DE3744469A1 - Fluessigkeitsgefuellte aufhaengung und zugehoerige steuervorrichtung - Google Patents
Fluessigkeitsgefuellte aufhaengung und zugehoerige steuervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgefüllte Aufhängung,
die in passender Weise das Schwingungsdämpfungsverhalten
und das Aufhängungsverhalten, falls erforderlich, ändern
kann, und sie betrifft ferner eine Steuervorrichtung zum
Betrieb der flüssigkeitsgefüllten Aufhängung derart, dass
das Schwingungsdämpfungsverhalten der Aufhängung im Einklang
mit ihrem tatsächlichen Schwingungszustand geändert wird,
wobei sich die Steuervorrichtungen für eine Aufhängung für
Kraftfahrzeuge, eine Aufhängung für Kraftfahrzeugsitze, eine
Aufhängung für ein Schienenfahrzeug, eine Isoliervorrichtung
für Werkzeugmaschinen, eine Isoliervorrichtung für
industrielle Maschinen und dergleichen, sowie für eine
Vorrichtung zur Herstellung einer integrierten Schaltung
(IC) und dergleichen zwecks Vermeidung sehr kleiner
Schwingungen eignet, sowie für einen Isolationsrahmen für
Präzisionsgeräte, wie beispielsweise optische Einrichtungen
und Beanspruchungsmessgeräte und -pumpen.
Natürlich kann die flüssigkeitsgefüllte Aufhängung allein
oder zusammen mit einer Federanordnung, wie beispielsweise
einer Schraubenfeder, einer Luftfeder oder dergleichen,
verwendet werden.
Die üblicherweise bekannte, flüssigkeitsgefüllte Aufhängung,
beispielsweise für Kraftfahrzeuge, ist häufig mit einem
Stossdämpfer und einer diesen umgebenden Schraubenfeder
ausgestattet.
Bei dieser Vorrichtung dient der mit Öl verschlossene
Stossdämpfer zur Dämpfung von Schwingungen, während die
Schraubenfeder zum Tragen des Fahrzeuggewichtes verwendet
wird. Im allgemeinen wird die Schwingungsdämpfungskraft
durch eine Grösse einer Verbindungsöffnung bestimmt, die
in einem Kolben des Stossdämpfers angebracht ist, so dass
es vernünftig ist, die Grösse der Verbindungsöffnung klein
zu machen, falls eine grosse Schwingungsdämpfungskraft
gefordert wird, während die Grösse der Verbindungsöffnung
verhältnismässig gross bemessen wird, wenn eine grosse
Dämpfungskraft nicht so sehr benötigt wird.
Um jedoch die Einzelaufhängung ausreichend und wirksam
auf verschiedene Schwingungsfrequenzen und -amplituden
abzustellen, ist es notwendig, die Schwingungsdämpfungskraft
des Stossdämpfers im Einklang mit den Werten der
Schwingungsfrequenz und -amplitude in passender Weise zu
ändern. In jüngster Zeit wurden einige Verfahren vorgeschlagen,
gemäss welchen die Grösse der Verbindungsöffnung, die im
Kolben vorhanden ist, auf einen vorgegebenen Wert eingestellt
wird, indem eine von einem Motor oder dergleichen
in der Kolbenstange angeordnete verschiebbare Platte
betätigt wird, wobei einige dieser Verfahren in der Praxis
verwendet werden.
Jedoch ist bei dieser bekannten Technik eine Vorrichtung
zum Antrieb der verschiebbaren Platte erforderlich, um die
Grösse der Verbindungsöffnung einzustellen, so dass viele
Schwierigkeiten vorhanden sind, nämlich, dass der Aufbau
der Vorrichtung kompliziert, ihre Abmessung gross, ihr
Gewicht schwer und ihre Kosten hoch werden.
Darüber hinaus kann die bekannte Vorrichtung kein
Schwingungsdämpfungsverhalten im Anschluss an einen raschen
Wechsel des Schwingungszustandes liefern. Ferner ist,
selbst wenn die Schwingungsdämpfungskraft in passender
Weise durch Änderung der Grösse der Verbindungsöffnung
gesteuert wird, selbstverständlich eine Begrenzung der
Dämpfungswirkung der Vorrichtung vorhanden. Infolgedessen
ist die Schwierigkeit vorhanden, dass ein Scheitel, der
eine Schwingungsübertragbarkeit von mehr als 1 aufweist,
immer in einem Resonanzpunkt des Schwingungssystems erzeugt
wird und eine derartige Übertragbarkeit kann in einem hohen
Frequenzbereich nicht ausreichend verringert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorausgehend
aufgeführten Schwierigkeiten zu überwinden und eine
flüssigkeitsgefüllte Aufhängung zur Verfügung zu stellen, die
das erwartete Schwingungsdämpfungsverhalten mittels Verwendung
einer elektroviskosen Flüssigkeit liefern kann, deren
Viskosität abhängig von der Grösse einer angelegten Spannung
geändert wird, wobei die Aufhängung einen einfachen Aufbau,
kleine Abmessungen, geringes Gewicht und niedrige Kosten
aufweist.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Steuervorrichtung zum Betrieb einer flüssigkeitsgefüllten
Aufhängung zur Verfügung zu stellen, die ausreichend der
Schwingungsdämpfungskennlinie, abhängig von einer schnellen
Änderung des Schwingungszustandes, folgen kann und die
die Schwingungsübertragbarkeit über im wesentlichen die
Gesamtheit aller Frequenzbereiche auf nicht mehr als 1
begrenzt und die ein ausgezeichnetes Schwingungsdämpfungsverhalten
selbst in einem hohen Frequenzbereich entwickeln kann.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabenstellung ist die
flüssigkeitsgefüllte Aufhängung erfindungsgemäss
gekennzeichnet durch einen inneren Zylinder und einen
äusseren Zylinder, die ineinander verschiebbar angeordnet
sind, ein elastisches Element, das diese Zylinder miteinander
verbindet, ein an jedem dieser Zylinder angeordnetes
Verbindungsglied, eine geschlossene Flüssigkeitskammer, die
an der Innenseite zumindest des Innenzylinders oder des
Aussenzylinders angeordnet ist und mit der anderen Innenseite
des verbleibenden Zylinders in Verbindung steht, ein verengter
Durchschnittsweg, der im Mittelabschnitt der geschlossenen
Flüssigkeitskammer gebildet wird, eine biegsame Membran, die
mindestens einen Teil der geschlossenen Flüssigkeitskammer
bildet, eine in die geschlossene Flüssigkeitskammer eingefüllte
elektroviskose Flüssigkeit, und zwei Elektrodenplatten,
die in dem verengten Durchgangsweg einander getrennt
gegenüberliegend angeordnet sind und in Berührung mit der
elektroviskosen Flüssigkeit stehen.
Gemäss einer alternativen Ausbildung wird die geschlossene
Flüssigkeitskammer durch ein biegsames Membranelement
gebildet, das innerhalb zumindest des inneren oder äusseren
Zylinders liegt und der verengte Durchtrittsweg wird im
Mittelabschnitt der geschlossenen Flüssigkeitskammer gebildet.
