird. Obwohl es unmöglich ist, eine Streuung in der Dimensionierung des Zwischenraums zwischen dem Gummielement 148 und dem ersten Einbauteil 131' bei der Herstellung des dynamischen Dämpfers 126 zu ver-

meiden, kann eine derartige Streuung durch eine Einjustierung der räumlichen Beziehung zwischen den zweiten und dritten Einbauteilen 152, 153 dadurch erreicht werden, daß die Schraube 154 angezogen wird, nachdem das dritte Einbauteil 153 relativ zu dem zweiten Einbauteil 152 in einem Zustand verschoben wurde, in welchem die Schraube 154 gelöst war.

Die Fig. 20 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des dynamischen Dämpfers 126, welcher ähnlich dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12A und 12B ausgebildet ist. Der Unterschied besteht darin, daß ein flexibles Rohr 170, welches aus Kunststoffmaterial gefertigt ist, vorgesehen ist, um die erste Flüssigkeitskammer 133 mit der zweiten Flüssigkeitskammer 136 zu verbinden. Das flexible Rohr 170 ist um eine feste Welle 171 gewunden, mittels derer das erste und das zweite Rahmenteil 128, 129 fest verbunden sind. Durch die Anordnung des flexiblen Rohrs 170 ist eine lange Öffnung mit geringem Durchmesser ausgebildet, um eine größere Schwingungsdämpfungskraft hervorzurufen.

In Fig. 21 ist eine Einbauart der Lagereinrichtung 127 für die Antriebseinheit dargestellt, welche den in den Fig. 11, 12A, 12B, 16A, 16B, 18, 19A, 19B und 20 dargestellten dynamischen Dämpfer 126 umfaßt. Die Einheit wird in Zusammenhang mit einer Verbrennungskraftmaschine 155 oder einer Antriebseinheit verwendet. Bei dieser Ausgestaltung ist die Verbrennungskraftmaschine 155 über Träger 156 und Gummilager 157 an einer Karosserie 158 gelagert. Der dynamische Dämpfer 126 ist zwischen der Verbrennungskraftmaschine 155 und der Karosserie 158 angeordnet und an einer Stelle vorgesehen, welche möglichst weit von einem Drehzentrum R vorgesehen, um welches die Verbrennungskraftmaschine rollt, d.h. von der Stelle, an welcher die Versetzung der Verbrennungskraftmaschine wegen des Rollens einen maximalen Wert erreicht. Im einzelnen ist ein Einbauteil des dynami-

sehen Dämpfers 126 fest über einen Träger 160 mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden, während das andere Einbauteil fest mit der Karosserie 158 in Verbindung steht. Der dynamische Dämpfer 126 ist so angeordnet, daß seine Längsachse in einem Winkel von ungefähr 90° eine Gerade schneidet, welche das Zentrum C des Einbauteils des seitlichen dynamischen Dämpfers der Verbrennungskraftmaschine und das Drehzentrum R der Verbrennungskraftmaschine 155 in einer Ebene verbindet, welche senkrecht zu einer nicht dargestellten Längsachse der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist, welche durch das Drehzentrum R führt. Die maximale Versetzung der Verbrennungskraftmaschine infolge des Rollvorgangs erfolgt in Richtung der Längsachse des dynamischen Dämpfers 126. Bei diesem Rollvorgang ist die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in dem dynamischen Dämpfer 126 gleich der Resonanzfrequenz der Verbrennungskraftmaschine 155 in Richtung der Rollbewegung der Verbrennungskraftmaschine .

Die Betriebsweise des in Fig. 21 dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend anhand eines Falles beschrieben, bei welchem die Resonanz in Richtung der Rollbewegung der Verbrennungskraftmaschine gedämpft wird. Der dynamische Dämpfer 126 dient nicht der Lagerung der statischen Last der Verbrennungskraftmaschine 155, deshalb erfolgt deren Lagerung über Gummilager 157, so daß der dynamische Dämpfer 126 davon unabhängig an einer geeigneten Stelle eingebaut werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 21 ist der dynamische Dämpfer 126 an einer Stelle eingebaut, welche möglichst weit von dem Drehzentrum R der Verbrennungskraftmaschine entfernt ist. Er ist weiterhin in einer solchen Richtung eingebaut, daß er die Rollschwingungen am effektivsten aufnehmen kann, so daß der größte Betrag der Versetzung der Verbrennungskraftmaschine infolge einer Rollschwingung auf den dynamischen Dämpfer 126 übertragen wird, so daß dieser in höchst effektiver Weise die Schwin-

gungsenergie der Verbrennungskraftmaschine 155 dämpft.

