DE3719677A1 - Schwingungsverhinderungseinrichtung, die eine fluessigkeit verwendet - Google Patents
Schwingungsverhinderungseinrichtung, die eine fluessigkeit verwendetInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schwin
gungsverhinderungseinrichtung zum Tragen eines schwingenden
Körpers in einer schwingungssicheren Anordnung, insbesondere
auf eine Schwingungsverhinderungseinrichtung der Art, die
Schwingungen durch Ausnutzung der Elastizität eines elasti
schen Teils und Verlagerung von Flüssigkeit, die in die
Einrichtung eingeschlossen ist, absorbiert. Die Einrichtung,
auf die die vorliegende Erfindung gerichtet ist, kann eine
Motormontagevorrichtung für ein Motorfahrzeug sein, ist
jedoch nicht auf diese beschränkt.
In einem Motorfahrzeug werden beispielsweise Schwingungen,
die stark in der Frequenz und der Amplitude unterschiedlich
sind, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahr
zeugs, z. B. der Motordrehzahl, entwickelt. Ein Motorfahr
zeug sollte deshalb mit einer Schwingungsverhinderungsein
richtung ausgestattet sein, die in der Lage ist, Schwingun
gen innerhalb eines großen Frequenzbereichs zu absorbieren.
Schwingungsverhinderungseinrichtungen, die bisher vorge
schlagen wurden, umfassen auch eine solche, die Flüssigkeit
verwendet. Es wurde bereits eine Flüssigkeit verwen
dende Schwingungsverhinderungseinrichtung vorgeschlagen, die
mit einer Haupt-Flüssigkeitskammer, welche zumindest teil
weise durch ein elastisches Teil, beispielsweise ein Dämp
fungsgummi-Element, gegeben ist und in ihrem Volumen auf
Schwingungen eines schwingenden Körpers reagiert, und einer
Hilfs-Flüssigkeitskammer, die mit der Haupt-Flüssigkeits
kammer durch eine Ausflußöffnung kommuniziert, versehen ist.
Eine nichtkomprimierbare Flüssigkeit, wie beispielsweise ein
Arbeitsöl, ist in der Haupt- und der Hilfs-Flüssigkeitskam
mer eingeschlossen. Das Volumen der Hilfs-Flüssigkeitskammer
ist leicht variierbar, wenn die Flüssigkeit in die oder aus
der Haupt-Flüssigkeitskammer aufgrund von Änderungen des
Volumens derselben strömt.
Der zuvor beschriebene Typ von Schwingungsverhinderungs
einrichtung absorbiert Schwingungen, die hohe Frequenzen und
kleine Amplituden haben, und zwar aufgrund der elastischen
Verformung des elastischen Teils, und dämpft Schwingungen,
die niedrige Frequenzen und große Amplituden haben, aufgrund
des Widerstandes, der der Flüssigkeit, die durch die Aus
flußöffnung strömt, entgegengesetzt wird. Demzufolge werden
Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden
absorbiert.
Ein Problem, das mit der eine Flüssigkeit verwendenden
Schwingungsverhinderungseinrichtung einhergeht, besteht
darin, daß die Einrichtung nicht in der Lage ist, einen
ausreichend weiten Bereich von Schwingungen zu absorbieren,
sofern die Ausflußöffnung aus einer einzigen unveränderbaren
Ausflußöffnung besteht. Insbesondere können Schwingungen mit
hohen Frequenzen und kleinen Amplituden nicht wirksam ab
sorbiert werden, es sei denn, daß eine Ausflußöffnung vor
gesehen ist, die einen großen Durchmesser hat, um den Wi
derstand gegen die Strömung der Flüssigkeit und dadurch die
dynamische Federkostante zu verringern. Andererseits ist es
in Anbetracht von Schwingungen mit niedrigen Frequenzen und
großen Amplituden, damit diese wirksam absorbiert werden
können, notwendig, eine Ausflußöffnung vorzusehen, die einen
kleinen Durchmesser hat, um den Widerstand gegen die Strö
mung der Flüssigkeit und dadurch die Dämpfungskraft zu er
höhen. Eine einzige unveränderbare Ausflußöffnung ist nicht
in der Lage, eine derartige Konfliktsituation zu beherr
schen, da nämlich der Bereich der absorbierbaren Schwingun
gen begrenzt ist.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungen ist eine eine
Flüssigkeit verwendende Schwingungsverhinderungseinrichtung
vorgeschlagen worden, in der eine Haupt- und eine Hilfs-
Flüssigkeitskammer miteinander durch zwei Ausflußöffnungen
kommunizieren, die unterschiedliche Strömungswiderstände
aufweisen, wie dies in der japanischen Offenlegungsschrift
(Kokai) Nr. 60-1 13 832/1985 offenbart ist. Eine der beiden
Ausflußöffnungen, die einen kleineren Strömungswiderstand
als die andere aufweist, wird gesteuert, um abhängig von den
Betriebszuständen eines Motorfahrzeugs zu öffnen und zu
schließen. Eine derartige Einrichtung wurde zur Anwendung
auf eine Fahrzeug-Motormontagevorrichtung und anderes ver
gleichbare Vorrichtungen geschaffen, die einen weiten Be
reich von Schwingungen zu absorbieren haben.
Indessen entstehen beispielsweise in einem Motorfahrzeug
Schüttelbewegungen und andere Schwingungen, die beträchtlich
hohe Amplituden haben, zusätzlich zu den zuvor genannten
hochfrequenten Schwingungen kleiner Amplitude, insbesondere
bei einem Hochdrehzahl-Motorbetriebszustand, und niederfre
quente Schwingungen mit großer Amplitude, insbesondere in
einem Leerlaufbetriebszustand. Es ist daher wünschenswert,
daß eine Motormontagevorrichtung für ein Motorfahrzeug in
der Lage ist, alle derartigen Schwingungen zu absorbieren.