Ferner wird die elektroviskose Flüssigkeit in die
geschlossene Flüssigkeitskammer eingefüllt und die beiden
Elektrodenplatten werden an dem verengten Durchtrittsweg
in gleicher Weise wie vorausgehend beschrieben befestigt.
Die elektroviskose Flüssigkeit ist aus den US-PSen 28 86 151
und 30 47 057 bekannt und besteht in der Hauptsache aus
einer wasserabstossenden und nicht-leitenden Basisflüssigkeit,
einen stark hydratisierbaren feinen Feststoff und Wasser.
Diese elektroviskose Flüssigkeit verhält sich im
spannungslosen Zustand als Newton′sche Flüssigkeit, jedoch
wandelt sich bei Anlegen einer Spannung die Flüssigkeit zu
einem Bingham′schen Stoff und schliesslich bei steigenden
Spannungswerten zu einem Festkörper.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine
Steuervorrichtung für eine flüssigkeitsgefüllte Aufhängung
geschaffen, die Sensoren umfasst, die am inneren und
äusseren Zylinder in der flüssigkeitsgefüllten Aufhängung
derart angeordnet sind, dass sie die Verschiebung, die
Geschwindigkeit und die Beschleunigung dieser Zylinder
erfassen, eine arithmetische Verknüpfungsvorrichtung zur
Berechnung einer Relativgeschwindigkeit des
Schwingungsausgangsgliedes gegenüber einer Geschwindigkeit
eines Schwingungseingangsgliedes in der Aufhängung, abhängig
von Signalen von diesen Sensoren, und zur Beurteilung, ob
das berechnete Ergebnis das gleiche Vorzeichen wie die
Geschwindigkeit des Schwingungsausgangselementes aufweist
oder nicht aufweist, und eine Generatorvorrichtung zur
Erzeugung einer hohen Spannung zur selektiven Änderung eines
der Elektrodenplatte zugeführten Spannungswertes auf
beispielsweise Null oder einen gegebenen Wert, abhängig von
dem beurteilten Signaleingang von der arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung über beispielsweise einer
Impulserzeugerschaltung und einer Relaisschaltung.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a eine Schnittansicht einer
Ausführungsform der
erfindungsgemässen,
flüssigkeitsgefüllten Aufhängung;
Fig. 1b eine Querschnittsansicht längs
einer Linie I-I;
Fig. 2 bis 8 Schnittansichten von jeweils
anderen Ausführungsformen der
erfindungsgemässen
flüssigkeitsgefüllten Aufhängung;
Fig. 9 ein Blockschaltbild, das die
Steuervorrichtung für die
erfindungsgemässe,
flüssigkeitsgefüllte Aufhängung
darstellt;
Fig. 10a und 11a schematische Ansichten, die
jeweils tatsächliche ideale
Schwingungssysteme darstellen;
Fig. 10b und 11b Kurvendarstellungen, die jeweils
die Übertragungsfähigkeit eines
jeden der Schwingungssysteme der
Fig. 10a und 11a angeben; und
Fig. 12 eine Kurve, die die
Übertragungsfähigkeit der Vorrichtung
nach Fig. 9 angibt.
Es wird auf die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bezug genommen.
Bei der erfindungsgemässen flüssigkeitsgefüllten Aufhängung
können, wenn die relative Verschiebung des äusseren Zylinders
gegenüber dem inneren Zylinder in Axialrichtung durch
Übertragung von Schwingungen zur Aufhängung erfolgt, falls
solche Schwingungen niedrige Frequenz und grosse Amplitude
aufweisen, diese Schwingungen in erwarteter Weise durch
Anlegen einer Spannung an die beiden Elektrodenplatten
gedämpft werden, um die Viskosität der elektroviskosen
Flüssigkeit zu erhöhen, während, falls die Schwingungen
hohe Frequenz und niedere Amplitude aufweisen, das Anlegen
der Spannung unterbrochen wird, um die Viskosität der
elektroviskosen Flüssigkeit zu verringern, wodurch der
dynamische Federfaktor der Aufhängung wirksam verringert werden
kann, um die Schwingungen ausreichend zu absorbieren.
Somit kann das erwartete Schwingungsdämpfungsverhalten
durch eine derartige, einfache Anordnung erhalten werden,
bei welcher die elektroviskose Flüssigkeit in die
geschlossene Flüssigkeitskammer eingefüllt und die beiden
Elektrodenplatten an dem verengten Durchtrittsweg angeordnet
werden, der sich in der geschlossenen Flüssigkeitskammer
befindet, und ferner können Grösse und Gewicht der Aufhängung
ausreichend verringert werden, um eine Kostenverringerung
der Aufhängung zu realisieren.
Bei der erfindungsgemässen Steuervorrichtung werden nach
der Verschiebung die Geschwindigkeit oder Beschleunigung
des äusseren und inneren Zylinders durch jeden der Sensoren
erfasst, die erfassten Ergebnisse werden in die arithmetische
Verknüpfungsvorrichtung eingegeben, in welcher die
Geschwindigkeiten der Zylinder bei Gelegenheit berechnet
werden, und die Relativgeschwindigkeit des
Schwingungsausgangsgliedes gegenüber der Geschwindigkeit
des Schwingungseingangsgliedes in der Aufhängung wird
gleichzeitig berechnet, und es wird mittels Multiplikation
oder Division beurteilt, ob das berechnete Ergebnis
das gleiche Vorzeichen aufweist oder nicht aufweist, wie
die Geschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes.
Anschliessend wird, wenn diese Geschwindigkeiten das gleiche
Vorzeichen oder ein unterschiedliches Vorzeichen haben,
ein Impuls von der Impulserzeugerschaltung erzeugt, um die
Relaisschaltung zu steuern.
Die von der Generatorvorrichtung für hohe Spannung erzeugte
und der Elektrodenplatte zugeführte Spannung wird
selektiv in einen gegebenen Maximumwert oder Minimumwert
geändert, abhängig von einem von der Relaisschaltung
erzeugten EIN/AUS-Signal, wobei die Viskosität der
elektroviskosen Flüssigkeit in passender Weise zwischen
den Elektrodenplatten geändert wird, wodurch ein ausreichendes
Schwingungsdämpfungsverhalten der flüssigkeitsgefüllten
Aufhängung rasch erzeugt und der Scheitel der
Übertragungsfähigkeit am Resonanzpunkt des Schwingungssystems
vollständig entfernt werden kann, um die Übertragungsfähigkeit
von nicht mehr als 1 über im wesentlichen die Gesamtheit
des ganzen Frequenzbereiches zu ergeben. Ferner kann die
Aufhängung ein ausgezeichnetes Dämpfungsverhalten im hohen
Frequenzbereich unter Aufrechterhaltung der hohen
Schwingungsdämpfungskraft liefern.
