• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Kräften oderMomenten mit einem Arbeitsraum (5), in dem eine magnetisierbareFlüssigkeit(20) eingebracht ist, auf die ein veränderbares Magnetfeld einwirktund in dem ein Körperrelativ zu der magnetisierbaren Flüssigkeit (20) bewegbar ist.Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakt bauende Vorrichtung miteinem großenSteuerbereich bereitzustellen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurchgelöst,dass der Körper(10) zumindest teilweise eine offenspurige Struktur aufweist, durchdie die magnetisierbare Flüssigkeit(20) hindurchströmenkann.
    公开号:DE102004024226A1
    申请号:DE200410024226
    申请日:2004-05-15
    公开日:2005-12-15
    发明作者:Christof Abel-Keilhack
    申请人:FIP FORSCHUNGSINSTITUT fur PR；Fip Forschungsinstitut fur Produktionstechnik Braunschweig GmbH；
    IPC主号:F16D37-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen von Kräften oderMomenten mit einem Arbeitsraum, in dem eine magnetisierbare Flüssigkeit eingebrachtist, auf die ein veränderbaresMagnetfeld einwirkt und in dem ein Körper relativ zu der magnetisierbarenFlüssigkeitbewegbar ist. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere zur Verwendungals Dämpfer,Kupplung oder als Bremse geeignet, also um einen veränderbarenmechanischen Widerstand bereitzustellen.
    [0002] Dämpfer, diemit magnetisierbaren Flüssigkeitenarbeiten, sind bekannt. Aus der US2,575,360 ist eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmomentenund Kräftenmittels einer magnetischen Flüssigkeitbekannt, bei der eine Scheibe in einer magnetischen Flüssigkeitbewegt wird, die bei Einprägeneines Stromes auf eine Spule ihre rheologischen Eigenschaften ändert. Durchdie Änderungder rheologischen Eigenschaften wird ein veränderbarer Widerstand bereitgestellt.
    [0003] Ausder EP 1 270 988 A1 istein Dämpfermit einer magnetisierbaren Flüssigkeitbekannt, bei dem ein Kolben innerhalb eines Zylinders verschieblich gelagertist.
    [0004] Aufdem Kolben ist axial umschließendein Aufsatz mit einer Riffelung aufgesetzt, über die sich der Kolben ander Zylinderwand abstützt,so dass Spalte zum Durchtritt der magnetisierbaren Flüssigkeitvorhanden sind. Die magnetisierbare Flüssigkeit strömt beimBewegen des Kolbens innerhalb des Zylinders durch die Riffelungen.
    [0005] Ausder US 6,202, 806 B1 isteine Vorrichtung mit einem steuerbaren, rheologischen Medium bekannt,das beispielsweise als Dämpferdient, bei dem ein magnetorheologisches Fluid in einer Haltematrixeingebettet ist. Diese Haltematrix kann als offenporiger Schaumwerkstoffausgebildet sein und hältdas rheologische Fluid beispielsweise über Kapilarkraft in den Poren.Wesentlicher Aspekt dabei ist, dass die teure magnetorheologischeFlüssigkeitinnerhalb des Arbeitsraumes in der Matrix gehalten wird.
    [0006] Aufgabeder Erfindung ist es, ausgehend von diesem Stand der Technik eineVorrichtung zum Übertragenvon Kräftenoder Momenten bereitzustellen, die bei einem kleinen Bauraum einengroßen Steuerbereichbezüglichder Kräfteoder Momente ermöglicht.
    [0007] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1gelöst.Bei einer solchen Vorrichtung ist in einem Arbeitsraum eine magnetisierbareFlüssigkeiteingebracht, auf die ein veränderbaresMagnetfeld einwirkt. Weiterhin ist in dem Arbeitsraum ein Körper vorhanden,der relativ zu der magnetisierbaren Flüssigkeit bewegbar ist, so dasseine Relativbewegung zwischen dem in dem Arbeitsraum eingebrachten Körper undder magnetisierbaren Flüssigkeitvorliegt. Erfindungsgemäß ist derKörperzumindest teilweise mit einer offenporigen Struktur versehen, durchdie die magnetisierbare Flüssigkeithindurchströmen kann.Durch die Veränderbarkeitder rheologischen Eigenschaften der magnetisierbaren Flüssigkeitist es möglich,den Strömungswiderstandbeim Durchtritt durch die offenporige Struktur zu verändern, so dasseine Veränderunghinsichtlich der übertragbarenKraft oder des übertragbaren Momentesverwirklicht werden kann. Unter dem Begriff einer magnetisierbarenFlüssigkeitwerden auch magnetorheologische und nano-magnatorheologische Fluidesowie Ferrofluide verstanden.