Die Einrichtung nach dem Stand der Technik, die zwei unter
schiedliche Arten von Ausflußöffnungen hat, kann nicht alle
Arten von Schwingungen beherrschen, wie sie vorstehend ange
führt sind.
Eine weitere Schwingungsverhinderungseinrichtung des Flüs
sigkeitstyps nach dem Stand der Technik ist mit einer Viel
zahl von identischen Ausflußöffnungen versehen, die unab
hängig voneinander geöffnet und geschlossen werden können,
wie dies in der japanischen Offenlegungsschrit (Kokai) Nr.
60-1 13 834/1985 offenbart ist. Bei dieser Art von Einrichtung
wird die Strömungsrate der Flüssigkeit, die zwischen den
Flüssigkeitskammern bewegt wird, durch Bestimmen der Anzahl
von Ausflußöffnungen, die zu öffnen sind, gesteuert. Indes
sen ist die Wirkung, die mit einem derartigen Prinzip er
reichbar ist, nicht besser als diejenige, die mit einer
einzigen Ausflußöffnung erreichbar ist, deren wirksame Quer
schnittsfläche variabel ist, d. h. es ist schwierig,
Schwingungen unterschiedlicher Natur zu beherrschen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Schwingungsverhinderungseinrichtung des Flüssigkeits
typs zu schaffen, die in der Lage ist, einen großen Bereich
von Schwingungen, die stark unterschiedlich in Frequenz und
Amplitude sind, zu absorbieren. Desweiteren besteht die
Aufgabe für die vorliegende Erfindung darin, eine Schwin
gungsverhinderungseinrichtung des Flüssigkeitstyps zu
schaffen, die eine kleine dynamische Federkonstante hat.
Schließlich besteht die Aufgabe für die vorliegende Erfin
dung darin, eine Motormontagevorrichtung für ein Motorfahr
zeug zu schaffen, die eine wünschenswerte Schwingungsab
sorptions-Charakteristik sowohl im Leerlauf- als auch im
Hochdrehzahlbereich eines Motors aufweist und zusätzlich
sogar eine Schüttelbewegung und andere Schwingungen, die
beträchtlich große Amplituden aufweisen, sicher dämpft.
Zur Lösung der genannten Aufgaben wird eine Schwingungsver
hinderungseinrichtung, die eine Flüssigkeit verwendet, mit
einem elastischen Teil, das starr mit einem Ende eines Mon
tageteils zum Befestigen der Schwingungsverhinderungsein
richtung an einem schwingenden Körper verbunden ist und an
dem anderen Ende mit einem Montageteil zum Verbinden der
Schwingungsverhinderungseinrichtung mit einem Tragkörper
versehen ist, wobei das elastische Teil in Reaktion auf die
Schwingungen des schwingenden Körpers verformbar ist, mit
einer Haupt-Flüssigkeitskammer, die zumindest teilweise
durch das elastische Teil gebildet ist und ein Volumen hat,
das durch Verformungen des elastischen Teils verändert wird,
und mit einer Hilfs-Flüssigkeitskammer, die mit der Haupt-
Flüssigkeitskammer durch eine erste Ausflußöffnung kommuni
ziert, vorgeschlagen, die erfindungsgemäß dadurch gekenn
zeichnet ist, daß die erste Ausflußöffnung einen großen
Strömungswiderstand für die Strömung der Flüssigkeit auf
weist, die in der Haupt- Flüssigkeitskammer und der Hilfs-
Flüssigkeitskammer enthalten ist, daß eine zweite Ausfluß
öffnung vorgesehen ist, die einen Strömungswiderstand auf
weist, der kleiner als der Strömungswiderstand der ersten
Ausflußöffnung ist, daß eine dritte Ausflußöffnung vorgese
hen ist, die einen Strömungswiderstand aufweist, der kleiner
als der Strömungswiderstand der zweiten Ausflußöffnung ist,
daß das Volumen der Hilfs-Flüssigkeitskammer durch Verlage
rungen der Flüssigkeit variiert wird, die durch Änderungen
des Volumens in der Haupt-Flüssigkeitskammer verursacht
werden, und daß eine erste Steuereinrichtung und eine zweite
Steuereinrichtung zum Öffnen bzw. Schließen der zweiten
Ausflußöffnung und der dritten Ausflußöffnung unabhängig
voneinander vorgesehen sind.
Bei der zuvor beschriebenen Konstruktion ist die erste
Ausflußöffnung derart ausgebildet, daß sie in geeigneter
Weise eine Schüttelbewegung und andere Schwingungen, die be
trächtliche Amplituden haben, absorbiert, die zweite Aus
flußöffnung ist derart ausgebildet, daß sie in geeigneter
Weise niederfrequente Schwingungen mit großer Ampli
tude absorbiert, die während eines Leerlaufbetriebszustands
auftreten, und die dritte Ausflußöffnung ist derart ausge
bildet, daß sie in geeigneter angemessener Weise hochfre
quente Schwingungen mit kleiner Amplitude absorbiert, die
während eines Hochdrehzahl-Motorbetriebs auftreten. Bei Auf
treten einer Schüttelbewegung oder dergl. werden die zweite
und die dritte Ausflußöffnung geschlossen, so daß die Flüs
sigkeit nur durch die erste Ausflußöffnung bewegt wird, die
eine hohe Dämpfungskraft ausübt. Wenn nur die dritte Aus
flußöffnung geschlossen ist, wird der Flüssigkeit gestattet,
durch die zweite Ausflußöffnung, die niederfrequente
Schwingungen mit großer Amplitude absorbiert, zu strömen.
