CN105283688A - 阀门装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阀门装置(1)和具有阀门装置(1)的阻尼器(100),并且涉及一种操作方法。该阀门装置(1)包括一个被磁流变介质(2)流经的流道(3)。设有控制装置(7)。磁路机构(8)在流道(3)内提供磁场(9)。磁路机构(8)包括硬磁性磁体构件(11,12)和至少一个能被该控制装置(7)控制的电线圈(10)。磁路机构(8)具有至少两个部段(21,22),它们的动态磁特性不同。因此,可以通过可由电线圈(10)输出的磁脉冲(13)在该流道(3)内调节磁场(9)的预定的不均匀性并且该不均匀性可存储在该硬磁性磁体构件(11,12)中。
Description
本发明涉及一种阀门装置、配备有这种阀门装置的阻尼器以及用于操作阀门装置或阻尼器的方法。
这样的阀门装置具有至少一个设置有至少一种磁流变介质的流道,其中,作为所述介质而优选采用磁流变流体(MRF)。在此,可通过作用于流道的磁场来改变磁流变流体流经流道的流量。通过磁场的强度和分布,经过流道的流动阻力和进而流过阀门装置的流量受到相应影响。
磁流变流体,例如像磁流变液体(MRF)通常由分散在载液(如油或乙二醇)中的微小铁磁颗粒(例如羰基铁粉)的悬浮物构成。所述颗粒的直径一般在0.1至50微米之间并且所述颗粒在磁场影响下沿场力线形成链状结构。此过程能够以可实现的1毫秒的转换时间或甚至更短时间很快速且完全地逆转。
在现有技术中已经知道了各种各样的阀门装置和阻尼器,其中,通过作用于流道的磁场来影响流经阀门装置的流量。
例如由DE69821799T2公开了一种可控阀门和利用该阀门的振动阻尼装置。在此,通过永磁体的磁场或电线圈的磁场来影响将第一腔和第二腔相互连通的通道。为了改变磁场强度,例如可以改变永磁体距该通道的距离。
由DE10337516A1公开了一种用于控制磁流变液体的流动行为的阀门组,在这里,由永磁体所产生的磁场动态叠加线圈组的磁场。该结构允许节能操作,因为可通过永磁体来调节根据需要通过线圈组磁场被修正的基本场。
由WO2011/009586A1公开了一种具有过渡区段的可调阀门。在这里,在阀门装置上可以调节流通通道的横截面遇到一定强度的场的比例。由此,在该系统中可以在流通通道的横截面上调节出磁场不均匀性。这样的实施方式带来显著优点,即流通通道可分为三个区段,即磁场小或无磁场的流通区段,磁场强度大的闭锁区段和位于两者间的过渡区段,在过渡区段中该场非常不均匀。这样的阀门允许配备有它的阻尼器有良好的响应特性。
用于影响磁流变阻尼器上的阻尼特征曲线的一种简单解决做法由WO99/58873A公开了。在那里,采用了旁路孔或承受弹簧力的阀门。但此时不利的是无法在工作操作中改变特征曲线。
在WO2011/076415A2中公开了一种用于磁流变液体的具有非常节能的结构的灵活可调的阀门。在此,通过磁脉冲将永磁体可变地磁化。在磁脉冲之后,通过顽磁长时间保持所出现的磁场。为了提供在流道宽度范围内不均匀的磁场,流道宽度的一部分可以被叠加另一线圈的动态磁场。这很令人满意地发挥作用,但缺点是,为了在流道宽度范围内产生不均匀的磁场,必须安装至少两个可单独控制的电线圈。这增加了结构成本并且也提高了安装成本和费用。为了获得更大的调节范围,在WO2011/009586A1中也示出了带有三个线圈的结构,但由此一来成本更高,因为所示的构想需要在多个单独线圈内的不同的电流方向和电流强度,因而分别耗掉一部分自身功率。
由DE102009060550A1公开了一种用于两轮车的阻尼装置,在这里,第一和第二阻尼腔通过带有磁流变流体的流道相连。该流道对应配属有磁体机构用于使流道经受磁场。通过电线圈的既定磁脉冲,持久改变该磁体机构的硬磁性材料的磁化。通过附加的由电线圈局部叠加的磁场,可以在流道宽度范围内产生局部不均匀的磁场。因而,可以在工作操作中在流道横截面上动态影响磁场不均匀性。但是,动态叠加长期需要电流。各不同的变型实施方式表明可如何通过使用至少两个电线圈在流道宽度范围产生局部不均匀的磁场以获得有利的阻尼特征曲线。
这些实施方式的缺点是致动器结构复杂并且为产生横向于流动方向的不均匀磁场所需要的附加线圈占地。另外,多个线圈需要复杂许多的、大型且尤其昂贵的控制装置,至少用于产生电流的功率部件必须设计成由多个部分构成。
因此,鉴于所举出的现有技术,本发明的任务是提供一种阀门装置和一种配备有这种阀门装置的阻尼器以及一种操作阀门装置的方法,在这里,不太费事地也可以在连续操作中进行特征曲线的调整。
该任务将通过具有权利要求1的特征的阀门装置、具有权利要求19的特征的阻尼器以及具有权利要求20的特征的阀门装置操作方法来完成。优选的改进方案是从属权利要求的主题。从概述和实施例说明中得到本发明的其它优点和特征。
根据本发明的阀门装置包括至少一个带有磁流变介质且尤其是磁流变流体的且优选是被磁流变介质流过的流道。设有至少一个控制装置。磁路机构用于在流道内提供磁场。该磁路机构包括至少一个硬磁性磁体构件和至少一个可通过该控制装置来控制的电线圈。该磁路机构具有至少两个部段,它们的动态磁特性是不同的。由此一来,通过可由电线圈输出的磁脉冲尤其在流道内调节出期望的磁场不均匀性并且可以存储在硬磁性磁体构件内。不均匀性应该可以基本上相对于磁流变介质流动方向倾斜地在流道内产生。所述至少两个部段尤其以铁磁性部段或铁磁性构件形式构成。尤其是该不均匀性基本上可以横向于或垂直于磁流变介质的流动方向在流道内产生。
根据本发明的阀门装置有许多优点。本发明的特点是其结构简单并且尤其是能很简单实现的控制,这尤其对于用在价格敏感领域中是有利的。本发明的阀门装置的一个显著优点在于,可以通过一个或多个电线圈磁脉冲持久产生有针对性的不均匀的磁场。通过所述至少两个部段的不同的动态特性,磁脉冲的不同脉冲变化的长度、分布和强度不同地作用于硬磁性磁体构件的各自部分。在磁脉冲长到成为静态磁场情况下该动态特性不再起重要作用或甚至不起作用时,在短或极短磁脉冲时该动态磁特性的影响增大,结果当输出不同的脉冲形状时,在所述至少两个部段中也持久存在不同的磁性环境。
