CN108368910A

CN108368910A - 旋转阻尼器

Info

Publication number: CN108368910A
Application number: CN201680072393.4A
Authority: CN
Inventors: S·巴特洛格
Original assignee: Inventus Engineering GmbH
Current assignee: Inventus Engineering GmbH
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2016-10-16
Publication date: 2018-08-03
Anticipated expiration: 2036-10-16
Also published as: US20180298976A1; WO2017064315A1; EP3362701B1; DE102015117594A1; US10927919B2; CN108368910B; EP3362701A1

Abstract

本发明涉及具有压排装置的旋转阻尼器，所述压排装置包括阻尼器轴(3)和彼此啮合的压排部件(4，5)，其中所述阻尼器轴(3)的旋转运动能被阻尼。所述压排装置含有作为工作流体的磁流变流体。具有电线圈(9)的磁场源的磁场(10)能由相关的控制装置控制。在所述壳体与压排装置之间形成端侧的轴向间隙(25)。磁场源的磁场(10)的主要部分穿过所述壳体与压排部件(4，5)之间的轴向间隙(25)。磁流变流体能被磁场(10)影响以调节阻尼器轴(3)的旋转运动的阻尼。磁场(10)也可形成对端侧的轴向间隙(25)的密封。

Description

旋转阻尼器

技术领域

本发明涉及旋转阻尼器，其中该旋转阻尼器具有至少一个压排装置，该压排装置带有阻尼器轴和相互啮合并旋转的压排部件以阻尼该阻尼器轴的旋转运动。

背景技术

在现有技术中，已知各种旋转阻尼器或旋转式阻尼器或旋转制动器，利用该旋转阻尼器或旋转式阻尼器或旋转制动器可以阻尼阻尼器轴的旋转运动。然而，已知的旋转阻尼器通常不是多功能的，或者所需的制动力矩太小、转速太高或者制动力矩不能被改变或设置，或者不够快。

DE102013203331A1公开了一种用于车辆的旋转阻尼器，用于缓冲车轮与车辆上层结构之间的相对运动。传动级设有处于作用连接的多个齿轮。齿轮的旋转运动可以输送用于液压阻尼的液压介质。液压介质可以通过几乎密封的不具有流入端和流出端的壳体实现短接。扼流效应是由泄漏引起的。

DE102013203331A1还公开了使用磁流变流体进行阻尼。具有多个处于作用连接的齿轮的传动级填充有磁流变流体。从传动级流出的流体被传导到外部阀，在外部阀中，在流体返回到壳体的入口之前，磁场作用在磁流变流体上。缺点是带有传动级的壳体充满磁流变流体。磁流变流体是精细分布在载体流体中并具有约1微米和10微米之间的直径的可磁化极化颗粒(羰基铁粉)的悬浮液。因此，传动级中彼此相对移动的部件之间的所有间隙(例如旋转齿轮与壳体之间的轴向间隙；齿轮侧面与壳体内孔之间的径向间隙；相互啮合/相互接触的齿廓之间的间隙)必须大于最大磁性颗粒，或者甚至大许多倍，因为即使没有磁场，颗粒也可以聚集成大团块，或者在磁场的作用下形成链并因此形成较大的羰基铁单元。不正确选择的间隙会导致卡住/堵塞，或(涂覆的)颗粒被压碎，因此无法使用。但这有明显的缺点，由于这种绝对必要的气隙/运行间隙，会出现非常高的漏流，特别是我们记得如果要获得超过100巴的压力时。因此无法实现高阻尼值。为了获得高的阻尼值，所有的间隙必须以复杂的方式密封，这是昂贵的或者在某些情况下技术上不可能的(例如两个渐开线齿廓之间的侧倾间隙)。与含铁流体组合使用的、复杂形成的齿轮的高压端侧密封在大批量生产中不能经济地实现。因此，DE102013203331A1结合磁流变流体的构造原理不适合用于制造用于阻尼较高的力或力矩的经济的多功能旋转阻尼器。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种经济的旋转阻尼器，该阻尼器能够灵活地设定阻尼器轴的阻尼和对高力与高扭矩的阻尼，并且它特别是结构简单的。

该目的通过具有权利要求1的特征的旋转阻尼器来实现。本发明的优选改进是从属权利要求的主题。本发明的其它优点和特征从总体描述和实施例的描述中得出。

根据本发明的旋转阻尼器具有壳体和布置在其中或其上的至少一个压排装置、以及至少一个磁场源。压排装置包含作为工作流体的至少一种磁流变流体并且可以借此操作以设定旋转运动的阻尼。在壳体与压排装置之间形成至少一个端侧轴向间隙。磁场源的磁场的主要部分穿过壳体与压排部件之间的轴向间隙。

优选地，旋转阻尼器具有阻尼器轴。压排装置优选具有相互啮合的压排部件。因此阻尼器轴的旋转运动可以被阻尼。特别地，磁场源包括至少一个电线圈。

根据本发明的旋转阻尼器在优选实施例中具有以下特征。旋转阻尼器包括至少一个压排装置。压排装置具有阻尼器轴和相互啮合的压排部件，所述压排部件尤其是可旋转的。因此阻尼器轴的旋转运动可以被缓冲。压排装置包含作为工作流体的磁流变流体。至少提供一个控制装置。此外，提供或包括至少一个磁场源，其包括至少一个电线圈。磁场源可以由控制装置控制，并且磁流变流体可以受到磁场的影响，以便设置阻尼器轴的旋转运动的阻尼。在壳体与压排装置之间形成至少一个端侧轴向间隙。磁场源的磁场的主要部分穿过壳体与压排装置(尤其是压排部件)之间的轴向间隙，并因此形成端侧轴向间隙的密封。

根据本发明的旋转阻尼器具有许多优点。根据本发明的旋转阻尼器的显著优点在于，压排装置填充有作为工作流体的磁流变流体。通过这种方式，由控制单元控制，磁场源的磁场可以实时设定，即在几毫秒(小于10或20ms)内设定，因此施加到阻尼器轴的制动力矩也可以实时设置。根据本发明的旋转阻尼器的结构简单且紧凑并且需要很少的部件，使得旋转阻尼器本身可以作为(大)批量生产部件经济地生产。

优选地，在壳体与压排装置的压排部件的两个轴向端部之间均形成端侧轴向间隙。在此，磁场源的磁场的主要部分穿过壳体与压排部件之间的两个轴向间隙，并且由于磁流变流体的羰基铁颗粒在磁场的影响下成团并因此形成虚拟“密封”，所以形成了端侧轴向间隙的密封。

在本发明的意义上，术语“旋转阻尼器”意味着旋转阻尼器的部件必须在阻尼模式下彼此相对旋转。这意味着，用磁流变流体润湿的压排部件在阻尼时彼此相对旋转。

优选地，提供至少两个电线圈。优选地，每个轴向端部或每个端面配属有至少一个电线圈。

压排装置特别构造为压缩机或泵。压排装置具有在操作中旋转的相互啮合的压排部件。在压排装置内部设置有压排腔，其也可以被称为压缩腔。磁流变流体作为工作流体容纳在旋转阻尼器内部，并且特别地位于旋转阻尼器的壳体内部或压排装置内部。互相啮合的压排部件被磁流变流体润湿。

