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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch gedämpfte Befestigungsvorrichtung.
Eine derartige Vorrichtung weist üblicherweise ein Paar an Kammern
für das
Hydraulikfluid auf, die über
einen geeigneten Durchlass miteinander verbunden sind, und die Dämpfung wird
durch den Fluss des Fluids durch diesen Durchlass erzielt.
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Die
EP-A 0.115.417 und die EP-A 0.172.700 erörtern zwei verschiedene Arten
einer hydraulisch gedämpften
Befestigungsvorrichtung zum Dämpfen der
Schwingungen zwischen zwei Komponenten eines Maschinenteils, beispielsweise
dem Motor und dem Fahrgestell eines Autos. Die EP-A 0.115.417 offenbart
verschiedene Befestigungsvorrichtungen des "Schale-Nabe"-Typs, wobei die "Nabe",
die ein Ankerteil bildet, an dem einer der Maschinenteile befestigt
ist, selbst über
eine verformbare (üblicherweise federnde)
Wand mit der Öffnung
einer "Schale" verbunden ist, die
am anderen Maschinenteil angebracht ist und das andere Ankerteil
bildet. Die Schale und die federnde Wand definieren somit eine Betriebskammer
für das
Hydraulikfluid, die über
einen (üblicherweise
länglichen)
Durchlass, der die Dämpfungsöffnung bereitstellt,
mit einer Kompensationskammer verbunden ist. Die Kompensationskammer ist
durch eine steife Abtrennung von der Betriebskammer getrennt, eine
biegsame Membran steht in direktem Kontakt zur Flüssigkeit
und bildet gemeinsam mit der Abtrennung eine Gasblase.
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In
der EP-A 0.172.700 sind Befestigungsvorrichtungen vom "Buchsen"-Typ offenbart. Bei
dieser Art Befestigungsvorrichtung weist das Ankerteil für die eine
Komponente der schwingenden Maschine die Form einer hohlen Hülse auf,
wobei sich das andere Ankerteil mit der Form eines Stabes oder Rohrs im
Wesentlichen mittig und koaxial zur Hülse erstreckt. In der EP-A
0.172.700 ist das röhrenförmige Ankerteil
durch federnde Wände
mit der Hülse
verbunden, die eine der Kammern in der Hülse definieren. Die Kammer
ist über
einen Durchlass mit einer zweiten Kammer verbunden, die zumindest
teilweise durch eine Faltwand begrenzt ist, die effektiv frei verformbar
ist, sodass sie die Fluidbewegung durch den Durchlass kompensieren
kann, ohne selbst dieser Fluidbewegung entgegenzuwirken.
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Bei
den in den obigen Spezifikationen erörterten hydraulisch gedämpften Befestigungsvorrichtungen
liegt nur ein Durchlass vor. Aus anderen hydraulisch gedämpften Befestigungsvorrichtungen
ist die Bereitstellung mehrerer unabhängiger Durchlässe bekannt,
die die Kammern für
das Hydraulikfluid verbinden.
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1 der
beigefügten
Zeichnungen zeigt ein Beispiel einer Befestigungsvorrichtung vom
Typ "Schale-Nabe" und wurde in der
UK-Patentanmeldung Nr. 2.282.430 der Anmelder der vorliegenden Erfindung
geoffenbart. Die Befestigungsvorrichtung dient der Dämpfung von
Schwingungen zwischen zwei Teilen einer Struktur (nicht dargestellt)
und weist eine Nabe 1 auf, die über einen Befestigungsbolzen 2 mit
einem der Strukturteile verbunden ist, während der andere Teil der Struktur
mit einer im Allgemeinen U-förmigen
Schale 4 verbunden ist. Eine biegsame Feder 5,
beispielsweise aus Gummi, verbindet die Nabe 1 und die
Schale 4. Eine Abtrennung 7 ist ebenfalls an der
Schale 4 angebracht und erstreckt sich über die Öffnung der Schale 4.
Somit ist eine Betriebskammer 8 innerhalb der Befestigung
bereitgestellt, die von der biegsamen Feder 5 und der Abtrennung 7 definiert
ist.