该阀门装置利用相对于流动方向倾斜的或横向的不均匀场分布用于获得有利的阻尼特征曲线。尤其是可以通过电脉冲来实现有针对性的且持久不均匀的磁化,由此一来,实现了相对于现有技术的能量需求减少和控制成本降低。可以获得致动器的简单结构和尤其被明显简化的控制。根据所述部段的结构,可以通过该线圈的精确限定的(很)短磁脉冲持久反复磁化对应于一个部段的硬磁性材料,而对应于另一个部段的硬磁性材料的磁化未改变。在此,两个部段尤其是同一磁路的部段并且优选只通过动态磁特性来区分。磁化或反复磁化的强度可以在最大可能范围内变换。
以下脉冲适合作为本发明意义上的短脉冲,其持续不到10秒,优选持续不到1秒,尤其优选持续不到100毫秒。具有不到10毫秒或优选不到1毫秒的持续时间的脉冲适用作很短的脉冲。
在根据本发明的阀门装置中,可通过该控制装置来控制的电线圈磁脉冲可以有目的地在流道内调节出在磁路机构磁场的磁场分布中的不均匀性。
该流道优选横向于磁流变介质流动方向地具有包括流道宽度的流动横截面。这些部段尤其优选地在流道宽度方向上错开布置。这些部段能够并排或上下重叠设置。由此,在流道宽度方向上可产生所期望的不均匀磁场。
在一个优选实施方式中,阀门装置优选包括至少一个带有磁流变介质的流道,其中该流道横向于磁流变介质流动方向地具有包括至少一个流道宽度的流动横截面。该阀门装置配属有控制装置并且该阀门装置包括磁路机构。该磁路机构具有至少一个硬磁性磁体构件和至少一个可通过该控制装置来控制的电线圈。该电线圈设立用于通过至少一个磁脉冲持久改变该硬磁性磁体构件的磁化以便调节在流道内作用的磁场。该磁路机构沿流道宽度具有至少两个部段,它们的动态磁特性是不同的。由此,通过由控制装置控制的电线圈磁脉冲可以沿流道宽度调节流道内的磁场分布不均匀性并且存储在磁路机构尤其是硬磁性磁体构件中。
在横向于磁流变介质流动方向的流动横截面范围内,局部作用的磁场强度可以沿流道宽度被有目的地调节为不均匀,从而使最大磁场强度与最小作用的磁场强度之比大于2,尤其大于5、大于10、大于100或大于1000。这尤其通过有目的被控制的电线圈磁脉冲来实现。
该磁场可以横向于流动方向地在流道宽度上具有大梯度过渡区段。但该磁场也能在多个区段内或在整个流道横截面范围是一样的。就是说,在合适的磁脉冲情况下,也可以产生不太均匀的或甚至均匀的场。通过磁脉冲的形状、持续时间和强度,可以持久影响在流道内作用的磁场的高度及其形状。
由此一来,可以有目的地在流道宽度和/或流道的流动横截面范围内调节出磁场不均匀性。借助电线圈,可以通过不同的磁脉冲随时间分布在流道宽度上产生不同的磁场分布,从而与磁脉冲随时间变化曲线相关地得到在流道宽度范围内的相应场强分布。
只通过唯一的电线圈的唯一磁脉冲,可以在流道内产生目的明确地不均匀的磁场并且存储在硬磁性构件内。可以在流动横截面范围产生不同的磁场区段。例如可能的是,在流道内提供一个流通区段,其实际上不具有磁场,并且产生一个闭锁区段,在闭锁区段内产生具有一定强度的均匀磁场,并且在流通区段和闭锁区段之间提供一个过渡区段,在过渡区段内有极其不均匀的磁场并且在该过渡区段内在那里作用的磁场强度很强烈地变化。
这些部段优选至少部分由具有不同的电特性或磁特性的材料构成。尤其是这些部段由至少一种铁磁性材料构成。
在所有实施方式中,一个部段的动态磁特性优选与该部段的形状相关。在一个优选的改进方案中,该磁路机构的至少一部分是由铁磁性材料构成的实心体或实心构成的铁磁体。实心部分尤其可以是均匀构成的。
该磁路机构的至少一个部段优选由至少一种层状材料且尤其是铁磁性层状材料且尤其层压品构成。为此,优选采用例如被用在制造变压器或电动机时的具有规定的电特性和磁特性的金属片。
由此,该磁路机构的部段具有各向异性特性。就是说,在该部段中存在与方向相关的特性。例如可以在若干磁性层之间设置不导电的或导电性差的薄膜层,从而该磁路机构的部段垂直于该层状材料的层地只具有低的或甚至不具有导电能力。通过这种措施,可以在此部段内减少由变化磁场引发的涡电流。因而,可以利用由层状材料(如层叠)构成的铁磁性部段获得不同于可用具有均匀实心体的铁磁性部段所获得的动态磁特性,即使这两个部段由相同材料或有着相似的电磁特性的材料构成。
在导电的实心体内,在有例如由磁脉冲作用而引起的变化磁场的情况下出现了涡电流,涡电流又产生动态磁场,其一般抵制作用的磁脉冲。由此一来,只有当所用的材料在实心构件和由层状材料构成的构件中是相同时,实心铁磁性磁体构件与由层状材料构成的相应构件相比更多地抵制动态作用的磁场。
所述至少两个单独部段可以设置在单独构件上。这些部段可以由不同的可磁化材料构成。也可能的是采用相同的可磁化材料,在此,所述部段的不同的动态磁特性例如由不同的材料、不同的造型、不同的加工或再处理来引起。造型尤其是指有针对性地采用层叠的层状材料或实心材料。至少两个部段优选以铁磁性部段形式构成。这些部段能作为单独的铁磁性构件构成。
动态磁特性是指磁特性的时间关联性,尤其是材料对变化磁场的反应。对于动态磁特性来说,磁场时间梯度是重要的,在这里,可通过动态磁场而出现局部不均匀的磁场和进而也出现空间磁场梯度。
铁磁性材料在变化磁场内如何动作主要取决于材料的磁特性和电特性。根据电纳、透磁性、矫顽场强或其它电磁特性,该材料也能以规定的变化率跟随磁脉冲,直至规定的高度。形状也是重要的,因为可以通过形状来影响在材料本身中感生的涡电流的作用。
硬磁性磁体构件由至少一种硬磁性材料构成。在本申请意义上,具有高于1000A/m(安培/米)、尤其是高于10kA/m的矫顽场强的材料被当作硬磁性的。这样的材料可以通过外部产生的磁场,例如像线圈磁脉冲被磁化,该磁化在外部的场断开之后也持久保持。具有硬磁特性的区段可以被称为磁体,在这里,该术语在本申请意义上也可以是指永久磁体或永磁体。
在所有情况下优选的是也设有3个、4个、5个或更多的部段,它们至少在其动态磁特性方向是不同的。该动态磁特性也可以在预定的和/或可调的距离范围里连续地或近似连续地过渡。
除了可通过不同的动态磁特性有针对性地沿流道宽度产生不均匀磁场的这些部段之外,所述磁路也可以由其它部段或部分组成。它们优选由铁磁性材料构成并且尤其如此设计,即它们的磁动力相比于在用于产生不均匀场的部段中的最快速材料并不慢许多。
在所有实施方式中优选的是,该磁路机构的至少一个部段对应配属至少一个导体回路。导体回路此时可以不只是对应一个部段,而是完全或仅仅至少部分对应于多个部段。
该导体回路优选具有至少一个尤其被电短路的绕组。也可能的是该导体回路只被基本上短路。