在所有实施例中，可能并优选的是将压排部件构造成带齿组件或齿轮。相互啮合的压排部件尤其相互啮合。斜齿组件的使用也是可能的，例如螺杆或其它相互啮合或相互啮合的轮廓或罗茨鼓风机轮廓。压排部件的啮合在操作中改变腔室容积。

在所有实施例中，磁场源可以并优选包括至少一个附加的永磁体。永磁体允许产生目标静态磁场以便例如产生或提供特定量的基础力矩。永磁体的磁场可通过磁场源的电线圈以期望方式增强或减弱，使得磁场可以优选在0和100％之间任意设定。这导致相应的制动力矩，其也可以优选设定在0％和100％之间。当磁场被关闭或减小到非常低的值时，可能产生低的基础力矩。

在优选实施例中，压排部件的第一压排部件固定连接至阻尼器轴，并且压排部件的第二压排部件可旋转地容置在压排装置或旋转阻尼器的壳体中。在此，第一压排部件与第二压排部件啮合并且优选相对于第二压排部件偏心地布置。这意味着第一压排部件的旋转轴线优选相对于第二压排部件的旋转轴线偏心地布置。在优选实施例中，阻尼器轴至少部分地容置在压排装置的壳体中或旋转阻尼器的壳体中。

优选地，第一压排部件具有外齿，并且第二压排部件具有内齿。在此，第二压排部件优选可旋转地容置在壳体中。在这样的实施例中，第一压排部件也可以被称为内压排部件，并且第二压排部件可以被称为外压排部件。

优选的是，磁场源的磁场的主要部分可以作用到压排装置的内部。这意味着磁场源的磁场可以作用到尤其是压排装置的至少一个部分，并且优选大部分内部，并且特别优选整个或几乎整个内部。

在优选的改进中，压排装置包括磁场源的磁场可以作用到的至少一个阻尼通道。特别地，磁场的主要部分可以作用到阻尼通道。阻尼通道可以被构造为阻尼间隙或者至少包括这样的间隙。

在所有实施例中，优选的是，作为阻尼通道的阻尼间隙或至少一个阻尼间隙径向布置在第二组件与壳体之间。该阻尼间隙优选地沿径向方向在第二部件与壳体之间延伸，并且可以优选地构造为环形间隙或环形通道。该环形间隙或环形通道可以分成几个部分。优选地，磁场源的磁场可以以期望方式作用到阻尼间隙。目标磁场可以例如通过电极的目标电流强度来实现。

优选地，至少磁场源的磁场的主要部分穿过阻尼间隙。这意味着磁场的至少大部分磁力线穿过阻尼间隙。例如，磁流变流体可以流经压排装置的内部并且通过壳体与压排部件之间的阻尼间隙返回。

优选地，第二压排部件经由多个导向单元在壳体中被可旋转地引导。通过这种方式，可以保证第二压排部件与壳体之间的确定的阻尼间隙。导向单元优选地基本对称地或规则地围绕第二压排部件的外周布置。每个导向单元可以在第二压排部件的轴向长度的一部分上以及在第二轴向压排部件的几乎整个或整个轴向长度上延伸，以便提供明确的阻尼间隙。导向单元可以构造为滑动单元或支承单元并分布在周边上。导向单元也可以被构造为滑块，并且例如具有基本上圆柱形的形状。在此可能的是，为了增大位于壳体内侧的表面积，一侧更加平坦。滑块可以由黄铜、青铜或类似材料制成。特别地，滑块或导向单元具有低的磁相对磁导率。在此可能的是，例如形成为环形间隙的阻尼间隙被导向单元分成多个间隙段或角段。

而且，在第二压排部件与壳体之间可以仅形成一个分段式阻尼间隙，其中这不需要遍布整个外周。

该壳体优选包括第一端部区域和第二端部区域并且在一些情况下包括介于两者之间的中间区域(或两个或更多个中间区域或介于两者之间的壳体部分)。(至少)一个电线圈被容纳在两个端部区域的至少一个中，并且特别是在两个端部区域中。在此，线圈的轴线尤其基本平行于阻尼器轴取向。线圈的轴线可以是对称轴线，或者例如垂直于线圈横截面延伸的轴线。

该壳体特别优选包括与压排部件相邻的壳体部分。壳体部分布置在压排部件的端面上(彼此相对)，且每个壳体部分轴向地邻接压排部件的(侧端)或者与压排部件隔开很小的轴向间隙。轴向间隙沿径向延伸。轴向间隙的轴向宽度优选大于磁流变流体(MRF)内最大(羰基铁)颗粒的标准尺寸。这确保了压排部件在壳体部分上不被挤压、卡住、堵塞/堵住等，因为渗透进轴向间隙的(铁或羰基铁)颗粒具有比间隙宽度更小的外径。优选地，轴向间隙的轴向宽度大于5微米，特别是大于10微米或20微米。

阻尼器轴可以并优选设置在其可以接近或从端部区域处伸出。优选地，阻尼器轴仅在一侧从壳体伸出。

在优选的改进中，壳体至少基本上由相对磁导率大于100的导磁材料构成。特别地，相对磁导率大于500或大于1000。这里可能的是整个壳体，或者基本上或至少是其大部分壳体由这种材料构成。特别优选地，与压排部件相邻的至少一个壳体部分由导磁材料构成。

优选地，由具有小于10的相对磁导率的材料制成的环轴向地邻近壳体中的电线圈布置。该环尤其轴向地布置在电线圈与压排部件之间。特别优选地，环和/或电线圈基本上或几乎完全或完全径向地位于比存在于压排部件与壳体部分之间的轴向间隙更远的位置。这里的术语“几乎完全”是指占径向外侧的比例大于80％，特别是大于90％。特别优选地，该环轴向邻近并邻接壳体的中间部分。环材料的相对磁导率特别小于5，或者甚至小于2。就此而言，环优选由不导磁材料构成。该环可以例如由奥氏体钢构成。环的材料具有这样的磁导率，使得可靠地防止磁场源的磁场的磁短路。

优选地，磁场源的大部分磁场穿过壳体与压排部件之间的至少一个轴向间隙或轴向间隙。这意味着磁场源的磁场的主要部分也作用到压排部件与壳体之间的轴向间隙。通过这种方式，在轴向间隙内产生密封效果，此外阻尼也增加。另外，由于磁流变流体的溢流，磁场和所产生的密封效果(羰基铁颗粒的成团)防止了轴向间隙内的压力损失。这里的磁力线优选横向于密封面延伸，而不是沿间隙的延伸方向延伸。

在优选的改进中，磁流变流体可以通过相互啮合的压排部件的旋转运动从压排装置的入口传送到压排装置的出口。可能的是，在入口和/或出口处提供至少一个压力传感器。

优选地，阻尼器轴在压排装置的入口侧上伸出壳体。特别是，在阻尼器轴与壳体之间设置有密封件。入口侧的阻尼器轴的伸出是有利的，因为磁流变介质或流体被吸入其中，因此在吸入侧上存在较低的压力。

在所有实施例中特别优选的是，入口和出口布置在压排装置的不同轴侧。因此可靠地避免了磁流变流体从出口到入口的不希望的直接溢流导致的可能的压力损失。然而也可以在相同的轴侧提供入口和出口。然后入口和出口可以例如分别成形为大体肾形，其中例如也经由磁场源的磁场在入口和出口之间形成密封。