Desweiteren wird, wenn die dritte Ausflußöffnung geöffnet
wird, die Flüssigkeit veranlaßt, durch die dritte Ausfluß
öffnung zu strömen, deren Widerstand sehr klein ist, wodurch
hochfrequente Schwingungen mit kleiner Amplitude wirksam
absorbiert werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel für die vorliegende
Erfindung besteht die erste Ausflußöffnung aus einer unver
änderbaren Ausflußöffnung, die eine kleine Querschnittsflä
che und eine wesentliche Länge hat, die zweite Ausflußöff
nung aus einer solchen, die größer in der Querschnittsfläche
als die erste Ausflußöffnung ist und in der Länge variabel
ist, und die dritte Ausflußöffnung aus einer solchen, die
eine ausreichend große und variable wirksame Querschnitts
fläche hat.
Die drei Arten von Ausflußöffnungen, die unterschiedliche
Eigenschaften haben, sind in der Lage, eine Vielfalt von
Forderungen, wie beispielsweise bezüglich einer hohen Dämp
fungskraft und eines Anwachsens der Menge von Flüssigkeit,
die in einem Ausflußöffnungsabschnitt vorhanden ist, zu
erfüllen. Dies gestattet es, die dynamische Federkonstante
einer Schwingungsverhinderungseinrichtung des Flüssigkeits
typs zu verringern.
Die zuvor genannten Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden aus der im folgenden im ein
zelnen anhand mehrerer Figuren gegebenen Beschreibung er
sichtlich.
Fig. 1 zeigt eine Vertikalschnittansicht, die eine Motor
montagevorrichtung für ein Motorfahrzeug darstellt,
die repräsentativ für eine Schwingungsverhinderungs
einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel für die
vorliegende Erfindung ist.
Fig. 2 zeigt eine Horizontalschnittansicht längs einer
Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Horizontalschnittansicht längs einer
Linie III-III in Fig. 1.
Fig. 4 zeigt eine Horizontalschnittansicht längs einer
Linie IV-IV in Fig. 1.
Fig. 5 zeigt eine Ansicht ähnlich der in Fig. 2 gezeigten,
die die Motormontagevorrichtung in einem anderen
Betriebszustand darstellt.
Gemäß Fig. 1 ist eine Motormontagevorrichtung allgemein mit
dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie enthält ein elastisches
Teil 2, das aus Gummi hergestellt ist und eine hohle koni
sche und relativ dicke Form aufweist, sowie ein formbestän
diges zylindrisches Gehäuse 3, das aus Metall, Plastikmate
rial oder dergl. ist und an seinem unteren Ende offen ist.
An dem oberen Ende des elastischen Teils 2 ist ein Montage
teil 4 zum Montieren eines Motors oder eines schwingenden
Körpers durch Vulkanisierung befestigt. An dem unteren Ende
des elastischen Teils 2 ist ein ringförmiges Flanschteil 5
durch Vulkanisierung befestigt. Das elastische Teil 2 ist
mit dem Gehäuse 3 durch das Flanschteil 5 verbunden. Das
Gehäuse 3 ist an dem Rahmen eines Fahrzeugkörpers oder
Tragkörpers durch einen Befestigungsarm 3 b befestigt, der an
dem unteren Ende des Gehäuses 3 vorgesehen ist. In einem
derartigen Aufbau dient das elastische Teil 2 dazu, das
Montageteil 4, welches auf der Seite des schwingenden Kör
pers vorgesehen ist, mit dem Montageteil, das auf der Seite
des Fahrzeugrahmens vorgesehen ist, d. h. mit dem Flansch
teil 5 zu verbinden. Das elastische Teil 2 ist elsastisch in
Reaktion auf Schwingungen des Motors verformbar. In einem
Mittelabschnitt des elastischen Teils 2 ist ein im wesent
lichen ringförmiges Verstärkungsteil 6 vorgesehen.
An der Unterseite des ringförmigen Flanschteils 5 sind zwei
Dichtungsteile 7, 7, die in radialer Richtung innerhalb bzw.
außerhalb desselben angeordnet sind, vorgesehen, um so eine
flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Flanschteil 5 und
dem Gehäuse 3 zu schaffen. Der Boden des Gehäuses 3 ist in
flüssigkeitdichter Weise durch eine dünne flexible Membran 8
verschlossen, die aus Gummi hergestellt ist. Das elastische
Teil 2, das Gehäuse 3 und die Membran 8 wirken zusammen, um
einen flüssigkeitsdichten Rohrkörper innerhalb der Motor
montagevorrichtung 1 zu bilden. Dieser Rohrkörper ist in
eine obere oder Haupt-Flüssigkeitskammer 10 und eine untere
oder Hilfs-Flüssigkeitskammer 11 durch eine Scheidewand 9
unterteilt, die durch eine obere Wandung des Gehäuses 3
gebildet ist. Weil sie teilweise durch das elastische Teil 2
gebildet ist, ist die Haupt-Flüssigkeitskammer 10 in ihrem
Volumen veränderbar, wenn das elastische Teil 2 durch Mo
torschwingungen verformt wird. Andererseits ist das Volumen
der Hilfs-Flüssigkeitskammer 11 leicht in Reaktion auf Ver
formungen der Membran 8 veränderbar. In die Haupt- und der
Hilfs-Flüssigkeitskammer 10 u. 11 ist eine nichtkomprimier
bare hydraulische Flüssigkeit, wie beispielsweise Arbeitsöl
oder Wasser, eingefüllt.
