BR112012015557B1

BR112012015557B1 - Válvula para um fluido magnetorreológico e absorvedor de choque

Info

Publication number: BR112012015557B1
Application number: BR112012015557-1A
Authority: BR
Inventors: Stefan Battlogg; Jürgen Pösel; Gernot Elsensohn
Original assignee: Inventus Engineering Gmbh
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2010-12-23
Publication date: 2020-08-04
Also published as: WO2011076415A3; EP2516885B1; DE102009060525B4; CN102782358B; BR112012015557A2; CN102782358A; DE102009060525A1; EP2516885A2; US20120313020A1; US8985288B2; WO2011076415A2; US20150184769A1

Abstract

VÁLVULA PARA UM LÍQUIDO MAGNETOREOLÓGICO. Uma válvula para um líquido magnetereológico, com um conduto de fluxo através do qual o líquido magnetoreológico é capaz de fluir e que pode ser exposto a um campo magnético variável, de modo que a resistência ao fluxo do conduto de fluxo. Neste caso, o campo magnético é capaz de ser gerado permanentemente por um dispositivo magnético composto, pelo menos parcialmente de material magnético rígido. A magnetização do dispositivo magnético pode ser variada permanentemente por um pulso magnético de um dispositivo de geração de campo magnético, no sentindo de variar o campo magnético permanente atuando no conduto de fluxo e, consequentemente, a resistência ao fluxo do conduto de fluxo. Uma válvula de acordo com a invenção requer energia somente durante uma mudança na configuração, e a configuração em si pode ser mantida de forma permanente sem qualquer suprimento de energia.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma válvula para um líquido magnetorreológico, com um conduto de fluxo, em relação ao qual o fluxo completo do líquido magnetorreológico através do conduto de fluxo pode ser variado por meio de um campo magnético que atua sobre o conduto de fluxo. A resistência ao fluxo através do conduto de fluxo e, assim, o próprio fluxo através da válvula é influenciado adequadamente pelo campo magnético.

[002] Líquidos magnetorreológicos são geralmente compostos por uma suspensão de pequenas partículas ferromagnéticas (por exemplo, pó de ferro carbonila) finamente distribuídas em um líquido transportador. As partículas normalmente têm diâmetros entre 0,1 e 50 micrometres, formando estruturas tipo cadeia sob a influência de um campo magnético, de modo que a viscosidade do líquido magnetorreológico aumenta consideravelmente sob a influência de um campo magnético. A alteração na viscosidade tem lugar neste caso muito rapidamente, no intervalo de alguns milissegundos ou menos, e é totalmente reversível.

[003] Vantagens essenciais de uma válvula com um líquido magnetorreológico são tempos de comutação muito rápidos, no intervalo de alguns milissegundos ou menos, e a possibilidade de dispensar com elementos mecânicos movidos.

[004] Aquelas válvulas para líquidos magnetorreológicos nas quais o fluxo completo através da válvula é controlado via um eletro- ímã se tornaram conhecidas na técnica anterior. Devido à dependência direta da resistência do fluxo sobre o campo magnético de um eletroímã, tal válvula pode ser controlada de uma maneira simples.

[005] A desvantagem de tal sistema de acordo com a técnica anterior é, no entanto, a demanda permanente de energia. A fim de manter o campo magnético, a corrente tem que fluir constantemente na bobina do eletroímã. Particularmente em aplicações onde um campo magnético tem de estar presente constantemente, a demanda de energia de tal sistema é, portanto, elevada.

[006] A fim de diminuir o consumo de energia de tais válvulas, válvulas para líquidos magnetorreológicos se tornaram conhecidas na técnica anterior em que um ímã permanente estipula um ponto de operação da válvula e desvios a partir do ponto operação são definidos por meio de um eletroímã. A demanda de energia pode consequentemente, ser reduzida em muitos casos, uma vez que, em uma aplicação em que o fluxo completo através da válvula tem de ser variado apenas dentro de limites estreitos, apenas a pequena alteração respectiva no campo magnético tem de ser gerada eletri-camente. Além disso, a utilização de um ímã permanente pode garantir uma função contínua de emergência se a fonte de energia falhar ou um defeito ocorra no controle ou na bobina.

[007] No entanto, qualquer desvio deste ponto de operação novamente requer energia para o eletroímã. Desvios permanentes consequentemente necessitam de energia permanentemente. Tal válvula é vantajosa, por conseguinte, especialmente quando há um ponto de operação preferido que seja assumido para uma parte importante do tempo de operação.

[008] Em muitas aplicações, contudo, um ponto de operação preferido presente para uma parte importante do tempo de operação não pode ser determinado. Este é o caso, por exemplo, no que diz respeito a uma válvula que é completamente aberta e completamente fechada com uma frequência idêntica.

[009] No entanto, consumo de energia considerável também surge, por exemplo, quando a resistência ao fluxo completo através da válvula é variada constantemente ou quando estados diferentes estão presentes por longos períodos de tempo em cada caso. Em tal caso ou em outros casos, vários estados também podem estar presentes com direito iguais, e, por conseguinte, um ímã permanente para a fixação de um ponto de operação preferido na válvula proporciona apenas uma pequena economia de energia ou mesmo nenhuma.

[0010] Contra os fundamentos da técnica anterior descrita, o objeto da presente invenção, portanto, é tornar disponível uma válvula para líquidos magnetorreológicos que pode ser ajustada variavelmente e que tem menor demanda de energia.

[0011] Este objeto é conseguido por meio de uma válvula de acordo com a invenção para líquidos magnetorreológicos possuindo as características de acordo com a reivindicação 1. O método de acordo com a invenção é o assunto da reivindicação 17. Desenvolvimentos preferidos são o tema das reivindicações dependentes. Outras vantagens e características da presente invenção podem ser obtidas a partir das modalidades exemplificativas.

[0012] A válvula de acordo com a invenção para um líquido magnetorreológico compreende pelo menos um conduto de fluxo através do qual o líquido magnetorreológico é capaz de fluir e cujo fluxo completo deve ser controlado. O conduto de fluxo ou pelo menos um conduto de fluxo pode, neste caso, ser exposto a pelo menos um campo magnético variável, de modo que a resistência ao fluxo do conduto de fluxo e, portanto, também da válvula pode ser ajustada através do campo magnético no conduto de fluxo. O campo magnético é capaz de ser gerado permanentemente por um dispositivo magnético composto, pelo menos parcialmente, de material magnético duro. Neste caso, a magnetização do material magnético duro pode ser variada de forma permanente por pelo menos um pulso magnético de um dispositivo de geração de campo magnético, a fim de variar permanentemente o campo magnético que atua no conduto de fluxo e, consequentemente, a resistência ao fluxo do conduto de fluxo.

[0013] Uma válvula de acordo com a invenção tem muitas vantagens, acima de tudo a mudança possível na magnetização do ímã por meio de pulsos magnéticos a partir do dispositivo de geração de campo magnético. Torna-se, assim, possível que as propriedades magnéticas do dispositivo magnético possam ser variadas de forma permanente, por exemplo, por meio de um único pulso breve. Energia apenas por um curto período de tempo é necessária para o pulso magnético breve, enquanto que o campo do dispositivo magnético com isso está permanentemente presente.

[0014] Existem muitas possibilidades diferentes para a utilização de uma válvula de acordo com a presente invenção, por exemplo, pode ser usada em um absorvedor de choque.

[0015] Na válvula de acordo com a invenção, é preferencialmente possível, por meio do campo magnético agindo no conduto de fluxo, evitar um escoamento do líquido magnetorreológico. Dependendo do campo magnético que esteja agindo, a válvula pode fechar completamente até uma diferença de pressão determinada e, no caso de uma diferença de pressão mais elevada, causar correspondente resistência ao fluxo.

[0016] Precisamente em uma aplicação móvel, tal como, por exemplo, uma válvula no absorvedor de choque de uma prótese de joelho, onde diferentes propriedades de amortecimento são necessárias, dependendo do portador e da atividade do portador, otimização em termos de um ponto de operação não é uma vantagem e a demanda de energia permanente é uma desvantagem considerável. A invenção proporciona a vantagem considerável aqui de que um único pulso é suficiente para estipular um valor de forma permanente. Se, por exemplo, a pessoa com a prótese de joelho permanece em um lugar por um longo tempo, o comportamento de amortecimento pode permanecer inalterado durante todo esse período de tempo. Uma fração considerável da energia pode assim ser poupada, sem perda de conforto surgindo consequentemente. Inversamente, a configuração da articulação do joelho pode ser adaptada de forma ótima à respectiva situação e o tempo de vida da bateria utilizada para o fornecimento de energia pode, no entanto, ser au-mentada.

[0017] O campo magnético gerado pelo dispositivo magnético no conduto de fluxo atua sem qualquer fornecimento de energia e mantém a sua intensidade de campo permanentemente, desde que não seja influenciado pelas circunstâncias externas, tais como, por exemplo, outros campos magnéticos, influências de temperatura ou processos de envelhecimento naturais. Por exemplo, o campo magnético colapsa acentuadamente quando a temperatura de Curie do ímã é atingida.

[0018] Mesmo no caso de uma mudança mais frequente no ponto de operação de uma válvula de acordo com a invenção, a energia não é necessária constantemente, mas somente pelo intervalo de tempo breve do pulso magnético. Assim, mesmo no caso de ajuste frequente, uma poupança de energia é possível, em comparação com uma válvula de acordo com a técnica anterior, a poupança de energia tornando-se maior, com menos frequência o ponto de operação sendo ajustado.

[0019] Outra vantagem é a possibilidade de permitir uma função contínua de emergência. Se, por exemplo, a redução da tensão de alimentação indica que a fonte de energia irá falhar em breve (acu- muladores quase vazios, falha na rede de energia, etc.), um estado definido da válvula pode ser configurado por meio de um pulso final.

[0020] No contexto desta aplicação, um período de tempo é considerado permanente, que é mais longo por um múltiplo do que a duração do pulso magnético. Em particular, períodos de tempo de pelo menos vários segundos, minutos, horas, dias ou mais longos são destinados por este. No entanto, a magnetização configurada não tem de permanecer expressamente a mesma para sempre, uma vez que pode estar sujeita a flutuações naturais e fenômenos de atenuação. Em contraste a isto, a duração do pulso magnético necessário para variação é relativamente curto. A duração do, em particular, pulso breve único é, neste caso, de preferência inferior a 1 minuto e de preferência inferior a 1 segundo.

[0021] A razão entre a duração do tempo da magnetização permanente virtualmente uniforme do dispositivo magnético e a duração do pulso magnético é geralmente superior a 10, em particular superior a 100 e, de preferência, superior a 1000. Razões de 10 000, 100 000, um milhão e valores ainda muito maiores são possíveis e são preferidos.

[0022] Um material é aqui considerado como magnético duro quando a sua coercitividade se encontra acima de 1kA/m e, em particular, acima de 10 kA/m. A região que tem propriedades magnéticas duras é doravante denominada "imã" e este termo também pode ser entendido no contexto deste pedido de patente como significando um ímã permanente.

[0023] De preferência, a magnetização permanente do dispositivo magnético é capaz de ser ajustada para qualquer valor desejado entre zero e a retentividade por meio de, pelo menos, um pulso magnético a partir do dispositivo de geração de campo magnético. Neste caso, de preferência, a polaridade da magnetização também pode ser variável.

[0024] É possível fazer variar o campo magnético atuando no conduto de fluxo, sem variar permanentemente a magnetização da região magnética dura do dispositivo magnético. De preferência, um campo magnético estático permanente é capaz de ser gerado por meio do dispositivo magnético, qual campo magnético pode ser revestido com um campo magnético dinâmico do dispositivo de geração de campo magnético ou então um dispositivo de geração de campo magnético adicional, sem que o campo magnético permanente do ímã seja, assim, variado.