In Fig. 1 ist im Schnitt eine erste Ausführungsform der
erfindungsgemässen, flüssigkeitsgefüllten Aufhängung
dargestellt, wobei das Bezugszeichen (1) einen Innenzylinder
bezeichnet, das Bezugszeichen (2) einen gegenüber dem
Innenzylinder (1) koaxial und ausziehbar angeordneten
Aussenzylinder, und das Bezugszeichen (3) ein zylindrisches,
den Innenzylinder (1) mit dem Aussenzylinder (2) verbindendes
elastisches Element. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist das zylindrische elastische Element (3) an seinem
Mittelabschnitt ungeschlagen und verbindet den Mittelabschnitt
des Innenzylinders (1) mit dem unteren Endabschnitt des
Aussenzylinders (2) flüssigkeitsdicht. Darüber hinaus ist
das elastische Element (3) vorzugsweise mit einer (nicht
gezeigten) Verstärkungsschicht versehen.
Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich eine Verbindungsstange
(4) als Verbindungselement von einer Bodenwand (1 a) des
Innenzylinders (1) nach unten, während sich eine
Verbindungsstange (5) als Verbindungselement von einer oberen
Wand (2 a) des Aussenzylinders (2) nach oben erstreckt.
Ferner ist eine elastische Membran flüssigkeitsdicht an
der Umfangswand des Innenzylinders an dessen axial mittlerer
Position befestigt, wodurch das Innere des Innenzylinders
in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt
wird. Die geschlossene Flüssigkeitskammer (7) wird oberhalb
der elastischen Membran (6) gebildet, so dass sie vom
Innenzylinder (1) und Aussenzylinder (2) umgeben wird. Somit
bildet die elastische Membran (6) als biegsames Membranelement
das untere Ende der geschlossenen Flüssigkeitskammer (7).
Andererseits bildet eine Kammer (8), die durch die elastische
Membran (6) abgetrennt wird und sich unter dieser befindet,
nicht nur eine geschlossene Kammer, die mit einem Gas, wie
beispielsweise Luft, einem Inertgas oder dergleichen gemäss
Fig. 1a gefüllt werden kann, sondern kann auch eine mit
der Umgebung verbundene Luftkammer bilden.
Somit wird die gebildete Flüssigkeitskammer (7) durch eine
obere Wand (1 b) des Innenzylinders (1) in eine obere Kammer
(7 a) und eine untere Kammer (7 b) unterteilt, während ein
kleines Loch (9), das als Verbindungsloch dient, in der
oberen Wand (1 b) vorhanden ist, um die Kammern (7 a, 7 b)
miteinander zu verbinden.
Ferner ist in die geschlossene Flüssigkeitskammer (7)
eine elektroviskose Flüssigkeit (10) eingefüllt. Darüber
hinaus sind zwei Elektrodenplatten (11 a, 11 b) an der
Seitenwand des kleinen Loches (9) an einander gegenüberliegenden
Positionen befestigt, so dass sie voneinander getrennt
sind und in Berührung mit der elektroviskosen Flüssigkeit
(10) stehen. Die Elektrodenplatte (11 a) ist mit Masse
über eine Zuleitung (12 a) verbunden, während die
Elektrodenplatte (11 b) über eine Zuleitung (12 b) an eine
(nicht dargestellte) Erzeugervorrichtung für Hochspannung
angeschlossen ist. Darüber hinaus sind die Zuleitungen
(12 a, 12 b) vorzugsweise durch Einlegen in den Körperabschnitt
des Innenzylinders (1) befestigt, der aus einem isolierenden
Kunstharz bestehen kann, wie aus Fig. 1a ersichtlich ist.
Ist in der Vorrichtung mit obigem Aufbau die
Verbindungsstange (5) mit einem Federelement eines
Kraftfahrzeuges verbunden und ist die andere Verbindungsstange
(4) mit einem ungefederten Element des Kraftfahrzeuges
verbunden, so wirkt das Fahrzeuggewicht unmittelbar am
Aussenzylinder (2), um die elektroviskose Flüssigkeit (10)
sowohl in der oberen Kammer (7 a) und in der unteren Kammer
(7 b) zu erhöhen, wodurch die elastische Membran (6) im
Sinne einer Verringerung des Volumens der Kammer (8)
elastisch verformt wird und auch der Gasdruck in der Kammer
(8) wird erhöht, so dass das Fahrzeuggewicht durch diese
Anordnung ausreichend gehalten wird.
Werden Schwingungen von der gefederten oder ungefederten
Seite auf die Anordnung übertragen, so wird eine
Relativverschiebung zwischen dem Innenzylinder (1) und
Aussenzylinder (2) in Axialrichtung erzeugt, wodurch die
elektroviskose Flüssigkeit (10) in der oberen Kammer (7 a)
und der unteren Kammer (7 b) bei verformtem Zustand der
elastischen Membran (6) von einer Kammer über das kleine
Loch (9) zur anderen Kammer fliesst, so dass die
Schwingungen durch den Strömungswiderstand, der durch das
kleine Loch (9) hindurchtretenden elektroviskosen
Flüssigkeit (10) wirksam gedämpft wird.
Die Schwingungsdämpfungskraft obiger Vorrichtung wird
erhöht, wenn die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit
durch Anlegen einer Spannung an den Elektrodenplatten
(11 a, 11 b) mittels der Zuleitungen (12 a, 12 b) erhöht wird,
und wird beim Ansteigen der angelegten Spannung zunehmend
grösser. Daher wird die an die Elektrodenplatten (11 a, 11 b)
in der Vorrichtung angelegte Spannung im Einklang mit
der Frequenz und Amplitude der zur Vorrichtung übertragenen
Schwingung, des Belastungszustandes der Vorrichtung und
dergleichen eingestellt, wodurch die erwartete
Schwingungsdämpfungskraft über einen breiten Frequenzbereich
erhalten werden kann.
Sind andererseits die zur Vorrichtung übertragenen Schwingungen
Hochfrequenz mit kleiner Amplitude, so wird die Viskosität
der elektroviskosen Flüssigkeit (10) auf einen Mindestwert
verringert, indem beispielsweise das Anlegen der Spannung
an den Elektrodenplatten (11 a, 11 b) unterbrochen wird,
wodurch der Strömungswiderstand der elektroviskosen
Flüssigkeit (10) beim Durchtritt auf das kleine Loch (9)
ein Minimum wird, so dass der dynamische Federfaktor der
Vorrichtung in vorteilhafter Weise ausreichend erniedrigt
wird, um hochfreqente Schwingung zu absorbieren.
Ferner können zwei oder mehrere kleine Löcher (9), die
mit einander gegenüberliegenden Elektrodenplatten versehen
sind, neben der vorausgehend dargestellten Ausführungsform
verwendet werden. Im letzteren Fall kann die optimale
Dämpfungswirkung bei einer gegebenen Frequenz erwartet
werden, indem die Spannung nur einem Elektrodenpaar in
einem der Löcher zugeführt wird, um die Viskosität der
elektroviskosen Flüssigkeit zu erhöhen, während die
Viskosität der durch die anderen Löcher strömenden Flüssigkeit
an ihrem Ausgangswert beibehalten wird, oder indem die
richtige Spannung an jedes der mehreren Elektrodenpaare
gelegt wird.
Fig. 2 stellt eine abgeänderte Ausführungsform der Fig. 1
dar, bei welcher das elastische Element, das den Innenzylinder
(1) und Aussenzylinder (2) miteinander verbindet, ein
flacher, ringförmiger, elastischer Körper (13) ist, der den
oberen Endabschnitt des Innenzylinders (1) mit dem unteren
Endabschnitt des Aussenzylinders (2) verbindet.