    [0008] Einevorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Körper auseinem offenporigen Werkstoff besteht und nicht nur teilweise eineoffenporige Struktur aufweist. Dadurch kann erreicht werden, dassein größeres, offenporigesVolumen bereitgestellt wird, so dass eine Übertragung größerer Kräfte undMomente durch die Bereitstellung eines höheren Strömungswiderstandes möglich ist.Dabei ist vorgesehen, dass entweder der Körper beweglich gelagert istoder die magnetisierbare Flüssigkeit durchden Körperhindurch gedrücktwird.
    [0009] Vorteilhafterweisebesteht die offenporige Struktur aus einem Schaum, insbesondereeinem Metall- oder Kunststoffschaum, da durch die labyrinthartigeStruktur eines Schaumes hohe Widerstandsraten erzielt werden können. Alternativdazu ist es vorgesehen, dass die offenporige Struktur über eine Vielzahlvon Längs-und Querbohrungen oder eine Gitterstruktur, vorzugsweise mit zueinanderversetzten Gittern, verwirklicht wird.
    [0010] Zur Übertragungvon Momenten ist es vorteilhaft, wenn der Körper drehbar in dem Arbeitsraum gelagertist, eine vorteilhafte Anwendung dafür ist die Ausbildung des Körpers alseine Bremsscheibe oder als eine Kupplung bzw. Drehmomentwandler.
    [0011] Beieiner längsverschieblichenLagerung des Körpersinnerhalb des Arbeitsraumes wirkt dieser als ein Kolben eines Dämpfers undkann füreine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Wenn der Arbeitsraumim Wesentlichen dicht abgeschlossen ist, so dass keine magnetisierbareFlüssigkeitaustreten kann und der Körperinnerhalb des Arbeitsraumes bewegt wird, werden Verluste der magnetisierbaren Flüssigkeitverhindert oder minimiert und die Steuerbarkeit der Kräfte oderMomente bleibt erhalten. Eine wirkungsvolle Abdichtung des Arbeits raumeskann übereinen Permanentmagneten erfolgen, der innerhalb eines Spaltes angeordnetist und den Durchtritt der magnetisierbaren Flüssigkeit oder des magnetisierbarenFluides verhindert.
    [0012] Ebenfallsist es vorgesehen, den Körperals eine Drosselstelle einzusetzen, durch die die magnetisierbareFlüssigkeithindurchgedrücktwird. Dies erfolgt übereine Einrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsstromes, die dem Arbeitsraumzugeordnet ist und durch die die magnetisierbare Flüssigkeitrelativ zu dem Körperbewegt wird. Eine solche Einrichtung kann als Pumpe oder als Druckkolbenausgebildet sein. Ist der Körperals eine im Wesentlichen feststehend innerhalb eines Strömungskanalsinstallierte Drossel ausgebildet, erhöht sich die Haltbarkeit der offenporigenStruktur, da der Körpernur auf hydraulische Anforderungen angepasst werden muss, eine Krafteinleitungbeispielsweise übereine Welle oder eine Kolbenstange jedoch nicht erfolgt.
    [0013] Einetechnisch sehr zweckmäßige Artund Weise der Bereitstellung eines Magnetfeldes besteht darin, dassdem Arbeitsraum mit der magnetisierbaren Flüssigkeit eine Spule zur Erzeugungdes Magnetfeldes zugeordnet ist. Durch die Veränderung des durch die Wicklungder Spule laufenden Stromes ist es möglich, das Magnetfeld in einemweiten Bereich, wie gewünscht,zu verändernund präziseeinzustellen. Überdie Veränderungdes Magnetfeldes erfolgt eine Veränderung der rheologischen Eigenschaften dermagnetisierbaren Flüssigkeitund damit eine Veränderungder übertragbarenKraft oder des übertragbarenMomentes. Alternativ könnenPermanentmagneten an den Arbeitsraum herangeführt oder von diesem wegbewegtwerden.