在优选实施例中，在入口区域中的磁场优选比在出口区域中更弱地形成。该措施防止气蚀。

优选设有至少一个补偿容积以允许泄漏或温度补偿。这种补偿容积可以包括气囊或包含另一种可压缩材料，以便补偿由于温差引起的磁流变流体体积的变化。

优选地，磁流变流体的阻尼回路完全布置在壳体内部。这意味着优选地不设置磁流变流体流过的外部入口或出口。可关闭的入口和/或出口可以仅用于填充或排出。

在所有实施例中可以设置至少一个外部阻尼阀，其具有作为阻尼通道的至少一个阀通道。然后，外部阻尼阀通过相应的流体线路连接到压排装置。

在没有设置外部阻尼阀的其它实施例中优选的是，在压排装置或旋转阻尼器中存在基本封闭的体积。这允许特别简单的结构和经济地生产，部分原因是因此需要较少量的磁流变流体。

在所有实施例中优选的是设置角度传感器，该角度传感器检测阻尼器轴的角度位置的大小。角度传感器或至少一个角度传感器可以例如构造为绝对旋转角度发射器。

在优选的改进方案中设有至少一个负载传感器以检测阻尼器轴上的转矩的关键值(例如转矩传感器)。

优选可以使用其它类型的传感器，例如力传感器、速度传感器或加速度传感器等。

在所有实施例中优选地设置有至少一个电动机或类似装置，其可以连接到阻尼器轴。这种电动机可以以受控的方式驱动阻尼器轴。如果阻尼器轴被不同地驱动，也可以使用电动机作为发电机来产生能量。在所有实施例中，也可以使用至少一个附加传动机构。

在所有实施例中，阻尼器轴可直接或间接地例如经由传动机构联接到电动机。

旋转阻尼器还可以包括至少两个尤其是相互液压连通的压排装置。通过这种方式可以控制更复杂的过程。

优选地，至少一个外部且特别是液压致动器与压排装置流体连通。然后液压致动器可以以受控的方式被压排装置驱动。

至少一个致动器可以并优选形成为活塞缸单元。然后压排装置可以使致动器在一个方向上并且在一些情况下也可以在另一个方向上移动。

优选地，旋转阻尼器包括至少一个传感器装置，或者至少一个传感器装置被配属给旋转阻尼器。传感器装置可以包括用于检测与周围物体的位置和/或距离的至少一个位置和/或距离传感器。优选地，控制装置被构造和设计为根据传感器装置的传感器数据来控制旋转阻尼器。例如以这种方式，当例如在假肢中使用时，可以根据与台阶或家具等的距离来控制旋转阻尼器。

优选地，压排装置被构造成由压排部件的旋转运动所导致的压排腔的周期性容积增减来调设压力。特别是，压力的大小由磁场单元确定。

在所有实施例中，优选提供至少一个储能器。特别是，储能器是可重复蓄能的。储能器特别构造成可移动的并且布置在旋转阻尼器之上或之中或者集成在其中。例如，储能器可以被构造为蓄电池或电池。

在根据本发明的旋转阻尼器的另一个实施例中，其包括至少一个压排腔。旋转阻尼器具有阻尼器轴和相互啮合的部件，其中阻尼器轴的旋转运动可以被缓冲。这里，旋转阻尼器包含作为工作流体的至少一种磁流变流体。提供了控制装置。该控制装置可以控制包括至少一个电线圈的磁场源的磁场。磁场可以影响磁流变流体以设定阻尼器轴的旋转运动的阻尼。

本发明还涉及包括如上所述的至少一个旋转阻尼器的设备。例如旋转阻尼器可以用于缓冲两个部件之间的旋转运动，其中例如阻尼机动车的车门或后挡板或翼形车门或引擎盖的旋转运动。它也可以用在机器上，以阻尼其上发生的旋转运动。

该设备可以包括至少一个卷绕机，例如具有至少一个旋转阻尼器的卷绕机或织机。

优选地，该装置可以构造成假体并且包括如上所述的至少一个旋转阻尼器。可以为髋、脚或手臂提供假体，并且包括至少一个带旋转阻尼器的旋转接头。该设备的使用或构造也可以作为包括至少一个旋转阻尼器的矫形器。相应地，矫形器也可以相应地配备。

该设备还可以被构造为用于运动、康复或健身运动期间的支持装置。如上所述提供至少一个旋转阻尼器。

该装置也可用于外骨架、机器人、摩托车或自行车。例如在自行车中，用于缓冲自行车的前轮或后轮摆臂。

本发明允许缓冲阻尼器轴的旋转运动。阻尼器轴在此可转过几圈或多圈。

这里描述的压排装置可以非常紧凑地构造并且非常经济地制造。使压排装置可用于高压范围有很大的技术意义。为了能够有效地产生这些高的最大压力，适合开发比已有的更好的密封机构(通过间隙尺寸的机械密封作用)。这是通过用作压排装置中的工作流体的磁流变流体(MRF)实现的。以期望方式，如果压排装置或泵的区域在使用MRF时被磁化，从而在临界区域，例如流入通道和流出通道(入口和出口)与(轴向和径向)间隙之间的区域发生较少的泄漏，因此实现更高的最大压力，则可实现改进的密封。

为此，优选地，至少一些间隙或所有间隙用磁场源以目标方式被磁化，从而产生密封作用，并且特别是密封间隙。MRF的铁颗粒被特别地转移到这些位置，并且实现额外的密封效果。

通过这种方式，可以在吸入侧与压力侧之间或在间隙处形成铁颗粒的端侧密封，以在间隙中和端面处提供密封。

在具有MRF的旋转阻尼器中，能量输入用于产生压力，然后产生的压力再次在磁化阀单元中或直接在由磁场源的电流控制或调节的阻尼通道中被耗散。引入的旋转能量通过用作泵的压排装置转换成泵流量，其中期望的制动力矩通过电磁MRF控制阀或阻尼间隙设定。

其结果是在其中力增大的旋转阻尼器可通过电流无极、可变且很快速地控制。另一个可能的优点是整个磁化可能已经在压排装置本身中发生。因此阀单元可紧凑地集成。这种具有磁化压排装置和集成液压阀的液压结构具有非常简单的结构和高性能水平，因此是许多技术应用感兴趣的解决方案变型例。

也可以使用压排装置不仅用于直接产生压力，而且还可以将其构造为泵并且通过压排装置的旋转运动和间隙的磁化来执行电磁阻力功。这种阻力功可以通过电流进行调节。不需要单独的阀门单元。该装置可构造得非常紧凑。

旋转阻尼器的另一种应用可能性是在液压回路中使用。一个优点是实时控制致动器(例如液压缸)的可能性。在毫秒范围内，阀单元从0到100％的无级控制允许非常高的系统动态性。单个阻尼通道的工作方法，连同磁场源及其切换逻辑，可以如与电子学中的电桥电路相同的方式构造。

在所有实施例中，入口和出口可能位于同一侧。然而，在小的或非常小的凹槽或不精确的情况下，溢流会发生在小的中间网眼上。因此，即使轴向间隙必须由MRF密封，但将入口和出口放置在不同的端面上也更为有利。优选地，在两个端面上的轴向间隙由磁流变流体(MRF)密封。