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Das
Innere der Abtrennung 7 definiert einen gewundenen Durchlass 9,
der über
eine Öffnung 10 mit
der Betriebskammer 8 und zudem über eine Öffnung 11 mit einer
Kompensationskammer 12 verbunden ist. Schwingt nun die
Nabe 1 relativ zur Schale 4 (in 1 in
vertikaler Richtung), so ändert
sich das Volumen der Betriebskammer 8 und das Hydraulikfluid
in dieser Betriebskammer 8 wird durch den Durchlass 9 entweder
in die Kompensationskammer 12 hinein oder aus dieser hinaus
gedrückt.
Diese Fluidbewegung sorgt für
die Dämpfung.
Das Volumen der Kompensationskammer 12 muss sich als Reaktion
auf eine solche Fluidbewegung verändern, weshalb die Kompensationskammer 12 von
einer biegsamen Wand 13 begrenzt ist.
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Bei
der Verwendung ist die auf die Befestigungsvorrichtung wirkende
Kraft im Wesentlichen parallel zum Befestigungsbolzen 1,
und diese Richtung definiert eine Achse der Nabe 1.
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Die
obige Struktur ist im Allgemeinen, genauso wie die Betriebsweise,
der in der EP-A
0.115.417 beschriebenen ähnlich.
In der EP-A 0.115.417 trägt die
Abtrennung eine Membran, die als Abgrenzung zwischen dem Fluid in
der Betriebskammer und einem gasgefüllten Hohlraum dient. In der
in 1 gezeigten Anordnung ist eine ringförmige, gewundene Membran 50 bereitgestellt.
Diese Membran 50 wird von einer oberen Dämpferplatte 22 auf
der Abtrennung 7 getragen, wobei die Dämpferplatte 22 von
einem Ring 40 an Ort und Stelle gehalten wird, der durch
einen Klemmring an der Abtrennung 7 und an der Schale 4 angeklemmt
ist. Die biegsame Feder ist ebenfalls mit dem Ring verbunden. Die
obere Dämpferplatte 22 weist Öffnungen 21 auf,
die dem Fluid in der Betriebskammer 8 das Kontaktieren
der Membran ermöglichen.
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In
der in 1 gezeigten Anordnung weist der Durchlass die
Form einer Spirale auf, wobei die inneren Maße dieser Spirale gleichmäßig sind.
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Die
FR-A 2.587.429 offenbart eine hydraulisch gedämpfte Befestigungsvorrichtung,
in der zwei Ankerkörper
relativ zueinander schwingen. Diese Körper sind über eine federnde Wand miteinander verbunden,
die teilweise eine über
einen Durchlass mit einer Kompensationskammer verbundene Betriebskammer
für das
Hydraulikfluid begrenzt. In der federnden Wand ist zumindest eine
Seitenkammer bereitgestellt, die der federnden Wand eine radial asymmetrische
Verformungscharakteristik verleiht. Diese Publikation entspricht
somit dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine hydraulisch gedämpfte Befestigungsvorrichtung
zum Tragen einer Last bereitgestellt, umfassend einen ersten und
einen zweiten Ankerkörper,
die in einer axialen Richtung relativ zueinander schwingbar sind, eine
federnde Wand, die den ersten und den zweiten Ankerkörper trägt und den
ersten Ankerkörper
axial oberhalb des zweiten Ankerkörpers trägt, eine Betriebskammer für ein Hydraulikfluid
axial zwischen dem ersten und dem zweiten Ankerkörper, wobei die Betriebskammer
teilweise von der federnden Wand begrenzt ist;
eine Kompensationskammer
für das
Hydraulikfluid, die teilweise von einer Faltwand begrenzt ist;
einen
Durchlass, der die Betriebs- und die Kompensationskammer miteinander
verbindet,
zumindest eine Seitenkammer in der federnden Wand,
wobei die zumindest eine Seitenkammer angeordnet ist, um der federnden
Wand eine radial asymmetrische Verformungscharakteristik zu verleihen,
und die mit der Hydraulikfluid gefüllt ist;
dadurch gekennzeichnet,
dass
die zumindest eine Seitenkammer mit der Betriebskammer
kommuniziert.
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Somit
umfasst gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in Anspruch 1 definiert ist, eine hydraulisch gedämpfte Befestigungsvorrichtung
zum Tagen einer axialen Last gegebenenfalls eine Nabe, die eine
Achse definiert, und einen zweiten Ankerkörper, der axial von der Nabe
beabstandet ist, sowie eine federnde Wand, die sich um den Umfang
der Nabe herum und von der Nabe zum zweiten Ankerkörper hin erstreckt.