    [0014] Ummagnetische Streuverluste zu minimieren, ist der Arbeitsraum innerhalbdes Spulenkernes angeordnet, ebenso ist der Körper mit der offenporigen Strukturbzw. mit dem offenporigen Schaum im Kern der Spule angeordnet, sodass eine steuerbare Behinderung der Strömung der magnetisierbaren Flüssigkeitdurch den offenporigen Körperdurch das Magnetfeld besonders leicht erfolgen kann, da im Kerneiner Spule das Magnetfeld am besten konzentriert ist und ein guterWirkungsgrad bei der Magnetfelderzeugung erreicht wird. Dadurchist es möglich, dassdie Vorrichtung ein geringes Bauvolumen hat.
    [0015] Alternativdazu ist es vorgesehen, dass die Spule innerhalb des Arbeitsraumesangeordnet ist und beispielsweise als Träger für die offenporige Strukturoder den Schaum dient, so dass neben der Erzeugung des Magnetfeldesgleichzeitig eine Einleitung mechanischer Kräfte oder Momente in die Vorrichtungrealisiert werden kann. Dadurch wird ein kompaktes Bauvolumen erreicht.Ebenfalls ist es vorgesehen, dass die Spule relativ zu dem offenporigen Körper bewegtwird, währenddieser innerhalb des Arbeitsraumes festgelegt ist. Die Spule wirktsomit als Pumpenkolben. Alternativ kann der offenporige Körper zusammenmit der innenliegenden Spule innerhalb des Arbeitsraumes bewegtwerden.
    [0016] Zweckmäßigerweiseist die offenporige Struktur aus einem paramagnetischen Werkstoffgebildet.
    [0017] Nachfolgendwird ein Ausführungsbeispiel derErfindung anhand der beigefügtenFiguren näher erläutert werden.Es zeigen:
    [0018] 1a – 1c – grundsätzlicheMöglichkeiteneiner hydraulischen Kraftübertragung;
    [0019] 2 – eine Prinzipdarstellungeiner erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    [0020] 3 – eine Schnittdarstellungeiner Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    [0021] 4 – eine schematischeDarstellung einer erfindungsgemäßen Bremse;
    [0022] 5 – 9 – den schematischenAufbau von Varianten der Erfindung; sowie
    [0023] 10 – ein Diagrammzum Steuerbereich der Vorrichtung.
    [0024] Inden 1a bis 1c istschematisch dargestellt, auf welche Art und Weise hydraulische Kräfte übertragenwerden können,nämlichgemäß 1a über dasPrinzip der Scherung, wenn ein Körperrelativ zu einem anderen Körperbewegt wird und zwischen diesen Körpern eine Hydraulikflüssigkeit vorhandenist.
    [0025] Diezweite Möglichkeitder Kräfteübertragungist in der 1b dargestellt, bei der eineHydraulikflüssigkeitdurch eine Leitung hindurch geleitet wird. In der 1b istdie Druckverteilung bei einer Strömung dargestellt.
    [0026] Schließlich zeigtdie 1c das Prinzip der Quetschung, bei der zwei Flächen, zwischendenen eine Hydraulikflüssigkeitvorhanden ist, aufeinander zu bewegt werden, so dass die Hydraulikflüssigkeit, wiedurch die Doppelpfleile angedeutet, in einer Richtung parallel zurOberflächeder Flächenbewegt wird. Alle drei Prinzipien, also Scherung, Strömung oder Quetschung,könnenbei der erfindungsgemäßen Vorrichtungeingesetzt werden, um Kräftezu übertragen.Währendbei dem Fall der 1a bei einer Kraftübertragungmittels Scherung eine Flächean einer anderen Flächevorbei geführtwird, wird bei der Strömungein Stoffstrom erzeugt und bei einer Quetschung werden zwei Flächen aufeinanderzu bewegt. In der Praxis kann die auch eine Kombination zweier oderaller Prinzipien der hydraulischen Kraftübertragung Scherung, Strömung undQuetschung auftreten.