[0025] Especialmente de preferência, o dispositivo de geração de campo magnético compreende pelo menos uma bobina elétrica ou é concebido como tal. Bobinas elétricas podem gerar campos magnéticos fortes e podem ser concebidas com uma constituição pequena, de modo que também são adequadas para utilização em válvulas pequenas. O dispositivo de geração de campo magnético é designado daqui em diante simplesmente como uma bobina, mas outros dispositivos e métodos, tais como, por exemplo, um ímã permanente relativamente forte, também podem ser utilizados.

[0026] Um eletroímã ou bobina é, portanto, apropriada, acima de tudo, como um dispositivo de geração de campo magnético, uma vez que campos magnéticos muito fortes podem ser gerados em um curto período de tempo e o ajuste pode acontecer de forma puramente elétrica. Além disso, a magnetização desejada pode ser ajustada de uma forma orientada. O valor ajustado pode estar, conforme desejado, entre zero e a máxima retentividade do ímã ou entre a re- tentividade negativa e positiva quando a polaridade do ímã é invertida.

[0027] De preferência, pelo menos um dispositivo capacitor é provido a fim de tornar disponível a energia para a geração de, pelo menos, um pulso magnético.

[0028] Vantajosamente, pelo menos um acumulador de energia e, em particular, uma bateria é provido a fim de tornar disponível a energia para a geração de, pelo menos, um pulso magnético.

[0029] Em todos os refinamentos, de preferência, pelo menos um dispositivo de controle e/ou de verificação é provido a fim de gerar pulsos magnéticos do dispositivo de geração de campo magnético de maneira controlada e/ou regulada.

[0030] Para detectar os dados reais e/ou a posição da válvula, pelo menos um dispositivo sensor pode ser provido. Os sensores podem ser utilizados para a determinação direta ou indireta da magnetização do dispositivo magnético. Estes sensores ou seus resultados de medição são capazes de serem utilizados por um dispositivo de controle ou regulação a fim de determinar a força dos pulsos magnéticos a serem gerados.

[0031] Por exemplo, um sensor de campo magnético pode ser provido o qual determina a força do campo magnético no conduto de fluxo ou o qual deriva uma medida da força do campo magnético no conduto de fluxo. Quantidades físicas diretamente dependentes do campo magnético podem ser detectadas e o campo magnético pode ser determinado a partir destas. Também é possível utilizar sensores adicionais, tais como, por exemplo, um sensor de temperatura. Além disso, sensores de força, pressão, de deslocamento ou aceleração podem ser utilizados a fim de obter dados para controle ou regulação.

[0032] A forma e a força do campo magnético gerado podem ser influenciadas por meio de sensores adequados e pelo menos uma bobina. Os sensores podem ser integrados na válvula ou medir parâmetros externos que influenciam a regulação.

[0033] É preferível prover pelo menos um dispositivo de circuito ressonante de modo que um campo magnético alternado amortecido pode ser gerado para desmagnetização.

[0034] De preferência, pelo menos um conduto de fluxo é concebido como um intervalo raso ou compreende um intervalo raso que pode ser reto ou então curvo. Um intervalo raso curvo é entendido no contexto do presente pedido de patente como significando um segmento de um anel circular ou um anel circular completo. Campos magnéticos especialmente homogêneos podem ser gerados em um intervalo.

[0035] A fim de alcançar uma ampla gama de configurações no menor espaço de construção possível, uma pluralidade de intervalos individuais pode ser utilizada. O circuito magnético pode neste caso ser mantido pequeno, se os intervalos individuais se encontram um acima do outro (em série no circuito magnético). A área da seção transversal inundada pelo campo magnético não se altera com o número de intervalos, mas a intensidade do campo deve ser adaptada à soma das alturas dos intervalos individuais.

[0036] Vantajosamente, o dispositivo magnético é composto, pelo menos parcialmente de um material magnético duro, cuja coerciti- vidade é maior do que 1 kA/m e, em particular, maior do que 5 kA/m e de preferência maior que 10 kA/m. Esta parte também pode ser designada como um ímã ou núcleo que permanentemente torna possível que a força do campo seja gerada.

[0037] O dispositivo magnético também pode ser composto, pelo menos parcialmente de um material que tem uma coercitividade inferior a 1000 kA/m e, de preferência, inferior a 500 kA/m e, especialmente de preferência, inferior a 100 kA/m.

[0038] De preferência, a válvula e, em particular, o dispositivo magnético são compostos, pelo menos parcialmente, de tal material e são estruturados de tal forma que uma densidade de fluxo magné- tico de pelo menos 0,3 T e, em particular, pelo menos 0,5 T pode ser gerada no conduto de fluxo.

[0039] Em todos os refinamentos é preferível que o conduto de fluxo seja capaz de ser exposto a um campo magnético não homogêneo. A não homogeneidade do campo magnético no conduto de fluxo é, neste caso em particular, tão grande que a razão entre a intensidade máxima e mínima do campo é superior a 50 e, em particular, maior do que 1000 e, de preferência, superior a 50000.

[0040] Neste caso, a forma e a força do campo magnético no dispositivo magnético ou no conduto de fluxo são mantidas permanentemente. Se necessário, a forma e a força do campo magnético são capazes de serem variadas permanentemente por meio de pelo menos um pulso magnético do dispositivo de geração de campo magnético. A forma e a força do campo magnético também podem ser modificadas variavelmente no tempo ou localmente por meio de modulação orientada.

[0041] A área da seção transversal ou comprimento do conduto de fluxo, partes do dispositivo magnético e/ou o dispositivo de geração de campo magnético podem ser móveis em relação um ao outro.

[0042] Em todos os casos, em particular, o dispositivo magnético assegura um circuito magnético fechado em torno do conduto de fluxo, o campo magnético no conduto de fluxo sendo capaz de ser gerado pelo ímã, em particular sem o fornecimento de energia externa.

[0043] Por meio do ou, pelo menos, um dispositivo de geração de campo magnético, uma configuração e/ou variação permanente da magnetização do dispositivo magnético pode ser executada. De preferência, para este fim, uma bobina elétrica é utilizada a qual gera, por meio de um pulso de corrente, um pulso magnético que re- veste o campo do dispositivo magnético. Por meio do controle dirigido da intensidade da corrente da bobina elétrica, um pulso magnético definido pode ser gerado o qual, em virtude da magnetização remanescente do ímã, define uma intensidade de campo exatamente definida correspondente no dispositivo magnético. A magnetização do ímã pode ser reforçada, atenuada, anulada ou invertida em polaridade como uma função da intensidade do pulso.

[0044] Em todos os refinamentos, é concebível revestir o campo magnético pré- definido do ímã com um campo magnético adicional de uma bobina sem que a magnetização permanente do ímã seja variada. Para este efeito, tanto a bobina já existente ou uma bobina adicional podem ser utilizadas.

[0045] Isto é vantajoso, por exemplo, quando pontos de operação diferentes são necessários e menores, mas a adaptação contínua ou discreta é necessária em cada ponto de operação. Ações mais lentas tais como, por exemplo, compensação de temperatura, podem ter lugar via uma mudança na magnetização, enquanto ações rápidas em tempo real podem ser revestidas com o campo da bobina adicional.

[0046] Vantajosamente, pelo menos um dispositivo capacitor com um ou mais capacitores elétricos é provido. Isto proporciona a possibilidade de armazenar energia para um ou mais pulsos magnéticos de modo que, mesmo que uma fonte de corrente de baixa potência seja utilizada, um pulso magnético desejado pode ser desencadeado após o carregamento do capacitor.

[0047] O fornecimento de energia em um dispositivo capacitor pode aumentar a taxa de reação do sistema e, além disso, uma tensão maior acelera o desenvolvimento de um campo pela bobina. Também é possível por meio da tensão de carga do dispositivo capacitor determinar a intensidade do pulso magnético, sem variar a duração do pulso. Ao invés de ou em adição a um dispositivo capacitor, outros dispositivos também podem ser utilizados a fim de armazenar pelo menos parte da energia para pelo menos um pulso. O que pode ser pensado são, por exemplo, acumuladores indutivos, tais como molas ou transformadores.

[0048] O ímã do dispositivo magnético deve ser capaz, no circuito magnético existente, por um lado, de gerar uma alta intensidade de campo magnético, mas por outro lado a energia necessária para a inversão magnética não deve ser demasiado grande. É concebível fabricar apenas uma parte do dispositivo magnético, o ímã, a partir de material magnético duro e o resto de um material com baixa resistência magnética (relutância) e com densidade de fluxo de elevada saturação. Vantajosamente, este ímã está disposto na bobina ou na vizinhança imediata desta, uma vez que o campo da bobina para a inversão magnética é o mais forte ali e também pode ser controlado da melhor maneira.

[0049] Também é possível, no entanto, fabricar todo o dispositivo magnético de material magnético duro, caso em que relativamente mais material está disponível para gerar o campo ou as exigências magnéticas a serem satisfeitas pelo material se tornam menores.

[0050] Vantajosamente, o ímã é composto pelo menos parcialmente de um material que tem uma coercitividade maior do que 1 kA/m (= 1000 ampéres/metro) e, em particular, maior do que 5 kA/m e, de preferência, superior a 10 kA/m. Em particular, coercitividades de 30 kA/m, 40 kA/m ou 50 kA/m ou mesmo 100 kA/m ou 150 kA/m também são possíveis.

[0051] Especialmente de preferência, o ímã ou dispositivo magnético é composto, pelo menos parcialmente, de um material que tem uma coercitividade inferior a 1500 kA/m (= 1 500 000 ampé- res/metro) e de preferência inferior a 500 kA/m e, especialmente de preferência, inferior a 200 kA/m. A coercitividade reside, especialmente de preferência, em um intervalo de entre 10 kA/m e 200 kA/m.

[0052] De preferência, o dispositivo magnético é composto pelo menos parcialmente de um material, tal como Alnico (Alnico) ou de uma liga de aço magnética ou de um material com propriedades magnéticas comparáveis. Alnico é uma liga de alumínio, níquel e cobalto e parcialmente também de outros elementos, tais como, por exemplo, ferro ou cobre. ímãs permanentes podem ser produzidos de Alnico o qual geralmente pode ter uma retentividade de 0,7 a 1,2T e uma coercitividade de 30 a 150 kA/m ou mais.

[0053] Um ímã Alnico tem coercitividades relativamente elevadas e contrapõe de forma correspondente elevada resistência a campos magnéticos externos, de modo que a inversão magnética ou desmagnetização não é alcançada no circuito magnético fechado por meio de campos normais que ocorrem na natureza. Por outro lado, a coercitividade é relativamente baixa quando comparada, por exemplo, com neodímio e, portanto, desmagnetização com consumo de energia relativamente baixo é possível com um eletroímã ou uma bobina elétrica.

[0054] Outra vantagem do Alnico é o perfil da curva de desmagnetização (segundo quadrante no gráfico BH), a elevada estabilidade térmica e as boas propriedades químicas em relação a outros materiais magnéticos convencionais.

[0055] A força de magnetização depende da intensidade do pulso magnético, mas não do comprimento do pulso magnético, logo que certa duração de pulso mínima é atingida. O que é definido como a duração de pulso mínima é aquele período de tempo após o qual o material magnetizável atingiu uma magnetização correspon- dente à respectiva intensidade do pulso. Em particular, isto é entendido como significando que o período de tempo após o qual o material magnetizável atingiu uma magnetização máxima correspondente à respectiva intensidade do pulso. Após a duração mínima de pulso ser atingida, pulsos mais longos de igual intensidade já não aumentam a magnetização. A intensidade de corrente da bobina ou a tensão de carga do capacitor podem ser utilizadas como uma medida da intensidade do pulso magnético.