Wird die Vorrichtung nach Fig. 2 am Kraftfahrzeug in der
gleichen Weise wie bei Fig. 1 befestigt, kann das gleiche
Schwingungsdämpfungsverhalten erhalten werden, wie es
vorausgehend beschrieben wurde, und ferner kann der ausreichend
kleine dynamische Federfaktor bei Schwingungen hoher
Frequenz und kleiner Amplitude erhalten werden.
Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer weiteren
Ausführungsform einer erfindungsgemässen flüssigkeitsgefüllten
Aufgängung. Bei dieser Ausführungsform ist die Kammer (8),
die unterhalb der elastischen Membran (6) im Innenzylinder
(2) gemäss Fig. 1 angeordnet ist, einerseits über einen
Hilfsbehälter (14) und ein Sperrventil (16) mit einem
Kompressor (15) und andererseits mit einem Ablassventil (17)
verbunden.
Bei dieser Ausführungsform kann, wenn beispielsweise die
Verbindungsstange (5) mit dem gefederten Element und die
Verbindungsstange (4) mit dem ungefederten Element verbunden
ist, die Fahrzeughöhe auf einem gegebenen konstanten Wert
unabhängig von der Ladungsgrösse gehalten werden, indem
der Kammer (8) über dem Hilfsbehälter (14) im Einklang
mit der Federbelastung ein Druck zugeführt wird, oder indem
ein Überschussdruck durch das Ablassventil (17) abgelassen
wird.
Anders ausgedrückt, erreicht der Innendruck der Kammer (8)
einen Wert, der ausreicht, um das Gewicht des gefederten
Elementes im montierten Zustand der Vorrichtung zu halten,
so kann die Fahrzeughöhe wahlweise auf einen hohen oder
niedrigen Pegel eingestellt werden, indem Luft vom
Hilfsbehälter (14) der Kammer (8) zugeführt wird, um das
Luftvolumen der Kammer (8) bei verformtem Zustand der
elastischen Membran (6) zu erhöhen, oder indem Luft durch
das Ablassventil (17) abgelassen wird, um das Luftvolumen
der Kammer (8) zu verkleinern.
Schliesslich kann die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung das
gleiche Schwingungsdämpfungsverhalten und
Schwingungsisolierverhalten wie bei Fig. 1 erzielen.
Ferner kann die in Fig. 3 dargestellte Luftpumpenanordnung
bei der Anordnung nach Fig. 2 verwendet werden. Entsprechend
den Umständen kann der Hilfsbehälter bei der Luftpumpenanordnung
weggelassen werden.
Fig. 4 stellt eine andere erfindungsgemässe flüssigkeitsgefüllte
Aufhängung dar, bei welcher eine elastische Membran (18)
flüssigkeitsdicht am oberen Abschnitt des Innenzylinders (1)
befestigt ist, wodurch eine geschlossene Flüssigkeitskammer
(19) zwischen der elastischen Membran (18), der elastischen
Membran (6) und dem Abschnitt des Innenzylinders gebildet
wird, der sich oberhalb der elastischen Membran (6)
befindet und mit der elektroviskosen Flüssigkeit (10) gefüllt
ist. Andererseits wird eine Aussenkammer zwischen der
elastischen Membran (18), dem Aussenzylinder (2) und dem
zylindrischen elastischen Element (3) gebildet und mit
einem billigen Öl (21) gefüllt, das gewöhnlich anstelle der
elektroviskosen Flüssigkeit eingesetzt wird. Somit kann
das Volumen einer oberen Kammer (19 a), die sich oben in
der geschlossenen Flüssigkeitskammer (19) befindet, beträchtlich
gegenüber den vorausgehend aufgeführten Ausführungsformen
verringert werden, womit die Füllmenge der kostspieligen
elektroviskosen Flüssigkeit ausreichend verringert werden
kann.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Schwingungsdämpfung
durch die Strömung der elektroviskosen Flüssigkeit (10)
zwischen der oberen Kammer (19 a) und einer unteren Kammer
(19 b), die unterhalb des kleinen Loches (9) in der bei den
vorausgehenden Ausführungsformen beschriebenen Weise
angeordnet ist. Daher wird die Schwingungsdämpfungskraft
in passender Weise durch Regulieren des Wertes der an die
Elektrodenplatten (11 a, 11 b) angelegten Spannung verändert.
Bei einer Ausführungsform nach Fig. 5 ist die in Fig. 1
dargestellte obere Wand (1 b) des Innenzylinders (1)
weggelassen, damit eine geschlossene Kammer (22) gebildet
wird, die sich oberhalb des elastischen Elementes (6)
befindet, die mit einem im Handel erhältlichen billigen
Öl (21) gefüllt ist, während die im Innenzylinder (1)
unterhalb des elastischen Elementes (6) gebildete Kammer
(8) mit einer äusseren Fluidkammer (24) über einen verengten
Durchtrittsweg (23) verbunden ist. Die äussere Fluidkammer
(24) wird durch eine weitere elastische Membran (25) in
eine der Kammer (8) zugewandte Flüssigkeitskammer (26) und
eine von dieser getrennte Gaskammer (27) unterteilt. Eine
geschlossene Flüssigkeitskammer, die durch die Kammer (8),
die Flüssigkeitskammer (26) und den verengten Durchtrittsweg
(23) gebildet wird, ist mit der elektroviskosen Flüssigkeit
(10) gefüllt, während zwei Elektrodenplatten (11 a, 11 b),
die Kontakt mit der elektroviskosen Flüssigkeit (10) haben,
in dem verengten Durchtrittsweg (23) angeordnet sind.
Gemäss dieser Ausführungsform kann nicht nur das Einziehen
der Zuleitungen (12 a, 12 b), die mit den Elektrodenplatten
(11 a, 11 b) verbunden sind, mühelos erfolgen, sondern auch
die Füllmenge der kostspieligen elektroviskosen Flüssigkeit
(10) kann ausreichend verringert werden, um eine
kostengünstige Anordnung zu erhalten. Erzeugen der
Aussenzylinder (1) und Innenzylinder (2) eine relative
Verschiebung in Axialrichtung bei montierter Vorrichtung,
so erhöht sich oder verringert sich der auf das elastische
Element (6) einwirkende Druck und die elektroviskose
Flüssigkeit (10) fliesst daher zwischen der Kammer (8) und
der Flüssigkeitskammer (26) bei verformtem Zustand der
elastischen Membran (25) durch den verengten Durchtrittsweg
(23). Daher führt diese Vorrichtung die gleiche
Schwingungsdämpfung wie bei den vorausgehend beschriebenen
Ausführungsformen durch.
Bei dieser Ausführungsform ist die Gaskammer (27) mit Luft,
Inertgas oder dergleichen gefüllt oder sie kann mit der
Umgebung oder mit der Luftpumpenanordnung verbunden werden.