Wie in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt, ist ein bogenförmiger
enger Kanal 12 in einem Umfangsabschnitt der Oberseite des
Gehäuses 3 derart vorgesehen, daß er sich über im wesentli
chen 270° längs des Umfangs des letzteren erstreckt. Der
obere Teil des Kanals 12 ist hermetisch durch den Teil des
Bodens des Flanschteils 5 verschlossen, der zwischen den
Dichtungen 7, 7 angeordnet ist. Der Kanal 12 kommuniziert an
seinem einen Ende mit der Haupt-Flüssigkeitskammer 10 durch
eine Aussparung 13, die in einem Teil der unteren Abschnitte
des elastischen Teils 2 und des damit verbundenen Flansch
teils 5 ausgebildet ist. Das andere Ende des Kanals 12 kom
muniziert mit der Hilfs-Flüssigkeitskammer 11 durch einen
Durchlaß 14, der durch eine Umfangswandung 3 a des Gehäuses 3
ausgebildet ist. Auf diese Weise stellt der Kanal 12 eine
erste Ausflußöffnung 15 zum Schaffen einer konstanten Ver
bindung zwischen der Haupt- und der Hilfs-Flüssigkeitskammer
10 bzw. 11 dar. Die erste Ausflußöffnung 15 ist mit einer
Querschnittsfläche versehen, die klein genug ist, um der
Flüssigkeitsströmung durch sie einen großen Widerstand ent
gegenzusetzen. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß
die Querschittsfläche der Ausflußöffnung 15 derart bemessen
ist, daß wenn Schwingungen einer berächtlichen Amplitude,
beispielsweise bei einer Schüttebewegung des Fahrzeugs, auf
die Motormontagevorrichtung 1 einwirken, diese von der Aus
flußöffnung 15 ausreichend gedämpft werden.
Die untere Oberfläche der Scheidewand 9 ist derart beschaf
fen, daß sie als Dichtungsoberfläche längs eines äußeren
Umfangsabschnitts derselben dient. Wie in Fig. 3 gezeigt,
ist eine Öffnung 16, die flächenmäßig größer als die erste
Ausflußöffnung 15 ist, durch einen Teil des äußeren Um
fangsabschnitts der Scheidewand 9 hindurch ausgebildet. Wie
in Fig. 1 u. Fig. 4 gezeigt, ist ein ausreichend dicker
bewegbarer Ring 17 auf der unteren Oberfläche der Scheide
wand 9 in einer derartigen Weise vorgesehen, daß er die
Öffnung 16 einschließt. Die Umfangswandung 3 a des Gehäuses 3
ist mit einer Tragplatte 18 an ihrem inneren Umfang verse
hen, und der bewegbare Ring 17 ist um eine zentrale Achse
drehbar, die durch die Tragplatte 18 gehalten wird, und wird
mit seinem oberen Ende in dichter Berührung mit der zuvor
genannten Dichtungsoberfläche der Scheidewand 9 gehalten.
über im wesentlichen die gesamte Umfangsstrecke des beweg
baren Rings 17 erstreckt sich ein Kanal 19, jedoch mit Aus
nahme eines begrenzten Abschnitts des ersteren, der in der
Lage ist, die Öffnung 16 der Scheidewand 9 je nach Erfor
dernis zu verschließen, wobei der Kanal 19 in seinem oberen
Teil offen ist. In dieser Konfiguration ist der Kanal 19
durch die Scheidewand 9 von oben her verschlossen, und wenn
er mit der Öffnung der Scheidewand 9 ausgerichtet ist, kom
muniziert er mit der Haupt-Flüssigkeitskammer 10. Desweite
ren ist der Kanal 19 mit einer Öffnung 20 durch den Boden
seines einen Endes versehen, die eine Verbindung zwischen
dem Kanal 19 und der Hilfs-Flüssigkeitskammer 11 schafft.
Der zuvor beschriebene Durchlaß, der mit dem Kanal 19 vor
gesehen ist, fungiert als eine zweite Ausflußöffnung 21, die
ebenfalls eine Verbindung zwischen der Haupt- und der
Hilfs-Flüssigkeitskammer 10 u. 11 schafft. Die zweite Aus
flußöffnung 21 wird blockiert, wenn der bewegbare Ring be
wegt wird, um den Kanal 19 mit der Öffnung 16 der Scheide
wand 9 auszurichten, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Sie
wird freigegeben, wenn der Ring 17 gedreht wird, um die
Verbindung des Kanals 19 und der Öffnung 16 zu unterbrechen,
wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Während der Kanal 19 und die
Öffnung 16 miteinander ausgerichtet sind, ist der bewegbare
Ring 17 drehbar, um die Länge der zweiten Ausflußöffnung 21
zu verändern. Die effektive Querschnittsfläche der zweiten
Ausflußöffnung 21 ist so gewählt, daß sie größer als dieje
nige der ersten Ausflußöffnung 15 ist und daher einen klei
neren Widerstand gegen die Flüssigkeitsströmung durch diese
als die erste Ausflußöffnung 15 ausübt. Demzufolge wird eine
vergleichsweise große Menge von Flüssigkeit in der zweiten
Ausflußöffnung 21 gehalten und wird in Reaktion auf nieder
frequente Schwingungen mit hoher Amplitude, die beispiels
weise während eines Leerlaufbetriebs auftreten, veranlaßt,
in Resonanz zu treten.