[0056] Esta duração de pulso mínima depende de muitos fatores, por exemplo, a configuração e os materiais do circuito magnético influenciam a formação de contracorrentes que neutralizam uma alteração no campo magnético ou que atrasam a sua alteração. Dentro desta duração do pulso mínimo, a força do pulso magnético pode também ser variada por meio da duração do pulso.

[0057] O comprimento de pulso dos pulsos magnéticos é, em particular, inferior a 1 minuto, de preferência, o comprimento do pulso é menor do que 1 segundo e, especialmente de preferência, inferior a 10 milissegundos. Para uma variação permanente e configuração da magnetização do ímã, pulsos magnéticos com um comprimento de pulso na região de alguns microssegundos podem ser suficientes, a magnetização definida do ímã subsequentemente estando disponível permanentemente por minutos, horas, dias e períodos de tempo ainda mais longos, até que a magnetização seja variada mais uma vez por meio do pulso magnético seguinte. A razão entre a duração da variação permanente na magnetização do ímã para o comprimento de pulso do pulso magnético é maior do que 10 e, em particular, maior do que 1000 e pode ser muito maior. Se for necessário, em uma sequência de tempo curto, gerar a saída de uma pluralidade de pulsos magnéticos a fim de alterar a magnetização definida do ímã, a duração da variação na magnetização do ímã pelos pulsos magnéticos pode até ser inferior a 10. No entanto, isso não muda em nada a situação em que o estado de magnetização do ímã que continuaria a persistir sem outros pulsos magnéticos.

[0058] O dispositivo para gerar o pulso magnético normalmente limita a duração de pulso mínima e tempos na região de centésimos ou décimos de segundo ou alguns milissegundos ou menos também são possíveis.

[0059] Uma vez que o conduto de fluxo contrapõe resistência relativamente alta ao fluxo magnético, pequenas alturas de intervalo são vantajosas. Alturas de intervalo no intervalo de 0,5 a 2 mm revelaram-se adequadas, mesmo intervalos de 0,1 a 10 mm ou ainda de 0,01 a 100 mm sendo concebíveis em aplicações específicas.

[0060] O comprimento do intervalo é essencialmente dependente da força contrária máxima a ser alcançada e da velocidade de fluxo. A formação em cadeia das partículas no campo magnético dura por certo tempo (tempo de parada, geralmente inferior a 1ms). Durante este tempo, a diferença de pressão correspondente ao campo magnético é ampliada. Se o comprimento do intervalo é menor do que o produto do tempo de parada e velocidade de fluxo, as partículas passam através do conduto de fluxo antes que a formação em cadeia esteja concluída completamente. A diferença de pressão alcançável neste caso cai marcadamente e o sistema não opera eficientemente.

[0061] Como resultado das medidas estruturais, por exemplo, o agrupamento das linhas de fluxo magnético pode ser alcançado, com o resultado de que uma densidade de fluxo ainda maior se torna possível no intervalo ou conduto de fluxo. Neste caso, a razão entre as densidades de fluxo no ímã ou no conduto de fluxo pode ser influenciada via a razão entre as áreas inundadas.

[0062] Em aplicações específicas é vantajoso se não somente a força, mas também a forma do campo magnético possa ser variada no conduto de fluxo. Se a válvula é utilizada, por exemplo, como um absorvedor de choque, o conduto de fluxo pode ser dividido em várias regiões através de um campo não homogêneo.

[0063] Regiões com nenhum campo, ou apenas um campo muito fraco, são designadas como seções de passagem e regiões com um forte campo como seções de bloqueio. As regiões situadas entre elas são as secções de transição na qual a intensidade do campo se eleva a partir de um valor baixo para um valor mais elevado.

[0064] O objetivo por meio de uma seção de atalho ou de passagem é a obtenção de cruzamento zero do perfil de for- ça/velocidade, em que um pistão estacionário começa a se mover, mesmo sob forças fracas ou muito fracas e, portanto, amortece os choques que ocorrem.

[0065] Em baixas velocidades, o fluido magnetorreológico flui unicamente através do atalho. Com um aumento na velocidade de fluxo, a perda de pressão no atalho aumenta, com o resultado de que o líquido magnetorreológico começa a fluir em regiões cada vez maiores na seção de transição. Quanto maiores as diferenças de pressão, maior o atalho se torna, por conseguinte, e menor a seção de transição se torna. O perfil de força/velocidade do amortecedor se achata ao longo da seção de transição.

[0066] Quando um valor crítico é alcançado no qual a tensão de cisalhamento do fluido magnetorreológico é atingido e excedido na seção de bloqueio, o líquido magnetorreológico flui em todo o conduto de fluxo. Como um resultado, quando a velocidade aumenta ainda mais, a pressão sobe em um grau menor do que antes.

[0067] Este comportamento, o cruzamento zero e o perfil de achatamento da curva de força/velocidade, são desejáveis, acima de tudo, em amortecedores de choque de bicicletas. Acima de tudo, devido à transição suave do intervalo de baixa velocidade para o intervalo de alta velocidade, um absorvedor de choques distingue-se pelo elevado conforto de viagem e maior segurança devido ao melhor contato com a estrada.

[0068] Uma válvula de acordo com a invenção torna possível que não somente a força, mas também a forma do campo magnético possa ser variada por meio de um pulso e possa ser mantida de forma permanente sem qualquer fornecimento adicional de energia.

[0069] Isto se torna possível, por exemplo, quando uma pluralidade de bobinas de um dispositivo de geração de campo magnético age sobre um ímã e produz, assim, magnetizações localmente diferentes. É vantajoso se o ímã está, neste caso, na vizinhança imediata do conduto de fluxo, uma vez que a magnetização localmente diferente do ímã pode assim gerar um campo magnético não homogêneo no conduto de fluxo.

[0070] Por outro lado, pode ser vantajoso se o ímã e conduto de fluxo são espaçados um do outro em diferentes locais no circuito magnético, o ímã e conduto de fluxo sendo conectados magneticamente um ao outro através de elementos de orientação de campo, tais como polos. Como resultado dos elementos de orientação de campo, um campo que é possivelmente não homogêneo localmente no ímã pode se tornar uniforme e atuar de forma homogênea no conduto de fluxo. Acima de tudo, quando uma pluralidade de dispositivos de geração de campo magnético atua conjuntamente em um conduto de fluxo, uma configuração pode, assim, ser especialmente vantajosa.

[0071] A invenção também é destinada a um absorvedor de choque, uma válvula como acima descrito sendo utilizada dentro do absorvedor de choque ou no absorvedor de choques, a fim de definir ou influenciar o amortecimento.

[0072] Amortecedores de choque com líquido magnetorreológi- co, que são construídos de acordo com a técnica anterior, podem, com custos relativamente baixos, ser modificados a fim de ser capaz de fazer uso do método de acordo com a invenção e das vantagens daí resultantes.

[0073] Um absorvedor de choque com pelo menos uma válvula integrada ao pistão também é possível e preferido, o dispositivo magnético sendo disposto no pistão e o cilindro que envolve o pistão não tendo que ser parte do dispositivo magnético e o dispositivo de geração de campo magnético sendo capaz de ser localizado fora do cilindro.

[0074] A invenção também se refere a um bocal para líquidos magnetorreológicos, a concepção do bocal correspondendo essencialmente a uma válvula como acima descrito. Bocal designa aqui, na maioria dos termos gerais, um sistema no qual o fluxo do líquido magnetorreológico primeiro experimenta uma mudança na seção transversal, antes ou depois de entrar na região magnetizável. A alteração na seção transversal pode ocorrer neste caso, por exemplo, por meio de um estreitamento ou um alargamento, enquanto que a alteração na seção transversal pode ser contínua ou então descontínua.

[0075] Em refinamentos preferenciais, regiões individuais do dispositivo magnético têm diferentes propriedades magnéticas duras, por exemplo, devido a diferentes materiais ou geometrias diferentes, com o resultado de que elas podem ser divididas em regiões com magnetização fixa ou variável, no caso de um campo magnético correspondente da unidade de geração de campo.

[0076] Vantajosamente, a unidade de geração de campo magnético é capaz de ser disposta ou colocada espaçada do, e sem ligação mecânica ao, dispositivo magnético.

[0077] O dispositivo de geração de campo magnético pode ser uma unidade separada que tem de ser conectada ao dispositivo magnético ou trazida para sua vizinhança unicamente para a inversão magnética do dispositivo magnético e, neste caso uma conexão suficiente pode ser um acoplamento magnético.

[0078] Em todos os refinamentos, é preferível que a energia seja transmitida sem linha. A transmissão pode acontecer, por exemplo, por rádio.

[0079] Em todos os refinamentos, uma pluralidade de circuitos magnéticos pode agir sobre o conduto de fluxo e o campo magnético pode ser gerado de forma diferente nos circuitos magnéticos individuais, por exemplo, por meio de ímãs permanentes, ímãs permanentes variáveis, bobinas ou uma combinação destes.

[0080] O campo magnético atuando no conduto de fluxo pode ser a soma dos campos magnéticos individuais de qualquer número e combinação de dispositivos magnéticos e dispositivos de geração de campo magnético.

[0081] O método de acordo com a invenção serve para operar uma válvula, na qual o campo magnético gerado permanentemente por um dispositivo magnético e agindo sobre um líquido magnetorreológico em pelo menos um conduto de fluxo é variado permanentemente por, pelo menos, um pulso magnético do dispositivo de geração de campo magnético.

[0082] De preferência, os pulsos magnéticos são gerados por, pelo menos, uma bobina elétrica que, em particular, é alimentada com a energia requerida via, pelo menos, um capacitor.

[0083] De preferência, os pulsos magnéticos são gerados por, pelo menos, uma bobina elétrica, pelo menos uma fração da energia requerida para um pulso sendo armazenada intermediamente em um capacitor.

[0084] Em um desenvolvimento do método, a energia requerida para adaptar a válvula ao seu estado de operação respectivo é derivada de condições ambientais, tais como vibrações, calor, pressão e semelhantes, que podem ser derivadas como resultado das alterações no estado de operação ou más-adaptações da válvula.

[0085] De preferência, a intensidade da magnetização permanente do dispositivo magnético pode ser variada via a força e/ou a duração dos pulsos magnéticos do dispositivo de geração de campo magnético.

[0086] Em todos os casos, o campo magnético pode ser utilizado para vedar as partes movidas umas em relação às outras, em que diferenças de fluxo correspondentes ou diferenças de pressão são definidas.

[0087] Vantajosamente, os pulsos magnéticos são mais curtos do que 1 minuto, de preferência inferior a 1 segundo e, em particular, inferior a 10 milissegundos.

[0088] A intensidade do campo capaz de ser gerada do dispositivo de geração de campo magnético é suficiente, em particular, para magnetizar as partes magnéticas duras do dispositivo magnético até a sua saturação magnética.

[0089] De preferência, pelo menos a forma e/ou a força do campo magnético do dispositivo magnético são/é variada permanentemente por, pelo menos, um pulso magnético do dispositivo de geração de campo magnético. Neste caso, os pulsos também podem ser produzidos por meio de, pelo menos, duas bobinas ativáveis separadamente.