Figur 22 zeigt eine weitere Einbaumöglichkeit der Lagereinrichtung 127 für die Antriebseinheit, welche dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel ähnlich ist. Der Unterschied liegt darin, daß das Rohr 130 (171) des dynamischen Dämpfers 126 leicht gebogen ausgebildet ist. Der dynamische Dämpfer 126 ist so angeordnet, daß eine Linie, welche das Zentrum C des seitlichen Einbauteils der Verbrennungskraftmaschine des dynamischen Dämpfers 126 und das Drehzentrum R verbindet, mit einem Winkel von ungefähr 90° eine Tangente T der Längsachse des Rohrs 130 (171) des dynamischen Dämpfers 126 an der Stelle des Zentrums C des Einbauteils schneidet, und zwar in einer Ebene, welche rechtig winklig zu der nicht dargestellten Längsachse der Verbrennungskraftmaschine durch das Drehzentrum R angeordnet ist. Somit kann bei dieser Anordnung derselbe Effekt erzielt werden, wie bei dem in Fig. 21 gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch die Einbauunabhängigkeit des dynamischen Dämpfers 126 vergrößert wird.

Bei den in den Fig. 11 bis 13, 16A, 16B und 18 bis 22 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit in der Ausnehmung 130a, 130a* des Rohres 130, 170 so gewählt, daß sie mit der Resonanzfrequenz eines Resonanzkörpers übereinstimmt, welcher die gesamte Lagereinrichtung 127 und die Verbrennungskraftmaschine 155 beim Verschließen der Öffnung umfaßt. Weiterhin sind die Resonanzfrequenzen der Flüssigkeit in der Ausnehmung 130a,

gO 130a¹ und des Resonanzkörpers so gewählt, daß sie gleich sein können mit der Erregungsfrequenz der Verbrennungskraftmaschine.

Claims

Patentansprüche

25 1. Schwingungsdämpfungssystem, gekennzeichnet durch eine Schwingungsdämpfungseinrichtung (1, 127), welche zwischen einem schwingungsfähigen Körper (30, 155) und einem Lagerkörper (31, 158) angeordnet ist und eine Einrichtung umfaßt, welche erste (9, 133) und zweite (10,

30 136) Flüssigkeitskammern bildet, welche voneinander getrennt und mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, sowie eine Einrichtung zur Ausbildung einer Ausnehmung (13, 13Oa), durch welche die erste und die zweite Flüssigkeitskammer so miteinander in Verbindung stehen, daß eine Flüssigkeits-

35 strömung durch die Ausnehmung erfolgen kann, und eine Einrichtung zur Erzeugung einer ersten Resonanzfrequenz der

Flüssigkeit in der Ausnehmung, welche im wesentlichen beim Verschließen der Ausnehmung mit einer zweiten Resonanzfrequenz eines Resonanzkörpers, welcher die gesamte Schwingungsdämpfungseinrichtung (1, 127) und den schwingungsfähigen Körper (30, 155) umfaßt, übereinstimmt.
2. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingungsdämpfungseinrichtung eine erste Lagereinrichtung (1) umfaßt, mittels derer der schwingungsfähige Körper in elastischer Weise an einer den Lagerkörper bildenden Fahrzeugkarosserie (31) gelagert ist, wobei die erste Lagereinrichtung ein elastisches Element (7) umfaßt, welches mit einem Hohlraum ausgebildet ist, welcher die erste und die zweite Flüssigkeitskammer (9, 10) bildet, wobei die Ausnehmung in Form einer Öffnung (13) ausgestaltet ist.
3. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Resonanzfrequenz die der Flüssigkeit in der öffnung (13) ist, wobei die zweite Resonanzfrequenz die eines Resonanzkörpers beim Verschließen der Öffnung (13) ist, welcher die gesamte Lagereinrichtung (1) und den schwingungsfähigen Körper umfaßt.
4. Schwingungsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und zweite Resonanzfrequenz im wesentlichen mit einer Erschütterungsfrequenz der Verbrennungskraftmaschine übereinstimmen.
5. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zweite (1') und eine dritte (1^lf) Lagereinrichtung, welche zwischen dem schwingungsfähigen Körper und der Fahrzeugkarosserie angeordnet und voneinander und von der ersten Lagereinrichtung (1) getrennt sind, wobei die zweite und dritte Lagereinrichtung im

wesentlichen so ausgebildet sind, wie die erste Lagereinrichtung, sich jedoch von dieser in ihren Schwingungsdämpfungscharakteristiken unterscheiden.
6. Schwingungsdarapfungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die erste, zweite und dritte Lagereinrichtung (1, 1', 1'·) erste und zweite Lagerteile (2, 5) umfassen, welche jeweils mit einem ersten und einem zweiten gegenüberliegenden Ende eines hohlen elastischen Bauteils (7) verbunden sind, wobei das erste und zweite Lagerteil jeweils mit dem schwingungsfähigen Körper (30) und der Fahrzeugkarosserie (31) verbunden sind, und daß eine Trennplatte (8) an ihren gegenüberliegenden Seiten die erste (9) und zweite (10) Flüssigkeitskammer bildet, wobei die Trennplatte (8) mit der Öffnung (13) versehen ist.
7. Schwingungsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der schwingungsfähige Körper eine Antriebseinheit (30) und der Lagerkörper eine Fahrzeugkarosserie (31) sind.
8. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Querschnittsfläche der Öffnung (13) in einem Bereich von 0,15 bis 0,5 cm² liegt.
9. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingungsdämpfungseinrichtung einen dynamischen Dämpfer (126) zur elastischen Lagerung des schwingungsfähigen Körpers (155) an dem Lagerkörper (158) umfaßt, wobei der dynamische Dämpfer (126) ein erstes elastisches Element (132) aufweist, welches eine erste volumenveränderbare Flüssigkeitskammer