Fig. 6 stellt im Schnitt eine abgeänderte Ausführungsform
der Fig. 5 dar. In diesem Falle erstreckt sich ein
stangenartiges Element (28) durch eine obere Wand (2 a) des
Aussenzylinders (2) und ist an dieser befestigt. Der
Abschnitt des stangenartigen Elementes (28), der von der
oberen Wand (2 a) herausragt, dient als Verbindungsstange
(5), während der Abschnitt des stangenartigen Elementes
(28), der in das Innere des Innenzylinders (1) eingeführt
ist, als Kolbenstange (29) dient. Diese Kolbenstange
(29) ist an ihrem Ende mit einem Kolben (31) versehen, der
ein Loch oder mehrere kleine Löcher (30) aufweist und
mit dem Innenzylinder (1) in Gleitkontakt steht. Ferner ist
die elastische Membran (6) am unteren Abschnitt des
Innenzylinders (1) angeordnet, während ein an der Kolbenstange
(29) anliegender Dichtungsring (32) an der oberen Wand
des Innenzylinders (1) angeordnet ist, wodurch eine
flüssigkeitsdichte obere Kammer (33) innerhalb des
Innenzylinders (1) gebildet wird und mit einem im Handel
erhältlichen billigen Öl (21) gefüllt ist, und ferner eine
Innenkammer (34) im Aussenzylinder (2) gebildet wird und
mit einem Gas, wie beispielsweise Luft, Inertgas oder
dergleichen gefüllt ist. Darüber hinaus ist vorzugsweise
die Innenkammer (34) mit einer Vorrichtung zur Zufuhr oder
Abgabe von Luft über einen externen Behälter verbunden.
Erfolgt in der Vorrichtung nach Fig. 6 eine relative
Verschiebung zwischen dem Innenzylinder (1) und dem
Aussenzylinder (2) in Axialrichtung, so erfolgt die
Schwingungsdämpfung durch den Strömungswiderstand der
elektroviskosen Flüssigkeit (10) auf den verengten
Durchtrittsweg (23) sowie durch den Strömungswiderstand
des durch das kleine Loch (30) des Kolbens (31) tretenden
Öls, so dass eine wirksamere Schwingungsdämpfung gegenüber
jener bei den vorausgehenden Ausführungsformen erhalten
werden kann.
Bei dieser dargestellten Vorrichtung kann die
Relativbewegung zwischen dem Innenzylinder (1) und dem
Aussenzylinder (2) in einer Richtung senkrecht zur
Axialrichtung durch das stabartige Element (28) verhindert
werden, so dass eine Beschädigung des zylindrischen
elastischen Elementes (3) wirksam vermieden wird.
Fig. 7 stellt eine andere Ausführungsform der Erfindung
dar. In diesem Falle ist die in Fig. 6 gezeigte Kammer
(8) als eine geschlossene, gasgefüllte Kammer ausgebildet,
während beutelartige, biegsame Membranen (35 a, 35 b)
flüssigkeitsdicht an der Oberseite und Unterseite des
Kolbens (31) in der oberen Kammer (33) befestigt sind, die
mit Öl (21) für den üblichen Stossdämpfer innerhalb des
Innenzylinders (1) gefüllt ist. Die Innenabschnitte der
biegsamen Membranen (35 a, 35 b) stehen miteinander über einen
verengten Durchtrittsweg (36) in Verbindung, der im Kolben
(31) vorhanden ist, um eine geschlossene Flüssigkeitskammer
(37) zu bilden und ferner sind zwei Elektrodenplatten
(11 a, 11 b) an dem verengten Durchtrittsweg (36) befestigt.
Die elektroviskose Flüssigkeit (10) ist in die geschlossene
Flüssigkeitskammer (37) eingefüllt.
Bei dieser dargestellten Vorrichtung ist das kleine im
Kolben (31) gebildete Loch (30) kein wesentliches Merkmal,
jedoch ist es besonders nützlich, wenn die Relativbewegung
zwischen dem Innenzylinder (1) und dem Aussenzylinder (2)
fortgesetzt wird, selbst nachdem die elektroviskose
Flüssigkeit (10) vollständig von einem Inneren der biegsamen
Membranen in das andere Innere fliesst, anders ausgedrückt,
wenn die Relativbewegung zwischen dem Innenzylinder und
dem Aussenzylinder erhebliche Grösse aufweist. Somit kann
die Schwingungsdämpfung ausreichend gewährleistet werden,
indem das Öl (21) durch das kleine Loch (31) hindurchtritt,
selbst nach Beendigung der Strömung der elektroviskosen
Flüssigkeit (10). Zu diesem Zweck ist die Querschnittsfläche
des kleinen Loches (31) günstigerweise nicht grösser als
jene des verengten Durchschnittsweges (36).
Gemäss der Vorrichtung nach Fig. 7 ist die Füllmenge der
elektroviskosen Flüssigkeit (10) ausreichend klein bemessen
im Vergleich zu jeder der vorausgehenden Ausführungsformen,
jedoch wird die wirksame Schwingungsdämpfung hauptsächlich
durch die Strömung dieser elektroviskosen Flüssigkeit (10)
erzielt.
Da der oberhalb des Kolbens (31) in der oberen Kammer (33)
des Innenzylinders (1) befindliche Abschnitt einen starren
Aufbau aufweist, wird der Innendruck dieses Abschnittes
sehr stark und sehr empfindlich bei einer Relativbewegung
zwischen dem Innenzylinder (1) und dem Aussenzylinder (2)
erhöht oder verringert, wobei die Strömung der
elektroviskosen Flüssigkeit (10) durch den verengten
Durchtrittsweg (36) in einer sehr empfindlichen Stufe
durchgeführt wird, so dass das Ansprechverhalten und die
Dämpfungskraft vorteilhaft zusammen verbessert werden.
Beispielsweise kann die gleiche Schwingungsdämpfungsfunktion
wie in der Vorrichtung der Fig. 7 erhalten werden, wenn die
Kolbenstange (28) sich von der unteren Wand des Innenzylinders
(1) nach oben erstreckt und von der oberen Wand (1 b) des
Zylinders in die Innenseite des Aussenzylinders (2) vorsteht
und der Kolben (31) mit dem gleichen Aufbau wie in Fig. 7
am oberen Ende der Kolbenstange (28) befestigt ist und zur
inneren Umfangsfläche des Aussenzylinders (2) verschoben
wird und ferner eine geschlossene, gasgefüllte Kammer im
oberen Abschnitt des Aussenzylinders (2) vorhanden ist.
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren abgeänderten
Ausführungsform nach Fig. 7, bei welcher die obere Wand
(1 b) des Innenzylinders (1) weggelassen ist, damit eine
geschlossene Kammer (22) oberhalb der elastischen Membran
(6) gebildet wird. Die geschlossene Kammer (2) ist wie
bei der Vorrichtung nach Fig. 5 mit dem Öl (21) für den
Stossdämpfer gefüllt, abgesehen davon, dass die geschlossene
Flüssigkeitskammer (37) durch die biegsamen elastischen
Membranen (35 a, 35 b) gebildet wird.