[0090] A desmagnetização parcial ou completa do dispositivo magnético pode acontecer por meio de um campo magnético alternado amortecido ou pelo menos um pulso magnético. A fim de cancelar magnetização existente, um campo magnético alternado com uma intensidade de campo decrescente pode ser adotado. Uma versão preferida utiliza para esse efeito um circuito elétrico ressonante amortecido. É também possível, no entanto, usar um trem de pulsos magnéticos individuais com intensidade decrescente e com, em cada caso, polaridade invertida a fim de reduzir ou cancelar a magne-tização do ímã. O dispositivo de circuito ressonante pode ser composto por uma bobina e um capacitor, caso em que a bobina do dispositivo de geração de campo magnético também pode ser parte do circuito ressonante.

[0091] Em uma variante de projeto, o progresso da desmagneti- zação é feito dependente da magnetização instantânea do ímã. Por exemplo, no caso de magnetização fraca do ímã, a sua desmagneti- zação pode ter lugar por meio de pulsos fracos correspondentes. O campo magnético alternado com intensidade decrescente pode iniciar com uma baixa intensidade correspondente, com o resultado de que tempo e energia podem ser poupados.

[0092] É possível que o dispositivo magnético seja desmagneti- zado de maneira orientada, a determinados intervalos de tempo ou após um número definido de inversões magnéticas, a fim de descartar desvios cumulativos. É também possível que, antes de qualquer alteração na magnetização, a unidade magnética seja primeiramente desmagnetizada a fim de configurar condições iniciais definidas.

[0093] Os pulsos magnéticos são capazes de serem gerados automaticamente por um dispositivo de controle ou de serem ativados manualmente a fim de alterar a magnetização do dispositivo magnético.

[0094] Em casos específicos, um benefício em termos de peso e de espaço pode ser conseguido utilizando a retentividade e a pulsação de uma bobina que não tem de ser sempre ativa. Os fios da bo- bina podem ter dimensionamentos mais estreitos e leves porque eles são ativos, em cada caso, somente por um curto tempo de funcionamento. Isto pode propiciar benefícios em termos de peso, necessidade de espaço e custos.

[0095] Por conseguinte, pode ser vantajoso em aplicações específicas que, em virtude da pulsação da bobina elétrica, esta última possa ser concebida para ser marcadamente menor do que se tivesse que ser concebida para uma duração 100% no modo ligado. O aquecimento da bobina geralmente não desempenha qualquer papel na pulsação, uma vez que picos breves de perda de potência são tamponados pela capacidade de aquecimento inerente da bobina e dos componentes que rodeiam a bobina. Como resultado, densidades de corrente muito altas podem ser toleradas nos enrolamentos ou linhas mais finas podem ser usados, desde que a perda de potência média permaneça aceitável por longos períodos de tempo.

[0096] Geralmente, no caso de uma bobina menor o circuito magnético em torno da bobina também pode ser menor e, por conseguinte, uma quantidade relativamente grande de espaço de construção, material, peso e custos podem ser poupados. Neste caso, apenas o consumo de energia para um pulso individual aumenta, mas isto pode ser facilmente tolerado, dependendo da aplicação.

[0097] Em todos os refinamentos, pode ser possível levar a cabo o fornecimento de energia sem linhas. O fornecimento de energia, por exemplo, a partir da fonte de corrente para a eletrônica de potência ou a partir da eletrônica de potência para a bobina pode ter lugar através de acoplamento elétrico, magnético ou eletromagnético, tal como, por exemplo, uma ligação de rádio. Onde uma bicicleta é afetada, a fonte de alimentação pode ter lugar a partir de fora, por exemplo, através de uma estação de ancoragem. Também é possível fornecer energia para todos os consumidores (garfo, absorvedor de choque traseiro, visor) através de uma fonte de energia na bicicleta. O fornecimento de energia também pode ter lugar de uma forma semelhante no caso de uma bota de esqui, esqui ou telefone móvel ou para os sensores.

[0098] O fornecimento de energia por rádio pode eventualmente ter menor eficiência do que a fiação convencional. Além disso, a transmissão de energia e seu intervalo podem ser limitados. Dependendo da aplicação, no entanto, tais desvantagens não causam nenhum problema. É vantajoso que nenhum desgaste de contatos ocorra. A transmissão de energia geralmente é protegida contra a inversão de polaridade e à prova de curto-circuito, uma vez que há apenas energia limitada no lado secundário. Além disso, nenhuma ruptura do cabo é possível e o dispositivo é, em geral, mais móvel.

[0099] Em tais refinamentos, no entanto, é vantajoso armazenar a energia intermediariamente para pelo menos um pulso em um capacitor. O fornecimento de energia do sistema pode, consequentemente, ter potência mais baixa, uma vez que picos de potência breves de um pulso são absorvidos pelo capacitor. Além disso, o fornecimento de energia descontínuo ou pulsado também pode ser usado.

[00100] Um possível estágio de extensão da presente invenção é um sistema completamente independente, que é alimentado com energia sem fios. É concebível, por exemplo, ter utilização em um absorvedor de choque para uma bicicleta que é alimentada com energia por, pelo menos, um pequeno ímã em um pneu. Quando a roda se move, o ímã é movido além do absorvedor de choque ou uma bobina no absorvedor de choque. Uma tensão é assim induzida na bobina e pode ser armazenada no capacitor para o próximo pulso.

[00101] Em geral, quaisquer unidades de armazenamento de energia desejadas para o fornecimento de energia podem, portanto, ser utilizadas, por exemplo, células solares, geradores termoelétri- cos ou cristais piezoelétricos. Elementos que convertem vibrações em energia também podem, portanto, ser utilizados de forma altamente vantajosa para alimentação de um sistema de amortecimento. Mesmo no amortecimento exatamente sintonizado, normalmente certas vibrações ainda são transferidas, as quais podem servir, pelo menos, para a manutenção do sistema e para a alimentação do controle e para aquisição de dados. Se o conversor de energia é excitado por vibrações mais elevadas, porque a configuração instantânea do amortecimento é inadequada ou o terreno é de um tipo correspondente, a energia é convertida e é armazenada no capacitor. Se o desvio de amortecimento dura bastante o suficientemente ou é suficientemente grande, a energia no capacitor é suficiente para ajustar o absorvedor de choque para um novo valor ótimo.

[00102] Uma versão semelhante a uma escova de dente elétrica, em que o fornecimento de energia tem lugar por acoplamento indutivo, também pode ser prevista. Neste caso, por exemplo, o acumulador de uma unidade amortecedora de choque independente pode ser indutivamente carregado, sem cabos danificados ou contatos corroídos ou sujos obstruindo a operação de carga. A energia pode ser transmitida a longas distâncias por ressonância magnética. Outras vantagens e características da presente invenção podem ser obtidas a partir das modalidades exemplificativas que são explicadas com referência às figuras que acompanham.

[00103] Nas figuras:

[00104] a figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma válvula de acordo com a invenção;

[00105] a figura 2 mostra um gráfico esquemático de tempo das intensidades do campo magnético durante inversão magnética;

[00106] a figura 3 mostra uma seção transversal por uma variante de projeto de uma válvula de acordo com a invenção;

[00107] a figura 4 mostra uma seção longitudinal por uma variante de projeto como um pistão em um absorvedor de choque;

[00108] a figura 5 mostra uma ilustração esquemática de uma válvula alternativa;

[00109] a figura 6 mostra outra ilustração esquemática de uma válvula alternativa;

[00110] a figura 7 mostra uma válvula adicional em uma ilustração esquemática em corte;

[00111] a figura 8 mostra o pistão da válvula de acordo com a figura 7 em uma vista em perspectiva esquemática;

[00112] a figura 9 mostra o pistão da válvula de acordo com a figura 7 em uma vista frontal esquemática;

[00113] a figura 10 mostra uma válvula adicional em uma ilustração esquemática em corte;

[00114] a figura 11 mostra a válvula de acordo com a figura 10 durante o ajuste da intensidade do campo;

[00115] a figura 12 mostra ilustrações esquemáticas de um esqui com um absorvedor de choques de acordo com a invenção;

[00116] a figura 13 mostra uma vista altamente esquemática de uma válvula que pode ser influenciada temporariamente por um circuito de controle;

[00117] a figura 14 mostra uma válvula adicional em uma ilustração esquemática em corte, e

[00118] a figura 15 mostra a válvula de acordo com a figura 14, em uma ilustração esquemática em corte e em outro estado de operação.

[00119] A figura 1 mostra uma ilustração altamente esquemática de uma válvula 1 de acordo com a invenção. De forma que a opera- ção possa ser ilustrada mais claramente, linhas de fluxo magnético 6, ilustradas como vetores, foram representadas.

[00120] Na região do conduto de fluxo 2, o campo magnético 9 do ímã ou dispositivo magnético 7 pode agir sobre o líquido magnetorreológico 12. No campo magnético 9, as partículas 30 do líquido magnetorreológico 12 são orientadas e formam cadeias, com o resultado de que a viscosidade do líquido aumenta. A viscosidade pode ser ajustada, como desejado, dentro de uma ampla gama via a força do campo magnético efetivo 9.

[00121] A tensão de cisalhamento que o líquido magnetorreológico 12 pode desenvolver também é dependente do campo magnético 9. Se a diferença de pressão no conduto de fluxo 2 for menor do que a tensão de cisalhamento, o fluxo é impedido. Até este limite, a válvula 1 bloqueia o fluxo completo do líquido magnetorreológico12.

[00122] O conduto de fluxo 2 forma, em conjunto com o dispositivo magnético 7, que aqui compreende o condutor de anel 5 e o núcleo 3 ou ímã, um circuito magnético fechado. Vantajosamente, o dispositivo magnético 7 é pelo menos parcialmente ferromagnético e contrapõe baixa resistência (relutância) para o fluxo magnético.

[00123] Na modalidade exemplificativa de acordo com a figura 1, apenas o núcleo 3 do dispositivo magnético 7 é composto de material magnético duro, mas expressamente qualquer parte do dispositivo magnético 7 pode ter, pelo menos parcialmente, propriedades magnéticas duras. O núcleo 3 foi magnetizado em uma forma definida por um pulso magnético anteriormente aplicado 10. Por conta de suas propriedades magnéticas duras, o núcleo mantém permanentemente esta magnetização e, portanto, ele próprio se torna um ímã permanente. O campo magnético 9 que determina a resistência ao fluxo da válvula 1 é gerado pelo núcleo 3 sem qualquer fornecimento de energia externa e é mantido permanentemente sem qualquer energia adicional sendo fornecida.

[00124] Além disso, um dispositivo de geração de campo magnético 8 está presente. O dispositivo de geração de campo magnético 8 é concebido aqui como uma bobina elétrica 4 e aqui rodeia o núcleo 3. Em muitas aplicações é suficiente alterar o campo magnético atuante 9 (cf. figura 2) apenas no caso de variações nas condições de operação externas e adaptá-lo às novas condições. Para alterar a magnetização do dispositivo magnético 7, um campo magnético 31 é gerado por meio da bobina. Dependendo do tamanho da corrente da bobina, a bobina 4 gera um campo magnético correspondente 31 que reveste o campo magnético 9 do dispositivo magnético 7. Um pulso magnético curto 10 da bobina 4 ou do dispositivo de geração de campo magnético 8 é suficiente para magnetizar permanentemente o núcleo 3 a qualquer valor desejado.