该导体回路包括电导体,其完全或至少部分围绕一个部段或一个部段的部分延伸。由此一来,当动态磁场作用于该部段时,在导体回路中感生出电流,该电流又产生与电线圈磁场或所生成的磁场反向的磁场。导体回路的反向磁场为此延迟了在该对应部段内的磁场变化,结果,在此部段内的场变化可相对于其它部分延迟。为此,可以根据电脉冲长度调节出期望的不均匀磁场。在(很)长脉冲情况下,可以在流道横截面范围调节出完全均匀的磁场。利用较短的或很短的脉冲,可以调节出有针对性的很不均匀的磁场。
根据结构设计的不同,由导体回路动态产生的磁场可以同向或反向作用于电线圈磁场。同向取向例如通过结构设计来实现,在此,例如至少两个导体回路电连接并且由一个导体回路产生的场增强、削弱或变形在该部段内由线圈产生的场。由此一来,可以获得磁脉冲的增强或者磁脉冲的削弱。不管怎样,通过导体回路获得了该部段的动态磁特性变化。尤其是铁磁性部段的动态特性通过导体回路是不同的。在特别简单的情况下,该导体回路呈环状。它实际上就是被短路的单绕组,即它是无端的或者首尾相连的。但也可行的是该导体回路包括多个绕组,它们围绕磁路机构部段的至少一部分延伸。由此可以提高导体回路的效能。
可能且也优选的是,至少两个导体回路直接地或通过元件,如电容器或二极管或线圈和或许还有电阻相互电连接。
在所有实施方式中优选的是该控制装置被构造成和适用于输出具有不同的长度和/或强度的脉冲。尤其是该控制装置设立和构造用于输出具有不同的脉冲形状的脉冲。可以产生任意脉冲序列。例如控制装置可以通过电线圈输出具有可调的长度和/或强度的磁脉冲。
可能且优选的是具有在10微秒和10秒之间的持续时间的电脉冲。原则上,电脉冲可以是任意长短的。优选由控制装置输出被电线圈转换为磁脉冲的电脉冲,在这里,电脉冲长度优选大于10微秒。尤其优选具有在约50微秒和50毫秒之间的脉冲持续时间的电脉冲。电脉冲的准确长度取决于各自结构。在优选应用场合中,在0.05毫秒至5毫秒之间的电脉冲就够了。
在所有实施方式中可行的是设有至少一个旁路和/或至少一个流通区段。旁路可以作为单独的旁路通道来设置,但它优选作为该流道的流通区段部分,因此也至少部分是可调的。也可能的是在流道上设有旁路,该旁路由结构决定地没有经受磁场或只经受非常小的磁场,例如做法是该流道设计成比该磁路机构的邻接流道的部分更宽。
在所有实施方式中优选的是该流道具有可调的过渡区段。在可调的过渡区段内有非常不均匀的磁场。尤其在有3个、4个或更多个优选邻接流道或设于流道附近的不同部段的情况下,可以在流动横截面上提供实际上任何的磁场的不均匀性。
为了简单有利的实现,可以如此选择该磁路机构的结构,即,由结构决定的调节范围恰好对应于应用并且不均匀的场分布只能在一定极限范围内改变。由结构决定而有限的调节范围允许非常有利且结构紧凑的阀门、更简单的控制和根据应用的优点,如防故障功能。
在简单情况下,该流动横截面可以呈长方形或大致呈长方形地形成。但圆形、环形、环段形或椭圆形的或倒圆的横截面或其它横截面也是可能的。通过所述形状,在相应部段内的磁场强度和还有在该部段内的场对流动阻力的作用可受到影响。不管怎样,在垂直于磁流变流体流动方向的方向上,流动横截面对应于流道宽度和至少一个流道高度。大部分磁场线且尤其是至少实际上所有磁场线或所有磁场线横穿该流动横截面。磁场线能够局部或全部垂直于流道宽度取向。但以下磁场线也是可行的,其以一个角度相对于该流道宽度的垂线倾斜取向。该流道可以呈弧形。因此,局部的磁场线优选横向于局部壁。
在优选改进方案中,也可设置两个以上的电线圈。虽然利用唯一的电线圈就已经可以在流道内提供有针对性的不均匀的磁场,但还可以通过另一个电线圈例如进一步扩大调节范围,或者除了用于产生磁脉冲的一个电线圈外,还可以提供另一个电线圈,所述另一个电线圈例如仅针对低磁场强度来设计并且被用于所存在的磁场的动态建模。
通过至少一个线圈可以产生一个磁场,该磁场叠加在由硬磁性材料产生的磁场上,但不会持久改变其磁化。由此一来,例如可以很快速高效地进行流动特性的微小改变而无需为此放弃长久磁化的优点。
该阀门的一个优选应用是用在阻尼器中。本发明的阻尼器包括至少一个如上所述的阀门装置。在此,本发明的阻尼器尤其包括两个可相对移动的主体或壳体部和至少两个阻尼腔,至少一个阀门装置设置在所述至少两个阻尼腔之间。该阻尼器用于阻尼一个物体相对于另一个物体的相对运动。也可以用在其它领域例如能量吸收器或过载阀门等类似机构。该阻尼器的阀门装置包括至少一个被磁流变介质流过的流道。控制装置用于控制。设有至少一个磁路机构用于在流道内提供磁场。该磁路机构包括至少一个硬磁性磁体构件和至少一个可通过该控制装置来控制的电线圈。该磁路机构具有至少两个部段,它们的动态磁特性是不同的。通过磁脉冲或可由电线圈有目的输出的磁脉冲,可以在流道内调节出磁场不均匀性并且可存储在该硬磁性磁体构件内。
在此,该阀门装置尤其包括至少一个带有磁流变介质的流道,流道优选横向于磁流变流体流动方向地具有包括流道宽度的流动横截面。通过电线圈的可控磁脉冲,因此可以在流道内沿流道宽度调节出有针对性的磁场磁分布不均匀性。由此,可以调节流通阻力和进而阻尼作用。
本发明的阻尼器是很有利的,因为它在结构简单且低成本的同时允许灵活使用。可行的是尤其提供一种可调的很不均匀的磁场和进而在流道内的过渡区段,这导致在冲击或撞击小时阻尼器有良好响应特性。
本发明的方法尤其用于操作阀门装置。这种适用于执行该方法的阀门装置尤其具有至少一个被磁流变介质流过的流道并且还包括具有至少一个硬磁性磁体构件和至少一个电线圈的磁路机构。适当的阀门装置的磁路机构具有至少两个部段,所述至少两个部段的动态磁特性是不同的。该方法利用控制装置来执行,在这里,借助电线圈来输出至少一个可控的磁脉冲。用磁脉冲所产生的磁场不均匀性被持久存储在硬磁性磁体构件中。所产生的磁场不均匀性相对于在流道内的介质流动方向倾斜地、优选横向地或甚至与之垂直地延伸。
本发明的方法也有许多优点。该方法容易执行并且能被用到可简单构成的致动器上。通过控制该电线圈的电脉冲,持久调节在该流道内的磁路机构磁场。
在此,阀门装置的流道尤其具有流动横截面并且横向于磁流变介质流动方向地具有流道宽度。因此,沿流道宽度调节出磁场不均匀性。在此,尤其可以与长脉冲相比在流道内利用短脉冲产生更不均匀的磁场。在短脉冲情况下,动态特性比在长脉冲情况下更强烈地起作用。由此一来,可以在短脉冲情况下更好地利用铁磁性部段的不同的动态特性。当磁路机构的各不同部段中产生一样均匀的磁场时,脉冲就是短的。尤其是该磁场可以在短脉冲持续期间内在磁路机构的各不同部段中是截然不同的,但对于直到静态磁场的较长脉冲又是相等的。