也可以构造双泵，其中一个泵的压力通道连通到另一个泵的抽吸通道。可切换的MRF阀位于两者之间。两个泵的阻尼器轴或压排装置连接在一起。替代具有长抽吸行程缺点的一个宽泵的是两个较窄的泵构造相互“泵送”。

关于压排装置的工作方法，清楚的是，在特定的位置并考虑入口通道的区域中的单个“齿腔”，齿容积最初增加，由此工作流体被吸入。在进一步旋转时，只要入口与齿腔之间不能进一步连通，由于不能进一步进行体积补偿，齿容积必须保持近似恒定。然后齿腔向出口方向打开。缩减的齿腔压缩输送介质并形成压力。

在吸入侧和压力侧位于不同端面的旋转阻尼器中，MRF从一侧(吸入液位)传送到另一侧(压力液位)。压力液位和吸入液位通过第二压排部件与壳体内部之间的环形间隙径向连接。该阻尼间隙用作“MRF阀”。当磁场施加到磁隙上时，产生压力差并且驱动力矩增加。

彼此相对移动的部件通常需要运行游隙(间隙)以实现平滑功能。因此在外齿廓与内齿廓(外转子到内转子)之间必须存在径向间隙。特别是，端侧(轴向)间隙对于压力积聚的量是决定性的，因此不会产生溢出或产生很少的溢出。为了尽可能小地防止内部泄漏的损失，优选磁场作用到压排装置中的所有分离/过渡/间隙点，由此MR流体产生额外的密封(准磁密封)。以这种方式，压排装置可以以更大的公差制造，并因此更便宜地制造；或者公差较小时，可以获得较高的压力(制动力矩)。此外，通电时(开启状态)可以很容易地实现较低的怠速压力(OFF状态下的较大间隙)和较高的最大压力(制动力矩)。

用于由导磁材料制成的压排装置的部件的合适材料例如是S235。

当在假体上使用有源系统时，可以实现假体的附加功能，例如，病人可以站起来。此外，可以实施能量回收系统。从外部(例如从坐下)引入的扭矩通过在这种情况下用作泵的旋转阻尼器转换成“液压能”。如果将驱动电机用作发电机，或者将“液压能”存储在蓄压器中，则可以将其转换为电能。

在所有情况下，当使用多个致动器时，可以“智能地”互联各种致动器。因此可以使用一个单元的制动压力来启动另一个单元，从而实现和谐的运动顺序。因此，对于假体，膝盖可以与髋部或脚部“相互连接”。但是，在外骨架或机器人中，所有关节也可以关联在一起。

由于在那里存在较低的压力水平，因此优选在进气侧布置补偿容积以补偿温度和/或泄漏。在吸入侧，磁场可能较弱，因此在抽吸时不会出现汽蚀。这确实是一个封闭回路，但是随着温度变化或膨胀，这增加了安全性。

根据现有技术的MRF离合器是圆盘致动器，其中盘在MRF中旋转。除了由旋转产生的流动运动外，MR流体始终无压力的保持在MRF室中。只有通过外部壳体才能实现消散能量的必要冷却。在根据本发明的具有外部阻尼阀的旋转阻尼器中，MRF经由线路流动并且用作压排装置中的工作流体。因此可以在这里安装独立的冷却器。

对于运行时间很短(例如＜100ms)的应用，表面硬度较低的软材料对于组件来说是适用的。由于期望的磁性，这里低合金钢是有利的。对于较长的使用，表面硬度应该较高，这可以通过例如通过硬铬涂层等实现。

旋转阻尼器也可用于例如卷绕线圈用的卷绕机或织机。如果例如诸如纸张、线等的介质必须以恒定的张力缠绕在辊上，这可以通过本发明根据卷绕辊的直径变化改变驱动力或制动力矩来实现。

本发明还可以用于健身、康复或运动装置，例如，在举重机、划船机、自行车训练、跑步机、起重装置等方面。

其它应用领域是健身装置(如旋转)中的自适应制动器、自行车训练上的自适应制动器、跑步机中的自适应制动器、用于举重杆的自适应制动器、划船机上的自适应制动器或用于将线性运动转换为旋转(如举重)的自适应制动器。

还可以使用角度传感器来设置取决于行程或角度的反作用力，或者取决于行程或角度的反作用力矩。在现代健身器械(主要是配重)中，反作用力(反作用力矩)在运动行程或角度(重力)上保持不变。利用旋转阻尼器，可以根据肌肉或人的最佳效果调整力。这也可能取决于关节的位置。反作用力缓慢上升或下降是可能的也可能是有利的，因此不会出现负载峰值等。

在所有实施例中，可以将旋转阻尼器或与其配备的设备连接至例如智能手机或智能设备的计算机或手持式计算机，和/或记录数据或设置或者也可以进行调整。理想的设置始终可以在电脑/智能手机中编程。只要用户进入健身中心或康复中心，就可以将其转移到健身器械上，并对数据进行评估。时间发展(培训成功)也是可能的。

由于设备更轻，另一个优点是重量轻。旋转阻尼器可以是完全适应性和可联网的。测量并考虑对距离(工作)或特定时间(功率)的作用力。与其它人的比较可以通过互联网进行。

配置文件可以通过网络或互联网更新。因此可以交换结果并输入新的特性曲线。

对于康复设备，可以实现功能，例如上述用于运动器械的功能，但是也可以对这些功能进行优化以便更快速和更好地恢复。

对于修复体来说，通常需要大约60至150Nm的制动力矩，合适设计的旋转阻尼器可以提供这种力矩。

利用旋转阻尼器或与其配合的装置，可以发生从旋转到线性的运动转换，或者通过杠杆转换成其它运动形式。在矿井保护座上使用旋转阻尼器也是可以想到的。

旋转阻尼器也可用于机动车辆以缓冲车门或其它部件的旋转运动。例如旋转阻尼器因此可用在A柱中而不使用传动机构以在启闭时制动车门。

例如当在车门上使用时，半有源或有源系统也是可能的。在此，本发明可以构造为设备并且特别是构造成车门组件。在此，车门组件包括含有作为工作流体的磁流变流体的至少一个可控旋转阻尼器。该旋转阻尼器包括具有阻尼器轴并具有相互啮合的压排部件的压排装置。压排装置包含作为工作流体的至少一种磁流变流体并且可借此操作。在压排部件彼此相对旋转期间，它们平衡磁流变流体。至少包括一个磁场源。磁场源具有至少一个电线圈。磁场源的磁场可以被控制，因此阻尼器轴的旋转运动可以以受控的方式被缓冲。该旋转阻尼器包括能够彼此相对移动的两个连接单元，其中两个连接单元中的一个可以连接到承载结构，并且两个连接单元中的另一个连接到特别是车辆的可移动门装置以阻尼可移动门的运动。旋转阻尼器连接到驱动装置，门装置借此可以至少沿一个方向主动移动。优选地，可动门可以在有源控制条件下沿两个方向移动。特别是，与旋转阻尼器连接的电动机适用于驱动装置。这样的电动机可以直接或通过齿轮机构联接到阻尼器轴。

