DE102004052573A1

DE102004052573A1 - Device for absorption of oscillations and thrusts has permanent magnet which activates controllable magnetorheological liquid of interspersing magnetic field whereby actuator positions magnets with six degrees of freedom

Info

Publication number: DE102004052573A1
Application number: DE200410052573
Authority: DE
Inventors: Welf-Guntram Drossel; Gunther Naumann; Mathias Riedel; Volker Wittstock
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-11

Abstract

The device has adjustable permanent magnets (112,122), provided in the module (111,121), in the passage area (150) of the magnetorheological liquid (161,162) for activation of controllable magnetorheological liquid of interspersing magnetic field (140). An actuator is provided for positioning the permanent magnets with a maximum six degrees of freedom.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Bauelement zur Entkopplung und Isolierung von Stößen und Schwingungen bei Maschinen und Anlagen.The The present invention relates to a device for damping of Vibrations and / or shocks. Especially The present invention relates to a device for decoupling and insulation of shocks and Vibrations in machines and systems.

Einrichtungen zur Entkopplung und Isolierung von Stößen und Schwingungen können bei einer Vielzahl von Maschinen und Anlagen eingesetzt werden, wobei die Anwendungsbreite von der Automobiltechnik bis zur Lagerung von Fundamentplatten reicht. Eine Auswahl und Ausbildung der Einrichtungen zur Entkopplung und Isolierung von Stößen und Schwingungen hängt dabei von den Betriebsbedingungen der Maschinen und Anlagen, insbesondere von der jeweiligen Schwingungsform (als Anregung für die Feder-Masse-Systeme) ab.facilities for decoupling and isolation of shocks and vibrations can at a variety of machinery and equipment are used, wherein the range of applications from automotive technology to the storage of Foundation plates are enough. A selection and training of facilities for decoupling and isolation of shocks and vibrations depends from the operating conditions of the machinery and equipment, in particular of the respective mode of vibration (as an excitation for the spring-mass systems) from.

Ein Beispiel für derartige Maschinen und Anlagen und die auftretenden unterschiedlichen Betriebssituationen ist eine Werkzeugmaschine, bei der bei Eilgangbewegungen stoßartige Massenkrafterregungen auftreten, während die spanende Bearbeitung durch die Prozeßkräfte dagegen stochastische Erregungen verursacht.One example for Such machines and systems and the different occurring Operating situations is a machine tool, during rapid traverse movements jerky Massive body movements occur during the machining process by the process forces against it caused stochastic excitations.

Werden beispielsweise bei Umformmaschinen oder Stanzmaschinen stoßartige Anregungen erzeugt, soll über die Einrichtungen zur Entkopplung und Isolierung von Stößen und Schwingungen eine Ausschwingzeit sowie eine Kraftwirkung auf das System und die Umwelt reduzieren sollen. Wird dagegen eine periodische Anregung erzeugt, wie beispielsweise bei Pumpenaggregaten, sollen die Einrichtungen zur Entkopplung und Isolierung von Stößen und Schwingungen die Schwingungsamplitude minimieren.Become For example, in forming machines or punching machines jerky Suggestions generated should be over the devices for decoupling and isolation of shocks and Vibrations a decay time and a force on the System and reduce the environment. Will be a periodic Excitation generated, such as in pump units, should the facilities for decoupling and isolating shocks and vibrations minimize the vibration amplitude.

Um diese Aufgaben erfüllen zu können, müssen die Einrichtungen zur Entkopplung und Isolierung von Stößen und Schwingungen genau auf die jeweiligen Einsatzbedingungen abgestimmt werden, wobei allerdings diese theoretischen „Auslegungspunkte" unter tatsächlichen Betriebsbedingungen zumindest nicht durchgängig vorliegen. Zudem ist eine gleichzeitige Optimierung derartiger Einrichtungen im Hinblick auf stoßartige Anregungen und auf periodische Anregungen schwierig. Daher können nicht alle Betriebssituationen gleichermaßen abgedeckt werden. Dementsprechend treten bei mit derartigen Einrichtungen ausgerüsteten Anlagen Betriebszustände auf, bei denen keine optimale Entkopplung und Isolierung von Stößen und Schwingungen möglich ist.Around to fulfill these tasks to be able to have to the devices for decoupling and isolation of shocks and Vibrations matched exactly to the respective conditions of use although these theoretical "interpretation points" are below actual Operating conditions are at least not consistent. It is also a simultaneous one Optimization of such devices with regard to impulsive Suggestions and on periodic suggestions difficult. Therefore can not all operating situations are covered equally. Accordingly operating conditions occur in systems equipped with such devices, where no optimal decoupling and insulation of shocks and Vibrations possible is.

Um eine größere Bandbreite an unterschiedlichen Betriebsbedingungen abdecken zu können, sind daher Einrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen mit veränderbaren Betriebparametem notwendig. Hierzu ist denkbar, Stellglieder und aktive Medien (vor allem Flüssigkeiten mit veränderbaren rheologischen Eigenschaften) einzusetzen, welche einstellbare Materialeigenschaften aufweisen, um z. B. eine variable Dämpfung erreichen zu können.Around a larger bandwidth be able to cover different operating conditions, are therefore devices for damping of vibrations and / or shocks with changeable Operating parameters necessary. For this purpose, it is conceivable, actuators and active media (especially liquids with changeable rheological properties), which have adjustable material properties, to z. B. a variable damping to reach.

Aus dem Stand der Technik sind hydraulische Dämpfer bekannt, die allgemein in Scherfilmdämpfer und Quetschfilmdämpfer unterteilt werden können. Bei einem aus der DE 693 29 851 T2 bekannten Scherfilmdämpfer mit variablen Dämpfungsraten ist eine magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit (MRF/ERF) vorgesehen, wobei eine Einstellung der Eigenschaften der MR-/ER-Flüssigkeiten über elektrische Spulen und deren elektromagnetischen Felder erfolgt. Aus der DE 197 37 766 A1 ist zudem bekannt, als Ergänzung der elektrischen Magnetspulen und deren elektromagnetischer Felder Permanentmagnete zur Erzeugung einer Grundfeldstärke einzusetzen. Neben den Scherfilmdämpfern werden auch Quetschfilmdämpfer genutzt, z. B. in den weit verbreiteten Luftfederelementen mit Zusatzelementen aus Gummi oder viskosen Flüssigkeiten, wie beispielsweise aus der DE 38 19 770 C2 bekannt. Eine andere Möglichkeit der variablen Dämpfung besteht im Zusammenhang mit hydraulischen Flüssigkeiten durch die mechanische Änderung von Durchflussquerschnitten (Drosselstellen).Hydraulic dampers are known in the prior art, which can be generally divided into shear film dampers and squeeze film dampers. At one of the DE 693 29 851 T2 known shear film attenuator with variable attenuation rates, a magneto or electrorheological fluid (MRF / ERF) is provided, wherein an adjustment of the properties of the MR / ER fluids via electrical coils and their electromagnetic fields. From the DE 197 37 766 A1 is also known to use permanent magnets for generating a basic field strength as a supplement to the electric magnetic coils and their electromagnetic fields. In addition to the shear film dampers and Quetschfilmdämpfer be used, for. B. in the widely used air spring elements with additional elements of rubber or viscous fluids, such as from DE 38 19 770 C2 known. Another possibility of variable damping is in the context of hydraulic fluids through the mechanical change of flow cross sections (throttle points).