Auf der unteren Oberfläche des bewegbaren Ringes 17 ist ein
Ringzahnrad 22 angeordnet, das in konstantem Eingriff mit
einem Antriebszahnrad 23 gehalten wird. Ein Betätigungsmotor
(nicht gezeigt), der außerhalb des Gehäuses 3 angeordnet
ist, ist mit dem Antriebszahnrad 23 derart verbunden, daß
dieses von dem Betätigungsmotor antreibbar ist. Wenn das
Antriebszahnrad 23 durch den Betätigungsmotor über eine
Antriebswelle 24 angetriebn wird, treibt dies seinerseits
den bewegbaren Ring 17 in einer Drehbewegung an. Durch den
bewegbaren Ring 17 und den ihm zugeordneten Antriebsmecha
nismus ist eine erste Steuereinrichtung 25 zum Öffnen und
Schließen der zweiten Ausflußöffnung 21 und zum Steuern der
Länge der Ausflußöffnung 21, wie zuvor beschrieben, gegeben.
Die Antriebswelle 24 wird drehbar durch ein Führungsrohr 26
gehalten, das in Preßsitz in eine Bohrung eingesetzt ist,
die durch die Umfangswandung 3 a des Gehäuses 3 hindurch
ausgebildet ist. Zwischen einem äußeren Endabschnitt der
Antriebswelle 24 und dem Gehäuse 3 ist ein Dichtungsteil 27
vorgesehen.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist durch einen zentralen Teil der
Scheidewand 9 und diametral auf einer Seite davon eine
halbkreisförmige Öffnung 28 ausgebildet. Derjenige Teil der
Unterseite der Scheidewand 9, der die Öffnung 28 umgibt, ist
derart beschaffen, daß er als eine Dichtungsfläche dient.
Wie in Fig. 1 u. Fig. 4 gezeigt, ist eine ausreichend dicke
Scheibe 29 auf der Unterseite der Scheidewand 9 und radial
innerhalb des bewegbaren Rings 17 vorgesehen. Die bewegbare
Scheibe 29 wird durch eine Tragwelle 30, die in dem Zentrum
der Scheidewand 9 befestigt ist, getragen, und zwar in einer
Weise, daß sie um die Tragwelle 30 herum drehbar ist, wobei
deren oberes Ende in dichter Berührung mit der Dichtungs
oberfläche der Unterseite der Scheidewand gehalten wird.
Eine Öffnung 31, die in ihrer Form identisch mit der Öffnung
28 der Scheidewand 9 ist, ist durch denjenigen Teil der
bewegbaren Scheibe 29 hindurch ausgebildet, der mit der
Öffnung 28 korrespondiert. Da die Scheibe 29 eine wesentli
che Dicke hat, wie dies zuvor ausgeführt wurde, ist die
Öffnung 31 in der Dickenrichtung der Scheibe 29 vergleichs
weise lang.
Die Öffnung 28 der Scheidewand 9 und die Öffnung 31 der
bewegbaren Scheibe 29 bilden zusammen eine dritte Ausfluß
öffnung 32, die ebenfalls eine Verbindung zwischen der
Haupt- und der Hilfs-Flüssigkeitskammer 10 u. 11 schafft.
Die effektive Querschnittsfläche der dritten Ausflußöffnung
23 ist durch Drehen der Scheibe 29, um die positionsmäßige
Beziehung zwischen den Öffnungen 28 und 31 zu verändern,
variabel. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wenn die Öffnungen 28
und 31 vollständig aus ihrer gegenseitigen Ausrichtung ge
bracht sind, die dritte Ausflußöffnung 32 vollständig
blockiert. Andererseits wird, wenn die Öffnungen 28 und 31
vollständig miteinander ausgerichtet werden, die effektive
Querschnittsfläche der Ausflußöffnung 32 so groß, daß der
Flüssigkeit gestattet wird, durch diese ohne nennenswerten
Widerstand zu strömen. Es sei darauf hingewiesen, daß der
Widerstand, der einer Strömung durch die dritte Ausflußöff
nung 32 entgegengesetzt wird, noch kleiner als derjenige der
zweiten Ausflußöffnung 21 ist. Desweiteren wird eine große
Menge von Flüssigkeit in der dritten Ausflußöffnung 32 zu
rückgehalten, und in Reaktion auf hochfrequente Schwingungen
mit kleiner Amplitude wird diese veranlaßt, in Resonanz zu
treten.
In einem Umfangabschnitt der Unterseite der bewegbaren
Scheibe 29 ist ein Ringzahnrad 33 vorgesehen, das in Ein
griff mit einem Antriebszahnrad 34 gehalten wird. Das Ring
zahnrad 33 wird drehbar durch einen im wesentlichen dem
Antriebsmechanismus, der dem bewegbaren Ring 17 zugeordnet
ist, gleichen Antriebsmechanismus angetrieben. Die bewegbare
Scheibe 29 und der Antriebsmechanismus dafür bilden eine
zweite Steuereinrichtung 35, die dazu bestimmt ist, die
dritte Ausflußöffnung 32 zu öffnen und zu schließen, während
sie dabei die effektive Querschnittsfläche dieser Ausfluß
öffnung steuert.
Die erste und die zweite Steuereinrichtung 25 u. 35, die
jeweils der zweiten bzw. der dritten Ausflußöffnung 21 bzw.
32 zugeordnet sind, sind voneinander unabhängig und werden
jeweils durch einen eigenen Betätigungsmotor angetrieben.
Die Betätigungsmotoren werden individuell durch geeignete
Steuersignale, die der Motordrehzahl, der relativen Verla
gerung des Motors und des Fahrzeugkörpers usw. zugeordnet
sind, betätigt.
Die flüssigkeitsbetätigte Motormontagevorrichtung 1, die die
zuvor beschriebene Konstruktion aufweist, ist wie im fol
genden beschrieben wahlweise in zwei unterschiedlichen Be
triebsweisen zu betreiben.
Zunächst wird, wenn Wert auf eine Schwingungssicherheit
gelegt wird, eine erste Betriebsweise gewählt, in der die
zweite und die dritte Ausflußöffnung 21 u. 32 auf der
Grundlage der Motordrehzahl geöffnet und geschlossen werden.