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Die
Anzahl und die Stellen der Seitenkammern werden so ausgewählt, dass
eine zuvor gewählt
Steifigkeitscharakteristik erzielt wird. Beispielsweise können zwei
Seitenkammern an gegenüberliegenden
Stellen an beiden Seiten der Achse bereitgestellt sein. Die Seitenkammern
sind dann gegebenenfalls in Bezug auf Spiegelungen in einer ersten Ebene,
die den Mittelpunkt der Seitenkammern und die Achse der Nabe einschließt, und
in einer zweiten, senkrecht zur ersten Ebene stehenden Ebene, die die
Achse der Nabe einschließt,
symmetrisch, obwohl die Steifigkeit der Befestigungsvorrichtung
auf den beiden Ebenen unterschiedlich ist.
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Weiters
ist die federnde Wand üblicherweise im
Allgemeinen konisch geformt, sodass sogar eine rein vertikale Schwingung
eine radiale Komponente aufweist. Deshalb ist es für die Kammern
möglich, eine
vertikale Dämpfung
bereitzustellen.
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In
einer Form der hydraulischen Befestigungsvorrichtung, ebenfalls
gemäß der Erfindung,
ist der zweite Ankerkörper
die Schale einer Befestigungsvorrichtung vom Typ "Nabe-Schale", und es sind zumindest
zwei Seitenkammern bereitgestellt, die miteinander verbunden sind
und über
eine Lüftungsleitung
mit der Betriebskammer kommunizieren.
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In
diesem Fall könnten
der/die die beiden Seitenkammern verbindende(n) Verbindungskanal bzw.
-kanäle
aus einem weiteren Hohlraum mit reduzierter Breite bestehen, der
sich rund um den Umfang der Achse der Nabe zwischen den beiden Seitenkammern
erstreckt.
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Alternativ
dazu könnte
der Leitungskanal in der Form eines Rings, der die radial nach außen weisende
Oberfläche
der federnden Wand umgibt, bereitgestellt sein. Die federnde Wand
kann beispielsweise mit variierenden Radien um die Achse der Nabe
ausgebildet sein, wobei der Radius an ersten Abschnitten, die die
Seitenkammer(n) umfassen, größer ist
und an zweiten Abschnitten ohne Seitenkammern reduziert ist, wobei
der Ring sich an den zweiten Abschnitten, einschließlich des/der
Leitungskanals bzw. -kanäle,
radial weiter nach innen erstreckt.
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Ein
Fluid, das zwischen den Kammern und/oder zwischen den Kammern und
der Betriebskammer fließt,
ermöglicht
es, den Wänden
der Seitenkammern, sich bei der Verformung der federnden Wand zu
biegen, wodurch die Steifigkeit der federnden Wand auf einer sich
mit den Seitenkammern schneidenden Ebene gemindert wird.
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Die
Maße der
Fluidlüftung(en)
und des -kanals oder der -kanäle
kann so gewählt
werden, um eine gewünschte
Dämpfungscharakteristik
der radialen Schwingungen auf einer oder auf beiden Spiegelebenen
zu erreichen. Dieser Effekt kann entweder dazu genutzt werden, Schwingungen
in einem bestimmten Frequenzbereich zu dämpfen, oder alternativ dazu,
um eine geminderte radiale Steifigkeit in einem gegebenen Frequenzbereich
bereitzustellen.
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Beispielsweise
kann die Größe der Lüftung so
gewählt
werden, dass sie eng genug ist, um mit Ausnahme großer Zeitmaßstäbe einen
Fluidfluss wirksam zu verhindern.
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Steuerelemente
können
innerhalb der Befestigung bereitgestellt sein, um die radiale Dämpfung bei
ausgewählten
Fahrzeugbedingungen durch eine Änderung
der Maße
der Lüftungen)
und/oder des Kanals bzw. der Kanäle
zu variieren. Beispielsweise können
elektromechanische oder pneumatische Steuermittel eingebaut sein,
um die Größe der Lüftungen)
zu verringern.
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Sind
zwei Seitenkammern bereitgestellt, werden radiale Bewegungen der
Nabe in der Ebene der Kammern stärker
gedämpft
als senkrecht zu dieser Ebene verlaufende radiale Verschiebungen.