[00125] A duração do pulso 34 do pulso 10 é geralmente determinada pelo dispositivo de geração de campo magnético 8, uma vez que, por exemplo, o tempo de elevação da corrente da bobina 4 é marcadamente maior que o tempo realmente requerido para a reversão magnética do material do dispositivo magnético 8. Por conseguinte, a força do campo do pulso magnético resultante 10 pode ser ajustada via duração do pulso 34, equivalente ao tempo de elevação da corrente de bobina. O pulso magnético 10, por sua vez, define a magnetização permanente do material magnético duro. A magnetização pode assumir permanentemente qualquer valor dese-jado entre zero (desmagnetizado) e um máximo (retentividade) ou por inversão magnética entre um máximo negativo e um máximo positivo, como função das propriedades magnéticas do dispositivo magnético 7. É preferível que a intensidade do campo capaz de ser gerada 31 do dispositivo de geração de campo magnético 8 seja maior do que a coercitividade do material magnético duro. A fim de alcançar a saturação do ímã 7, é vantajoso se a intensidade do campo capaz de ser gerada pela bobina 4 alcançar preferencialmente cerca de cinco vezes o valor, ou mais, da coercitividade como uma função do material magnético. Isto assegura que qualquer magnetização do dispositivo magnético 7 possa ser executada de forma confiável e reproduzível.

[00126] A figura 2 ilustra esquematicamente uma operação de inversão magnética. A força do campo magnético 9 está ilustrada contra o tempo, a intensidade do campo 9 do dispositivo magnético 7 sendo ilustrada por pontos e a intensidade do campo 31 do dispositivo de geração de campo magnético 8, por uma linha contínua. A força do campo magnético 9 do dispositivo magnético é, neste caso, elevada de uma primeira intensidade de campo 9a a uma segunda força de campo 9b maior.

[00127] Pode ser visto claramente que na parte esquerda do gráfico o dispositivo de geração de campo magnético 8 não está operativo, com a exceção do pulso curto 10, e a sua força de campo 31 é, portanto, também zero. Seu campo não é necessário para a operação normal e, portanto, também não há necessidade de fornecimento de energia.

[00128] A energia é brevemente necessária apenas para inversão magnética, neste caso, a fim de reforçar a magnetização 9 da unidade magnética 7. Por exemplo, neste caso, a magnetização 9 do ímã 7 pode ser reforçada por meio de um pulso de corrente curto na bobina 4, a fim de aumentar a resistência ao fluxo da válvula 1 permanentemente.

[00129] Enquanto que o comprimento do pulso 34 para o pulso magnético 10 é apenas muito curto e pode encontrar-se na região de alguns milissegundos, o ímã 7 ou dispositivo magnético 7 tem, subsequentemente, a elevada intensidade do campo magnético 9b de forma permanente que, no caso de uma intensidade do campo magnético correspondente 31 do pulso magnético 10, pode até mesmo se estender para a saturação do material magnético duro utilizado.

[00130] Deve-se notar que os perfis de curva na figura 2 estão ilustrados apenas esquematicamente. Em detalhe, o pulso 10 não tem um salto, mas em vez disso um tempo de elevação que é dependente do circuito magnético 7 e da bobina 4 e após o qual a intensidade do campo 31, máxima sob as pré-condições dadas, é definida. No caso de um fornecimento constante da bobina 4, a intensidade do pulso 10 pode ser ajustada dentro deste tempo de elevação via duração do pulso 34.

[00131] A partir de certa duração do pulso 34, pulsos mais longos 10 não causam qualquer aumento adicional na magnetização 9. A intensidade do pulso 10, neste caso, depende apenas da intensidade do campo 31, que pode ser variada via o fornecimento da bobina 4. A corrente da bobina pode ser definida, por exemplo, via o tamanho da tensão de alimentação ou, no caso de uma tensão constante, por modulação PWM.

[00132] É concebível combinar as possibilidades e variar a força do pulso 10 via a duração do pulso 34 e força do campo 31. O pulso 10 não tem de ser retangular, mas pode ter quaisquer perfis de curva, tais como, por exemplo, sinusoidal (meia-onda) ou em forma de dente de serra. Em particular, perfis de curva das descargas do capacitor podem ser previstos.

[00133] Além disso, a figura 2 mostra esquematicamente, na parte direita do gráfico, uma situação em que a bobina 4 também é utilizada para a modificação do tempo do campo magnético ativo 9. Se a bobina 4 é atuada apenas por um campo magnético fraco e, por exemplo, tempo-variável 31a, que está representado por uma linha contínua na parte direita da figura 2, o campo magnético ativo geral 9 ou 9c é influenciado de forma correspondente e, dependendo da sua polarização, é reforçado ou enfraquecido. Influência dinâmica do campo magnético ativo 9 é, por conseguinte, também possível sem a magnetização do material magnético duro ser variada.

[00134] Fica claro a partir da figura 2 que a economia de energia, em comparação com um sistema convencional que requer corrente permanentemente, é considerável. A economia também depende da frequência de reversões magnéticas. No entanto, mesmo no caso de inversão magnética frequente, por exemplo, à razão de segundos, a demanda de potência e energia é menor do que no caso de um ab- sorvedor de choque comparável de acordo com a técnica anterior. Se a inversão magnética é acionada apenas quando necessária, por exemplo, no caso de um absorvedor de choque, quando a natureza da estrada se altera, a vantagem, em comparação com outros sistemas, é refletida consideravelmente mais claramente.

[00135] A magnetização do dispositivo magnético 7 pode ser enfraquecida ou invertida em polaridade por meio de pulsos magnéticos 10 de polaridade inversa. A desmagnetização também pode ser gerada por um campo magnético alternado enfraquecedor, caso em que o campo magnético alternado pode ser composto de meias- ondas sinusoidais ou de qualquer outra forma de pulso outro com polaridade alterada e com amplitude decrescente.

[00136] A figura 3 mostra uma seção transversal por uma variante de projeto de uma válvula 1 de acordo com a invenção, uma linha de fluxo 6 do campo magnético 9 sendo representada por uma questão de clareza. Na região dos condutos de fluxo 2, as linhas de fluxo 6 passam virtualmente perpendiculares (normalmente às faces do polo 16) através do intervalo 27 e agem normalmente para a direção de fluxo do líquido magnetorreológico 12. O efeito reológico, assim, atinge o seu máximo.

[00137] O núcleo central 3 é composto de um material magnético duro e é magnetizado na direção da linha de fluxo 6 representada. Diretamente adjacente ao núcleo 3 estão condutos de fluxo 2 e 2a através dos quais o fluxo passa perpendicularmente ao plano do desenho.

[00138] O condutor de anel 5 em torno de uma válvula 1 serve, por um lado, como um limite dos condutos de fluxo 2, 2a e, por outro lado, como um retorno para o campo magnético. O dispositivo magnético 7 é composto do núcleo 3 e do condutor de anel 5, uma bobina 4 e isoladores 11 também sendo providos adicionalmente na válvula 1. Os intervalos remanescentes 27 servem como condutos de fluxo 2 e 2a.

[00139] É vantajoso fabricar a partir de material magnético duro apenas aquela fração do dispositivo magnético 7 que é necessária para ser capaz de manter uma força de campo específica 9 e densidade de fluxo na parte restante do dispositivo magnético 7 e no conduto de fluxo 2. Por exemplo, apenas parte do núcleo 3 pode ser feita de Alnico e o resto pode ser composto de outro material ferromagnético.

[00140] Também é possível fabricar todo o dispositivo magnético 7 a partir de um material com propriedades magnéticas duras. Se, por exemplo, o núcleo 3 e condutor de anel 5 forem fabricados a partir de material magnético duro, suas respectivas coercitividades podem ser menores do que se apenas parte do núcleo 3 for composta por material magnético duro.

[00141] Na ilustração de acordo com a figura 3, uma bobina 4, que rodeia o núcleo 3 e que pode ser usada como um dispositivo de geração de campo magnético 8 pode ser vista em ambos os lados do dito núcleo 3. O campo magnético 31 da bobina 4 reveste o cam- po do dispositivo magnético 7 e, no caso de uma intensidade correspondente, pode variar a magnetização do núcleo 3 de forma permanente.

[00142] Pequenos revestimentos do campo magnético 31 que não alteram permanentemente a magnetização do dispositivo magnético podem igualmente ser gerados pela bobina 4. Neste caso, por meio do campo magnético ativo 9, o ponto de operação da válvula 1 é fixo e pequenas e rápidas correções na região do ponto de operação podem ser executadas pela bobina 4, com consumo de energia relativamente baixo.

[00143] Além disso, os isoladores 11 que delimitam lateralmente os condutos de fluxo 2 e 2a e não conduzem ou mal conduzem magneticamente, são providos nos lados do núcleo 3. O material dos isoladores 11 contrapõe elevada resistência ao fluxo magnético e, por conseguinte, este último é propagado na sua maior parte dentro do núcleo 3 e condutor anel 5 e passa através dos condutos de fluxo 2 e 2a, tão perpendicularmente quanto possível.

[00144] Na versão de acordo com a figura 3, a válvula 1 é formada pelo condutor de anel 5, o núcleo 3 recebido nesse ponto, a bobina 4 e os isoladores magnéticos 11 e também os condutos de fluxo 2 e 2a. O condutor de anel 5 pode ser concebido, por exemplo, como um corpo de pressão e ser integrado em um sistema de linha onde a válvula 1 pode ser usada para controlar o fluxo.

[00145] No entanto, uma válvula 1 de acordo com esta versão também pode ser usada, por exemplo, em um pistão 14 de um amortecedor 13 ou de um absorvedor de choque. É vantajoso, neste caso, que as propriedades de amortecimento possam ser variadas por meio de um pulso de corrente 10 e, consequentemente, possam ser mantidas de forma permanente sem qualquer fornecimento de energia.

[00146] A figura 4 mostra uma seção longitudinal esquemática através de uma região de um absorvedor de choque magnetorreoló- gico 13, linhas de fluxo 6 novamente sendo representadas para uma melhor compreensão.

[00147] O dispositivo magnético 7 é composto aqui de um núcleo magnético duro 3, das tampas de polo 16 e do condutor de anel 5. O núcleo magnético duro 3 gera um campo magnético 9, dependendo da magnetização, isto é o mesmo que dizer que é um ímã ajustável. O que se aplica aqui, também, é que qualquer parte desejada do dispositivo magnético 7 pode ser composta inteiramente ou então apenas parcialmente de material magnético duro.

[00148] As tampas de polo 16 adjacentes ao núcleo 3 conduzem o campo para o conduto de fluxo 2 por meio do qual o campo magnético 9 pode passar na região das tampas de polo 16. O campo magnético 9 é retornado para o lado oposto do pistão 14 via o condutor de anel 5.

[00149] O núcleo 3 é cercado por uma bobina elétrica 4 que pode variar de forma permanente a magnetização do núcleo 3 via um pulso magnético 10. A magnetização pode, neste caso, ser cancelada, assumir qualquer valor entre zero e a magnetização máxima possível (retentividade) ou ser invertida em polaridade.

[00150] Como uma função do campo magnético ativo 9, uma resistência ao fluxo surge no conduto de fluxo e, correspondentemente, inibe o movimento do pistão 14. O movimento relativo do pistão 14 em relação ao condutor de anel 5 é transmitido por uma haste de pistão 15.

[00151] Representado esquematicamente na haste de pistão 15 estão cabos de conexão 17 que podem conectar a bobina 4 para o suprimento e transmitir os dados de sensor do sensor 25. O dispositivo de controle 18 igualmente representado esquematicamente po- de incluir elementos de controle e regulação, o fornecedor de energia 24, sensores 25, dispositivo capacitor 24a ou um dispositivo de circuito ressonante 26.