    [0027] Einemagnetisierbare Flüssigkeit,z.B. ein magnetorheologisches oder nanomagnetorheologisches Fluidoder ein Ferrofluid, besteht aus einer Trägerflüssigkeit, wie z. B. Wasser, Öl oder Alkohol,in der magnetische Partikel wie Eisen, Fe3O4, Kobalt oder FeCo, sowie Stabilisatorenwie Ölsäure vorhandensind. Eine solche magnetische Flüssigkeithat rheologische Eigenschaften, die sich in Abhängigkeit von dem auf die Flüssigkeiteinwirkenden Magnetfeld ändert.Dies erfolgt aufgrund einer Ausrichtung der magnetischen Partikeldes magnetisierbaren Fluides bei Anlegen eines Magnetfeldes, wobeieine Änderungder rheologischen Eigenschaften bei großen magnetischen Partikelnsignifikanter ist als bei kleinen Partikeln. Nachteilig an großen Partikelnist jedoch die Tendenz zur Sedimentation innerhalb der magnetisierbarenFlüssigkeit.Bei Anlegen eines Magnetfeldes steigt das Niveau der Scherspannungim Verhältniszur Scherrate, so dass sich verändertehydraulische Gegebenheiten einstellen.
    [0028] Inder 2 ist eine schematische Darstellung eines Dämpfers gezeigt,mit einem Arbeitsraum 5, der mit einer magnetisierbarenFlüssigkeit 20 gefüllt ist.Innerhalb des Arbeitsraumes 5 ist ein Körper 10 längsverschieblichgelagert, wie durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Der Körper 10 bestehtvorliegend aus einem paramagnetischen Schaum, der aus Gründen derFestigkeit als ein Metallschaum ausgebildet ist. Der Metallschaumist offenporig ausgebildet, so dass die magnetisierbare Flüssigkeit 5 beieiner Bewegung des Körpers 10 innerhalbdes Arbeitsraumes 5 durch den Körper 10 bzw. die offenporige Strukturhindurchtre ten kann. Es wird also eine Strömung aufgrund der Relativbewegungzwischen dem Körper 10 undmagnetisierbaren Flüssigkeit 20 erzeugt,wenn der Körper 10 innerhalbdes Arbeitsraumes 5 übereine an dem Körper 10 befestigteKolbenstange 11 verschoben wird. Der Arbeitsraum 5 istim Wesentlichen geschlossen ausgebildet, so dass keine magnetisierbareFlüssigkeit 20 ausdem Arbeitsraum 5 austreten kann. Die geschlossene Ausbildungwird übereinen paramagnetischen Zylinder 25 und diesen abschließende Deckel 30 erreicht,wobei geschlossen insbesondere bedeutet, dass keine magnetisierbareFlüssigkeitaus dem Arbeitsraum austritt. Der Zylinder 25 dient gleichzeitigals paramagnetische Spulenhalterung für eine den Arbeitsraum 5 umgebendeSpule 15. Außenum die Magnetspule 15 herum ist der magnetische Rückschluss 16 zusammenmit den Deckeln 30 ausgebildet, das heißt, dass der Arbeitsraum 5 zusammenmit dem als Kolben ausgebildeten Körper 10 aus Metallschaumsowie der magnetisierbaren Flüssigkeit 20 innerhalbdes Spulenkerns angeordnet sind, in dem das Magnetfeld maximal konzentriertist.
    [0029] BeiBewegen des Körpers 10 innerhalbdes Arbeitsraumes 5, sei es durch eine Auf- und Abwärtsbewegung,wie in der 2 dargestellt oder zusätzlich oderalternativ in Gestalt einer Drehung, wird eine Strömung dermagnetisierbaren Flüssigkeit 20 innerhalbder Spule 15 und innerhalb der offenporigen Struktur desKörpers 10 erzeugt.Durch Anlegen eines Magnetfeldes können die rheologischen Eigenschaftender magnetisierbaren Flüssigkeit 20 gezielt verändert werden,so dass die Strömunggesteuert behindert werden kann.
    [0030] Inder 3 ist in Querschnittsdarstellung eine Varianteder erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt,mit einer innen liegenden, dreiteiligen Kolbenstange 11,die übereinen Abstreifer 6, eine Dichtung 7 und eine Führung 8 längsverschieblichin einem Arbeitsraum 5 gelagert ist. Die Längsverschieblichkeitist durch den Doppelpfeil angedeutet. In dem Arbeitsraum 5 istzudem ein Körper 10 miteiner offenporigen Struktur aus Metall- oder Kunststoffschaum angeordnet,durch den eine magnetisierbare Flüssigkeit 20 bei einerVerschiebung des Körpers 10 inner halbdes Arbeitsraumes 5 hindurch treten kann. Der Körper 10 istan der Kolbenstange 11 befestigt, so dass von außen eingeleiteteKräfteoder Momente von der Kolbenstange 11 auf den offenporigenKörper 10 übertragenwerden. Dadurch wird der Körper 10 innerhalbdes Arbeitsraumes 5 verschoben oder gedreht.