优选通过长的磁脉冲或静态磁场在流道内产生至少基本均匀的且优选是均匀的磁场。
在所有情况下都可能的是,为了建立特征曲线,用电线圈产生动态磁场并且叠加在磁路机构的静态磁场上。该硬磁性磁体构件的磁场可以通过对应的电线圈受到影响并且尤其连续变化和/或通过电线圈的短脉冲被持久改变。
优选的是该电线圈的磁场在磁脉冲期间至少部分动态地通过至少一个导体回路的磁场受到影响。在此,该导体回路不应该是有源控制的,而是通过感应从场变化中获得能量。线圈所产生的磁场和由感生电流所引起的导体回路的磁场之和作用在位于导体回路内的部段上。在此部段内的动态磁作用由此至少部分具有外因,因为磁场本身受到影响。
优选根据至少一个磁脉冲的脉冲高度、脉冲持续时间和脉冲形状有针对性地在形状和强度方面局部不同地改变且尤其存储硬磁性材料的磁化。
在所有情况下,本发明提供了简单阀门结构的优点,该阀门结构具有顽磁和具有简单结构和简单控制的可调的过渡区段。形状和强度可变的磁路机构的磁场通过尤其是单独的电线圈的脉冲来产生并且持久存储在该硬磁性磁体构件的硬磁性材料中。由此,致动器的控制被显著简化并且还成本低廉且小巧耐用。
通过有针对性地在磁路机构中采用某些材料以及其设计和或许改变磁场的形状和强度的附加元件的使用,可以可控地调节出有针对性的不均匀的磁场。例如通过使用层状材料和实心铁磁性材料以及也通过采用例如呈短路环形式的导体回路,可以利用涡电流感生来产生局部不均匀的磁场并且优选以硬磁性材料的稳定磁化形式存储起来。
因此,本发明有目的地利用了在现有技术中常被视为扰人且因此被尽量抑制的作用。
本发明通过电线圈的至少一个电磁脉冲在阀门装置的流道内允许产生强度和形状可变的且有目的地可控的磁场。由此一来,可以获得一个过渡区段,它的特点是具有至少一个尤其横向于流动方向延伸的场梯度。所述场线此时可以至少部分或完全相对于流道倾斜地和/或甚至至少部分或完全垂直地延伸。通过使用硬磁性材料,该梯度得以保持而无需进一步能量输入。
该阀门装置持久维持场强和场强曲线,只要它没有受到外界情况例如相应高的其它磁场或高温的影响。因此,该磁场例如随着达到磁体居里温度而剧烈崩塌。
通过有针对性的控制,流道内的磁场可以完全或至少部分被消除。硬磁性材料的磁化可以通过线圈的磁脉冲被加强、削弱、消除或换极。通过利用磁路中的动态磁作用,可以不同地将硬磁性材料的各不同部分磁化,因而持久产生不均匀磁场。
以下时间适用作本申请意义上的持久,其比电脉冲或磁脉冲的持续时间长许多倍。尤其借此指至少数秒、数分钟、数小时、数天或更长的时间。
在本发明的所有实施方式和改进方案中,硬磁性磁体构件通过电线圈的至少一个磁脉冲的持久磁化可以通过任何方式在零和当前磁体材料的顽磁之间来调节。磁化的极性也是可以改变的。
在该阀门装置中可行的是,在该流道内提供一个完全位于磁场内的闭锁区段和一个位于磁场外的流通区段以及一个在流通区段和闭锁区段之间的过渡区段。
分隔出若干区段原则上不是通过机械分界实现的,而是相当于依据所存在的场强的虚拟划分。但也可行的是通过机械分界将流道分为各不同的分流道。此时,若干磁性区段(闭锁区段等)分别延伸一个或多个所述分流道。
在所有实施方式中优选的是,通过磁路机构和流道的结构来预先规定阀门特征曲线的一个可调节区域。可以通过磁脉冲来调节该磁场且尤其是其不均匀性。
通过本发明的阀门装置,可以提供一种压力-速度曲线,其中,在非常低的速度情况下,该磁流变流体只在“畅通”的流通区段中流动。随着流速逐渐增大,该阀门装置的压差增大,直到在过渡区段中达到邻接MRF链的相应剪应力且MRF链被拖走。因而,随着流速增大,流通区段增大而牺牲了过渡区段。流通区段或旁路由此在力学上未被限定,而是取决于流速和漏磁场及其由此导致的在MFR中形成链。
随着流速进一步增大,使该流通区段进一步扩展,直到它完全占据了过渡区段。更高的速度造成打破闭锁区段。因此,MRF在整个流道里流动。但由过渡区段决定地,这种打破以流动过渡形式实现。与过渡区段相关地,这种阀门装置的压力-速度特征曲线可以显示出至透过区段的缓和过渡。此过程完全可逆。随着流速降低,又停止了在闭锁区段内的MRF流动并且该过渡区段可以再次建立。
可通过该区段获得的阀门特征曲线对应于根据现有技术的具备旁通孔或弹簧片的阀门的特征曲线。
另外,可以产生特殊的特征曲线,例如用于在作为阻尼器用在假肢中的应用中提高佩带舒适性,针对这样的应用在按照现有技术的结构中需要复杂的结构例如包括多个不同弹簧片的叠片组。
由于该场可以横向于流动方向或甚至垂直于磁流变流体流动方向地设计成是不均匀的,故可以提供这种有利的效果。
本发明利用了以下特性,动态磁场通过不同措施局部不同地传播。这可得到以下支持,即有针对性地充分利用被用在磁路机构中的不同的材料特性。可行的是例如使用杆线圈,其中该芯如铁芯被均匀磁场漫过。快速的电流变化在芯中感生出涡电流,涡电流局部表现不同。在实体芯的情况下,该磁场在芯的外侧区域中或者说在边缘层内加强形成并且随着时间总是进一步向内移动,直到它最终均匀分布在横截面范围内。
如果线圈的芯由硬磁性材料构成,则由线圈最终产生的磁场的至少一部分作为磁化持久保留下来,直到重新再磁化。因此,电流强度和所产生的磁场确定硬磁性材料的磁化强度。另外,脉冲持续时间确定局部磁化传播,因为磁场如上所述必须首先从外前行到芯内。
另外,在所有实施方式中可以在磁路机构中采用不同的材料,这些材料在其磁特性或电特性方面是不同的。因此,具有不同的磁化特征曲线、透磁性、矫顽场强或饱和磁化的许多材料可以组合以便局部不同地形成所述磁场。尤其是可以采用且将采用不同的导电能力,以由此在磁场变化时产生强弱不同的抵制磁场传播的涡电流。即使相同材料被用于硬磁性磁体构件,也可通过硬磁性磁体构件的形状或磁路机构的形状来影响动态磁场的局部传播。
也可行的是通过不同的加工或处理如尤其是退火将不同的电特性和/或磁特性赋予相同的材料。
在涂覆材料情况下,若干铁磁性材料的层可以具有不同的金属片厚度。因此,厚薄不同的金属片可被层压成叠。也可能的是,在一个部段内使用较薄的金属片,在另一个部段内使用较厚的金属片。
也可行的是将各种不同措施组合以产生期望的不均匀性。例如层状材料可以与短路环或导体回路组合。在此,可以在局部区域重叠多个导体回路。