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Einrichtungen liegt in der Notwendigkeit der Bereitstellung einer zusätzlichen elektrischen Energiequelle oder eines externen mechanischen Stellgliedes.One significant disadvantage of the known devices is the need the provision of an additional electrical energy source or an external mechanical actuator.

Zudem sind die bekannten Quetschfilmdämpfer in Form der bekannten Aufstellelemente für Maschinen und Fundamente durch geringe und konstante Dämpfungsbeiwerte geprägt. Da die Dämpfung nicht einstellbar ist, ergibt sich nur ein optimaler Arbeitspunkt des entsprechenden Systems. Dies ist jedoch für die meisten Anwendungsfälle in der Praxis nicht ausreichend, da zumeist an Maschinen sehr unterschiedliche Belastungssituationen entstehen. Eine optimale Dämpfung aller Schwingungsvorgänge ist auch im Hinblick auf ökonomische Aspekte nicht möglich.moreover are the known Quetschfilmdämpfer in the form of the known installation elements for machines and foundations due to low and constant attenuation coefficients embossed. Because the damping is not adjustable, only results in an optimal operating point of the appropriate system. However, this is the case for most applications Practice not sufficient, since mostly on machines very different Stressful situations arise. An optimal damping of all vibration processes is also in terms of economic Aspects not possible.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil von bekannten Einrichtungen mit magnetorheologischen Flüssigkeiten sind die Notwendigkeit von Zusatzausrüstungen zur Versorgung der Einrichtungen und der hohe Energiebedarf der Elektromagnete.One Another major disadvantage of known devices with magnetorheological fluids are the need of additional equipment to supply the Facilities and the high energy demand of the electromagnets.

Elektrorheologische Flüssigkeiten haben zudem den Nachteil, daß die Flüssigkeit entsprechend isoliert werden muß.electrorheological liquids also have the disadvantage that the liquid must be isolated accordingly.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine in ihren Parametern verstellbare Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen zu schaffen, welche ohne bzw. nur eine sehr geringe Menge an von außen zugeführter Energie auskommt.It is an object of the present invention, one in their parameters adjustable device for damping of vibrations and / or shocks, which without or only a very small amount of externally supplied energy gets along.

Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit und mit zumindest einem in Bezug zu einem Strömungsquerschnitt der magnetorheologischen Flüssigkeit in seiner Lage einstellbaren Permanentmagneten zur Erzeugung eines steuerbaren, die magnetorheologische Flüssigkeit durchsetzenden Magnetfeldes gelöst.The present object is achieved by a device for damping of vibrations and / or shocks with a magnetorheological fluid and at least one with respect to a flow cross section of the magnetorheological liquid In its position adjustable permanent magnets for generating a controllable magnetic field passing through the magnetorheological fluid solved.

Mit der Erfindung wird ein in seinen Betriebsparametern verstellbares Maschinenelement geschaffen, welches ohne oder mit nur einer sehr geringen Menge an von außen zugeführter Energie zur Erzeugung des Magnetfeldes auskommt. Die Nachteile der bisher verwendeten elektrischen Energiequellen und mechanischen Stellglieder sind mit dem Einsatz von Permanentmagnete, deren Lage verändert wird, beseitigt. Hierbei wird die Dämpfung im Maschinenelement durch die Scherung und/oder Quetschung der magnetorheologischen Flüssigkeit erreicht, wobei sich die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit entsprechend einer Stärke und Ausrichtung des Magnetfeldes aufgrund der Verlagerung des Permanentmagneten bzw. der Permanentmagnete ändert.With The invention is an adjustable in its operating parameters Machine element created, which without or with only a very small amount of from the outside supplied Energy manages to generate the magnetic field. The disadvantages of previously used electrical energy sources and mechanical Actuators are using permanent magnets, their location changed is eliminated. Here, the damping in the machine element by the shearing and / or squeezing of the magnetorheological liquid achieved, where the viscosity of the magnetorheological liquid according to a strength and alignment of the magnetic field due to the displacement of the permanent magnet or the permanent magnets changes.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Stellglieder zur Positionierung der Permanentmagnete mit einem maximalen Bewegungsfreiheitsgrad sechs vorgesehen, die auf den oder die Permanentmagnete oder auf Bauelemente, in denen der oder die Permanentmagnete aufgenommen sind, wirken. Die Stellglieder sind dabei vorzugsweise aus einem aktiven Material, insbesondere aus einer Formgedächtnislegierung, aufgebaut.According to one preferred embodiment are actuators for positioning the permanent magnets with a maximum freedom of movement six provided on the or the permanent magnets or components in which the or Permanent magnets are included, act. The actuators are preferably of an active material, in particular of a shape memory alloy, built up.

Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind zumindest zwei einander gegenüberliegend angeordnete Permanentmagnete und ein zwischen diesen angeordneter Strömungsspalt der magnetorheologischen Flüssigkeit vorgesehen. Dabei kann eine Geometrie des Spaltes durch Seitenflächen einer Außenkontur der Permanentmagnete und/oder einer Außenkontur der diese aufnehmenden Bauelemente gebildet sein. Weiterhin kann die Geometrie des Spaltes, insbesondere ein Strömungsquerschnitt des Spaltes, durch Veränderung einer Lage der Permanentmagnete und/oder der diese aufnehmenden Bauteile verändert werden.According to one particularly preferred embodiment are at least two oppositely arranged permanent magnets and an arranged between these flow gap of the magnetorheological liquid intended. In this case, a geometry of the gap through side surfaces of a outer contour the permanent magnets and / or an outer contour of these receiving Be formed components. Furthermore, the geometry of the gap, in particular a flow cross-section of the gap, by changing one Position of the permanent magnets and / or these receiving components changed become.

Bevorzugterweise weist die vorliegende Einrichtung einen Grundkörper und ein darin zumindest teilweise aufgenommenen und bewegbar angeordneten Kolben auf, wobei zwischen Grundkörper und Kolben ein Spalt vorgesehen ist, in dem die magnetorheologische Flüssigkeit aufgenommen ist. Dabei kann die Spaltweite zwischen Grundkörper und Kolben in Richtung einer Hauptachse von Grundkörper und/oder Kolben unterschiedlich groß sein. Weiterhin kann eine die Schwingung oder Stöße auslösende Störkraft über den Kolben in die vorliegende Einrichtung einleitbar sein.preferably, the present device has a base body and at least partially therein recorded and movably arranged piston, wherein between body and piston is provided a gap in which the magnetorheological liquid is included. The gap width between the base body and Pistons in the direction of a major axis of the body and / or piston different be great. Furthermore, a disturbance force which triggers the vibration or impacts can be transmitted via the piston into the present one Facility be introduced.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann zumindest ein zwischen Grundkörper und Kolben angeordnetes elastisch wirkendes Element, insbesondere ein Federelement, vorgesehen sein.According to one another preferred embodiment can at least one arranged between the base body and piston elastically acting element, in particular a spring element provided be.