[00152] Em um absorvedor de choque de acordo com a técnica anterior, é feita uma tentativa para manter a magnetização residual remanescente do material tão fraca quanto possível. Um campo magnético residual iria aumentar a resistência ao fluxo no estado sem corrente e, assim, reduzir o intervalo de configuração do amortecedor 13. Além disso, o campo residual opõe inversão magnética rápida e isto pode reduzir o tempo de resposta do absorvedor de choque 13.

[00153] O absorvedor de choque 13 ilustrado na figura 4, em contraste com a técnica anterior, tem material magnético duro a fim de obter um campo magnético 9 que existe permanentemente como resultado da sua magnetização e que pode ser ajustado como desejado. Uma configuração existente do absorvedor 13 é mantida mesmo no estado sem corrente, até que a configuração seja alterada pela bobina 4, por meio de um pulso magnético 10.

[00154] Isto proporciona uma vantagem substancial do absorvedor de choque 13 ilustrado na figura 4, em comparação com a técnica anterior: a energia é necessária apenas durante o ajuste do absorvedor de choque 13; a operação pode de outro modo ter lugar de uma maneira completamente sem corrente. Além disso, a utilização do fluido magnetorreológico proporciona vantagens adicionais, tais como, por exemplo, um tempo de reação rápido, um intervalo de ajuste amplo, uma configuração robusta, nenhum elemento de ajuste mecânico movido, capacidade de ativabilidade elétrica, etc.

[00155] Em uma aplicação típica, quando o absorvedor de choques é ajustado somente quando há uma alteração no perfil de requisitos, tal como, por exemplo, alteração de solo no caso de um absorvedor de choque de bicicleta, a economia de energia é muito elevada em comparação com um absorvedor de choque de acordo com a técnica anterior. Precisamente no que diz respeito a aplicações móveis, nas quais o peso do sistema e o tempo de uso são críticos, baterias menores e tempos de operação marcadamente mais longos podem ser uma vantagem técnica muito decisiva ou tornar possível o uso pela primeira vez.

[00156] Para vedar o pistão absorvedor de choque 14 no alojamento do absorvedor de choque, um anel de pistão pode ser provido como uma vedação. É também possível, no entanto, que o campo magnético do dispositivo magnético 7 em si ou de ímãs adicionalmente conectados assegure vedação completa com relação ao alojamento do absorvedor de choque, uma vez que o campo magnético 9 do dispositivo magnético 7 provoca a formação em cadeia das partículas 30 no fluido magnetorreológico 12, de modo que é gerada vedação suficiente entre o alojamento do absorvedor de choque e o pistão 14 disposto nele.

[00157] As figuras 5 e 6 ilustram outras modalidades exemplifica- tivas esquemáticas, duas bobinas elétricas 4, 4a (figura 5) e três bobinas elétricas 4, 4a, 4b (figura 6) sendo utilizadas em conjunto com núcleos 3, 3a e 3b correspondentes. As duas modalidades exempli- ficativas têm em comum o fato de que podem variar o campo magnético ativo 9 no conduto de fluxo 2 não só em termos da sua força, mas também em termos da sua forma.

[00158] Um conduto de fluxo central 2 é provido na figura 5, elementos em forma de C 32 e 32a, que no total geram o condutor de anel 5, sendo providos em ambos os lados. Neste caso, a metade esquerda 33 e a metade direita 33a podem inicialmente ser consideradas separadamente. O campo magnético gerado pelo núcleo 3a na metade direita 33a é guiado pelo condutor de anel 5a até o con- duto de fluxo 2, que aqui tem um projeto tipo intervalo.

[00159] Provido no conduto de fluxo 2 está um líquido magnetor- reológico 12, que é exposto aqui, na região da metade direita 33a, a um forte campo magnético pelo dispositivo magnético 7. Uma seção de bloqueio 21 é assim gerada sobre a metade direita 33a e amortece ao máximo o fluxo lá.

[00160] A metade esquerda 33 do conduto de fluxo 2 é influenciada essencialmente pelo campo magnético do segundo núcleo 3. Aqui, na modalidade exemplificativa, um campo fraco é gerado pelo núcleo esquerdo 3 e é polarizado em oposição ao campo do núcleo direito 3a, como também pode ser claramente reunido graficamente a partir da densidade das linhas de fluxo do campo magnético. Parte do campo do núcleo direito 3a sofre um curto-circuito via o núcleo esquerdo 3 e não há nenhum campo presente na região esquerda do conduto de fluxo 2, com o resultado de que o líquido magnetorre- ológico 12 pode fluir, sem influência, nesta região.

[00161] No meio do conduto de fluxo 2, a seção de transição 20 é formada na qual a intensidade do campo aumenta para a direita. Dependendo da diferença de pressão do meio flutuante, este último flui somente através da seção de passagem 19, adicionalmente uma região da seção de transição 20 ou todo o conduto de fluxo 2. Isto pode dar origem, por exemplo, na utilização em um absorvedor de choque 13, a curvas características de absorvedores de choque específicas que podem ser ajustadas dentro de um amplo intervalo, via pulsos magnéticos 10 das bobinas 4, 4a.

[00162] Não ilustradas na figura 5 estão outras magnetizações dos núcleos 3, 3a, tais como, por exemplo, a magnetização igualmente forte e homopolar dos dois núcleos 3, 3a, que gera um campo magnético homogêneo de força variável em todo o conduto de fluxo 2. O campo magnético 9 pode ser adaptado em forma e força, den- tro de um amplo intervalo, por meio do projeto do dispositivo magnético 7 e da magnetização dos núcleos 3, 3a, de tal modo que praticamente quaisquer curvas características de resistência/velocidade do fluxo desejadas possam ser geradas pela válvula 1.

[00163] Qualquer parte dos núcleos 3 e 3a ou dos condutores de anel 5, 5a pode ser fabricada a partir de material magnético duro, mas a região enrolada em torno das bobinas 4 e 4a é a mais adequada, uma vez que campos especialmente altos e homogêneos podem ser alcançados aí.

[00164] A figura 6 ilustra uma solução esquemática com três núcleos 3, 3a e 3b e com as bobinas elétricas associadas 4, 4a e 4b, as mais diversas condições possíveis para o conduto de fluxo 2 sendo obtida como um resultado de uma configuração diferente da magnetização respectiva.

[00165] A soma dos campos magnéticos individuais dos núcleos 3, 3a e 3b resulta um campo total 9 que inunda o conduto de fluxo 2. Neste caso, como descrito na figura 5, a forma e a força do campo magnético resultante 9 podem ser influenciadas. O núcleo direito 3 é aqui o núcleo principal e este determina a força básica do campo do dispositivo magnético 7. Os núcleos do lado esquerdo 3a e 3b são menores e como núcleos de controle podem influenciar o campo do dispositivo magnético 7 no conduto de fluxo 2.

[00166] Se os núcleos de controle 3a, 3b são polarizados de forma idêntica ao núcleo principal 3, o conduto de fluxo 2 tem prevalecendo nele um campo magnético homogêneo, cuja força depende da magnetização de todos os núcleos 3, 3a e 3b. Se os núcleos de controle 3a e 3b têm polaridade invertida em relação ao núcleo principal 3, um campo magnético não homogêneo pode ser formado no conduto de fluxo 2.

[00167] Tal como na figura 5, várias seções, tais como a seção de passagem 19, a seção de transição 20 e a seção de bloqueio 21, podem assim ser formadas. A forma das seções depende da magnetização dos núcleos individuais e pode ser configurada em um amplo intervalo. É também possível que os dois núcleos de controle 3a e 3b tenham polaridades opostas (caso em que um deles novamente tem a mesma polaridade que o núcleo principal 3). O intervalo de configuração das curvas características da válvula pode, assim, ser ainda mais ampliado.

[00168] Em contraste com a figura 5, o material magnético duro deve ser disposto na região das bobinas 4, 4a e 4b de modo que um campo definido possa ser gerado no conduto de fluxo 2 no estado sem corrente. Alternativamente, no entanto, o condutor de anel 5 pode ter propriedades magnéticas duras na sub-região diretamente adjacente ao conduto de fluxo.

[00169] As figuras 7 a 9 ilustram outra modalidade exemplificati- va, em que o campo magnético serve como uma vedação para um pistão 14. A ilustração esquemática mostra o pistão 14 ou aquela parte do pistão que veda os dois lados do pistão um em relação ao outro. A mesma configuração também pode ser utilizada como uma válvula 1 simples, com a qual os condutos de fluxo adicionais podem ser possivelmente dispensados. Neste caso, um intervalo está presente como um conduto de fluxo 2 entre o pistão 14 e o cilindro 35. O intervalo pode se estender ao longo de toda a circunferência do pistão 14 ou então apenas sobre sub-regiões do mesmo.

[00170] Dependendo do uso como uma válvula ou como uma vedação, a resistência ao fluxo ou a diferença de pressão bloqueável de um lado do pistão para o outro podem ser variadas via a força do campo magnético.

[00171] O intervalo ou conduto de fluxo 2 reduz o atrito, em comparação com uma vedação convencional, e serve como um disposi- tivo de alívio de pressão ou, com retentividade ou com apenas uma bobina 4, como proteção contra sobrecarga variável. O intervalo anular 42 é aqui o conduto de fluxo controlável 2 e constitui assim uma válvula 1 simples.

[00172] Em aplicações com fluidos magnetorreológicos (MRF) 12 ou ferrofluido, um volume tal como, por exemplo, uma câmara de alta pressão 38 pode ser selada com relação a um segundo volume, tal como, por exemplo, uma câmara de baixa pressão 39, por meio de um campo magnético. Um atrito muito pequeno pode assim ser alcançado, em comparação com vedações convencionais, o que é vantajoso, por exemplo, no caso de movimentos lineares do pistão ou eixos rotativos. Em um exemplo real, apenas metade da força de deslocamento foi medida, em comparação com vedações de borracha.

[00173] Em aplicações específicas, é especialmente vantajoso neste caso que o MRF, quando atinge uma determinada diferença de pressão, abra caminho e bloqueie de novo imediatamente tão logo o pico de pressão seja reduzido. Assim, sistemas podem ser protegidos contra sobrecarga ou a vedação assume a função de uma válvula de segurança 1. Se o campo magnético da vedação é gerado por um material com magnetização variável, a diferença de pressão a partir da qual o MRF abre caminho também pode ser ajustada através da magnetização.

[00174] A modalidade exemplificativa ilustrada em corte na figura 7 mostra a configuração de uma válvula 1 com uma vedação magnética. O pistão 14 é composto aqui de uma haste de pistão 15 que está rodeada por um núcleo 3. Dois polos de ferro periféricos 16, sobre os quais uma bobina 4 é recebida, são providos radialmente ainda mais para fora. O fornecimento de energia pode ter lugar, por exemplo, via uma haste de pistão oca 15 ou sem fio, a partir de fora.

[00175] Um isolador magnético 11 é provido radialmente do lado de fora entre os polos 16. O isolador magnético 11 pode ser utilizado ao mesmo tempo como um anel de suporte 36 e/ou como um anel guia. Localizado radialmente no interior está o núcleo 3 que é composto, pelo menos parcialmente, de material magnético duro. Qualquer elemento do circuito magnético, tal como, por exemplo, os polos de ferro 16, pode ser composto aqui, pelo menos parcialmente, de material magnético duro.

[00176] No estado magnetizado, o núcleo 3 gera um campo magnético 9 que está ilustrado pelas linhas de fluxo 6 na região superior da figura 7 e que é fechado radialmente para fora do pistão 14 através do MRF. Nesta região, o MRF é espessado de tal modo a proporcionar uma função de vedação de um lado do pistão 38 para o outro lado do pistão 39. Nesta região, o fluxo de MRF é impedido até uma diferença de pressão determinada, dependendo da força do campo magnético.