Anschliessend wird die Steuervorrichtung für die
erfindungsgemässe, flüssigkeitsgefüllte Aufhängung unter
Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
In Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform
der Steuervorrichtung für die erfindungsgemässe
flüssigkeitsgefüllte Aufhängung dargestellt. In diesem
Falle wird die Vorrichtung nach Fig. 1 als flüssigkeitsgefüllte
Aufhängung verwendet, jedoch kann die beschriebene
Steuervorrichtung selbstverständlich auch bei den anderen
Aufhängungen verwendet werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Aussenzylinder
(2) mit dem gefederten Glied des Kraftfahrzeuges als
Schwingungseingangselement verbunden und der Innenzylinder
(1) ist mit dem ungefederten Glied als
Schwingungsausgangselement verbunden. Ferner ist ein Sensor
(41) zur Erfassung der Verschiebung, Geschwindigkeit
oder Beschleunigungsgeschwindigkeit des äusseren Zylinders
(2) und somit des gefederten Gliedes an der oberen Wandfläche
(2 a) befestigt, während ein Sensor (42) zur Erfassung der
Verschiebung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des
Innenzylinders (1) und damit des ungefederten Gliedes an
der Seitenwand des Innenzylinders (1) befestigt ist.
Die Sensoren (41, 42) sind mit einer arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung (43) verbunden, die an einen
Hochspannungsgenerator (46) angeschlossen ist, der eine
Spannung von mehreren kV über eine Impulsgeneratorschaltung
(44) und eine Relaisschaltung (45) an die Elektrodenplatten
(11 a, 11 b) anlegen kann.
In der Steuervorrichtung mit dem vorausgehend aufgeführten
Aufbau wird nicht nur die Geschwindigkeit des
Schwingungsausgangsgliedes, d. h. des Außenzylinders (2),
sondern auch die Geschwindigkeit des Schwingungseingangsgliedes,
d. h. des Innenzylinders (1) in der arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung (43) abhängig von den Signalen
der Sensoren (41, 42) berechnet. Wenn dabei die von den
Sensoren (41, 42) in die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung
(43) eingegebenen Signale Geschwindigkeitssignale umfassen,
so ist die obige Kalkulation nutzlos.
In der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung (43) wird
die Relativgeschwindigkeit ( - ) der Geschwindigkeit des
Außenzylinders gegenüber der Geschwindigkeit des
Innenzylinders berechnet und anschließend wird beurteilt,
ob das berechnete Ergebnis, beispielsweise, ob das
Vorzeichen der Relativgeschwindigkeit ( - ) das gleiche
oder nicht das gleiche wie bei der Geschwindigkeit des
Außenzylinders ist, beispielsweise durch Multiplikation
[ · ( - )] oder Division [/( - )]. Ist das Vorzeichen
lediglich das gleiche oder unterschiedlich, so wird das
impulserzeugende Signal aus der arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung (43) in die Impulsgeneratorschaltung
(44) eingegeben.
Der Grund, warum die vorausgehend aufgeführte Berechnung
und Beurteilung durch die arhythmetische Verknüpfungsvorrichtung
(43) durchgeführt werden, ist wie folgt.
Zunächst ist bei Betrachtung der zwangsweisen Schwingung
in dem tatsächlichen Schwingungssystem mit einem einzigen
Freiheitsgrad gemäß Fig. 10a, wenn die Verschiebung der
Masse (m) an der Schwingungsausgangsseite x = x₀ · sin (omega t + delta)
und die Verschiebung der Basis oder Schwingungseingangsseite
gleich y = y₀ · sin (omega t) ist, die Bewegungsgleichung
dieses Schwingungssystems wie folgt darzustellen:
m + c · ( - ) + k · (x - y) = 0 (1)
c:viskoser Dämpfungsfaktork:Federkonstante
Wird daher der viskose Dämpfungsfaktor (c) geändert, so
ändert sich die Schwingungsübertragungsfähigkeit (x 0/y 0)
gemäss Fig. 10b.
Wie aus der Kurve der Fig. 10b hervorgeht, liegt im
Schwingungssystem nach Fig. 10a, selbst wenn der viskose
Dämpfungsfaktor (c) grösser wird, der Scheitelwert mit
einer Schwingungsübertragungsfähigkeit von mehr als 1 am
Resonanzpunkt vor. Ferner erhöht sich die
Schwingungsübertragungsfähigkeit mit dem Ansteigen des
viskosen Dämpfungsfaktors im hohen Frequenzbereich, anders
ausgedrückt, die Schwingungsisolierungswirkung erniedrigt
sich.
Andererseits wird in einem gedachten Schwingungssystem
gemäss Fig. 11a, wenn die Verschiebungen der
Schwingungsausgangsseite und der Schwingungseingangsseite
jeweils
x = x₀ · sin (omega t + delta) und
y = y₀ · sin (omega t)
y = y₀ · sin (omega t)
sind, die Bewegungsgleichung dieses Schwingungssystems
wie folgt:
m + c′ · + k · (x - y) = 0 (2)
c′: viskoser Dämpfungsfaktor
Wird der viskose Dämpfungsfaktor geändert, so ändert sich
die Schwingungsübertragungsfähigkeit gemäss Fig. 11b.
Wie aus der Kurve der Fig. 11b hervorgeht, wird die
Schwingungsübertragungsfähigkeit über einen ganzen
Frequenzbereich kleiner als 1 gemacht, indem der viskose
Dämpfungsfaktor (c′) grösser als der besondere Wert c 0
gemacht wird und infolgedessen wird das Auftreten eines
Scheitels mit einer Schwingungsübertragungsfähigkeit an
einem Resonanzpunkt ausreichend verhindert und ferner
wird die Erniedrigung der Schwingungsisolierungswirkung
im hohen Frequenzbereich wirksam verhindert. Daher kann
das gedachte Schwingungssystem die Schwingungsdämpfungswirkung
und die Schwingungsisolierungswirkung wirksamer verbessern
als das tatsächliche Schwingungssystem.
Um die Schwingungsdämpfungswirkung und die
Schwingungsisolierungswirkung des tatsächlichen
Schwingungssystems an jene des gedachten
Schwingungssystems anzunähern, ist es daher erforderlich,
den viskosen Dämpfungsfaktor (c) des tatsächlichen
Schwingungssystems derart zu steuern, dass beide
Bewegungsgleichungen bzw. die Dämpfungsglieder c · ( - ) und
c' · in den Gleichungen (1) und (2) gleich groß werden.
Zu diesem Zweck sollte folgende Bedingung erfüllt sein:
c′ · = c · ( - )
und somit
c′ = c · ( - )/ < c₀ (3)
In obiger Gleichung (3) gelten, da der besondere Wert c₀
des viskosen Dämpfungsfaktors immer größer als Null ist,
folgende Beziehungen:
c < /( - ) · c₀ wenn ( - )/ < 0 (4)
c < /( - ) · c₀ wenn ( - )/ < 0 (5)
c < /( - ) · c₀ wenn ( - )/ < 0 (5)
Die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung (43) beurteilt
somit, ob ( - )/ größer oder nicht größer als Null ist
oder ob das Vorzeichen von das gleiche wie das Vorzeichen
von - ist, damit obige Zustandsgleichungen ordnungsgemäß
verwendet werden. Im Falle eines gleichen Vorzeichens
betätigt die arithmetische Verknüpfungsvorrichtung (43)
den Hochspannungsgenerator (46) über die
Impulsgeneratorschaltung (44) und die Relaisschaltung (45),
so daß der viskose Dämpfungsfaktor (c) so groß wie
möglich wird, um der Gleichung (4) soweit wie möglich zu
genügen. Unterscheidet sich andererseits das Vorzeichen
von vom Vorzeichen von - , so ist /( - ) < 0, jedoch ist
c < 0 da c₀ < 0. Jedoch ist die Bedingung c < 0 nicht tatsächlich
zu verwirklichen, so daß die arithmetische
Verknüpfungsvorrichtung (43) den Hochspannungsgenerator
(46) betätigt, um damit den realisierbaren Mindestwert
des viskosen Dämpfungsfaktors (c) zu liefern.