Weiterhin kann der Kolben insbesondere als einseitig offener Hohlkörper ausgebildet sein, wobei der Hohlkörper zumindest teilweise mit magnetorheologischer Flüssigkeit gefüllt ist.Farther For example, the piston can be designed as a hollow body that is open on one side be, wherein the hollow body at least partially filled with magnetorheological fluid.

Bei der vorliegenden Einrichtung können die Permanentmagnete bezüglich des Spaltes einseitig angeordnet sein, wobei im Bereich des Spaltes ein inhomogenes Feld gebildet ist. Dabei kann der Spalt koaxial zur Hauptachse von Grundkörper und/oder Kolben angeordnet sein, wobei die Permanentmagnete in Bezug auf den Spalt ausschließlich außenliegend angeordnet sind. Hierbei können die Permanentmagnete im Grundkörper bezüglich der Hauptachse von Grundkörper und/oder Kolben symmetrisch zueinander angeordnet sein, wobei sich gedachte Verbindungslinien zwischen einander bezüglich der Hauptachse gegenüberliegend angeordneten Permanentmagnete in der Hauptachse des Grundkörpers und/oder des Kolbens, insbesondere senkrecht, schneiden. Bevorzugterweise sind die Permanentmagnete bezüglich der Hauptachse der Einrichtung radial nach innen oder außen verlagerbar (zur Einstellung einer Stärke und Ausrichtung des Magnetfeldes).at the present facility the permanent magnets with respect be arranged on one side of the gap, wherein in the region of the gap an inhomogeneous field is formed. The gap can be coaxial to the main axis of the main body and / or pistons, wherein the permanent magnets with respect on the gap exclusively outboard are arranged. Here you can the permanent magnets in the body in terms of the main axis of the main body and / or pistons be arranged symmetrically to each other, wherein imaginary connecting lines between each other with respect to the main axis opposite arranged permanent magnets in the main axis of the body and / or of the piston, in particular vertically, cut. preferably, are the permanent magnets with respect the main axis of the device radially inward or outward displaceable (for Setting a strength and orientation of the magnetic field).

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagnete bezüglich des Spaltes ausschließlich außenliegend angeordnet, wobei die Permanentmagnete zu einem gemeinsamen, insbesondere ringförmigen, Bauelement, verbunden sind, welches um die Hauptachse der Einrichtung drehbar ist.According to one another preferred embodiment are the permanent magnets with respect to Crevice exclusively outboard arranged, wherein the permanent magnets to a common, in particular annular, Component, which are connected to the main axis of the device is rotatable.

Gemäß einem weiteren (alternativen) Ausführungsbeispiel ist ein Permanentmagnet gegenüberliegend zu einer Stirnseite des als Vollprofil ausgebildeten Kolbens angeordnet, wobei ein auf die Permanentmagnete wirkendes Stellglied parallel zu einer Richtung der Hauptachse von Grundkörper und/oder Kolben wirkt. Hierbei kann eine Einrichtung zur Spalteinstellung vorgesehen sein, die gegenüberliegend zur Stirnfläche des Kolbens angeordnet ist, wobei der Permanentmagnet und zumindest ein weiteres Stellglied mit einem Bauelement verbunden sind, welches den Spalt stirnseitig begrenzt.According to a further (alternative) embodiment, a permanent magnet is arranged opposite to an end face of the solid-profile piston, wherein an actuator acting on the permanent magnets acts parallel to a direction of the main axis of the base body and / or piston. This can be a device be provided for gap adjustment, which is arranged opposite to the end face of the piston, wherein the permanent magnet and at least one further actuator are connected to a device which limits the gap end face.

Gemäß einem weiteren (alternativen) Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagnete auf beiden Seiten des Spaltes angeordnet, wobei im Bereich des Spaltes ein homogenes Magnetfeld gebildet ist. Dabei kann der Spalt koaxial zur Hauptachse von Grundkörper und/oder Kolben angeordnet sein, wobei die Permanentmagnete bezüglich des Spaltes außenliegend und innenliegend angeordnet sind und jeweils korrespondierende Paare bilden. Die bezüglich des Spaltes außenliegend angeordneten Permanentmagnete können dabei parallel zur Hauptachse verschiebbar angeordnet sein.According to one further (alternative) embodiment the permanent magnets are arranged on both sides of the gap, wherein in the region of the gap, a homogeneous magnetic field is formed. In this case, the gap coaxial with the main axis of the body and / or Be arranged piston, the permanent magnets with respect to the Gap outside and are arranged inside and each corresponding pairs form. The re the gap outboard arranged permanent magnets can be arranged parallel to the main axis slidable.

Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Further preferred embodiments are Subject of further subclaims.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:The The present invention will be described below with reference to preferred embodiments in conjunction with the associated Drawings closer explained. In these show:

1 eine schematische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus der Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen mit zwei zueinander beweglichen Bauelementen, in welchen die Permanentmagnete aufgenommen („integriert") sind, 1 a schematic representation of the basic structure of the device for damping vibrations and / or shocks with two mutually movable components in which the permanent magnets are included ("integrated"),

2A eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen mit einer (hinsichtlich des Spaltes) einseitigen Anordnung der Permanentmagnete und einem inhomogenen Feld, 2A a schematic representation of an embodiment of the present device for damping vibrations and / or shocks with a (in the gap) one-sided arrangement of the permanent magnets and an inhomogeneous field,

2B eine schematische Darstellung eines Schnittes A-A des Ausführungsbeispiels der Einrichtung nach 2A, 2 B a schematic representation of a section AA of the embodiment of the device according to 2A .

3A eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen mit (hinsichtlich des Spaltes) zweiseitig angeordneten Permanentmagnete und einem homogenen magnetischen Feld, 3A a schematic representation of another embodiment of the present device for damping vibrations and / or shocks (with respect to the gap) arranged on two sides permanent magnets and a homogeneous magnetic field,

3B eine schematische Darstellung eines Schnittes A-A des Ausführungsbeispieles gemäß 3A, 3B a schematic representation of a section AA of the embodiment according to 3A .

3C eine schematische Darstellung eines weiteres Ausführungsbeispiels der vorliegenden Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen mit zweiseitig angeordneten Permanentmagnete und homogenem magnetischen Feld mit einem der 3A vergleichbaren Grundaufbau in einer Schnittdarstellung vergleichbar dem Schnitt A-A in 3A, wobei eine Anordnung von Stellgliedern zur Bewegung der Permanentmagnete und der Permanentmagnete gegenüber dem Ausführungsbeispiel in 3A variiert, und 3C a schematic representation of another embodiment of the present device for damping vibrations and / or shocks with two-sided permanent magnets and homogeneous magnetic field with one of 3A Comparable basic structure in a sectional view comparable to the section AA in 3A wherein an arrangement of actuators for moving the permanent magnets and the permanent magnets over the embodiment in 3A varies, and

4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen mit einer einseitigen Anordnung der Permanentmagnete und einem inhomogenen magnetischen Feld. 4 a schematic representation of another embodiment of the device for damping vibrations and / or shocks with a one-sided arrangement of the permanent magnets and an inhomogeneous magnetic field.

Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen näher erläutert, wobei die Dämpfung im Maschinenelement durch die Scherung und/oder Quetschung der magnetorheologischen Flüssigkeit in einem Strömungsspalt der magnetorheologischen Flüssigkeit erreicht wird. Je nach Stärke und Ausrichtung des durch den (teilweise in beweglichen Konstruktionselementen integrierten) Permanentmagnet bzw. durch die Permanentmagnete erzeugten Magnetfeldes ändert sich die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit im Strömungsspalt. Dabei erfolgt die Änderung des Magnetfeldes durch eine Positionsänderung der Permanentmagnete bzw. der diese aufnehmenden Konstruktionselemente. Die Positionierung und damit die Bewegung der Permanentmagnete erfolgt mit Stellgliedern, die aus aktivem Material, z. B. Formgedächtnislegierungen, aufgebaut sind. Dadurch ist es möglich, mit einer nichtmechanischen Feldgröße (z. B. der Temperatur) die Stellgliedbewegung zu initiieren. Weiterhin lässt sich die Dämpfungswirkung durch unterschiedliche magnetorheologische Flüssigkeitsmengen im Spalt und durch eine Variation der Spaltbreite verändern.following are some embodiments the present device for damping vibrations and / or Shocks explained in more detail, wherein the damping in the machine element by the shearing and / or pinching of the magnetorheological liquid in a flow gap the magnetorheological fluid is reached. Depending on the strength and alignment of the (partially in movable construction elements integrated) permanent magnet or generated by the permanent magnets Magnetic field changes the viscosity of the magnetorheological fluid in the flow gap. The change takes place the magnetic field by a change in position of the permanent magnets or of these receiving structural elements. The positioning and thus the movement of the permanent magnets takes place with actuators, made of active material, eg. B. shape memory alloys, constructed are. This makes it possible with a non-mechanical field size (eg the temperature) to initiate the actuator movement. Farther let yourself the damping effect by different magnetorheological fluid quantities in the gap and change by a variation of the gap width.

Allgemein ist anzumerken, dass die Wirkungen des erzeugten Magnetfeldes in Verbindung mit der magnetorheologischen Flüssigkeit auch durch elektrorheologische Flüssigkeiten in Verbindung mit elektrischen Feldern erreicht werden können. Vorliegend ist das Magnetfeld durch positionierbare Permanentmagnete erzeugt, wobei das Magnetfeld durch entsprechende Auswahl, Geometrie und relativer räumlicher Lage der Permanentmagnete bzw. der Permanentmagneteanordnungen zwischen unterschiedlichen Grundzuständen des Feldes variiert werden kann. Insoweit könnte aber die Wirkung der Permanentmagnete mit der Wirkung von Kondensatoren verglichen werden (zumindest insoweit als die Ladung auf den Kondensatoren konstant bzw.Generally It should be noted that the effects of the magnetic field generated in Connection with the magnetorheological fluid also by electrorheological liquids can be achieved in conjunction with electric fields. present is the magnetic field generated by positionable permanent magnets, the magnetic field through appropriate selection, geometry and relative spatial Position of the permanent magnets or the permanent magnet arrangements between different ground states of the field can be varied. In that regard, but could the effect of permanent magnets be compared with the effect of capacitors (at least insofar as the charge on the capacitors is constant or

annähernd konstant ist). Ausgehend von dieser Überlegung könnte eine vergleichbare Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen auch mit einer elektrorheologischer Flüssigkeit in Verbindung mit (aufladbaren bzw. aufgeladenen) Kondensatoren gebildet sein. Solange diese Kondensatoren nicht entladen sind, erzeugen diese (auch ohne weitere externe „Ladungszuführung" und ohne weitere Zusatzeinrichtungen) ein elektrisches Feld.is approximately constant). Based on this consideration, a comparable Einrich tion for damping vibrations and / or shocks also be formed with an electrorheological fluid in conjunction with (rechargeable or charged) capacitors. As long as these capacitors are not discharged, they generate an electric field (even without any further external "charge supply" and without further additional equipment).

Aus 1 ist der grundsätzliche Aufbau der vorliegenden Einrichtung zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen 1 mit zwei zueinander beweglichen Bauelementen 111, 121 entnehmbar. Die Permanentmagnete 112, 122 sind in diesen Bauelementen 111, 121 aufgenommen bzw. ggf. auch integriert. Zwischen den Permanentmagneten 112, 122 ist ein magnetisches Feld ausgebildet, welches in 1 über den Pfeil 140 zwischen den Permanentmagneten 112, 122 angedeutet ist.Out 1 is the basic structure of the present device for damping vibrations and / or shocks 1 with two mutually movable components 111 . 121 removable. The permanent magnets 112 . 122 are in these components 111 . 121 recorded or possibly integrated. Between the permanent magnets 112 . 122 is formed a magnetic field, which in 1 over the arrow 140 between the permanent magnets 112 . 122 is indicated.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sind auf einzelne Permanentmagnete 112, 122, allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Vielmehr können jeweils Anordnungen von zwei oder mehr Permanentmagnete für die einzelnen vorgenannten Permanentmagnete eingesetzt werden, wodurch eine hohe Variabilität des erzeugten magnetischen Feldes erreichbar ist. Zudem sind dann mehrere „Grundzustände" des Feldes erzeugbar, wobei zwischen diesen durch Drehung bzw. Verlagerung der Permanentmagnete-Anordnungen „umschaltbar" ist.The above description relates to individual permanent magnets 112 . 122 however, the present invention is not limited thereto. Rather, arrangements of two or more permanent magnets can be used for the individual aforementioned permanent magnets, whereby a high variability of the generated magnetic field can be achieved. In addition, a plurality of "ground states" of the field can then be generated, wherein between these by "rotation" or displacement of the permanent magnet arrangements is "switchable".

Jeder der Permanentmagnete 112, 122 bzw. jedes der die Permanentmagnete 112, 122 aufnehmenden Bauelemente 111, 121 ist jeweils mit einem Stellglied 130 zur Bewegung der zugeordneten Permanentmagnete 112, 122 bzw. Bauelemente 111, 121 verbunden, wobei die Permanentmagnete 112, 122 bzw. die Bauelemente 111, 121 im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils den maximalen Freiheitsgrad sechs aufweisen. Dieser maximale Freiheitsgrad sechs (drei rotatorische und drei translatorische Richtungen) sind in 1 über die kartesischen Koordinatensysteme und die entsprechenden Rotationspfeile um die Achsen der kartesischen Koordinatensysteme angedeutet.Each of the permanent magnets 112 . 122 or each of the permanent magnets 112 . 122 receiving components 111 . 121 is each with an actuator 130 for moving the associated permanent magnets 112 . 122 or components 111 . 121 connected, wherein the permanent magnets 112 . 122 or the components 111 . 121 each have the maximum degree of freedom six in the present embodiment. This maximum degree of freedom six (three rotational and three translational directions) are in 1 about the Cartesian coordinate systems and the corresponding rotation arrows around the axes of the Cartesian coordinate systems.