    [0031] DerArbeitsraum 5 wird durch eine zylindrische Spulenhalterung 25 sowieGehäusedeckel 13 anden Stirnseiten der paramagnetischen Spulenhalterung 25 gebildet.Der magnetische Rückschussist durch die Gehäusedeckel 13 undRückschlusselemente 16 gebildet.Die Spule 15 ist um die Spulenhalterung 25 herumangeordnet, das Funktionsprinzip der Kraftübertragungseinrichtung gemäß der 3, dieebenfalls als Dämpfereingesetzt werden kann, entspricht dem zu der 2 geschildertenPrinzip. Eine Befüllungdes Arbeitsraumes 5 kann über einen Stutzen 9 erfolgen,alternativ kann überdiesen Stutzen 9 eine Reservoir für die magnetisierbare Flüssigkeit 20 angeschlossenwerden. Den axialen Abschluss der Gehäusedeckel 13 bildenzwei Abschlussdeckel 12.
    [0032] Inder 4 ist eine andere Anwendungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtunggezeigt, bei der die Vorrichtung als eine regelbare Bremse ausgebildetist. Auf einer Welle 30 ist der Körper 10 mit eineroffenporigen Struktur angeordnet, bei dem die offenporige Strukturbeispielsweise als ein Ring aus einem Metallschaum ausgebildet seinkann, der an einem massiven Träger 10' befestigt ist.Dieser Ring läuftin einem mit magnetisierbare Flüssigkeit 20 gefülltem Arbeitsraum 5 um.Radial abschließendist die Spule 15 um den Arbeitsraum 5 angeordnet,die ein Magnetfeld 14 erzeugt, das die rheologischen Eigenschaftender magnetisierbare Flüssigkeit 20 in Abhängigkeitvon dem angelegten oder eingeprägten Stromverändert.Je größer derangelegte oder eingeprägteSpulenstrom ist, desto höherist der hydraulische Widerstand der magnetisierbaren Flüssigkeit 20,was aufgrund der offenporigen Struktur der Bremsscheibe 10 zueinem erhöhtenStrömungswiderstandund damit zu einer Bremswirkung führt. Die Bremsscheibe 10 istzusammen mit der Welle 30 in einem Gehäuse 13 gelagert, indem auch die Magnetspule 15 angeordnet ist.
    [0033] Inder 5 ist eine prinzipielle Anordnung eines Körpers 10 miteiner offenporigen Struktur innerhalb eines Arbeitsraumes 5 dargestellt,der mit einer magnetisierbaren Flüssigkeit 20 gefüllt ist.Der Arbeitsraum befindet sich im Kern einer Spule 15 und durchVerschieben des Körpers 10 innerhalbdes Arbeitsraumes 15 wirkt der Körper 10 als ein durchlässiger Kolbeninnerhalb eines Dämpfers.Durch Veränderungdes Spulenstromes werden die rheologischen Eigenschaften der magnetisierbarenFlüssigkeit 20 verändert, sodass sich die Dämpfungbzw. der Widerstand gegen eine Bewegung des Körpers 10 verändert, beieinem hohen Spulenstrom erhöht sichder Widerstand, bei einem geringen Spulenstrom verringert er sich.
    [0034] EineAlternative zu dem Bewegen des Körpersinnerhalb der magnetisierbaren Flüssigkeit ist in der 6 dargestellt,bei der der Körper 10 festinnerhalb des Arbeitsraumes 5 angeordnet ist. Der Körper 10 istvon einer Magnetspule 15 umgeben. Eine Einrichtung 25 zumErzeugen einer Strömunginnerhalb des Arbeitsraumes 5, die vorliegend als ein Druckkolbenausgebildet ist, ist dem Arbeitsraum 5 zugeordnet. Aufgrundder Bewegung der Einrichtung 25 wird in dem Arbeitsraum 5 eineStrömungerzeugt und magnetisierbare Flüssigkeit 20 durchden Körper 10 gedrückt. Sofernder Körper 10 auseinem Metall- oder Kunststoffschaum besteht, tritt die magnetisierbareFlüssigkeit 20 durchden gesamten Körper 10 hindurch.Bei Veränderungder rheologischen Eigenschaften durch Anlegen eines Spulenstromesverändertsich der Strömungswiderstandund somit wird die Einrichtung 25 oder dem Druckkolbenein erhöhterWiderstand entgegengesetzt.