In jedem Fall kann der erforderliche viskose
Dämpfungsfaktor (c) in passender Weise reguliert werden,
indem die Größe des kleinen Loches (9) die Eigenschaften
der elektroviskosen Flüssigkeit, die Spannung an den
Elektrodenplatten (11 a, 11 b) und dergleichen entsprechend
gewählt werden.
Ist in der Gleichung (3) mindestens oder - , wenn nicht
beide, gleich Null, so ändert der Wert des viskosen
Dämpfungsfaktors (c) nicht das Ergebnis der Gleichung (3).
In diesem Falle übernimmt der Hochspannungsgenerator (43)
eine der obigen Betriebsarten.
Ist das Signal, das sich durch das gleiche oder unterschiedliche
Vorzeichen zwischen und - ergibt, von der arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung (43) erzeugt, so wird der Impuls
von der Impulsgeneratorschaltung (44), die an die
arithmetische Verknüpfungsvorrichtung (43) angeschlossen
ist, in die Relaisschaltung (45) abgegeben, aus welcher
ein EIN-Signal zur Zuführung einer maximalen Spannung an
die Elektrodenplatten (11 a, 11 b) oder ein AUS-Signal zur
Minimierung der an den Elektrodenplatten (11 a, 11 b) liegenden
Spannung an den Hochspannungsgenerator (46) abgegeben
werden.
Ist das Vorzeichen von das gleiche wie das Vorzeichen
von - , so beträgt die an den Elektrodenplatten (11 a, 11 b)
liegende maximale Spannung gewöhnlich mehrere kV zur
Lieferung des maximalen viskosen Dämpfungsfaktors (c),
während bei unterschiedlichen Vorzeichen zwischen und
- die minimale angelegte Spannung bei Null oder in der
Nachbarschaft von Null liegt, damit der minimale viskose
Dämpfungsfaktor (c) erhalten wird.
Wird der viskose Dämpfungsfaktor (c) in der vorausgehend
aufgeführten Weise gesteuert, so ist die
Schwingungsübertragungsfähigkeit in Fig. 12 dargestellt.
Wie aus der Kurve der Fig. 12 hervorgeht, ist die
Schwingungsübertragungsfähigkeit nicht mehr als 1 über
im wesentlichen einen ganzen Frequenzbereich und ist ferner
selbst im hohen Frequenzbereich ein gegenüber 1 ausreichend
kleinerer Wert. Erfindungsgemäss können daher nicht nur
die Dämpfungseigenschaften des Schwingungssystems
vorteilhaft verbessert werden, sondern auch das Auftreten
eines Scheitels mit einer Schwingungsübertragungsfähigkeit
beim Resonanzpunkt oder die Verringerung der
Schwingungsisolierungswirkung kann wirksam verhindert
werden und desgleichen die Erniedrigung der
Schwingungsisolierungswirkung im hohen Frequenzbereich.
Bei der erfindungsgemässen Steuervorrichtung liegt
beispielsweise der Fall vor, unter Berücksichtigung des
Einflusses der Grösse des verengten Durchtrittsweges der
Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit in der
Aufhängung und dergleichen,dass, wenn die an den
Elektrodenplatten (11 a, 11 b) liegende Spannung gross gemacht
wird, sich die Dämpfungskraft in der Aufhängung erniedrigt,
während bei niedriger angelegter Spannung die Dämpfungskraft
ansteigt. In diesem Falle werden die EIN-, AUS-Signale, die
von der Relaisschaltung (45) in den Hochspannungsgenerator
(46) eingegeben werden, gegenüber dem vorausgehend aufgeführten
Fall umgekehrt, wodurch die Schwingungsdämpfungseigenschaften
verbessert werden können.
Obgleich die erfindungsgemässe Steuervorrichtung unter
Bezugnahme auf die dargestellte Ausführungsform beschrieben
wurde, ist häufig eine Zeit von mehreren 10 msec. erforderlich,
um die Viskosität der elektroviskosen Flüssigkeit auf einen
gewünschten Wert nach Anlegen der Spannung zu erhöhen. Daher
ist es zur Korrektur der Ansprechverzögerung der
elektroviskosen Flüssigkeit vorzuziehen, das Timing des
Impulserzeugungsausganges aus der arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung (43) gegenüber der tatsächlichen
Schwingungsphase um einen Wert vorzuverlegen, der der
Ansprechverzögerung entspricht. Dies wird beispielsweise
erreicht, indem eine Phaseneinstellvorrichtung zwischen
jedem der Sensoren (41, 42) und der arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung (43) zwischengeschaltet wird.
Wie vorausgehend aufgeführt wurde, kann die Erfindung eine
flüssigkeitsgefüllte Aufhängung mit einfachem Aufbau,
geringer Grösse, geringem Gewicht und günstigen Kosten
zur Verfügung stellen. Gemäss dieser Aufhängung kann die
erwartete Schwingungsdämpfungswirkung entwickelt werden,
indem der Wert der angelegten Spannung zur richtigen
Einstellung der Spannung der Viskosität der durch den
verengten Durchtrittsweg strömenden elektroviskosen
Flüssigkeit geändert wird, und ferner können die Schwingungen
wirksam absorbiert werden, indem das Anlegen der
Spannung an der elektroviskosen Flüssigkeit unterbrochen
wird, um ein Ansteigen des dynamischen Federfaktors gegen
Schwingungen hoher Frequenz und kleiner Amplitude hin zu
verringern.
Bei der Steuervorrichtung für die erfindungsgemässe
flüssigkeitsgefüllte Aufhängung können der Aufhängung
ausreichende Schwingungsdämpfungseigenschaften rasch gegeben
werden und der Scheitelwert mit einer
Schwingungsübertragungsfähigkeit am Resonanzpunkt ist
vollständig beseitigt, so dass die
Schwingungsübertragungsfähigkeit über im wesentlichen einen
gesamten Frequenzbereich auf nicht grösser als 1 beschränkt
wird, wodurch die Schwingungsisolierungswirkung im hohen
Frequenzbereich verbessert werden kann.