Zwischen benachbarten Flächen der Permanentmagnete 112, 122 bzw. der Bauelemente 111, 121 ist ein Spalt 150 ausgebildet, der mit magnetorheologischer Flüssigkeit 160, 161, 162 gefüllt ist. Die in der magnetorheologischen Flüssigkeit suspendierten Partikel sind über einzelne Striche angedeutet. Im Bereich 161 der magnetorheologischen Flüssigkeit sind die Partikel entlang der im Wesentlichen parallelen Feldlinien des homogenen magnetischen Feldes ausgerichtet. Im Bereich 162 der magnetorheologischen Flüssigkeit sind die Partikel entlang der Feldlinien des dort vorherrschenden inhomogenen Feldes ausgerichtet.Between adjacent surfaces of the permanent magnets 112 . 122 or the components 111 . 121 is a gap 150 trained with magnetorheological fluid 160 . 161 . 162 is filled. The suspended in the magnetorheological fluid particles are indicated by individual lines. In the area 161 of the magnetorheological fluid, the particles are aligned along the substantially parallel field lines of the homogeneous magnetic field. In the area 162 the magnetorheological fluid, the particles are aligned along the field lines of the prevailing inhomogeneous field.

Die den Strömungsspalt 150 begrenzende Fläche des Bauelementes 111 ist eben ausgebildet. Die den Strömungsspalt 150 begrenzende Fläche des gegenüberliegenden Bauelementes 121 ist gekrümmt.The the flow gap 150 limiting surface of the component 111 is just trained. The the flow gap 150 limiting surface of the opposite component 121 is curved.

Bei Bewegung der Bauelemente 111, 121 relativ zueinander entsteht eine Strömung der magnetorheologischen Flüssigkeit 160, 161, 162. Je nach Ausrichtung des magnetischen Feldes 140, das sich mit der Bewegung der Bauelemente 111, 121 ebenfalls ändert, wird die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit 160, 161, 162 verändert. Dementsprechend ändert sich ebenfalls die Dämpfung der Einrichtung. Hierbei hängt die Dämpfung der vorliegenden Einrichtung von der relativen Bewegung der Bauelemente 111, 121 zueinander ab, wodurch ein System mit adaptiver Dämpfung geschaffen wird, welches unter Verwendung der Bauelementen 111, 121, die ganz oder teilweise aus Permanentmagneten 112, 122 bestehen, die rheologischen Eigenschaften einer Flüssigkeit im Spalt 150 verändert.During movement of the components 111 . 121 relative to each other creates a flow of magnetorheological fluid 160 . 161 . 162 , Depending on the orientation of the magnetic field 140 that deals with the movement of components 111 . 121 also changes, the viscosity of the magnetorheological fluid 160 . 161 . 162 changed. Accordingly, the damping of the device also changes. In this case, the damping of the present device depends on the relative movement of the components 111 . 121 to create an adaptive damping system using the devices 111 . 121 made entirely or partially from permanent magnets 112 . 122 exist, the rheological properties of a liquid in the gap 150 changed.

Aus den 2A und 2B ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Einrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen ersichtlich, bei dem das erste Bauelement als Grundkörper 221 ausgebildet ist, welcher insgesamt vier Permanentmagnete 222 aufnimmt. Im Grundkörper 221 ist eine rotationssymmetrische Vertiefung 250 ausgebildet, in der ein kolbenartiges Bauteil 211 bewegbar aufgenommen ist. In der Vertiefung 250 ist die magnetorheologische Flüssigkeit 261, 262 aufgenommen.From the 2A and 2 B is an embodiment of the present device 1 for damping vibrations and / or shocks, in which the first component as the main body 221 is formed, which a total of four permanent magnets 222 receives. In the main body 221 is a rotationally symmetric depression 250 formed, in which a piston-like component 211 is movably received. In the depression 250 is the magnetorheological fluid 261 . 262 added.

Zwischen dem kolbenartigen Bauteil 221 (nachfolgend vereinfachend als Kolben bezeichnet) ist ein Federungselement 280 angeordnet, wobei eine stirnseitige Endfläche des Kolbens 211 mit einer Bodenfläche der im Grundkörper 221 ausgebildeten Ausnehmung 250 elastisch gekoppelt ist.Between the piston-like component 221 (hereinafter simply referred to as piston) is a suspension element 280 arranged, wherein an end face of the piston 211 with a bottom surface in the main body 221 trained recess 250 is elastically coupled.

Der Kolben 211 ist als einseitig offener Hohlkörper ausgebildet, wobei der Kolben mit der offenen Stirnseite zuerst in die Vertiefung 250 mit der magnetorheologischen Flüssigkeit 261, 262 eingetaucht ist.The piston 211 is designed as a one-sided open hollow body, the piston with the open end face first in the recess 250 with the magnetorheological fluid 261 . 262 is immersed.

Wie in 2A über den Pfeil 270 dargestellt, wirkt eine auf die Einrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen ausgeübte Kraft auf den Kolben 211 und über den Kolben 211 auf die magnetorheologische Flüssigkeit 261, 262, das Federungselement 280 und auf den Grundkörper 221.As in 2A over the arrow 270 shown, one affects the device 1 force applied to the piston for damping vibrations and / or shocks 211 and over the piston 211 to the magnetorheological fluid 261 . 262 , the suspension element 280 and on the body 221 ,

Wie aus den 2A und 2B ersichtlich, ist der zwischen einer Außenseite des Kolbens 211 und einer Innenseite der Vertiefung 250 im Grundkörper 221 gebildete Spalt ringförmig ausgebildet, wobei eine Spaltweite in Richtung einer Hauptachse X des Kolbens 211 und/oder des Grundkörpers 221 unterschiedlich groß ist. Entsprechend der Darstellung in 2A ist ersichtlich, daß sich die Spaltweite in Richtung auf eine Bodenfläche der Vertiefung 250 im Grundkörper 221 erweitert.Like from the 2A and 2 B it can be seen that is between an outside of the piston 211 and an inside of the recess 250 in the main body 221 formed gap annular, wherein a gap width in the direction of a major axis X of the piston 211 and / or the basic body 221 is different in size. As shown in 2A It can be seen that the gap width towards a bottom surface of the recess 250 in the main body 221 extended.

Im Ausführungsbeispiel gemäß den 2A und 2B sind die Permanentmagnete 222 bezüglich des Ringspaltes 250 einseitig (d.h. auf der Außenseite) angeordnet, wodurch sich im Bereich des Ringspaltes 250 ein inhomogenes Magnetfeld ausbildet. Dabei sind die Permanentmagnete 222 im Grundkörper 221 bezüglich der Hauptachse X von Grundkörper 221 und/oder Kolben 211 symmetrisch zueinander angeordnet, wobei sich gedachte Verbindungslinien Y, Z zwischen den einander bezüglich der Hauptachse X gegenüberliegend angeordneten Permanentmagnete 222 in der Hauptachse X senkrecht schneiden.In the embodiment according to the 2A and 2 B are the permanent magnets 222 with respect to the annular gap 250 arranged on one side (ie on the outside), resulting in the area of the annular gap 250 forms an inhomogeneous magnetic field. Here are the permanent magnets 222 in the main body 221 with respect to the major axis X of the main body 221 and / or pistons 211 arranged symmetrically to each other, wherein imaginary connecting lines Y, Z between each other with respect to the main axis X opposite arranged permanent magnets 222 in the main axis X cut vertically.