这种导体回路或短路环相比于所用的电线圈的一个重大区别是,该导体回路优选只是无源控制的。就是说,该导体回路不必具有至控制机构的连接并且可以比较简单地构成,如作为短路环。不需要有源控制来产生本发明的效果。但可能的是使若干导体回路相互电连接并且加入其它电气元件,例如二极管或电容器等类似元件,以无源影响导体回路随时间的局部的作用。通过这种方式,也可以将在一个导体回路内感生的场用于增强、削弱或变形在另一个部分或部段中的磁场。
也可行的是,为了加强不均匀性而在局部部段中设置气隙,以便局部改变介电常数。代替空气,当然可以采用透磁性较低的任何其它材料。在此,可利用具有高电纳的非铁磁性材料来明显加强该动态作用。例如可以采用铝或铜,由此可以将该效果与导体回路效果组合。
总之,可通过动态的场变化获得的局部场差异作为剩余磁化被存储在硬磁性材料中。因而,优选在该磁路机构内的因不同措施而出现不均匀性的位置上设置硬磁性材料。尤其优选地在流道的区段内或甚至紧贴流道地设置所述硬磁性磁体构件。
从对以下参照附图所描述的实施例的说明中得到本发明的其它优点和特征,附图示出:
图1是本发明的阀门装置的示意侧视图,
图2示出用于产生不同的不均匀磁场分布的三个不同脉冲;
图3是图1的阀门装置三个不同特征曲线的示意图;
图4是本发明的阀门装置的另一示意图;
图5示出另一示意所示的本发明的阀门装置;
图6示出还是本发明的阀门装置的放大细节;
图7示出具有阀门装置的本发明的阻尼器;以及
图8示出在不同电脉冲情况下的多个场强变化曲线。
如图1的横剖视图示意性所示的本发明的阀门装置1具有磁路机构8,其包括电线圈10、控制装置7和芯38。芯38优选具有平行于页面的层膜结构。该芯也可以如图1示意所示垂直于图面取向地构成。磁路机构8在此具有硬磁性磁体构件11,其至少部分且在这里是完全由硬磁性材料构成。
设有两个部段21、22,它们在此作为独立构件23、25来构成。两个部段21、22是铁磁性的。第一部段21由实心体24构成。第二部段22在此由层状材料26构成,其中,若干铁磁性层膜和不导电中间层39按照常见的层厚相互层叠。不导电中间层可以由电绝缘材料构成,但也可作为绝缘漆层或氧化膜或类似材料表面来构成。层状材料26优选被如此层叠,即若干层膜平行于磁场线延伸。这些层膜的走向优选如图所示或者平行于图面。
在磁路机构8上的铁磁性部段21、22在其动态磁特性方面是不同的。由此,在动态作用下例如在磁脉冲下行程不均匀的磁场。原因在于,部段22是电气各向异性构成的,而部段21是均一的。由此,在部段22中显著减小了涡电流,而在部段21内出现显著的涡电流,其延迟了在部段21内形成磁场。
如果例如通过电线圈10的电脉冲将磁脉冲施加至磁路机构8和进而还有铁磁性部段21、22上,则在该部段22中涡电流比在部段21中差许多地传播。由此一来,部段22比部段21弱许多地抵抗所施加的磁场变化。与实心部段21相比,层叠部段22更快速地且因而以更大的边缘陡度跟在由线圈10所产生的脉冲后面。即,可以在部段22内比在部段21内在更短时间内达到较高的场强。就是说,由电线圈10施加的短磁脉冲导致在部段21、22中的不同的磁场强度和磁场分布。但磁脉冲或其获得的场强存储在邻接所述部段21、22的硬磁性磁体构件11内。由此,沿部段21、22不均匀构成的磁场的形状得以持久存储下来。
硬磁性磁体构件11在此直接贴靠流道3,流道具有流动横截面4。流道3填充有磁流变介质或磁流变流体2(见图6)。磁流变流体的铁磁性颗粒沿磁场9链成串并且沿场线构成链状结构。链的强度取决于磁场强度。
按照意义,整个磁路或者磁路8的除图1所示之外的其它部段也可以由硬磁性材料11构成。同样,整个磁路8或其一部分例如在流道3两侧的区段也可以作为具有不同的动态磁特性的部段21、22来构成。另外可行的是,这些部段21、22除了不同的动态磁特性外还是硬磁性的。
图1示意性画出在流道3的流道宽度6上的三个磁场分布16、17和18,即横向于介质2的流动方向5,该流动方向在此正交于图面。磁场分布16、17和18通过图2所示的磁脉冲13、14和15来产生。为此,通过控制装置7对电线圈10施以相应的电脉冲。
磁脉冲13具有相对高的强度37和非常短的时长36。因为部段21和22在其动态磁特性方面是不同的,因此可以通过磁脉冲13在流道宽度6上产生如图1示意所示的磁场分布16。源于去磁化初始状态,在部段21内只获得相对低的磁场强度,而在部段22内获得明显更高的磁场强度。在部段21、22中的磁场强度分布作为持久磁化被存储在硬磁性硬磁构件11内。通过漏磁场,尤其在硬磁性构件11和流道3内形成过渡区段28。在部段21、22中可以存在顺畅的过渡区段28。但也可能的是,在三个或更多的不同部段21、22等范围内提供被存储在硬磁性硬磁构件11中的顺畅过渡区段。
通过图2所示的具有比脉冲13的持续时间明显更长的磁脉冲14,产生一个磁场分布17,其近似均匀地在流道宽度6或部段21、22的宽度上形成。在这里原因在于,磁脉冲14的持续时间大到使得所述部段21、22的不同动态特性不再有影响或不再有什么重要影响。存储在硬磁性磁体构件11中的磁场强度因此与磁脉冲14的强度大小相关联的并在此略低于磁场分布16的最大场强。
当因为脉冲的持续时间和强度而获得均匀磁场时,就像通过脉冲14或场分布17所示的那样,则不同部段21、22的不同的动态磁特性不再起到作用或所起到作用小。因此,时间较长的脉冲14也没有带来场分布17的(显著)的变化。通过脉冲14的强度37,即电线圈10内的电流强度,因此也可以调节持久剩余磁化。
如果对于部段21和22或者对于硬磁性磁体构件11在局部还使用不同的硬磁性材料,则能借助磁脉冲15例如产生磁场分布18。
磁脉冲15具有明显高于磁脉冲13和14的强度。另外,磁脉冲15具有这样的长度36,即在磁路机构8内,动态作用只还起到次要作用。通过这些措施的组合,在硬磁性磁体构件11中的部段21的区域内存储比在磁性磁体构件11的部段22的区域内更高的场强。其原因可能在于,在部段22中该硬磁性磁体构件11具有与在部段21内相比不同的电磁特性,例如更小磁饱和。
通过该例子而清楚知道了,可以通过不同的磁脉冲在流道3的流道宽度上产生并存储不同的磁场分布。在此,所存储的磁场9的场强可以通过强度37而变化并且磁场分布的不均匀性可以通过磁脉冲的长度36被影响。