(133) bildet und mechanisch mit dem schwingungsfähigen Körper verbunden ist, sowie ein zweites elastisches Element

135, welches eine zweite volumenveränderbare Kammer (136) bildet und mechanisch mit dem Lagerkörper verbunden ist, wobei die erste und die zweite volumenveränderbare Flüssigkeitskammer mit einer inkompressiblen Flüssigkeit gefüllt sind, sowie ein festes längliches Element (130, 170), welches das erste und das zweite elastische Element fest verbindet, sowie eine Einrichtung zu Bildung eines Flüssigkeitsdurchlasses (130a, 130a') durch welchen die erste und die zweite volumenveränderbare Flüssigkeitskammer miteinander verbunden sind.
10. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der dynamische Dämpfer (126) ein erstes und ein zweites Rahmenteil (128, 129) umfaßt, welche mittels des festen länglichen Elements (130, 170) fest miteinander verbunden sind, wobei das erste und das zweite elastische Element jeweils fest mit dem ersten und dem zweiten Rahmenteil (128, 129) verbunden sind, sowie ein erstes und ein zweites Einbauteil (131, 13²O, welche jeweils an dem schwingungsfähigen Körper und dem Lagerkörper angeordnet sind, wobei das erste Einbauteil (131) mit dem ersten elastischen Element verbunden ist und mittels des ersten elastischen Elements in elastischer Verbindung mit dem ersten Rahmenteil steht, und wobei das zweite Einbauteil mit dem zweiten elastischen Element verbunden ist.
11. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Einbauteil (134) direkt mit dem zweiten Rahmenteil (129) verbunden ist.
12. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 10, dadurch

gekennzeichnet , daß das zweite Einbauteil (134) mit dem zweiten Rahmenteil (129) mittels des zweiten elastischen Elements (140) elastisch verbunden ist.
13. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 10, dadurch

!gekennzeichnet , daß der dynamische Dämpfer (126) ein Gewicht (142) umfaßt, welches mit dem zweiten Rahmenteil verbunden ist.
14. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Einbauteil (131) mit dem ersten Rahmenteil (128^f) elastisch verbunden ist und getrennt von dem ersten elastischen Element angeordnet ist, um einen Zwischenraum zu bilden, wobei das ersten Einbauteil in Abhängigkeit von Schwingungen in einem Frequenzbereich in Kontakt mit dem ersten elastischen Element bringbar ist.
15. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Flüssigkeitsdurchlaß (130a) in dem festen länglichen Element (130) ausgebildet ist.
16. Schwingungsdämpfungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die den Flüssigkeitsdurchlaß bildende Einrichtung ein Rohr (170) umfaßt, welches unabhängig von dem festen länglichen Element (130) angeordnet ist, wobei das Rohr in seinem Inneren mit dem Flüssigkeitsdurchlaß (130a) versehen ist.
17· Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der schwingungsfähige Körper als Antriebseinheit (155) und der Lagerkörper als Kraftfahrzeugkarosserie (158) ausgebildet sind.
18. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß der dynamische Dämpfer (126) so angeordnet ist, daß eine Längsachse des festen länglichen Elements (130, 171) eine Gerade schneidet, welehe eine Achse des ersten Einbauteils (131) und ein Roll-

Zentrum R der Antriebseinheit verbindet, wobei der Schnitt in einem Winkel von ungefähr 90° in einer Ebene erfolgt, welche rechtwinklig zu der Achse der Antriebseinheit ist und durch das Rollzentrum R der Antriebseinheit verläuft.
19. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das feste längliche Element des dynamischen Dämpfers (126) gekrümmt ausgebildet ist, wobei der dynamische Dämpfer so angeordnet ist, daß eine Tangente T der Längsachse des festen länglichen Elements (130, 171) an eine Achse des ersten Einbauteils (131) eine Gerade schneidet, welche die Achse des ersten Einbauteils (131) und ein Rollzentrum R der Antriebseinheit verbindet, wobei der Schnitt unter einem Winkel von ungefähr 90° in einer Ebene erfolgt, welche rechtwinklig zu der Achse der Antriebseinheit durch das Rollzentrum R der Antriebseinheit verläuft.
20. Schwingungsdämpfungssystem nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet , daß die Schwingungsdämpfungseinrichtung einen Gummiblock (123, 157) umfaßt, welcher zwischen dem schwingungsfähigen Körper (155) und dem Lagerkörper (158) angeordnet ist.