也可以使用在自行车的后轮摆臂或前轮摆臂上。

对于机动车辆或赛车运动，旋转阻尼器也可用于稳定器或作为其一部分。

压排装置与电动机(加上传动机构)和/或蓄压器的组合是可能的，使得不仅半有源式而且有源式应用是可能的。这种组合的一个相当大的优点是电动机只需提供比旋转阻尼器可以制动的扭矩小得多的扭矩。以这种方式，可以使用电动机，其在一些情况下可以通过附加传动机构连接到旋转阻尼器。电动机以及附加传动机构可以经济地构造，因为它们被设计用于低负载。然而，旋转阻尼器适用于相当高的制动力矩，并且也可以经济地制造。由此产生的总成本比采用可产生相应制动力矩的电动机的设计要低得多。

使用热致动器(形成记忆)作为“有源”致动器也是可能的。

这优选被设计用于短期使用，例如在碰撞应用中，即在例如20毫秒(ms)和100ms之间的时段。特别是，要缓冲的过程持续少于100毫秒。优选地，不使用冷却。

传送或泵送MRF是可能的并且是优选的。优选地，存在其中旋转运动被缓冲或制动的闭路。

在所有实施例中，由压排装置产生的压力波动可以通过调节磁场源的磁场强度来平滑化。这种压力波动可能发生，因为没有恒定体积流量通过压排部件的齿廓。

本发明还涉及一种磁流变流体作为工作介质的设备或机器，其在高于500转/分钟(rpm)的转速下可产生高达50牛米(Nm)(或更高)的无级自适应制动力矩。本发明还涉及一种磁流变流体作为工作介质的设备或机器，其在高于2000rpm转速下可产生高达100Nm或130Nm的无级自适应制动力矩。

根据本发明的设备以几百转每分钟产生高制动力矩，特别是大于50Nm或大于100Nm。由于结构原因，这里不会出现MRF成分的实质性分离。

在优选实施例中，本发明涉及机动车辆的安全转向柱，其中安全转向柱包括可彼此相对移动的两个单元以及如上所述的至少一个旋转阻尼器。

总体而言，本发明提供了许多优点和可能的应用。根据现有技术的MRF制动器，在离合器片原理或MRF剪切原理下两个或更多个盘彼此相对移动，其结构庞大且复杂，并且因为磁流变流体被离心分离而不能以每分钟数百转运行。本发明提供了具有更好性能数据的新工作原理。这种MRF制动器可以以高达甚至超过2000rpm的高至极高的转速运行，与现有技术相比，结构简单且小得多，并且可以经济地制造。

在试验台上，第一台原型机的制动转矩超过25Nm，尺寸为直径65毫米，长度60毫米。

通过缩放，转矩可以任意改变。制动单元的安装长度(现在宽20毫米)随其线性增加而逐渐增加直径。这种旋转阻尼器可以在两个旋转方向上操作。

第一个原型在无动力时的基础转矩大约为1Nm。旋转速度＞2000rpm是可能的。混凝土原型中的线圈电阻为1.6Ω。这为1000毫安的电流和15Nm的制动力矩提供1.6瓦的功率。在2000毫安时，制动力矩为21Nm时，功率可达到6.4瓦。电流为2500毫安，制动力矩为24Nm时，功率为10瓦。

在最小力和最大力之间达到25倍的极宽工作范围。这使得最小的力具有更大的灵活性，并且在低温下可以产生较小的力。这导致更广泛的应用领域，其中例如相同的系统可涵盖不同的装置。旋转阻尼器可用于两个旋转方向。

可能有几次转换，即无需在安装时精确定位。开始和结束位置是任意的。相同的致动器可用于各种位移行程和旋转，这使得旋转阻尼器由于相同部件的概念而更加经济。

另一个优点是系统本身封闭和密封，这也带来了寿命上的优势。

由于不同的作用原理(泵送＝混合)，沉淀不会引起问题或不会发生。

旋转阻尼器仍然可以经济地生产。

直线运动转换为旋转运动可以通过小齿轮和齿条进行，但也可以设想螺纹轴或其它平移传动机构。例如，安全转向柱在事故中的能量吸收/能量转换运动可以以目标方式来缓冲，其中与自适应阻尼器连接的齿轮与连接到转向柱的齿杆相互啮合。此外，如果发生损坏(碰撞、磕碰等)，可实现伸缩式安全转向柱的有效阻尼，并因此实现减少伤害的乘客约束系统。如果旋转阻尼器连接到电动机上，则不仅在发生损坏时而且在正常操作中，转向柱的有源运动也是可能的。

如果要对系统进行调节，则可以使用简单经济的行程传感器，因为旋转式发射器通常比线性行程测量系统更简单、更便宜。

总的来说，旋转阻尼器可以例如用作旋转液压装置、MRF旋转制动器、MRF泵、MRF制动器、MRF阻尼器、无源或有源MRF致动器。

它也可以用于不同的技术领域。旋转阻尼器可以用作例如碰撞吸收器、用在液压系统中、用在假体上或用在其中、用在机器人上或用在其中或用于机器人、或者用在在外骨架上或用在其中或用于外骨架。此外，旋转阻尼器可用于(有源)悬架或摩托车或自行车，例如在后轮摆臂上。

本发明的其它优点和特征由以下参考附图解释的实施例产生。

附图说明

附图示出了：

图1是根据本发明的用于假体上的旋转阻尼器；

图2是根据本发明在用于运动器械时的旋转阻尼器；

图3是图1或图2的旋转阻尼器的局部视图；

图3b是图1的旋转阻尼器的壳体的端部区域的示意性俯视图；

图4是图3的旋转阻尼器的横截面的分解图；

图5是在图4中画入磁力线的示意图；

图6是高度示意性的截面图中的另一旋转阻尼器；

图7是旋转阻尼器的另一个实施例；

图8是有源旋转阻尼器的另一个实施例；

图9是有源旋转阻尼器的另一实施例；

图10是在有源液压回路中使用的总览图；和

图11是图11中另一个阀门位置的液压回路。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的旋转阻尼器1作为装置100在假体105上的使用。左半部分中示出的假体105描绘了在膝关节上的使用，其中旋转阻尼器1缓冲大腿和小腿之间的旋转运动。

旋转阻尼器1也可以通过来自传感器装置40的传感器数据来控制，该传感器数据例如检测距离物体120的距离41。例如，如果在爬升步骤中，通过这样的传感器装置40来检测连续步骤的距离和高度，则旋转阻尼器1可以以下述要求为目标设定。

图1的右半部分示出作为假体105的腿假肢，其中在此设置三个旋转阻尼器1，即一个在脚踝上、一个在膝部、而一个在髋关节。三个旋转阻尼器1经由一个或多个流体和控制线路106连接在一起，使得各个旋转阻尼器1之间的液压相互作用是可能的，其功能将在后面描述。

图2示出了旋转阻尼器1用在可用于运动或康复或健身锻炼等的装置100如运动器械110(例如带拉伸机、重物拉伸机、健力台、坐姿推胸机等)。在此，运动器械110具有可从电缆卷筒102上退绕或卷绕到电缆卷筒102上的带111。

在一些情况下，旋转阻尼器1可由弹簧或电动机35(这里未示出)支撑，以便阻尼或控制带111的目标卷绕或退绕。控制由所配属的控制装置7来实现，其使用来自传感器装置40和任何其它传感器的数据。

图3示出了图2的旋转阻尼器1的局部横截面，其中可以看到第一压排部件4的外齿11和第二组件5的内齿13。

这里也很明显，旋转阻尼器1的壳体12包括三个部分，即第一端部区域22、中间区域23和第二端部区域24。这里的每个区域由单独的部件形成。也可以提供更多的部件，或者总共只提供两个半壳。