本实施例清楚示出很简单的阀门结构1如何可以只利用一个电线圈10和进而仅简单的控制装置7有目的地产生截然不同的阀门特征曲线,在所述阀门结构中只需要磁路8的至少一部分是硬磁性的并且两个部段21、22具有不同的动态磁特性。
图3示出阀门装置1的三条不同的特征曲线A、B和C。在此,图3示出关于流速或相对速度或阻尼器100的弹入速度或弹出速度的力或压力的曲线。阀门装置1可以产生所有三条所示的特征曲线A、B和C并且还能产生任意中间位置。类似于机械阻尼器,也无需能量输入地持久保持各自当前设定的特征曲线。不需要复杂的调整。可以放弃使用传感器。类似于可实时控制的阻尼器或可实时控制的阀门装置,本发明的阀门装置1可以在阻尼器内被很迅速地切换至另一特征曲线。该切换过程可以在小于5秒、优选小于1秒、优选小于100毫秒且尤其优选在几毫秒时间或更短的时间里进行。
为了特征曲线的变换,只需要在时间上精确控制或调整电线圈10的电流,这可以利用商业上常见的控制装置来很简单廉价地实现。所需要的例如毫秒级时间分辨率可以不用特别费事地实现。
当从一条特征曲线变换至另一条特征曲线时,可能需要电线圈10的磁场暂时至少在流道3局部中强于或弱于磁路机构8的长期作用磁场9。通过磁场的暂时叠加,最终的磁场和进而由阀门装置1产生的特征曲线可以明显不同于作为程序输入的理论曲线。在一般应用中,该偏差在此短暂脉冲期间内不起作用或者通过惯性和/或其它阻尼器和/或其它弹性元件和/或例如通过磁流变流体2的压缩性被补偿。或许这样的特征曲线切换也可以在这样的状况下进行,即此时这些效果不起作用。在如图3所示的特征曲线情况下,速度为0时是变化脉冲可能不会引起使用者注意的适当时刻。但根据结构和期望特性和所选择的特征曲线,其它速度和/或其它参数可能是有利的。
在特征曲线的重新编程之前,例如可以采用一个随时间变弱的交变磁场,以便首先将该硬磁性材料去磁化并且删除之前所存的特征曲线。接着,可以通过合适的磁脉冲调节出期望的特征曲线。也可能的是,通过相应的脉冲从一条特征曲线到达另一特征曲线,无需首先删除之前所存入的特征曲线。
图4示出本发明的阀门装置1的另一示意图,在这里,可以通过电线圈10的电脉冲由控制装置7控制地持久改变存在于流道3内的磁场9。
为了便于理解,在此又画出两个单独的铁磁性部段21、22。部段21被尤其作为短路线圈构成的导体回路31围绕。导体回路31为此尤其以具有至少一个绕组34的环的形式构成。但也可行的是,导体回路31具有围绕部段21的多个绕组。可能的是图4用虚线画出了第二导体回路32,其在局部强烈改变部段21的动态磁特性和进而硬磁性磁体构件11的磁特性。两个导体回路31、32可以相互电连接,具有不同的绕组数或电纳并且也包围磁路机构8的不同部分。
这两个部段21、22可以由相同的铁磁性材料构成,但也可以由不同的材料制造。可能的是,只设有唯一的硬磁性磁体构件11。也可以设有至少两个硬磁性磁体构件11。
可能的是,一个铁磁性部段21被导体回路31围绕,而一个铁磁性部段22未被导体回路31围绕。
通过导体回路31,磁路机构8的铁磁性部段21或铁磁性构件23的动态磁特性受到影响并且局部存储在硬磁性磁体构件11内。当磁脉冲作用于部段21、22时,在导体回路31内感生出电流,该电流又产生抵制场变化的磁场。由此,在被导体回路包围的副极或部段21中的场变化可能比在另一部段22或构件25内更慢地传播。在短磁脉冲13情况下,因而获得并存储相应的磁场不均匀性,其被反映在如图4所示的磁场分布16中。
在图4中,部段21可以实心构成,而部段22可以由层状材料构成。两个部段21、22也可以均由层状材料26构成。
图5示出示意性所示的阀门装置1,在这里举例示出了用于能调节出期望的不均匀特性的不同措施。
阀门装置1在流道3的每一侧分别具有硬磁性构件11、12。每个硬磁性构件11、12分别配属有一个铁磁性部段21和至少一个铁磁性部段22。硬磁性构件11、12在此直接邻接该流道3。也可能的是,这些部段21、22邻接该流道3,并且硬磁性构件11、12又间接或直接邻接所述部段21、22,或者这些部段21、22本身具有硬磁特性。
在此,铁磁性部段21由一种材料19构成并具有实心体24。部段22由尤其是铁磁性材料20的层状材料26构成。由此一来,在磁场变化时在部段21内出现较大的涡电流,其减缓磁场在部段21中的传播。
为了进一步支持这种行为,可以在根据图5的实施例中在部段21上设置导体回路31(和32),其在那里局部减小动态。导体回路31可以包括一个绕组34或也可以包括多个绕组34。
截然不同的局部区段或几乎整个磁路机构8可以由硬磁性材料层叠构成。另外,磁路机构的多个部段21、22等可以由不同的材料制造,在这里,该材料主要以其电特性和磁性来区分以便影响动态。
通过各种作用的组合,在这里可以产生较大的动态区域。磁场9的强度在流道3内在此通过长短不同的箭头来表示。能清楚看到具有不同箭头长短的过渡区段28,具有长箭头的闭塞区段29和具有弱磁化和进而短箭头的流通区段27。根据需要,区段27可以具有更弱的场强的磁化。
图6示意性示出阀门装置1的另一个变型的一部分,在这里,邻接流道3地在此设有三个部段21、22等或三个极。设有用于影响动态的三个导体回路31、32和33。短路导体回路31包围所所有三个铁磁性部段或极21、22和22a。导体回路32只包围两个铁磁性部段或极21、22,而短路导体回路33只包围一个极21。由此一来,短路导体回路31、32和33作用于一个且在此是左侧画出的部段21,而导体回路31、32只作用于另一个且在此是中央的极或者说部段22,并且唯一的导体回路31只作用于第三个且在此是最右侧的极22a。不均匀产生的磁场被存储在硬磁性磁体构件11中。
附加旁路27可以设置在该流道旁并且在图6中如虚线所示。旁路27也可以与流道3相连。
除了用于存储磁化硬磁性的磁体材料和用于产生不均匀场的动态磁性材料外,磁路机构中也可以有其它区段和结构,其主要用于闭合磁路。它们应该相对于动态磁性部段尽量少地影响磁场变化并且允许很陡的随时间的场梯度。由此保证了在为此而设的区段内的动态作用最大,因而可以在局部产生很不均匀的场。这例如可以通过由层状材料构成的层叠结构来保证。
总之,本发明提供一种低成本的阀门装置1和一种配备该阀门装置的阻尼器100。在此,能够可选择地加以不均匀的磁场。