Jeweils zwischen den benachbart zueinander angeordneten Permanentmagnete 222 ist ein Stellglied 230 angeordnet, welches mit diesen benachbarten Permanentmagneten 222 verbunden ist und jeweils eine gleichartige Stellwirkung auf diese ausübt.In each case between the adjacent permanent magnets 222 is an actuator 230 arranged, which with these adjacent permanent magnets 222 is connected and each exerts a similar action on this.

Aufgrund des in 2B gezeigten symmetrischen Aufbaus der Permanentmagnete 222 im Grundkörper 221 und der damit verbundenen Stellglieder 230 und der gleichartigen Stellwirkung auf die mit den Stellgliedern 230 jeweils verbundenen benachbarten Permanentmagnete 222, werden die Permanentmagnete 222 entlang der (gedachten) Verbindungslinien Y, Z zwischen den gegenüberliegend angeordneten Permanentmagnete 222 radial nach innen oder außen verlagert (entsprechend der Stellwirkung der Stellglieder 230).Due to the in 2 B shown symmetrical structure of the permanent magnets 222 in the main body 221 and the associated actuators 230 and the similar action on the with the actuators 230 respectively connected adjacent permanent magnets 222 , become the permanent magnets 222 along the (imaginary) connecting lines Y, Z between the oppositely arranged permanent magnets 222 displaced radially inwardly or outwardly (according to the actuating action of the actuators 230 ).

Zusammenfassend weist das Ausführungsbeispiel gemäß den 2A und 2B tangential wirkende Stellglieder 230 und radial verschiebbare Permanentmagnete 222 auf, die aufgrund der einseitigen Anordnung zu einem inhomogenen Feld führen. Ändern die Stellglieder 230 ihre Länge, werden die Magnete 222 radial verschoben. Dadurch ändert sich der Einfluß des magnetischen Feldes auf die magnetorheologische Flüssigkeit 161, 162.In summary, the embodiment according to the 2A and 2 B tangentially acting actuators 230 and radially displaceable permanent magnets 222 which lead to an inhomogeneous field due to the one-sided arrangement. Change the actuators 230 their length, become the magnets 222 moved radially. This changes the influence of the magnetic field on the magnetorheological fluid 161 . 162 ,

Aus den 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Einrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen ersichtlich, welches ebenfalls einen Grundkörper 321 und einen darin aufgenommenen Kolben 311 aufweist. Die Schwingungen bzw. Stöße werden wiederum über den Kolben 311 in die vorliegende Einrichtung 1 entsprechend dem Pfeil 370 eingeleitet. Der Kolben 311 ist als einseitig offener Hohlkörper mit zumindest teilweise geschlossenem Boden ausgebildet, und ist mit seiner offenen Stirnseite in die Vertiefung 350 des Grundkörpers 321 eingesetzt.From the 3A and 3B is another embodiment of the present device 1 for damping vibrations and / or shocks, which also has a basic body 321 and a piston received therein 311 having. The vibrations or shocks are in turn via the piston 311 in the present institution 1 according to the arrow 370 initiated. The piston 311 is designed as a one-sided open hollow body with at least partially closed bottom, and is with its open end face in the recess 350 of the basic body 321 used.

Es sind vier Permanentmagnete 322A vorgesehen, welche im Grundkörper 321 symmetrisch angeordnet sind. Dabei schneiden sich die gedachten Verbindungslinien Y, Z zwischen den benachbarten Permanentmagneten 322A in der Hauptachse X des Grundkörpers 321 und/oder des Kolbens 311 senkrecht.There are four permanent magnets 322A provided, which in the body 321 are arranged symmetrically. The imaginary connecting lines Y, Z intersect between the adjacent permanent magnets 322A in the main axis X of the main body 321 and / or the piston 311 perpendicular.

Anders als beim Ausführungsbeispiel gemäß den 2A und 2B sind die Stellglieder 230 jeweils mit ihrem einen Ende mit einem der Permanentmagnete 322A und mit ihrem anderen Ende am Grundkörper 321 gelagert. Die in ihrer Länge veränderbaren Stellglieder 230 sind dabei parallel zur Hauptachse X von Grundkörper 321 und/oder Kolben 311 angeordnet, wodurch die Permanentmagnete 322A parallel zur Hauptachse X verlagerbar sind. In der schematischen Darstellung gemäß 3A erfolgt diese Verlagerung „vertikal" durch die „vertikal" wirkenden Stellglieder 230.Unlike the embodiment according to the 2A and 2 B are the actuators 230 each with its one end with one of the permanent magnets 322A and with their other end on the main body 321 stored. The variable in length actuators 230 are parallel to the main axis X of the main body 321 and / or pistons 311 arranged, whereby the permanent magnets 322A are displaceable parallel to the main axis X. In the schematic representation according to 3A this displacement is done "vertically" by the "vertical" acting actuators 230 ,

Der Spalt ist ringförmig zwischen einer Außenfläche des Kolbens 311 und einer Innenfläche der Vertiefung 350 ausgebildet. Dieser Ringspalt 350 weist eine konstante Spaltweite auf.The gap is annular between an outer surface of the piston 311 and an inner surface of the recess 350 educated. This annular gap 350 has a constant gap width.

Im Bereich der Ausnehmung im Kolben 311 und gelagert am Grundkörper 321 sind weitere vier Permanentmagnete 322B angeordnet. Die im Bereich der Ausnehmung des Kolbens 311 angeordneten Permanentmagnete 322B sind entsprechend den im Grundkörper 321 angeordneten Permanentmagnete 322A symmetrisch angeordnet, wobei die Permanentmagnete 322B im Bereich des Kolbens 311 auf den Verbindungslinien Y, Z zwischen den Permanentmagneten 322A im Grundkörper 311 angeordnet sind. Dementsprechend schneiden sich auch Verbindungslinien Y, Z zwischen den gegenüberliegend angeordneten Permanentmagnete 322B im Bereich des Kolbens 311 in der Hauptachse X des Grundkörpers 321 und/oder des Kolbens 311.In the area of the recess in the piston 311 and stored on the base body 321 are another four permanent magnets 322B arranged. The in the area of the recess of the piston 311 arranged permanent magnets 322B are the same as in the main body 321 arranged permanent magnets 322A symmetrically arranged, the permanent magnets 322B in the area of the piston 311 on the connecting lines Y, Z between the permanent magnets 322A in the main body 311 are arranged. Accordingly, connecting lines Y, Z intersect between the oppositely arranged permanent magnets 322B in the area of the piston 311 in the main axis X of the main body 321 and / or the piston 311 ,

Entsprechend der Darstellung in 3B sind die Permanentmagnete 322A, 322B beidseitig des Ringspaltes 350 angeordnet, wobei jeweils ein Permanentmagnet 322A außerhalb des Ringspaltes 350 mit einem Permanentmagneten 322B innerhalb des Ringspaltes 350 korrespondiert und ein homogenes Magnetfeld 340 im Spalt 350 erzeugt wird.As shown in 3B are the permanent magnets 322A . 322B on both sides of the annular gap 350 arranged, in each case a permanent magnet 322A outside the annular gap 350 with a permanent magnet 322B within the annular gap 350 corresponds and a homogeneous magnetic field 340 in the gap 350 is produced.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den 3A und 3B zeichnet sich entsprechend durch „vertikal" wirkende Stellglieder 330 und zweiseitig angeordnete Permanentmagnete 322A, 322B aus, die zur maximalen Wirkung in der magnetorheologischen Flüssigkeit 361, 362 ein homogenes Feld 340 erzeugen.The embodiment according to the 3A and 3B is characterized by "vertical" acting actuators 330 and two-sided permanent magnets 322A . 322B out, for maximum effect in the magnetorheological fluid 361 . 362 a homogeneous field 340 produce.