相应的电线圈9容纳在壳体12的左侧所示的端部区域22中的线圈保持器38中，以及容纳在右侧所示的第二端部区域24中的线圈保持器38中。来自电线圈9的磁场用于影响存在于压排装置内部的磁流变流体。在此，电线圈9的磁场密封两个端侧轴向间隙25。

旋转阻尼器1结构非常紧凑，并且可以非常经济地制造，并且在相应地选择尺寸时可用于高达100巴和200巴或更高的高压范围。为了达到如此高的最大压力，使用密封机构。采用合适的机械间隙尺寸。而且，压排装置和壳体12的区域根据需要以这样的方式被磁化，使得在诸如流入和流出通道之间的区域和轴向间隙25处等关键区域处发生更少的泄漏，并且因此可以实现更高的最大压力。入口和出口之间的区域以及轴向间隙可以被磁化，使得MRF的铁颗粒尤其在这些部位定向排列并起到可观的附加密封作用。

在靠近吸入口和压力口的轴向间隙25处，磁场通过铁颗粒的成团和定向排列导致端侧密封。端侧轴向间隙25甚至高的压力下也可靠地密封。压力侧和吸入侧之间的泄漏很低。优化密封效果允许使用内啮合齿轮泵作为旋转MRF阻尼器。一个紧凑且有利的旋转阻尼器是可能的。

在MRF阻尼器单元中，引入的能量用于产生压力，然后产生的压力再次在电流调节的磁化阀单元中被耗散。引入的旋转能量经由泵转换成泵流量，其中期望的制动力矩由电磁MRF控制阀设定。在这里，泵流量直接在壳体内部衰减。

其结果是旋转阻尼器1的力曲线可以通过电流无级地、可变地和非常快地调节。整个磁化可能已经在旋转阻尼器1本身中发生，这允许阀单元的紧凑集成。这种具有磁化泵单元的液压结构具有非常简单的结构和非常高的性能水平，并且是许多技术应用感兴趣的解决方案变型。

环20设置成与每个电线圈9轴向相邻，其中环20布置在两个线圈9之间，并且在此各自从外侧邻接中间区域23。环20布置成与电线圈9轴向相邻以防止那里的磁短路，如将在下面参考图4和图5更详细解释的那样。

角度传感器32设置在阻尼器轴3上并且可以例如构造为绝对旋转角度发射器。阻尼器轴3通过密封件28与内部16密封。环周密封件42布置在不同区域的壳体部分之间，在此径向向外通过部件22、23和24之间的界面，以便防止磁流变流体从压排装置2的内部漏出。

具有大致近似圆柱形外形的第二压排部件5在外周上具有多个导向单元21；在该实施例中，它们在整个轴向长度上延伸，但是在其它实施例中，例如也可以构造得较短。导向单元21在第二压排部件5或第二压排部件5的芯材上径向向外伸出，并确保第二压排部件5的芯材的外表面与中间区域23中的壳体12的内周之间的明确的径向距离。

图3b示出根据图1的旋转阻尼器1的壳体12的端部区域22或24的高度示意性俯视图，其中旋转阻尼器1的内部结构和流动导向更加清晰。该图示出了例如从内部看的端部区域22的俯视图，但没有压排部件4。外压排部件5的内轮廓13以虚线画出，并且在不同的实施例中可以具有更多或更少的齿。在此，端部区域22(和24)设置有位于压排部件4、5的径向最外侧齿廓的径向外侧的周向槽50，该周向槽50在端部区域22(和24)中完全围绕轴线延伸。该周向槽50用作MRF的收集通道(50)或分配通道(51)。然而，周向槽也可以仅在环周的部分区域上延伸。

在此处所示的图的左侧，在吸入侧26或入口处设置有吸入口26a，MRF通过该吸入口可以被抽吸到内齿13与外齿11之间的空隙43中。为此，通过吸入口26a吸入的MRF从压力侧27经过阻尼通道17或其部段流到吸入侧26。此处的阻尼通道17延伸跨过(几乎)外压排部件5的整个外周边。例如，可能从整个外周略去导向单元21的窄段。

在内啮合齿轮泵或摆线泵中，吸入口26a和通常位于另一个端面的另一个端部区域中的压力口27a各自大致呈肾形地延伸小于180°的角度区域。周向槽50和吸入口26a一起形成供应通道，而周向槽51和压力口27a一起形成排出通道。

吸入侧的收集槽50收集吸入侧的MRF并且收集槽51在压力侧沿整个外周将其排出。由于收集槽50和51布置在不同的端面上，不会出现“串流”或流体短路，使得吸入侧和压力侧在此也彼此轴向分离。MRF被收集或分布在吸入口或压力口的区域中，其图示可从图3b的水平镜像获得。收集槽51也可以称为分配槽51。

吸入口和压力口也可以设置在相同的端面上，其中必须省略(完全环绕的)收集槽50和51，否则会发生流体短路。收集槽不需要沿整个外周延伸。这也适用于阻尼通道17。

也可想到的是阻尼器轴3保持静止而旋转阻尼器1的壳体12围绕阻尼器轴3旋转，壳体12因此用作阻尼器。电流供应可以通过滑环等方式进行。

图4示出了旋转阻尼器1的横截面的分解图，其中左侧的具有第一端部区域22的壳体部分以及第一压排部件4和第二压排部件5均示出为略微轴向错开，以便更好地理解技术功能。

阻尼器轴3在此与第一压排部件4一体地构造，第一压排部件4在其外周上具有外齿11，该外齿11与第二压排部件5内的内齿13相啮合。第二压排部件5由阻尼通道17径向环绕，在这里在第二压排部件5的内部被输送的磁流变流体可以流回到轴向的另一侧。

在壳体12的外部示出了控制装置7，即使当电力供应失效时，该控制装置7也可以通过储能器37或蓄能器等供应必要的电流。

提供补偿容积29以为泄漏(例如通过阻尼器轴3)和/或不同温度下的容积提供补偿。补偿容积29可以包含可压缩物质或可压缩气囊，以便为不同温度提供容积补偿。

阻尼器轴3通过轴承44安装。第一压排部件4的旋转轴线14对应于阻尼器轴3的旋转轴线。第二压排部件5的旋转轴线15与其平行地错开。

图5示出了对图4的类似描述，然而，其中磁场10的一些磁力线已经示例性绘制。磁力线分别穿过壳体12的端部区域和中间区域23，并且大致径向地穿过壳体12与第二压排部件5之间的阻尼间隙18(见图6)，然后从第二压排部件5穿入第一压排部件4中。从那里，磁力线穿过第一或第二压排部件4、5与相应的端部区域22、24之间的轴向间隙25(参见图6)，从而产生闭合的磁力线。在此，每个端部区域22、24中的电线圈产生磁场，该磁场密封压排部件之间的径向间隙以及两个端侧轴向间隙25。

由于电线圈9设置在壳体12的每个端部区域中，并且由于电线圈9沿相应的端部区域的外周延伸，实际上磁场源8的磁场10作用到压排部件4、5之间的每个间隙以及压排部件4、5与壳体12之间的每个间隙。因此存在于旋转阻尼器1或壳体12的内部16中的磁流变流体6的磁流变颗粒成团，其中成团的强度取决于磁场10的作用强度。