在图1中,例如规定了在部段21上的左侧区段没有磁场或具有比流通区段27弱的磁场。流通区段27给流动介质提供最小阻力并且就像是常规阀门中的孔。在右侧在部段22上设置闭塞区段29,在闭塞区段内存在相对均匀的强磁场。在其间设置过渡区段28。磁场分布16例如可以对应于图3中的特征曲线A。
通过流通区段27和过渡区段28的扩大而损失了闭锁区段29,例如可以调节出图3所示的特征曲线B。
在如图4所示的阀门装置1中,流道3的大部分被C形芯38包围。在右侧设有电线圈10。如果在采用导体回路或短路线圈或短路环31的情况下输出电流脉冲给电线圈10,则电线圈10在磁路机构8内产生磁脉冲。场变化在短路环内感生出电流,该电流引发抵制部段21上的场变化的磁场。这种动态作用随着磁脉冲时间的推移而逐渐减弱,从而在一定时间后出现平衡状态。在静态状态下,即在很长的电流脉冲情况下,磁场均匀分布到硬磁性构件11、12以及进而主极和副极的整个宽度范围。在这里,通过电线圈10产生磁脉冲足以产生磁场在流道宽度范围内的不均匀分布。通过控制电流大小和脉冲持续时间,可以在大范围内改变磁化的强度和差异。
在一个简单实施方式中,具有开关元件,如晶体管或MOSFET的微控制器足以用于此,其通过PWM信号(脉宽调制)来控制。时间精确控制的开关足以作为最简单实施方式,在这里,控制可以由限时元件或控制器来担负。
优选采用全桥作为开关元件。用于电流脉冲的电能的至少一部分尤其优选通过电容器来提供。可以在开关时间不变的情况下通过电容器的电荷或电荷电压来改变场的不均匀性。
可以扩展所述控制以便例如能产生更复杂的曲线形状。根据阀门装置1的结构和期望的特征曲线,例如可以产生斜坡状电流曲线或一开始很强的电流脉冲且随后是低的磁化电流。也可以先后输出多个脉冲,它们具有不同的变化过程和强度。
在一些区段或整个磁路机构内也可以有不同的层叠情况和采用不同的材料。例如可以采用软磁化合物(SMC)和/或FePBNbCr和/或其它粉末复合材料。
图7示出本发明的阻尼器100,其配备有至少一个如上所述的阀门装置1。阻尼器100在此具有第一端101和第二端102,它们能与两个不同的壳体部分、壳体或主体相连以便阻尼所述物体的彼此相对的相对运动。
阻尼器100具有阻尼器壳体103,活塞105设置在阻尼器壳体103中。活塞105与活塞杆104连接,活塞杆在这里与第二端102固定连接。
活塞105将阻尼器壳体103内部分为第一阻尼腔106和第二阻尼腔107,两者至少部分填充有磁流变介质且尤其是磁流变流体2。
活塞105在此也用作阀门装置1或者说包括至少一个这样的阀门装置。为此在活塞105内设有至少一个流道3。磁流变流体2的流动在流过活塞105的流道3时被阻尼。流动方向5或是从第一阻尼腔至第二阻尼腔或反之取向。
根据阀门装置1的磁路8的调节情况,磁流变流体2被相应阻尼。阻尼器100或其中的阀门装置1根据调节情况提供旁路或流通区段27、过渡区段28和闭锁区段29,在这里,各自比例可用控制装置10来控制。由此,可以简单廉价地提供一种具有可变的特征曲线A、B或C等的阻尼器100。
图8示出试验装置的测量结果,在这里,由硬磁性材料AlNiCo构成的两个相同的极或部段21、22并排地在相同磁路8中通过不同长短的电流脉冲被反复磁化。为了获得不同的动态磁特性,围绕一个部段21布置作为短路绕组的导体回路31。
借助高斯计,直接通过部段21、22测量流道3内的磁通并随着时间记录下来。作为起始值,在每个电流脉冲之前将两个部段21、22最大负磁化,在这里,场强为-0.3特斯拉。
具有100毫秒持续时间的电流脉冲41足以将部段22去磁化。磁通密度43接近0特斯拉,在这里,部段21中的磁通密度42只以50毫特斯拉来被减小到约-0.25特斯拉。
因此,基于流道3内的均匀磁化,通过具有仅为100μs持续时间的电流脉冲41在流道3内通过部段22提供了实际无场区域,它相当于根据现有技术的阻尼器的旁路,而部段21在脉冲41情况下还是几乎保持完全磁化。
但又是基于两个部段21、22的最大负磁化,也可以通过持续时间为400μs的电流脉冲44将该部段22最大正磁化。磁通密度46几乎保持一样高,但极化相反。但相同的电流脉冲44恰好足以几乎将部段21去磁化,从而使得磁通密度45约为0特斯拉。
这两个例子示出了这两个部段21、22可以彼此无关地被磁化到任何值或者还可转换极性。根据磁化情况,为此或许可能需要多个脉冲,例如用于首先使在此构成“慢极”的部段21被理想磁化,进而适应调整在此构成“快极”的部段22的磁化。
在图8中只示出直接在部段21、22上的各自场强的时间曲线。在流道3内,根据部段21、22的结构并根据脉冲调节出横向于流动方向5的相应磁场。
附图标记列表
1阀门装置;
2磁流变流体/介质;
3流道;
4流动横截面;
5流动方向;
6流道宽度;
7控制装置;
8磁路机构;
9磁场;
10电线圈;
11硬磁性磁体构件;
12硬磁性磁体构件;
13磁脉冲;
14磁脉冲;
15磁脉冲;
16磁场分布;
17磁场分布;
18磁场分布;
19铁磁性材料;
20铁磁性材料;
21部段;
22部段;
23构件;
24实心体;
25构件;
26层状材料;
27流通区段,旁路;
28过渡区段;
29闭锁区段;
31导体回路;
32导体回路;
33导体回路;
34绕组;
35电线圈;
36(磁脉冲13-15的)长度;
37(磁脉冲13-15的)强度;
38芯;
39层;
41脉冲(100μs);
42部段21的磁通密度;
43部段22的磁通密度;
44脉冲(400μs);
45部段21的磁通密度;
46部段22的磁通密度;
100阻尼器;
101端;
102端;
103壳体;
104活塞杆;
105活塞;
106第一阻尼腔;
107第二阻尼腔;
108缆线。
Claims (27)
1.一种阀门装置(1),该阀门装置包括至少一个被磁流变介质(2)流经的流道(3)和用于在所述流道(3)内提供磁场(9)的磁路机构(8),其中,设有控制装置(7),并且所述磁路机构(8)包括至少一个硬磁性磁体构件(11,12)和至少一个能被所述控制装置(7)控制的电线圈(10),其特征在于,所述磁路机构(8)具有至少两个部段(21,22),该至少两个部段的动态磁特性是不同的,从而能通过能够由所述电线圈(10)输出的磁脉冲(13)在所述流道(3)内调节所述磁场(9)的预定的不均匀性并且该不均匀性能持久存储在所述硬磁性磁体构件(11,12)中。