In 3C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen gezeigt, wobei (vergleichbar der Anordnung gemäß den 3A und 3B) eine zweiseitige Anordnung der Permanentmagnete 422A, 422B vorgesehen ist. Die im Grundkörper 421 aufgenommenen Permanentmagneten 422A sind (anders als beim Ausführungsbeispiel gemäß den 3A und 3B) zu einem Ring zusammengeschlossen, der um die Hauptachse X des Grundkörpers 421 drehbar ist. Die Drehung der Magnete 422A kann zum völligen Trennen der magnetischen Feldlinien zwischen den Magneten 422A führen. Dementsprechend sind die Permanentmagnete 422A in einer Ebene senkrecht zur Hauptachse X und um die Hauptachse X drehbar.In 3C is another embodiment of the device 1 shown for damping vibrations and / or shocks, (comparable to the arrangement according to the 3A and 3B ) a two-sided arrangement of the permanent magnets 422A . 422B is provided. The in the main body 421 absorbed permanent magnets 422A are (unlike the embodiment according to the 3A and 3B ) merged into a ring around the main axis X of the body 421 is rotatable. The rotation of the magnets 422A can completely separate the magnetic field lines between the magnets 422A to lead. Accordingly, the permanent magnets 422A in a plane perpendicular to the main axis X and about the main axis X rotatable.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 3C sind die Stellglieder 430 mit dem (Magnet-) Ring verbunden, wobei die Stellglieder 430 einseitig am Grundkörper 421 abgestützt sind.In the embodiment according to 3C are the actuators 430 connected to the (magnetic) ring, wherein the actuators 430 one-sided on the base body 421 are supported.

Die weiteren Merkmale des Ausführungsbeispieles gemäß 3C entspricht denen der Ausführungsbeispiele gemäß den 3A und 3B und 2A und 2B.The further features of the embodiment according to 3C corresponds to those of the embodiments according to the 3A and 3B and 2A and 2 B ,

Aus 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen und/oder Stößen ersichtlich mit einer einseitigen Anordnung der Permanentmagnete 522. Das Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist als Quetschfilmdämpfer ausgebildet, bei dem sowohl die Verschiebung der Permanentmagnete 522 als auch die Einstellung des Spaltes 561 durch die auf die Bodenplatte 521 wirkenden Stellglieder 531 und 532 erfolgt.Out 4 is another embodiment of the device 1 for damping vibrations and / or shocks can be seen with a one-sided arrangement of the permanent magnets 522 , The embodiment according to 4 is designed as a squeeze film damper, in which both the displacement of the permanent magnets 522 as well as the adjustment of the gap 561 through the on the bottom plate 521 acting actuators 531 and 532 he follows.

Der Kolben ist mit einem zylindrischen Schaftbereich 570 mit einem Vollprofil und einem (flachen) Kopfbereich 511 ausgebildet, wobei die Einrichtung zur Spalteinstellung 521, 531 und der Permanentmagnet 522 benachbart zur in die Vertiefung 550 des Grundkörpers 510 eintauchenden Stirnfläche des Schaftbereichs 570 des Kolbens angeordnet ist.The piston is with a cylindrical shaft area 570 with a solid profile and a (flat) head area 511 formed, wherein the means for adjusting the gap 521 . 531 and the permanent magnet 522 adjacent to the depression 550 of the basic body 510 dipping face of the shaft area 570 of the piston is arranged.

Der Kopfbereich 511 des Kolbens ist über Federelemente 580 mit dem Grundkörper 510 verbunden.The head area 511 the piston is over spring elements 580 with the main body 510 connected.

Die weiteren Merkmale des Ausführungsbeispieles gemäß 4 entspricht denen der Ausführungsbeispiele gemäß den 3C, 3A und 3B und 2A und 2B sowie 1 The further features of the embodiment according to 4 corresponds to those of the embodiments according to the 3C . 3A and 3B and 2A and 2 B such as 1

Den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die Dämpfung im Maschinenelement durch die Scherung oder Quetschung der magnetorheologischen Flüssigkeit erreicht wird. Je nach Stärke und Ausrichtung des Magnetfeldes, das durch bewegbare Konstruktionselemente (der Grundkörper und/oder Kolben) mit integrierten Permanentmagnete erzeugt wird, ändert sich die Viskosität der magnetorheologischen Flüssigkeit. Die Änderung des Magnetfeldes erfolgt durch eine Positionsänderung der Konstruktionselemente, die den maximalen Freiheitsgrad 6 aufweisen. Die Positionierung und damit die Bewegung der Permanentmagnete erfolgt mit Stellgliedern, die vorzugsweise aus einem aktiven Material (z. B. Formgedächtnislegierungen) aufgebaut sind. Dadurch wird es möglich, mit einer nichtmechanischen Feldgröße die Stellgliedbewegung zu initiieren.The above embodiments have in common that the damping in the machine element is achieved by the shearing or pinching of the magnetorheological fluid. Depending on the strength and orientation of the magnetic field, which is generated by movable construction elements (the base body and / or piston) with integrated permanent magnets, the viscosity of the magnetorheological fluid changes. The change of the magnetic field is made by a change in position of the structural elements, the maximum degree of freedom 6 exhibit. The positioning and thus the movement of the permanent magnets takes place with actuators, which are preferably constructed of an active material (eg shape memory alloys). This makes it possible to initiate the actuator movement with a non-mechanical field size.

Bei dem vorliegenden Dämpfungselement ändert sich die Wirkungsrichtung des magnetischen Feldes in der magnetorheologischen Flüssigkeit, die sich in einem Spalt zwischen zwei über Stellglieder zueinander beweglichen Bauteile befindet.at the present damping element changes the direction of action of the magnetic field in the magnetorheological Liquid, which are in a gap between two to each other via actuators moving components is located.

Das Magnetfeld ist zumeist inhomogen, kann aber auch homogen ausgebildet werden (d.h. mit parallelen Feldlinien).The Magnetic field is usually inhomogeneous, but can also be formed homogeneously (i.e., with parallel field lines).