    [0035] Inder 7 ist das gleiche Prinzip dargestellt, allerdingsin anderen hydraulischen Verhältnissen,bei der die Einrichtung 25 zum Erzeugen einer Strömung entferntvon der Spule 15 und dem Körper 10 angeordnetist. Die feste Installati on des Körpers 10 innerhalbeines Strömungskanalsbzw. Arbeitsraumes 5, wie auch in der 6 gezeigt,bietet mechanische Vorteile, da keine mechanische Anbindung eineroffenporigen Struktur an eine Kolbenstange oder an eine Welle vorgesehenwerden muss.
    [0036] Grundsätzlich kannder Körper 10 vollständig auseiner offenporigen Struktur, wie z. B. Metallschaum, bestehen. Alternativkann der Körper 10 nur teilweiseaus einer offenporigen Struktur bestehen, beispielsweise durch Auf-oder Einbringen der offenporigen Struktur in einen Trägerkörper. Alternativzu einer Ausbildung aus Metall- oder Kunststoffschaum kann die offenporigeStruktur durch entsprechend angeordnete Bohrungen oder eine Gitterstruktur,vorzugsweise eine versetzt zueinander angeordnete Gitterstruktur,gebildet werden, so dass ein labyrinthartiges Strömungsgebieterzeugt wird.
    [0037] Inder 8 ist eine Alternative gezeigt, bei der eine Grenzfläche, dieparallel zu einer anderen Grenzfläche angeordnet ist, relativzu der Grenzflächebewegt wird. An der unteren Grenzfläche ist der Körper 10 mitder offenporigen Struktur befestigt und die obere Grenzfläche wirdrelativ zu dem Körper 10 verschoben.Um den Körper 10 herumist eine Magnetspule 15 angeordnet. Bei der Vorrichtunggemäß der 8 wirdder Effekt der Scherung ausgenutzt.
    [0038] Die 9 zeigteine alternative Ausgestaltung einer Dämpferanordnung mit einem imArbeitsraum 5 beweglich angeordneten Körper 10 mit offenporigerStruktur. Das Grundprinzip entspricht dem in der 2 dargestelltenmit dem Unterschied, das die Spule 15 innerhalb des Körpers 10 mitoffenporiger Struktur angeordnet ist. Die offenporige Struktur bildetsomit eine Ummantelung der Spule 15. Die Strömung findethier außerhalbder Spule 15 statt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, definierteGeometrien, wie Bohrungen innerhalb der Spule bzw. durch den Spulenkernvorzusehen, um neben der Strömungdurch die offenporige Struktur außerhalb des Spulenkerns auchnoch eine Strömunginner halb des Spulenkerns bereitzustellen und diese über Veränderungdes Spulensstromes zu beeinflussen.
    [0039] Ebenfallsist es mit der in der 9 gezeigten Ausführungsformmöglich,dass die Spule 15 zusammen mit der Kolbenstange 11 innerhalbdes an der Zylinderwandung festgelegten Körpers 10 bewegt wird.Die magnetisierbare Flüssigkeit 20 wird dadurchdurch die offenporige Struktur des Körpers 10 hindurchgedrückt, waseinen Widerstand gegen die Bewegung der Kolbenstange 11 undder Spule 15 bewirkt, die in der Ausgestaltung als Pumpewirken.