[00177] Sob sobrecarga (excesso de pressão ou a pressão acima do valor nominal desejado ou predefinido), toda a região do intervalo anular 42 abre caminho, mas apenas até que a diferença de pressão máxima configurada seja inferior. Em comparação com sistemas de sobrecarga mecânica, o tempo de reação muito rápido e a abertura de todo o conduto de fluxo 2 são vantajosas. Além disso, nenhuma parte mecanicamente movida pode desgastar o conduto de fluxo 2.

[00178] A magnetização do material magnético duro pode ser variada por meio da bobina 4. Um único pulso curto é suficiente para variar a magnetização do material magnético duro permanentemente e, assim, para adaptar a máxima diferença de pressão bloqueável.

[00179] A configuração ilustrada também pode, como uma vedação magnética, ser parte de uma unidade de pistão maior ou, como representado, ser utilizada como um simples pistão 14. Uma possí- vel configuração simples do pistão dispensa com condutos de fluxo adicionais ou com condutos que podem ser influenciados de outra forma e usa o intervalo radialmente externo com MRF como um conduto de fluxo 2. Esta configuração também pode ser empregada oportunamente para vedar eixos, guias lineares ou condutos de fluxo de qualquer formato.

[00180] Uma pluralidade das configurações ilustradas pode ser combinada em uma unidade de pistão multipolar maior, por exemplo, a fim de aumentar a diferença de pressão bloqueável.

[00181] De preferência, o campo magnético é fechado via o intervalo anular 42, e não via o cilindro 35, uma vez que neste caso o cilindro 35 pode ser fabricado de um material magneticamente não condutor, tal como, por exemplo, alumínio ou plástico e pode ter, consequentemente, uma configuração de peso substancialmente mais leve do que com material ferromagnético. O campo magnético tenta, através do anel de suporte 36, formar "almofadas" de MRF, com o resultado de que o pistão 14 também é centralizado automaticamente.

[00182] Um cilindro ferromagnético 35 é atraído pelo campo magnético da vedação e poderia ser posicionado fora de cen- tro/excentricamente, o que poderia aumentar o atrito de base e o desgaste. Em tais casos, é apropriado utilizar um anel de suporte 36 com narizes de suporte 37. Uma configuração com um cilindro ferromagnético é igualmente conveniente se tais elementos guia e de suporte são adotados. Alternativamente, o pistão 14 pode ser supor- tado/guiado em ambos os lados via uma haste de pistão contínua 15.

[00183] A figura 9 mostra o pistão 14 com o anel de suporte 36 em uma vista frontal. Um intervalo suficiente para formar o conduto de fluxo 2 permanece entre os narizes de suporte individuais 37.

[00184] Em comparação com uma válvula convencional de acordo com a técnica anterior, uma válvula 1 de acordo com a invenção com esta configuração tem um balanço de energia substancialmente melhor e economia de calor. A bobina 4 tem de gerar um pulso magnético apenas uma vez para o propósito de fixar a magnetização desejada. A magnetização pode posteriormente ser mantida de forma permanente e sem qualquer energia adicional sendo fornecida. O baixo consumo de energia possível desta vedação ou desta válvula 1 é geralmente vantajoso, particularmente em aplicações portáteis.

[00185] Em comparação com vedações convencionais, tais como, por exemplo, anéis-O, uma vedação com uma configuração de acordo com a invenção tem atrito substancialmente menor e um comportamento de adesão/deslize correspondentemente melhor. Além disso, as superfícies não têm que ter tais altas tolerâncias e propriedades de superfície como aquelas de vedações convencionais.

[00186] As figuras 10 e 11 mostram uma configuração comparável às figuras 7 a 9. O dispositivo magnético 7 com o núcleo 3 fabricado de material magnético duro e com os polos de ferro 16 está localizado no interior do cilindro 35 e está conectado na haste do pistão 15 por meio de uma luva não magnética 11.

[00187] A figura 10 mostra a configuração no estado de funcionamento normal, isto significa dizer, durante a operação com propriedades uniformes (pressão de bloqueio ou resistência ao fluxo). A magnetização do material magnético duro não é variada. O campo magnético 9 gerado como resultado da magnetização respectiva do núcleo 3 é conduzida radialmente para fora através dos polos 16 para o conduto de fluxo 2 onde é fechado via o MRF.

[00188] A figura 11 mostra a unidade da figura 10 durante a inversão magnética. Para este efeito, uma unidade de geração de campo magnético 8, que pode se situar fora do cilindro, é necessária. O dispositivo de geração de campo magnético 8 está localizado fora do cilindro 35 e pode atuar através deste último sobre o dispositivo magnético 7.

[00189] Neste caso, os polos interno e externo 16 encontram-se essencialmente opostos um ao outro, com o resultado de que o campo magnético 31 gerado pelo dispositivo de geração de campo magnético 8 pode ser fechado via o núcleo 3. Neste estado de funcionamento, a magnetização do núcleo 3 pode ser variada via pulsos magnéticos 10.

[00190] O cilindro não magnético 35 constitui para o campo magnético, durante inversão magnética, uma resistência adicional que, no entanto, pode ser compensada por uma bobina 4 maior ou pulsos mais fortes. Para este efeito, os polos de ferro 16 situados fora do cilindro 35 são protegidos pelo cilindro 35 e, em funcionamento normal, não constituem um curto circuito magnético para o dispositivo magnético 7. Todas ou pelo menos uma grande parte das linhas de fluxo 6 são fechadas no conduto de fluxo 2.

[00191] A vantagem desta configuração é que o fornecimento de energia da bobina 4 pode ser executada de uma maneira simples, uma vez que esta última se encontra do lado de fora e pode ser imóvel com relação ao fornecimento. Além disso, a perda de energia que ocorre pode ser dissipada de uma forma simples.

[00192] O pistão 14 não tem de estar localizado sempre radialmente no interior do dispositivo de geração de campo magnético 8, ambos também podem ser móveis um em relação ao outro. A alteração na magnetização é então de preferência realizada em uma posição relativa específica. É concebível que o dispositivo de geração de campo magnético 8 pertença a uma unidade externa que não tem de ser conectada à válvula 1 durante a operação normal. A unidade externa é necessária apenas para alterar a magnetização, tal como, por exemplo, para ajustar uma força específica de amortecimento e, em operação normal, a válvula 1 funciona sem esta unida-de.

[00193] Esta pode ser uma vantagem significativa, acima de tudo no caso de unidades portáteis, desde que o espaço e peso de construção podem assim ser marcadamente reduzidos. De um modo semelhante a um sistema com uma bateria recarregável, o carregador ou a unidade externa é necessário apenas para carregar ou para ajustar a magnetização. O carregador ou o dispositivo de geração de campo magnético 8 não têm de ser sempre transportados ao longo e também podem ser utilizados para vários sistemas.

[00194] Uma vez que o dispositivo de geração de campo magnético 8 não tem de ser fixamente conectado ao pistão 14, as massas movidas podem ser mantidas muito baixas. A configuração é, portanto, adequada para aplicações dinâmicas com um comportamento de resposta muito rápido. Devido ao menor pistão 14, o espaço e peso de construção podem ser poupados e, além disso, por exemplo, mais elevação pode ser alcançada para o mesmo comprimento de instalação.

[00195] As versões possíveis mais diversas podem ser previstas, o movimento sendo sempre em relação ao dispositivo de geração de campo magnético 8.

[00196] Entre outras, as seguintes variantes são fornecidas: - O pistão 14 se move e o cilindro 35 é estacionário: para inversão magnética, o pistão deve estar localizado em uma posição específica. - O pistão é estacionário e o cilindro se move: inversão magnética é possível independentemente da posição. - O pistão e o cilindro se movem: inversão magnética é conveniente em posições específicas do pistão.

[00197] Nas versões onde a inversão magnética é possível apenas como uma função de uma posição específica do pistão, um sensor pode detectar a posição atual do pistão. É, neste caso, possível utilizar a bobina 4 existente do dispositivo de geração de campo magnético 8 como um sensor. Dependendo da aplicação, a bobina 4 pode, neste caso, detectar passivamente o campo magnético 6 do pistão magnetizado móvel 14 ou gerar ativamente um campo fraco que também é influenciado por um pistão não magnetizado como uma função da posição do pistão. Vantagens Adicionais desta Modalidade: - O dispositivo de geração de campo magnético 8 se encontra do lado de fora, com o resultado de que o pistão 14 pode ter um projeto muito leve, significando assim baixas massas movidas. Um melhor comportamento de resposta é assim obtido. - O pistão 14 pode ter uma menor construção sem uma bobina 4, assim, por sua vez, reduzindo as massas e levando a uma altura de construção inferior ou mais elevação. - A perda de energia da bobina 4 é gerada fora da unidade de pistão/ cilindro, a partir de onde o calor que ocorre pode ser dissipado facilmente. - Um fornecimento de energia às partes móveis não é ne-cessário, proporcionando assim uma configuração simples e robusta. - Uma pluralidade de atuadores pode ser magnetizada ou magneticamente invertida por meio de uma bobina elétrica 4. - Inversão magnética segura é possível fora de locais perigosos, por exemplo, em locais protegidos de explosão ou em regiões com meio quimicamente agressivo.

[00198] Outra possibilidade para a utilização de uma unidade externa para a inversão magnética do dispositivo magnético 7 é a proteção contra manipulação ou sabotagem. De forma semelhante a uma "chave magnética", uma unidade de geração de campo magnético externa 8 pode evitar uma situação em que pessoas não autorizadas operem ferramentas ou alterem configurações.

[00199] O uso como um conduto de fluxo adaptativo 2 entre duas câmaras MRF com pressão diferente é vantajoso. Uma configuração muito simples, que pode ser usada facilmente, por exemplo, no esqui, é obtida.

[00200] A figura 12 mostra, como um exemplo de utilização, um esqui 50 com um absorvedor de choque 13 com uma montagem de acordo com a invenção. O mesmo princípio também pode ser empregado para absorvedores de choque 13 em bicicletas, próteses, equipamentos de ginástica e muito mais. O movimento ou deformação do esqui 50 é conduzido aqui de uma maneira orientada para o absorvedor de choques 13, que o converte e, assim, o amortece. Em contraste ao amortecimento por elementos deformáveis (elásticos), um absorvedor de choque de pistão/cilindro 13 com a montagem de acordo com a invenção pode ser ajustado de forma consistente, de maneira rápida e simples e pode ser adaptado dentro de intervalos amplos. Especialmente, a estabilidade à longo prazo (re- produtibilidade ao longo da vida útil) é muito maior do que no caso de um elemento deformável. Esquis de acordo com a técnica atual anterior tornam-se mais suaves (fadiga do material) com cada dia de viagem, e mesmo após aproximadamente 50 dias de viagem a pretensão pode estar quase completamente ausente. Isto não é assim no caso de um absorvedor de choque de pistão/cilindro 13.

[00201] Dependendo do estilo de viagem instantânea, da natureza da pista, da temperatura e outros parâmetros, o absorvedor de choque 13 pode ser ajustado ou configurado e esta configuração pode ser mantida sem a presença de corrente. Devido à retentivida- de, ajuste elétrico se torna possível com uma demanda de energia muito baixa, mas é, no entanto, rápido e contínuo.

[00202] Precisamente no que diz respeito ao esqui 50, é altamente vantajoso se a configuração do amortecimento for realizada de forma totalmente automática, sem que o usuário tenha de atuar. Por exemplo, em uma mudança de neve profunda para uma pista bem preparada, o comportamento do esqui 50 deveria alterar sem que o esquiador tenha de parar e remover os esquis a fim de realizar quaisquer ajustes mecânicos.