由于总体上具有小于10的相对磁导率的非导磁环20，可靠地防止了相应端部区域22、24中的磁短路。一个端部区域(或两个)也可以由两个或更多个部件或部分组成。在此，与压排部件4、5相邻的部分优选比非导磁环更具导磁性。相邻部分(或整个端部区域)优选具有大于10，并且特别是大于100且优选大于1000的相对磁导率。

图6以示意性剖视图示出了稍微修改的实施例，其中这些距离和间隙18、25在这里被放大示出，以便使它们在所使用的比例里更加可见。在此，旋转阻尼器1可选地包括位于第二端部区域24处的电动机35。为此，阻尼器轴可以完全延伸穿过旋转阻尼器1，从而电动机35与其连接。附加传动机构34可以在此连接到第一端部区域22的一侧。

在压排部件4、5与端部区域22、24之间的轴向间隙25或者在径向方向上的第二部件5与壳体12之间的径向间隙18清晰可见。实际上，径向间隙18大约是轴向间隙25的两倍到四倍，特别是大约三倍。在具体实施例中，已证明大约0.03毫米的轴向间隙25和大约0.3毫米的径向间隙是有利的。

图7最后以高度示意性视图示出一个实施例，其中可以设置电动机35和致动器36。在此，装置100包括两个压排装置2和至少一个带有作为阻尼通道的阀通道31的外部阀30。在该实施例中，各个压排装置2可能没有明确的阻尼通道，而是仅设置外部阻尼阀30上的阻尼通道31。磁场源8的磁场也在那里起作用。在该实施例中，可以使特别构造为旋转单元的致动器旋转。电动机35的旋转方向可以被改变以设定致动器的左转或右转。因此例如运动器械的带或缆绳也可以被卷起。

用于构造MRF旋转阻尼器1的另一可行方法基于通过泵的旋转运动和间隙的磁化使泵不仅直接产生压力，还实现电磁阻力功。阻力功可以通过电流进行调节，并允许完全省略(外部)阀单元，从而该单元构造得非常紧凑。

图8示出了设备100的一个实施例，其中电动机35在接通时总是以相同的方向运行。在此，控制装置控制带有阻尼通道31的外部阻尼阀30和操作压排装置2的电动机35。取决于作用在阻尼通道上的磁场，在此构造为活塞缸单元的致动器36克服集成弹簧的力而移出。如果停止电动机并且减小阻尼阀30的磁场，则致动器36通过所示弹簧的力自动复位。复位运动可以通过旋转阻尼器1或通过压排装置2相应地被控制或者甚至被阻止。

图9最后示出了电动机35可以在两个驱动方向上被驱动的实施例。取决于电机的旋转方向，致动器36(其在此再次构造为活塞缸单元)移出或缩回。为了实现对致动器速度的调节，磁流变阀30可以经由旁通将体积流量从0分流至100％。

图10示出了在第一回路位置的使用旋转阻尼器的有源液压回路中的概况图，图11则示出了在第二回路位置的有源液压回路中的概况图。

这里的优点在于可以实时控制例如为液压缸的致动器36。四个阀单元52与配属的磁场源一起使用。阀单元52在毫秒范围内从0到100％的无级控制，允许非常高的系统动态性。各个MRF高压阀52的工作方法及其切换逻辑与电子设备中的电桥电路类似。在图10中，这里总共四个阀单元52的中间两个被阻塞(磁性地)。外部的两个阀单元52可以灵活地设定。这里给出了MRF沿着箭头55的流体流动，并且缸36的活塞杆沿着箭头53的方向延伸。

图11示出了阀单元52的另一个切换位置，其中中间两个阀单元52可以灵活地设定。外部的两个阀单元52在此被阻塞。通过用作电机35的旋转阻尼器1，驱动可以在两个方向上进行。蓄压器54也可以在一个方向上起作用，从而确保汽缸36的自动缩回或移出。

在所有实施例中，可以实施能量回收。因此，例如在使用假体时，从外部(例如从坐下)引入的扭矩经由这种情况下用作泵的旋转阻尼器1转换成“液压能”。这然后可以通过压排装置转换成电能。为此，电动机被用作发电机。也可以将能量存储在蓄压器中。与使用电动机和传动机构的纯电气解决方案相比，相当大的优势在于声级，因为液压装置通常更安静地工作。与之相比，带有连接至传动机构的电动机通常比较大声。特别是在假肢领域，非常低的声级具有相当大的优势(例如，在音乐会期间移动时)。另外，液压系统占用的空间非常小，而且速度很快。

在图1右侧所示的变型例中，不同的致动器可以智能地相互连接，以便它们提供相互支持或相互协助。因此，一个旋转阻尼器1中的制动压力可以用于致动另一个单元。这样就可以实现和谐的运动顺序。膝盖可以与髋部或脚“互联”。当例如作为外骨架或在机器人上使用时，也可以将更多或全部的关节关联在一起。那么在一些情况下，可以包括手指或脚趾。另外，在额外使用电动机的情况下，可以将系统配置为有效的。

本发明还可用于限制乘用装置中的安全带或安全转向柱的保持力，并且针对此。为了最佳地适应和设置约束系统，也可以例如在与安全气囊结合时，可以设置多个压力限制等级(“软”到“硬”)。可以使用乘客舱内乘客的最大向前移动行程。乘客的安全带压力限制器可以被设计为“更软”，因为由于没有方向盘，通常可以提供更多的内部向前移动行程。在这里，安全带需要2000N到6000N左右的力，这会在安全带卷绕机上产生高转矩(高达100Nm)和高转速(高达6000rpm)。根据现有技术的MRF接合器不能实现这些转速，因为MRF会被离心分离成其各组成部分。传动机构由于通常太大且太昂贵也是困难的。此外，还可以使用安全带张紧器，以便车辆乘员尽可能早地制动。安全带可以约10至15毫秒内缩回高达15厘米。特别是如果厚衣服阻止安全带紧贴在身体上，这是特别有用的。如果例如诸如纸张、线等的介质将以恒定的张力被卷绕在辊上，则可以通过本发明借助根据卷绕辊的直径变化来改变驱动力或制动力矩来实现。

还可以在健身、康复或运动器械，例如举重、划船机、自行车训练以及跑步机等上使用。其它应用领域是健身器械中的自适应制动器(例如，旋转：自行车训练、跑步机、举重杠杆、划船器；直线运动到旋转：举重等)。在健身机器中，可能会有依赖于行程或角度的反作用力/力矩。然而，在现代健身器械(主要是配重)中，反作用力(反作用力矩)在行程距离/角度(重力)上保持不变。现在可以根据肌肉或人的最佳效果调整力量。这也可能取决于关节的位置。如果反作用力缓慢上升或下降从而不产生负载峰值等，也可能是有利的。