Es wäre
außerdem
möglich,
mehrere Seitenkammern, beispielsweise vier um den Umfang der Mittelkammer
herum gleichmäßig beabstandet
angeordnete Kammern, bereitzustellen, sodass die Dämpfungsstärke weniger
von der Richtung der axialen Verschiebung abhängig ist.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun zu Beispielzwecken in ihren
Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer bekannten hydraulisch gedämpften Befestigungsvorrichtung
ist, die oben erörtert
wurde;
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2 eine
Querschnittsansicht einer ersten hydraulisch gedämpften Befestigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
ist;
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3 eine
Querschnittsansicht der Unterseite der hydraulisch gedämpften Befestigungsvorrichtung
aus 2 ist; und
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4 eine
Querschnittsansicht der hydraulisch gedämpften Befestigungsvorrichtung
aus 2 entlang der Ebene X-X aus 3 ist.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung, in
der die federnde Wand 23, die die Betriebskammer 8 umgibt, mit
zwei an einander gegenüberliegenden
Stellen ausgebildeten Seitenkammern 27, 31 ausgebildet
ist.
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Wie
dieser Figur entnommen werden kann, erstreckt sich die federnde
Wand 23 von der Nabe 1 zur Abtrennung 7 und
zu einem Ring 25. Sie umfasst ein an beiden Seiten der
Achse 33 der Nabe 1 und in Bezug auf den Hauptteil
des Rings 25 leicht radial nach innen angeordnetes Paar
an Seitenkammern 27, 31. Der Ring 25 weist
ebenfalls einen in Bezug auf die Seitenkammern 27, 31 radial
nach innen angeordnetes Innenteil 28 auf. Im Querschnitt
aus 2 scheint dieses Innenteil 28 vom Rest
des Rings 25 getrennt zu sein. Tatsächlich aber trifft dies nicht
zu, da das Innenteil 28, wie aus 3 hervorgeht,
an anderen Stellen am Umfang des Rings 25 befestigt ist.
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Ausführungsform aus 2 in
einer senkrecht zur Achse 33 stehenden Ebene. Die Ansicht
aus 2 entspricht der Ebene Y-Y aus 3.
Die beiden Seitenkammern sind über
einen Leitungskanal 26, der sich um den Umfang der Betriebskammer
herum erstreckt, miteinander verbunden. jeder Leitungskanal ist über eine
Lüftung 29 mit
der Betriebskammer 8 verbunden.
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4 ist
eine Querschnittsansicht der Ausführungsform aus 2 entlang
der mit X-X gekennzeichneten
Ebene aus 3. Sie veranschaulicht, dass
sich der Ring 25 auf dieser Ebene radial weiter nach innen
erstreckt und den Leitungskanal 26, der die Seitenkammern 27, 31 verbindet,
einschließt. Eine
Lüftung 29 verbindet
den Verbindungskanal 26 mit der Betriebskammer 8.
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Die
Seitenkammern 27, 31 werden also von dem in ihnen
enthaltenden Hydraulikfluid getragen. Die Verformung der Befestigung
verursacht die Verformung der Kammern um ein Ausmaß, das vom Fluss
des Hydraulikfluids zwischen den Seiten kammern und der Betriebskammer 8,
die ebenfalls mit dem Hydraulikfluid gefüllt ist, bestimmt wird. Durch die
passende Wahl der Maße
des Leitungskanals 26 und der Lüftung 29 kann die
Steifigkeit der hydraulischen Befestigungsvorrichtung, beispielsweise
für einen
ausgewählten
Frequenzbereich, optimal ausgewählt
werden.
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Die
Asymmetrie der federnden Wand kann durch zusätzlich zu den Seitenkammern
bereitgestellte Mittel erzielt werden, beispielsweise durch Variationen
in der Dicke der federnden Wände,
etwa in der Nähe
der Abtrennung, oder durch den Einbau zusätzlicher Elemente mit höherer oder
niedrigerer Elastizität
als das Material, aus dem die federnde Wand besteht.
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Der
Einfachheit halber ist die Abtrennung der Ausführungsform als steif und durchgehend
beschrieben. Obwohl es tatsächlich
möglich
ist, steife und durchgehende Abtrennungen einzusetzen, ist es bevorzugt,
dass die Abtrennung einen oder mehrere Durchlässe (üblicherweise nur einen) umfasst,
die die Betriebskammer mit der Kompensationskammer verbinden, und
sie kann selbst auf federnde Weise verformbar sein und/oder separate
bewegliche Elemente umfassen.