Wenn sich das Fahrzeug in einem Leerlaufbetriebszustand
befindet, verbleibt die Motordrehzahl in einem bestimmten
Bereich. Unter dieser Bedingung wird die Steuereinrichtung
25 durch ein Signal betrieben, das repräsentativ für die
Motordrehzahl ist, um den bewegbaren Ring 17 zu drehen, bis
der Kanal 19 und die Öffnung 16 der Scheidewand 9 aufeinan
der ausgerichtet werden. Gleichzeitig wird die Steuerein
richtung 35 durch dasselbe Signal betrieben, um die beweg
bare Scheibe 29 zu drehen, bis die Öffnung 31 der Scheibe 29
um 180° gegenüber der Öffnung 28 der Scheidewand versetzt
wird. Demzufolge ist die zweite Ausflußöffnung 21 geöffnet,
und die dritte Ausflußöffnung 32 ist geschlossen. Daraus
ergibt sich, daß die Haupt-Flüssigkeitskammer 10 und die
Hilfs-Flüssigkeitskammer 11 innerhalb der Motormontage
vorrichtung 1 miteinander durch die erste Ausflußöffnung 15
und die zweite Ausflußöffnung 21 kommunizieren.
Während des Leerlaufbetriebszustands ist der Motor ver
gleichsweise niederfrequenten Schwingungen hoher Amplitude
ausgesetzt. Derartige Schwingungen bewirken, daß das ela
stische Teil 2 um vergleichsweise große Beträge verformt
wird, um dadurch die Haupt-Flüssigkeitskammer 10 auszudehnen
und zusammenzuziehen. Als Ergebnis wird die Flüssigkeit
zwischen der Haupt-Flüssigkeitskammer 10 und der Hilfs-
Flüssigkeitskammer 11 hauptsächlich durch die zweite Aus
flußöffnung 21 verlagert, weil die erste Ausflußöffnung 15
der Strömung einen größeren Widerstand entgegensetzt. Die
Resonanz dieser Flüssigkeitsströmung durch die zweite Aus
flußöffnung absorbiert wirksam die Schwingung des Fahrzeugs.
Selbst in dem Leerlaufdrehzahlbereich kann sich die Motor
drehzahl geringfügig aufgrund eines Höherdrehens, eines
Drehzahlabfalls und anderer Umstände ändern. Um die sich
daraus ergebenden Schwingungen unterschiedlicher Frequenzen
in dem Leerlaufdrehzahlbereich wirksam zu absorbieren, wird
der bewegbare Ring 17 in Reaktion auf die sich ändernde
Motordrehzahl gedreht, um die Länge der zweiten Ausflußöff
nung 21 und damit die Resonanzfrequenz der Flüssigkeit zu
verändern.
Wenn die Motordrehzahl ansteigt, wird die Länge der zweiten
Ausflußöffnung 21 verringert. Aufgrund dieser Erhöhung der
Motordrehzahl über den Leerlaufdrehzahlbereich hinaus wird
die bewegbare Scheibe 29 auf der Grundlage der augenblick
lichen Motordrehzahl gedreht, um so die dritte Ausflußöff
nung 32 zu öffnen. Da die Öffnungsfläche der dritten Aus
flußöffnung 32 ausreichend groß ist, ist der Widerstand
gegen die Flüssigkeitsströmung durch die Ausflußöffnung 32
klein genug, um der Flüssigkeit zu gestatten, sich leicht
zwischen den Flüssigkeitskammern 10 u. 11 zu bewegen. Dem
zufolge wird die dynamische Federkonstante der Motormonta
gevorrichtung verringert, um sicher Schwingungen mit hohen
Frequenzen absorbieren zu können. In diesem Fall ist die
dynamische Federkonstante mit dem Überlappungsgrad der Öff
nung 28 der Scheidewand 9 und der Öffnung 31 der bewegbaren
Scheibe 29 veränderbar, so daß Schwingungen mit unter
schiedlich hohen Frequenznen wirksam durch Regeln der Über
lappungsfläche der Öffnungen 28 u. 31 absorbiert werden
können.
Auf die Art und Weise, wie sie zuvor beschrieben wurde,
absorbiert die Motormontagevorrichtung 1 sicher Schwingungen
über einen weiten Frequenzbereich hinweg, die während übli
cher Fahrzeugbetriebszustände auftreten können, d. h. von
niedrigen Frequenzen bis zu hohen Frequenzen.
Wenn eine Schüttelbewegung oder andere Schwingungen mit
beträchtlich hohen Amplituden entwickelt werden, liefert ein
Verlagerungssensor oder ein Beschleunigungssensor ein Si
gnal, das repräsentativ für diese Vorgänge ist, an die
Steuereinrichtungen für die zweite und die dritte Ausfluß
öffnung 21 bzw. 32, um diese zu schließen. Alternativ dazu
kann eine Anordnung derart getroffen werden, daß das Auf
treten von Schwingungen mit beträchtlicher Amplitude durch
Erfassen eines Abbrems- oder Drehzahländerungsvorgangs ab
geschätzt wird, um dadurch die zweite und die dritte Aus
flußöffnung 21 bzw. 32 zu schließen. Auf das Schließen der
Ausflußöffnungen 21 u. 32 hin wird das Kommunizieren zwi
schen der Haupt-Flüssigkeitskammer 10 und der Hilfs-Flüs
sigkeitskammer 11 nur durch die erste Ausflußöffnung 15
bewerkstelligt, deren Widerstand gegen die Strömung groß
ist. Als Ergebnis wirkt eine große Dämpfungskraft auf die
Flüssigkeit, die zwischen den Flüssigkeitskammern 10 u. 11
hin- und herströmt, wodurch die Schwingung mit beträchtli
cher Amplitude absorbiert wird.