有利地，与智能手机的链接可用于记录和设置。然后理想的设置总是在智能手机中编程。只要用户进入健身中心或康复室，该设置就会转移到健身器械上。分析也是可能的。

也可以在假肢中或假体上使用，例如在膝假体、髋假体、足假体、手臂假体等上使用。这可能与当前的线性致动器类似地进行。膝盖需要大约60到150Nm。

从旋转到线性或反之亦然的运动转换可以发生，或者通过杠杆转换成其它运动形式。也可以用于矿用保护座椅。本发明还可以用于机动车辆的悬架阻尼。

它也可以用在稳定器上，其中旋转阻尼器布置在稳定器的两个部件之间，这两个部件可以调节并且特别是相对于彼此旋转。在此，一个部件联接到一侧而另一个部件联接到另一侧，使得稳定器部件相对于彼此的运动/旋转可以通过旋转阻尼器1以受控的方式被减缓、完全分离或调节。通过这种方式，可以设置主动式稳定器，其可以针对不同的驾驶条件(例如，车轮在坑洼处＝未联接；转弯＝通过目标阻尼或通过两个稳定器半部的相互连接来稳定侧倾)进行设置。

还可以在自行车或摩托车的后轮摆臂或前轮摆臂上使用。

附图标记列表

1 旋转阻尼器

2 压排装置

3 阻尼器轴

4 压排部件

5 压排部件

6 磁流变流体

7 控制装置

8 磁场源

9 电线圈

10 磁场

11 4的外齿

12 2的壳体

13 5的内齿

14 4的旋转轴线

15 5的旋转轴线

16 2的内部

17 阻尼通道

18 阻尼间隙(径向)

19 9的轴线

20 12中的环

21 导向单元

22 第一端部区域

23 中间区域

24 第二端部区域

25 轴向间隙

26 入口，吸入侧

26a 吸入口

27 出口，压力侧

27a 压力口

28 3上的密封

29 补偿容积

30 阻尼阀

31 阀通道

32 角度传感器

33 负载传感器

34 附加传动机构

35 电动机

36 致动器

37 储能器

38 线圈保持器

39 永磁体

40 传感器装置

41 距离

42 23的密封件

43 空隙

44 轴承

50 收集槽

51 收集槽

52 阀单元

53 移动方向

54 蓄压器

55 箭头方向

100 设备

102 电缆卷筒

105 假体

106 线路

110 装置

111 带

120 物体

Claims

1.一种旋转阻尼器(1)，具有壳体(12)和至少一个磁场源(8)以及布置在该壳体(12)中的至少一个压排装置(2)，其中该压排装置(2)包含作为工作流体的至少一种磁流变流体(6)并由此能运行以调设旋转运动的阻尼，其特征在于，在所述壳体与压排装置(2)之间形成至少一个端侧的轴向间隙(25)，且所述磁场源(8)的磁场(10)的主要部分穿过在所述壳体(12)与多个压排部件(4，5)之间的轴向间隙(25)。

2.根据前一权利要求所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述压排装置(2)具有阻尼器轴(3)和能相对旋转且相互啮合的多个压排部件(4，5)，其中所述阻尼器轴(3)的旋转运动能被阻尼。

3.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述磁场源(8)包括至少一个电线圈(9)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，在所述压排部件(4，5)的轴向两端部，分别在所述压排装置(2)与壳体之间形成端侧的轴向间隙(25)，且所述磁场源(8)的磁场(10)的主要部分穿过在所述壳体(12)与压排部件(4，5)之间的两个轴向间隙(25)并造成所述端侧的轴向间隙(25)的密封。

5.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，设置有至少两个电线圈(9)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述磁场(10)横向于所述轴向间隙(25)延伸。

7.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述多个压排部件中的第一压排部件(4)被固定连接至所述阻尼器轴(3)，且所述多个压排部件中的第二压排部件(5)可旋转地容置在所述压排装置(2)的壳体(12)中，其中所述第一压排部件(4)与第二压排部件(5)啮合并相对于所述第二压排部件(5)偏心地布置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述第一压排部件(4)具有外齿(11)，且所述第二压排部件具有内齿(13)，并且所述第二压排部件(5)可旋转地容置在所述壳体(12)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述压排装置(2)的内腔(16)能经受所述磁场源(8)的磁场的主要部分的作用。

10.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述压排装置(2)包括至少一个能经受所述磁场源(8)的磁场(10)作用的阻尼通道(17)。

11.根据前一项权利要求所述的旋转阻尼器，其中，作为阻尼通道(17)的至少一个阻尼间隙(18)沿径向布置在所述第二待齿部件(5)与壳体(12)之间。

12.根据前两项权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，至少所述磁场源(8)的磁场(10)的主要部分穿过所述阻尼间隙(17)。

13.根据前三项权利要求中任一项所述的旋转阻尼器，其中，所述第二压排部件(5)经由多个导向单元(21)在所述壳体(12)中被可旋转地引导，以确保在所述第二压排部件(5)与壳体(12)之间的规定的阻尼间隙(18)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述壳体(12)包括第一端部区域和第二端部区域(22，24)以及位于两者之间的中间区域(23)，其中电线圈(9)容纳在两个端部区域(22，24)中的至少一个且特别是容纳在两个端部区域(22，24)中，该线圈(9)的轴线(19)尤其基本平行于所述阻尼器轴(3)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，至少所述壳体(12)的主要部分由相对磁导率大于100的导磁材料构成。

16.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，由相对磁导率小于10的材料制成的环(20)与所述壳体(12)中的所述电线圈(9)轴向相邻地布置，其中所述环(20)尤其在轴向上布置在所述电线圈(9)与压排部件(4，5)之间。

17.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述磁流变流体(6)能通过相互啮合的压排部件(4，5)的旋转运动从所述压排装置(2)的入口(26)被输送到所述压排装置(2)的出口(27)。

18.根据前一项权利要求所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述入口(27)和所述出口(28)布置在所述压排装置(2)的不同的轴向侧。

19.根据前两项权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，在所述入口(17)的区域中的所述磁场(10)被设计成弱于在所述出口(28)的区域中的磁场。

20.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，设有允许温度补偿的补偿容积(29)。

21.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，所述磁流变流体(6)的阻尼回路完全布置在所述壳体内。

22.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，设有具有作为阻尼通道(17)的阀通道(31)的外部阻尼阀(30)。

23.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，角度传感器(32)检测所述阻尼器轴(3)的角度位置的大小。

24.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其特征在于，设有用于检测所述阻尼器轴(3)上的转矩的关键值的负载传感器(33)。

25.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其特征在于，设有能联接到该阻尼器轴(3)的至少一个电动机(35)。

26.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其特征在于，设有至少两个特别是互相液压连通的压排装置。

27.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，至少一个外部致动器(36)与所述压排装置(2)流体连通。

28.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，至少一个致动器(36)以活塞缸单元形式构成。

29.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其中，设有至少一个传感器装置(40)，所述传感器装置包括用于检测至周围物体的位置和/或距离(41)的至少一个位置和/或距离传感器，其中控制装置被构造和设计成根据所述传感器装置的传感器数据来控制所述旋转阻尼器。

30.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其特征在于，由所述压排部件(4，5)的旋转运动所导致的压排腔的容积增大或减小在所述压排装置(2)中调节压力。

31.根据前述权利要求中任一项所述的旋转阻尼器(1)，其特征在于，设有可重复储能的储能器(37)。

32.一种设备(100)或机器如绕线机、络筒机或织机、假体(105)、机动车辆稳定器、在运动、康复或健身运动期间用于支撑的装置(100)、或两个能彼此相对运动的单元，包括至少一个如前述权利要求中至少一项所述的旋转阻尼器(1)。

33.一种机动车辆的安全转向柱，具有两个能彼此相对运动的单元，包括至少一个如前述权利要求中至少一项所述的旋转阻尼器(1)。