[00203] A figura 13 mostra esquematicamente uma possível montagem na qual o campo magnético no conduto de fluxo 2 pode ser variado rapidamente, sem que a magnetização atual do material magnético duro seja alterada.

[00204] Uma alteração dinâmica do campo, assim, torna-se possível sem qualquer alteração na magnetização do dispositivo magnético 7. Uma pluralidade de circuitos magnéticos pode agir sobre o mesmo conduto de fluxo 2. Isto permite variações no campo magnético com base no ponto de operação definido através da retentivida- de e podem, assim, ser marcadamente mais rápidas do que uma montagem com retentividade direta, mas sempre requerendo energia marcadamente menos energia do que uma montagem sem retentividade.

[00205] O núcleo 3 é composto, pelo menos parcialmente, de um material magnético duro tal como, por exemplo, Alnico. A magnetização do núcleo 3 pode ser variada por meio de pulsos a partir da bobina de retentividade 4 e gera no dispositivo magnético 7 um campo magnético 9 que atua no conduto de fluxo 2 sobre o MRF 12.

[00206] O dispositivo magnético 7 oferece ao fluxo magnético no lado direito na figura 13 um caminho alternativo que é interrompido por um intervalo de controle 43. As linhas de fluxo 6 podem, assim, ser fechadas no lado esquerdo através do conduto de fluxo 2 (lado de fluxo) ou no lado direito, através do intervalo de controle 43 (lado de controle). No estado de base sem a presença de corrente, toda a parte ou, pelo menos, uma grande parte da magnetização no conduto de fluxo 2 deveria produzir efeito. Isto é conseguido quando a relutância do lado de fluxo é significativamente menor do que a relutância do lado de controle.

[00207] Localizado no lado de controle está uma bobina de controle 4a que pode influenciar o fluxo magnético do lado de controle. Dependendo do fluxo de corrente na bobina de controle 4a, parte do, ou mesmo todo o fluxo magnético do núcleo 3 pode fluir no circuito magnético do lado de controle, com o resultado de que o campo magnético no conduto de fluxo 2 pode ser reduzido, sem a magnetização do núcleo 3 seja variada. Também é possível por meio da bobina de controle 4a fortalecer o campo magnético do núcleo 3 a fim de obter um campo magnético mais forte no conduto de fluxo 2 do que no estado de base sem presença de corrente.

[00208] A bobina de controle 4a também pode ser empregada quando a magnetização do núcleo 3 é variada por meio da bobina de retentividade 4. Por um lado, a dita bobina de controle pode reforçar a ação da bobina de retentividade 4 e, por outro lado, pode compensar no lado de controle aquela fração do campo magnético que é necessária para a magnetização, de modo que, apesar pulso de magnetização 10, nenhuma alteração de campo ou apenas uma alteração relativamente pequena de campo ocorre no conduto de fluxo 2.

[00209] Um possível exemplo de utilização é um absorvedor de choque de bicicleta ou absorvedor de choque de esqui, cuja retentividade corresponde ao solo atual. O material magnético duro foi magnetizado de tal maneira que, por exemplo, o absorvedor 13 está corretamente ajustado para viagens na floresta ou na neve profunda e amortece eficientemente os choques médios que ocorrem. Desvios que ocorrem espontaneamente, tais como uma batida muito dura causada por viajar sobre uma grande raiz ou montículo, podem ser compensados rapidamente sem inversão magnética. Se, no entanto, o solo muda, o ponto operacional (capaz de ser mantido sem presença de corrente) do absorvedor de choque 13 pode ser ajustado por magnetização diferente.

[00210] As figuras 14 e 15 mostram uma variante de projeto da válvula 1 de acordo com a figura 7. Neste caso, o núcleo 3 situado entre os polos 16 é fabricado a partir de materiais magnéticos duros com diferentes propriedades magnéticas.

[00211] No exemplo ilustrado, a região radialmente interna 44 do núcleo 3 é composta por NdFeB e a região radialmente externa 45, de Alnico. Na versão ilustrada, por conseguinte, o núcleo 3 é composto parcialmente por um ímã permanente fixo 3a, para ser preciso a região interna 44, e em parte de um ímã permanente variável 3b, para ser preciso a região externa 45.

[00212] Outros materiais magnéticos duros também podem ser usados, mas estas devem ter propriedades magnéticas diferentes uns dos outros. Aplicações também podem ser previstas em que o mesmo material é usado, mas as propriedades magnéticas são variadas por meio do seu dimensionamento.

[00213] Na figura 14, ambas as regiões 44, 45 do núcleo 3 são magnetizadas com a mesma polaridade. O campo 9 assim resultante é conduzido via os polos 16 radialmente para fora, para o conduto de fluxo 2, onde é fechado via o MRF 12. Uma bobina elétrica 4 e um isolador magnético 11 estão localizados entre os polos 16.

[00214] A figura 15 mostra a válvula 1 da figura 14 em outro esta- do de funcionamento. A magnetização de uma região do núcleo 3 foi variada via um pulso magnético 10 a partir da bobina 4. Neste caso, a polaridade da região externa do núcleo 45 com magnetização variável 3b foi girada de modo que agora está oposta à polaridade da região interna do núcleo 44 com magnetização fixa 3a. O campo magnético 9 de ambas as regiões do núcleo 44, 45 é de força apro-ximadamente igual, mas de polaridade diferente, de modo que ele é fechado através dos polos 16 sem influenciar o conduto fluxo 2.

[00215] Posições intermediárias entre uma intensidade de campo máxima 9 (figura 14) e uma intensidade de campo mínima 9 (figura 15) no conduto de fluxo 2 também podem ser geradas como uma função da magnetização da região externa do núcleo 45 com magnetização variável 3b. Neste caso, a região externa do núcleo 45 com magnetização variável 3b curto-circuito qualquer parte do campo magnético da região interna do núcleo 44 com magnetização fixa 3a ou reforça esta parte.

[00216] A vantagem desta montagem é que comparativamente pouco material tem de ser magneticamente invertido a fim de alterar o campo magnético no conduto de fluxo 2. A operação de inversão magnética pode, portanto, ser realizada mais rapidamente e com menor demanda de energia.

[00217] Um campo magnético muito forte pode ser gerado com relativamente pouco material por meio de materiais, tais como, por exemplo, NdFeB, com o resultado de que o dispositivo magnético 7 se torna menor. Além disso, a bobina 4 também pode se tornar menor, uma vez que tem que inverter magneticamente menos material. Espaço de construção e peso podem, assim, ser economizados.

[00218] É especialmente vantajoso se a montagem é configurada de tal modo que a bobina 4 possa atuar diretamente sobre a região do núcleo 45 com magnetização variável 3b. Por exemplo, se o pis- tão 14 for montado radialmente a partir de dentro para fora, como se segue: região do núcleo 45 com magnetização variável 3b (Alnico), bobina 4, região do núcleo 44 com magnetização fixa 3a (NdFeB).

[00219] Outras variantes de montagem podem, no entanto, também ser consideradas, nas quais os elementos descritos são montados em contato direto ou de modo a estarem espaçados uns dos outros. Além disso, elementos adicionais, tais como bobinas 4, polos 16, intervalos de controle 43, etc., que influenciam o campo magnético no conduto de fluxo 2 também podem ser dispostos no dispositivo magnético 7. Listagem de Referência 1 Válvula 2 , 2a Conduto de fluxo 3 , 3a, 3b Núcleo 4 , 4a, 4b Bobina 5 , 5a Condutor de Anel 6 Linha de fluxo 7 Dispositivo magnético 8 Dispositivo de geração de campo magnético 9 , 9a, 9b, 9c Campo magnético do dispositivo magnético 10 Pulso magnético da bobina 11 Isolador 12 Líquido magnetorreológico 13 Absorvedor de choque, alojamento do absorvedor de choque 14 Pistão 15 Haste do pistão 16 Polo 17 Cabo de conexão 18 Dispositivo de controle 19 Seção de passagem 20 Seção de transição 21 Seção de Bloqueio 23 Largura do Intervalo 24, 24a Acumulador de energia, capacitor 25 Sensor 26 Dispositivo de circuito ressonante 27 Intervalo 30 Partículas 31, 31a Campo magnético do dispositivo de geração de campo magnético 32, 32a Elementos em forma de C 33 Metade esquerda 33a Metade direita 34 Duração do pulso 35 Cilindro 36 Anel de apoio 37 Nariz de Apoio 38 Câmara de alta pressão 39 Câmara de baixa pressão 40 Intervalo 41 Borda do conduto 42 Intervalo anular 43 Intervalo de Controle 44 Região interna 45 Região externa 50 Esqui

Claims

1. Válvula (1) para um fluido magnetorreológico (12), com-preendendo: pelo menos um conduto de fluxo (2) para conduzir um fluxo do fluido magnetorreológico (12) através dele; um dispositivo magnético (7) disposto para sujeitar o referido pelo menos um conduto de fluxo (2) a um campo magnético variável (9), para definir uma resistência ao fluxo no referido pelo menos um conduto de fluxo (2) por meio do campo magnético (9) no conduto de fluxo (2); o referido dispositivo magnético (7) sendo composto pelo menos parcialmente por material magnético rígido para gerar um campo magnético permanente; caracterizada pelo fato de que um dispositivo de geração de campo magnético (8) configurado para gerar pulsos magnéticos (10) e disposto para variar uma magnetização permanente do referido dispositivo magnético (7) permanentemente com pelo menos um pulso magnético (10), a fim de variar permanentemente o campo magnético (9) que atua no conduto de fluxo (2) e a resistência de fluxo do referido pelo menos um conduto de fluxo (2).

2. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo de geração de campo magnético (8) é configurado para definir a magnetização permanente do referido dispositivo magnético (7) para qualquer valor desejado entre zero e a retentividade, gerando pelo menos um pulso magnético (10), e o referido dispositivo de geração de campo magnético (8) é configurado para variar uma polaridade da magnetização.

3. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido dispositivo magnético (7) é capaz de gerar um campo magnético estático permanente e o campo magnético pode ser sobreposto com um campo magnético dinâmico do dispositivo de geração de campo magnético (8), sem que o campo magnético permanente seja assim variado..

4. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, o referido dispositivo de geração de campo magnético (8) compreende pelo menos uma bobina elétrica e pelo menos um dispositivo de fornecimento de energia selecionado do grupo que consiste em um dispositivo capacitor, um acumulador e uma bateria para fornecer energia para gerar o pelo menos um pulso magnético (10).

5. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que que compreende ainda pelo menos um dispositivo sensor.

6. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende um dispositivo de circuito ressonante configurado para gerar um campo alternado magnético amortecido para desmagnetização, sendo o campo alternado composto de ondas de mudança de polaridade com uma amplitude decrescente.

7. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido material magnético rígido do referido dispositivo magnético tem uma coercividade superior a 1 kA/m.

8. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o referido conduto de fluxo (2) está sujeito a exposição a um campo magnético não homogêneo.

9. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma forma e uma força do campo magnético no dispositivo magnético e/ou no conduto de fluxo (2) são mantidas permanentemente e são capazes de serem variadas pelo menos um pulso magnético (10) do referido dispositivo de geração de campo mag- nético (8).

10. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que regiões individuais do referido dispositivo magnético têm propriedades rígido-magnéticas mutuamente diferentes, tornando o referido dispositivo magnético divisível em regiões com magnetização fixa ou variável.

11. Válvula (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a referida unidade de geração de campo mag-nético (31) é capaz de ser afastada de e sem conexão mecânica ao referido dispositivo magnético.