    [0040] Inder 10 ist der Steuerbereich einer solchen Vorrichtungzur Übertragungvon Kräftenund Momenten dargestellt. In der 10 istdie Kraft F in Newton überdie Geschwindigkeit V in m/s aufgetragen. In dem Diagramm sind dieKraftüberläufe über dieGeschwindigkeit bei verschiedenen Stromstärken dargestellt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung istes möglich,die bisher vorhandenen Nachteile magnetisierbarer Bremsen oder Dämpfer zuvermeiden. Um eine Flüssigkeitmit einem großenmagnetorheologischen Effekt bereitzustellen, benötigt man große magnetischePartikel, was das Problem der Sedimentation dieser Partikel mitsich bringt. Die Flüssigkeitist somit nicht uneingeschränktlager- und einsetzbar. Um weiterhin den Steuerbereich möglichst groß zu machen,kann ein großes,aktives Volumen an magnetisierbarer Flüssigkeit vorgesehen werden. Alsaktives Volumen wird dabei das strömende Volumen angesehen, dasdem Magnetfeld ausgesetzt ist. Dies hat den Nachteil, das entwederein großerAbstand zwischen den Scherflächenvorhanden sein muss, um das großeaktive Volumen unterzubringen, was in Übertragbarkeit kleiner Kräfte resultiert.Ein beliebiges Vergrößern derScherflächenist nicht immer möglich,da es Restriktionen bezüglichdes Bauraumes gibt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, eingroßesaktives Volumen bei gleichzeitig kompakter Bauweise der Vorrichtungbereitzustellen. Dadurch ergibt sich ein großer Steuerbereich der Dämpferkraft,wie es in der 10 dargestellt ist. Ebenfallsist es möglich,magnetisierbare Flüssigkeitenmit kleinsten Partikeln, sogenannte nano-magnetorheologische Flüssigkeiteneinzusetzen. Diese haben zwar einen kleineren magnetorheologischenEffekt, sind aber hinsichtlich ihrer Sedimentationsstabilität günstiger.
    [0041] Nebender Steuerbarkeit der übertragbaren Kraftaufgrund der Veränderungder rheologischen Eigenschaften ist es möglich, durch unterschiedliche Porendes Schaumes bzw. des Körpers 10 mitoffenporiger Struktur die Bereiche der steuerbaren Dämpfungskraftzu variieren und auf die gewünschtenEinsatzgebiete einzustellen.
    [0042] DieVorrichtung kann an allen Einrichtungen eingesetzt werden, bei denenaktive Dämpferoder regelbare Bremsen eingesetzt werden, beispielsweise bei Waschmaschinenoder ähnlichenHaushaltswaren, bei Automobilen im Fahrwerk und der Motorlagerungsowie bei der Gebäude-und Brückensicherunggegen Erdbeben. Ebenfalls ist ein Einsatz in der Medizintechnik,insbesondere in der Prothetik vorgesehen.
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] Vorrichtung zum Übertragen von Kräften oder Momentenmit einem Arbeitsraum (5), in dem eine magnetisierbareFlüssigkeit(20) eingebracht ist, auf die ein veränderbares Magnetfeld einwirktund in dem ein Körperrelativ zu der magnetisierbaren Flüssigkeit (20) bewegbarist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) zumindestteilweise eine offenporige Struktur aufweist, durch die die magnetisierbareFlüssigkeit(20) hindurchströmenkann.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Körper(10) aus einem offenporigen Werkstoff besteht.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die offenporige Struktur aus einem Schaum, insbesondere einemMetall- oder Kunststoffschaum gebildet ist.
    [4] Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Körper(10) drehbar in dem Arbeitsraum (5) gelagert ist.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass der Körper(10) als Bremsscheibe ausgebildet ist.
    [6] Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (10) verschieblichin dem Arbeitsraum (5) gelagert ist.
    [7] Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Körper(10) als Kolben in einem Dämpfer ausgebildet ist.
    [8] Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (5) im wesentlichenabgeschlossen ist.
    [9] Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass eine Einrichtung (25) zur Erzeugungeines Flüssigkeitsstromesdem Arbeitsraum (5) zugeordnet ist, die die magnetisierbareFlüssigkeit(20) relativ zu dem Körper (10)bewegt.
    [10] Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass eine Spule (15) zur Erzeugung einesMagnetfeldes dem Arbeitsraum (5) zugeordnet ist.
    [11] Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass der Arbeitsraum (5) im Spulenkern (16) angeordnetist.
    [12] Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,dass die Spule (15) innerhalb des Arbeitsraumes (5)angeordnet ist.
    [13] Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Spule (15) innerhalb des Körpers (10) angeordnetist.
    [14] Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die offenporige Struktur aus einem paramagnetischenWerkstoff gebildet ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004024226B4|2008-10-09|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-12-15| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2009-04-09| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-03-06| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20131203 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410024226|DE102004024226B4|2004-05-15|2004-05-15|Vorrichtung zum Übertragen von Kräften oder Momenten mit einem Arbeitsraum|DE200410024226| DE102004024226B4|2004-05-15|2004-05-15|Vorrichtung zum Übertragen von Kräften oder Momenten mit einem Arbeitsraum|
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