2.根据权利要求1所述的阀门装置(1),其中,至少一个部段(21,22)配属有至少一个导体回路(31,32,33)。
3.根据权利要求2所述的阀门装置(1),其中,至少一个导体回路(31,32,33)具有至少一个绕组(34)。
4.根据权利要求2或3所述的阀门装置(1),其中,至少一个导体回路(31,32,33)被短路。
5.根据权利要求4所述的阀门装置(1),其中,至少两个导体回路(31,32,33)相互电连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)由具有不同的电特性或磁特性的材料(18,19)构成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,部段(21)的至少一部分(23)包括实心构成的铁磁体(24)和/或部段(22)的至少一部分(25)由层状材料(26)构成。
8.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)的动态磁特性取决于所述部段(21,22)的形状。
9.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)至少局部以独立的铁磁性构件(23,25)形式构成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)由相同的材料构成,其中,通过该材料的不同的外形设计、加工和/或处理来获得不同的磁特性或电特性。
11.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)靠近所述至少一个硬磁性磁体构件设置和/或所述部段(21,22)邻接所述至少一个硬磁性磁体构件。
12.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述至少一个硬磁性磁体构件(11,12)靠近所述流道(3)设置和/或所述至少一个硬磁性磁体构件(11,12)邻接所述流道(3)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)或者所述磁路机构(8)的另一其它部分或者整个所述磁路机构(8)具有硬磁特性。
14.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述磁路机构(8)具有对应于最快速的部段(21,22)的动态磁特性。
15.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述控制装置(7)被构造且适用于输出具有不同长度(36)和/或强度(37)的脉冲(13,14,15)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)的不同磁化所需的脉冲(13,14,15)短于1秒,并且优选短于100毫秒,特别优选地短于1毫秒。
17.根据前述权利要求中任一项所述的阀门装置(1),其中,在所述流道(3)内的所述磁场(9)的不均匀性能横向于流动方向(5)被调节。
18.根据权利要求17所述的阀门装置(1),其中,所述部段(21,22)在流道宽度(6)的方向上横向于所述流动方向(5)错开地设置。
19.一种阻尼器(100),该阻尼器具有两个能相对移动的主体和至少两个阻尼腔,在所述阻尼腔之间设有至少一个阀门装置(1),其中该阀门装置(1)具有至少一个被磁流变介质(2)流经的流道(3),并且设有用于控制的控制装置(7),并且其中,设有至少一个磁路机构(8),以在所述流道内提供至少一个磁场,所述磁路机构包括至少一个硬磁性磁体构件和至少一个能被所述控制装置控制的电线圈(10),其特征在于,所述磁路机构(8)具有至少两个部段(21,22),所述至少两个部段的动态磁特性是不同的,从而能通过由所述电线圈(10)输出的磁脉冲在所述流道(3)内调节所述磁场的不均匀性并且该不均匀性能持久存储在所述硬磁性磁体构件(11,12)中。
20.一种操作阀门装置(1)的方法,其中该阀门装置(1)具有至少一个被磁流变介质(2)流经的流道(3),并且所述阀门装置设有用于控制的控制装置(7),并且设有磁路机构(8),该磁路机构包括至少一个硬磁性磁体构件(11,12)和至少一个能被所述控制装置(7)控制的电线圈(10),其中所述磁路机构(8)具有至少两个部段(21,22),该至少两个部段的动态磁特性是不同的,其中借助所述电线圈(10)输出至少一个磁脉冲(13),并且借助该磁脉冲(13)所产生的磁场(9)的不均匀性被持久存储在所述硬磁性磁体构件(11,12)中。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,与长脉冲相比,通过短脉冲在所述流道(3)内产生更不均匀的磁场。
22.根据权利要求20和21中任一项所述的方法,其中,通过长的磁脉冲或静态磁场来在所述流道内产生均匀的磁场。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法,其中,为了建立特征曲线而通过所述电线圈(10)产生动态磁场并且叠加在所述磁路机构(8)的所述硬磁性材料(11,12)的静态磁场上,并且不改变其持久磁化。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法,其中,所述硬磁性构件(11,12)的磁场通过对应的所述电线圈(10)被影响,尤其是被连续改变和/或通过所述电线圈(10)的短脉冲(13,14,15)被持久改变。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法,其中,所述电线圈(10)的所述磁场在磁脉冲过程中至少在局部被导体回路的磁场动态影响。
26.根据权利要求20至25中任一项所述的方法,其中,根据至少一个磁脉冲的脉冲高度、脉冲持续时间和脉冲形状,有针对性地在形状和强度上局部不同地改变硬磁性材料的磁化。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的方法,其中,阀门特征曲线或阻尼器特征曲线通过电线圈(10)的至少一个磁脉冲被持久改变。
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