Claims (4)
1. Flüssigkeitsgefüllte Aufhängung, gekennzeichnet
durch einen Innenzylinder (1) und einen Aussenzylinder
(2), die ineinander verschiebbar angeordnet sind, ein
elastisches Element (3; 13), das diese Zylinder
miteinander verbindet, ein an jedem dieser Zylinder
angeordnetes Verbindungsglied (4; 5), eine geschlossene
Flüssigkeitskammer (7), die an der Innenseite zumindest
des Innenzylinders oder des Aussenzylinders angeordnet
ist und mit der anderen Innenseite des verbleibenden
Zylinders in Verbindung steht, ein verengter
Durchschnittsweg (9), der im Mittelabschnitt der
geschlossenen Flüssigkeitskammer (7) gebildet wird,
eine biegsame Membran (6), die mindestens einen Teil
der geschlossenen Flüssigkeitskammer bildet, eine in
die geschlossene Flüssigkeitskammer eingefüllte
elektroviskose Flüssigkeit (10), und zwei Elektrodenplatten
(11 a, 11 b), die in dem verengten Durchgangsweg (9)
einander getrennt gegenüberliegend angeordnet sind und
in Berührung mit der elektroviskosen Flüssigkeit stehen.
2. Flüssigkeitsgefüllte Aufhängung,
gekennzeichnet durch einen Innenzylinder
(1) und einen Aussenzylinder, die ineinander verschiebbar
angeordnet sind, ein elastisches Element (3; 13), das
diese Zylinder miteinander verbindet, ein an jedem Zylinder
angeordnetes Verbindungsglied (4; 5), eine
geschlossene Flüssigkeitskammer (7), die innerhalb
entweder des Innenzylinders oder des Aussenzylinders
angeordnet ist, ein im Mittelabschnitt der geschlossenen
Flüssigkeitskammer verengter Durchtrittsweg (9), eine
biegsame Mebran (6), die mindestens einen Teil der
geschlossenen Flüssigkeitskammer bildet, eine in die
geschlossene Flüssigkeitskammer eingefüllte elektroviskose
Flüssigkeit (10), und zwei Elektrodenplatten (11 a, 11 b),
die in dem verengten Durchgangsweg (9) einander getrennt
gegenüberliegend angeordnet sind und in Berührung mit
der elektroviskosen Flüssigkeit stehen.
3. Steuervorrichtung für eine flüssigkeitsgefüllte
Aufhängung, mit einem Innenzylinder (1) und einem
Aussenzylinder (2), die ineinander verschiebbar
angeordnet sind, einem elastischen Element (3; 13),
das diese Zylinder miteinander verbindet, einem an
jedem dieser Zylinder angeordneten Verbindungsglied
(4; 5), einer geschlossenen Flüssigkeitskammer (7), die
an der Innenseite zumindest des Innenzylinders oder des
Aussenzylinders angeordnet ist und mit der anderen
Innenseite des verbleibenden Zylinders in Verbindung
steht, einem verengten Durchschnittsweg (9), der im
Mittelabschnitt der geschlossenen Flüssigkeitskammer
(7) gebildet wird, einer biegsamen Membran (6), die
mindestens einen Teil der geschlossenen Flüssigkeitskammer
bildet, einer in die geschlossene Flüssigkeitskammer
eingefüllten elektroviskosen Flüssigkeit (10), und
zwei Elektrodenplatten (11 a, 11 b), die in dem verengten
Durchgangsweg (9) einander getrennt gegenüberliegend
angeordnet sind und in Berührung mit der elektroviskosen
Flüssigkeit stehen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung
Sensoren (41, 42) aufweist, die am Innenzylinder
(1) und Aussenzylinder (2) in der flüssigkeitsgefüllten
Aufhängung angebracht sind, um die Verschiebung, die
Geschwindigkeit und die Beschleunigung dieser Zylinder
zu erfassen, eine arithmetische Verknüpfungsvorrichtung
(43) zum Berechnen einer Relativgeschwindigkeit des
Schwingungsausgangsgliedes (2) gegenüber einer
Geschwindigkeit des Schwingungseingangsgliedes (1) in
der Aufhängung, abhängig von Signalen dieser Sensoren
und zur Beurteilung, ob das berechnete Ergebnis das
gleiche Vorzeichen wie die Geschwindigkeit des
Schwingungsausgangsgliedes aufweist oder nicht aufweist,
und einen Hochspannungsgenerator (46) zur selektiven
Änderung eines Wertes, der den Elektrodenplatten (11 a,
11 b) zugeführten Spannung in einen Nullwert oder einen
gegebenen Wert, abhängig von dem beurteilten Signaleingang
aus der arithmetischen Verknüpfungsvorrichtung (43)
über beispielsweise eine Impulsgeneratorschaltung (44)
und eine Relaisschaltung (45).
4. Steuervorrichtung für eine flüssigkeitsgefüllte
Aufhängung mit einem Innenzylinder und einem
Aussenzylinder, die ineinander verschiebbar angeordnet
sind, einem elastischen Element, das diese Zylinder
miteinander verbindet, einem an jedem Zylinder angeordneten
Verbindungsglied, einer geschlossenen Flüssigkeitskammer,
die innerhalb entweder des Innenzylinders oder des
Aussenzylinders angeordnet ist, einem im Mittelabschnitt
der geschlossenen Flüssigkeitskammer verengten
Durchtrittsweg, einer biegsamen Membran, die mindestens
einen Teil der geschlossenen Flüssigkeitskammer bildet,
einer in die geschlossene Flüssigkeitskammer eingefüllten
elektroviskosen Flüssigkeit, und zwei Elektrodenplatten,
die in dem verengten Durchgangsweg einander getrennt
gegenüberliegend angeordnet sind und in Berührung mit
der elektroviskosen Flüssigkeit stehen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung
Sensoren aufweist, die am Innenzylinder und Aussenzylinder
in der flüssigkeitsgefüllten Aufhängung angebracht sind,
um die Verschiebung, die Geschwindigkeit und die
Beschleunigung dieser Zylinder zu erfassen, eine
arithmetische Verknüpfungsvorrichtung (43) zum Berechnen
einer Relativgeschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes
(2) gegenüber einer Geschwindigkeit des
Schwingungseingangsgliedes (1) in der Aufhängung,
abhängig von Signalen dieser Sensoren und zur Beurteilung,
ob das berechnete Ergebnis das gleiche Vorzeichen wie die
Geschwindigkeit des Schwingungsausgangsgliedes aufweist
oder nicht aufweist, und einen Hochspannungsgenerator
(46) zur selektiven Änderung eines Wertes, der den
Elektrodenplatten (11 a, 11 b) zugeführten Spannung
in einen Nullwert oder einen gegebenen Wert, abhängig
von dem beurteilten Signaleingang aus der arithmetischen
Verknüpfungsvorrichtung (43) über beispielsweise eine
Impulsgeneratorschaltung (44) und eine Relaisschaltung
(45).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3744970A DE3744970C2 (de) | 1986-12-29 | 1987-12-29 | Steuervorrichtung für einen geregelten flüssigkeitsgefüllten Dämpfer |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP31306986 | 1986-12-29 | ||
| JP62094290A JP2693434B2 (ja) | 1986-12-29 | 1987-04-18 | サスペンション用減衰力発生装置およびそれの作動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3744469A1 true DE3744469A1 (de) | 1988-07-07 |
| DE3744469C2 DE3744469C2 (de) | 1991-08-01 |
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