Eine zweite Betriebsweise der Motormontagevorrichtung 1 ist
dazu bestimmt, eine Situation zu beherrschen, in der die
Motorschwingungen während eines üblichen Fahrzeugbetriebs
nicht so kritisch sind und es erwünscht ist, ein Schütteln
oder andere Bewegungen aufgrund von Schwingungskräften von
den Reifen her augenblicklich zu absorbieren. Es sei darauf
hingewiesen, daß während eines üblichen Fahrzeugbetriebs die
zweite und die dritte Ausflußöffnung 21 u. 32 kontinuierlich
geschlossen sind. In diesem Zustand bewirkt ein Schütteln
oder dergl., daß die Flüssigkeit zwischen der Hauptflüssig
keitskammer 10 und der Hilfs-Flüssigkeitskammer 11 nur durch
die erste Ausflußöffnung 15 strömt, was dazu führt, daß die
Schwingung augenblicklich gedämpft wird. Das bedeutet, daß
eine sofortige Reaktion auf ein Schütteln und andere Bewe
gungen garantiert ist.
Wenn das Fahrzeug in einen Leerlaufzustand gebracht wird,
wird die Motordrehzahl in diesem Augenblick erfaßt, um die
zweite Ausflußöffnung 21 zu öffen, so daß niederfrequente
Schwingungen hoher Amplitude, die dem Leerlaufzustand eigen
sind, absorbiert werden. Wiederum wird dazu die Länge der
zweiten Ausflußöffnung 21 auf der Grundlage der Motordreh
zahl eingestellt, um Schwingungen unterschiedlicher Fre
quenzen in dem Leerlaufdrehzahlbereich wirksam absorbieren
zu können.
Desweiteren wird, wenn das Fahrzeug stark beschleunigt wird,
die dritte Ausflußöffnung 32 in Reaktion auf die augen
blickliche Motordrehzahl geöffnet. Dies erlaubt, hochfre
quente Schwingungen, die durch die starke Beschleunigung
bewirkt werden, zu absorbieren.
Wie zuvor ausgeführt, ist die Motormontagevorrichtung 1 in
zwei unterschiedlichen Arten zu benutzen, nämlich in einer
Art, bei der Wert auf die Absorption von Schwingungen gelegt
wird, die während eines üblichen Fahrzeugsbetriebs auftre
ten, und in einer anderen Art, bei der Wert auf eine Reak
tion auf Schwingungen der Art gelegt wird, die dem Zustand
der Straßenoberfläche zuzuschreiben sind. In beiden dieser
Betriebsarten dienen die erste, die zweite und die dritte
Ausflußöffnung 15, 21 bzw. 32, die unterschiedliche Quer
schnittsflächen und Längen aufweisen, dazu, Schwingungen
unterschiedlicher Natur zu absorbieren, d. h. Schüttelbewe
gungen und ähnliche Schwingungen, die beträchtlich hohe Am
plituden haben, Schwingungen mit niedrigen Frequenzen und
hohen Amplituden, wie sie während eines Leerlaufbetriebs
auftreten, und Schwingungen mit hohen Frequenzen und kleinen
Amplituden, wie sie in einem Hochdrehzahlbetrieb des Motors
auftreten. Zusätzlich ist die zweite Ausflußöffnung 21, die
eine ausreichende Länge hat, in ihrer Länge steuerbar, wäh
rend die dritte Ausflußöffnung 32, die eine große Öffnungs
fläche hat, in ihrer effektiven Querschnittsfläche steuerbar
ist, so daß die Motormontagevorrichtung 1 eine präzise
Steuerung zum wirksamen Absorbieren unterschiedlicher Arten
von Schwingungen erzielt.
Während die vorliegende Erfindung in bezug auf eine Motor
montagevorrichtung für ein Motorfahrzeug gezeigt und be
schrieben worden ist, ist sie in ähnlicher Weise auf bei
spielsweise eine Befestigungsvorrichtung für eine Federung
anwendbar.
Claims (9)
1. Schwingungsverhinderungseinrichtung, die eine Flüssigkeit
verwendet, mit einem elastischen Teil, das starr mit einem
Ende eines Montageteils zum Befestigen der Schwingungsver
hinderungseinrichtung an einem schwingenden Körper verbunden
ist und an dem anderen Ende mit einem Montageteil zum Ver
binden der Schwingungsverhinderungseinrichtung mit einem
Tragkörper versehen ist, wobei das elastische Teil in Reak
tion auf die Schwingungen des schwingenden Körpers verform
bar ist, mit einer Haupt-Flüssigkeitskammer, die zumindest
teilweise durch das elastische Teil gebildet ist und ein
Volumen hat, das durch Verformungen des elastischen Teils
verändert wird, und mit einer Hilfs-Flüssigkeitskammer, die
mit der Haupt-Flüssigkeitskammer durch eine erste Ausfluß
öffnung kommuniziert, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Ausflußöffnung (15) einen großen Strömungswi
derstand für die Strömung der Flüssigkeit aufweist, die in
der Haupt-Flüssigkeitskammer (10) und der Hilfs-Flüssig
keitskammer (11) enthalten ist, daß eine zweite Ausflußöff
nung (21) vorgesehen ist, die einen Strömungswiderstand
aufweist, der kleiner als der Strömungswiderstand der ersten
Ausflußöffnung (15) ist, daß eine dritte Ausflußöffnung (32)
vorgesehen ist, die einen Strömungswiderstand aufweist, der
kleiner als der Strömungswiderstand der zweiten Ausflußöff
nung (21) ist, daß das Volumen der Hilfs-Flüssigkeitskammer
(11) durch Verlagerungen der Flüssigkeit variiert wird, die
durch Änderungen des Volumens in der Haupt-Flüssigkeitskam
mer (10) verursacht werden, und daß eine erste Steuerein
richtung (25) und eine zweite Steuereinrichtung (35) zum
Öffnen bzw. Schließen der zweiten Ausflußöffnung (21) und
der dritten Ausflußöffnung (32) unabhängig voneinander vor
gesehen sind.
2. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aus
flußöffnung (15) aus einer unveränderbaren Ausflußöffnung
besteht, die eine vorbestimmte Länge und eine vorbestimmte
Querschnittsfläche hat, daß die zweite Ausflußöffnung (21)
aus einer Ausflußöffnung besteht, die eine variable Länge
hat, und daß die dritte Ausflußöffnung (32) aus einer Aus
flußöffnung besteht, die eine variable wirksame Durch
trittsfläche aufweist.
3. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Flüs
sigkeitskammer (10) und die Hilfs-Flüssigkeitskammer (11)
durch eine stationäre Scheidewand (9) voneinander getrennt
sind, daß ein erstes und ein zweites bewegbares Teil (17,
29) vorgesehen sind, wovon jedes in Berührung mit der sta
tionären Scheidewand (9) bewegbar ist, daß die zweite Aus
flußöffnung (21) eine Öffnung (16), die in der Scheidewand
(9) vorgesehen ist, um mit der Haupt-Flüssigkeitskammer (10)
zu kommunizieren, eine Öffnung (20), die in dem ersten be
wegbaren Teil (17) zum Kommunizieren mit der Hilfs-Flüssig
keitskammer (11) vorgesehen ist, und einen Kanal (19) zwi
schen der Scheidewand (9) und dem ersten bewegbaren Teil
(17) zum Kommunizieren der Öffnungen (16, 20) enthält, wobei
die zweite Ausflußöffnung (21) in der Länge durch Bewegungen
des ersten bewegbaren Teils (17) variiert wird, und
daß die dritte Ausflußöffnung (32) Öffnungen (28, 31) ent
hält, die große Flächen haben, die in der Scheidewand (9,
nämlich 28) bzw. dem zweiten bewegbaren Teil (29, nämlich
31) vorgesehen sind, wobei die dritte Ausflußöffnung (32) in
ihrer effektiven Durchtrittsfläche durch Bewegungen des
zweiten bewegbaren Teils (29) variiert wird.
4. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste beweg
bare Teil aus einem Ring (17) besteht, der relativ zu der
Scheidewand (9) drehbar gehalten wird, daß das zweite be
wegbare Teil aus einer Scheibe (29) besteht, die von einer
zentralen Öffnung des ersten bewegbaren Teils aufgenommen
und relativ zu der Scheidewand (9) drehbar gehalten wird,
und daß das erste und das zweite bewegbare Teil unabhängig
voneinander durch die erste bzw. die zweite Steuereinrich
tung (25 bzw. 35) gedreht werden.
5. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritt,
der in der zweiten Ausflußöffnung (21) enthalten ist, aus
einem Kanal (19) besteht, der sich in einer Umfangsrichtung
des Ringes (17) erstreckt, welcher das erste bewegbare Teil
bildet, und daß die Öffnungen (28, 31), die in der Scheide
wand (9) bzw. dem zweiten bewegbaren Teil enthalten sind,
welche die dritte Ausflußöffnung (32) bilden, jeweils halb
kreisförmig ausgebildet sind.
6. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (29),
die das zweite bewegbare Teil bildet, relativ dick ist, so
daß die dritte Ausflußöffnung (32) mit einer wesentlichen
Länge ausgestattet ist.
7. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Ring
zahnrad (22) vorgesehen ist, das an der Unterseite des
Ringes (17) angeordnet ist, der das erste bewegbare Teil
bildet, daß ein zweites Ringzahnrad (33) vorgesehen ist, das
in einem Umfangsabschnitt der Unterseite der Scheibe (29)
angeordnet ist, die das zweite bewegbare Teil bildet, und
daß das erste und das zweite bewegbare Teil jeweils durch
ein erstes bzw. ein zweites Antriebszahnrad (23 bzw. 34)
angetrieben wird, welche Antriebszahnräder (23, 34) mit dem
ersten bzw. dem zweiten Ringzahnrad (22 bzw. 33) in Eingriff
stehen.
8. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungs
verhinderungseinrichtung eine Motormontagevorrichtung für
ein Motorfahrzeug bildet und derart aufgebaut ist, daß in
einem Leerlauf-Motordrehbereich die zweite Ausflußöffnung
(21) durch die erste Steuereinrichtung (25) geöffnet wird,
während eines üblichen Fahrzeugbetriebs die dritte Ausfluß
öffnung (32) durch die zweite Steuereinrichtung (35) geöff
net wird und bei Auftreten von Schwingungen, die große Am
plituden haben, die zweite und die dritte Ausflußöffnung
(21, 32) durch die erste bzw. die zweite Steuereinrichtung
(25 bzw. 35) geschlossen werden.
9. Schwingungsverhinderungseinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungs
verhinderungseinrichtung eine Motormontagevorrichtung (1)
für ein Motorfahrzeug bildet und derart konstruiert ist, daß
während des üblichen Fahrzeugbetriebs die zweite und die
dritte Ausflußöffnung (21, 32) geschlossen sind, während des
Leerlaufbetriebs die zweite Ausflußöffnung (21) durch die
erste Steuereinrichtung (25) geöffnet ist und während eines
Hochdrehzahl-Motorbetriebs zumindest die dritte Ausflußöff
nung (32) durch die zweite Steuereinrichtung (35) geöffnet
ist.
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