Bei mehrseitiger Anordnung kann der Magnetkreis bei Bewegung der Magnete zwischen verschiedenen Grundzuständen umschlagen, die Feldlinien können sich an einem einzelnen Magneten schließen, aber sich auch zwischen zwei Magneten befinden.at multilateral arrangement, the magnetic circuit during movement of the magnets between different ground states turn around, the field lines can close to a single magnet, but also between two magnets are located.

Der magnetische Rückschluß kann dabei sowohl durch Luft als auch durch ein magnetisch gut leitfähiges Material erfolgen.Of the Magnetic conclusion can be both by air and by a magnetically good conductive material respectively.

Hierbei können ein oder mehrere Stellglieder die Bauteile mit bis zu einem Freiheitsgrad sechs bewegen.in this connection can one or more actuators the components with up to one degree of freedom move six.

Eine bevorzugte Anwendung des vorliegenden Dämpfungselementes ist die Bildung eines Systems zur adaptiven Dämpfung unter Verwendung von Bauteilen, die ganz oder teilweise aus Permanentmagnete bestehen, und die rheologischen Eigenschaften einer Flüssigkeit im Spalt verändern. Ebenso möglich ist die Anordnung paralleler oder schiefwinkliger Bauteile, die eine ein-, zwei- oder mehrseitige Magnetanordnung darstellen und mit einem magnetischen Feld quer zur Strömungsrichtung der magnetorheologischen Flüssigkeit deren rheologische Eigenschaften verändern.A preferred application of the present damping element is the formation an adaptive damping system using components made wholly or partly from permanent magnets exist, and the rheological properties of a liquid change in the gap. Likewise possible is the arrangement of parallel or skewed components that represent a one, two or more sided magnet arrangement and with a magnetic field transverse to the flow direction of the magnetorheological liquid change their rheological properties.

Hierdurch wird eine Vorrichtung für die variable Dämpfung von Maschinen und Anlagen geschaffen, die auf der Basis mehrerer, bis zum Freiheitsgrad sechs beweglicher, Stellglieder, die Lage mehrerer Permanentmagnete in Bezug zur Strömungsrichtung einer Flüssigkeit ändern und damit die rheologischen Eigenschaften in der Flüssigkeit in einem Spalt beeinflussen.hereby will be a device for the variable damping of machinery and equipment created on the basis of several up to the degree of freedom six movable, actuators, the location of several Change permanent magnets in relation to the flow direction of a liquid and thus affecting the rheological properties in the fluid in a gap.

Claims

Device for damping vibrations and / or shocks with a magnetorheological fluid ( 161 . 162 ) and with at least one with respect to a flow cross-section ( 150 ) of the magnetorheological fluid ( 161 . 162 ) in its position adjustable permanent magnets ( 112 . 122 ) for generating a controllable, the magnetorheological fluid ( 161 . 162 ) passing magnetic field ( 140 ).

Device according to claim 1, characterized by actuators ( 130 ) for positioning the permanent magnets ( 112 . 122 ) with a maximum degree of freedom of movement six, which on the permanent magnet (s) ( 112 . 122 ) or on components ( 111 . 121 ) in which the permanent magnet or magnets ( 112 . 122 ), act.

Device according to claim 2, characterized in that the actuators ( 130 ) are constructed of an active material, in particular of a shape memory alloy.

Device according to at least one of the claims 1 to 3, characterized by at least two oppositely arranged permanent magnets ( 112 . 122 ) and a flow gap arranged between them ( 150 ) of the magnetorheological fluid ( 161 . 162 ).

Device according to claim 4, characterized in that a geometry of the gap ( 150 ) by side surfaces of an outer contour of the permanent magnets ( 112 . 122 ) and / or an outer contour of these receiving components ( 111 . 121 ) is formed, and that the geometry of the gap ( 150 ), in particular a flow cross-section of the gap ( 150 ), by changing a position of the permanent magnets ( 112 . 122 ) and / or of these receiving components ( 111 . 121 ) is changeable.

Device according to at least one of the claims 1 to 5, characterized by a main body ( 221 ) and a therein at least partially received and movably arranged piston ( 211 ), whereby between main body ( 221 ) and pistons ( 211 ) A gap ( 250 ), in which the magnetorheological fluid ( 261 . 262 ) is recorded.

Device according to claim 6, characterized in that a gap width between base body ( 221 ) and pistons ( 211 ) in the direction of a major axis (X) of the body ( 221 ) and / or pistons ( 211 ) is different in size.

Device according to claim 6 or 7, characterized in that the vibration or shocks triggering disturbance force ( 270 ) over the piston ( 211 ) into the institution ( 1 ) can be introduced.

Device according to at least one of the claims 6 to 8, characterized by at least one between main body ( 221 ) and pistons ( 211 ) arranged elastically acting element ( 280 ), in particular a spring element.

Device according to at least one of claims 6 to 9, characterized in that the piston ( 211 ) is formed as a hollow body open on one side, wherein the hollow body at least partially with magnetorheological fluid ( 261 . 262 ) is satisfied.

Device according to at least one of the claims 6 to 10, characterized in that the permanent magnets ( 222 ) are arranged on one side with respect to the gap, wherein in the region of the gap ( 250 ) an inhomogeneous magnetic field is formed.

Device according to claim 11, characterized in that the gap ( 250 ) coaxial to the main axis (X) of the base body ( 221 ) and / or pistons ( 211 ), wherein the permanent magnets ( 222 ) with respect to the gap ( 250 ) are arranged exclusively outboard.

Device according to claim 12, characterized in that the permanent magnets ( 222 ) in the main body ( 221 ) with respect to the main axis (X) of the basic body ( 221 ) and / or pistons ( 211 ) are arranged symmetrically to each other, wherein imaginary connecting lines (Y, Z) between each other with respect to the main axis (X) opposite arranged permanent magnets ( 222 ) in the main axis (X) of the basic body ( 221 ) and / or the piston ( 211 ), in particular vertically, cut.

Device according to claim 12 or 13, characterized in that the permanent magnets ( 222 ) with respect to the main axis (X) of the device ( 1 ) are displaced radially inwardly or outwardly.

Device according to claim 11, characterized in that the permanent magnet ( 522 ) opposite to a front side of the solid profile piston ( 520 ) is arranged, one on the permanent magnets ( 522 ) acting actuator ( 530 ) parallel to a direction of the main axis (X) of the base body ( 510 ) and / or pistons ( 520 ) acts.

Device according to claim 15, characterized by a device for Spaltinstel development ( 521 ), which are opposite to the end face of the piston ( 570 ), wherein the permanent magnet ( 522 ) and at least one further actuator ( 531 ) with a component ( 521 ) are connected, which limits the gap end face.

Device according to at least one of the claims 6 to 10, characterized in that the permanent magnets ( 422A . 422B . 322A . 322B ) on both sides of the gap ( 350 . 450 ) are arranged, wherein in the region of the gap ( 350 . 450 ) a homogeneous magnetic field is formed.

Device according to claim 17, characterized in that the permanent magnets arranged externally with respect to the gap ( 422A ) are connected to a common, in particular annular, component, which is rotatable about the main axis (X) of the device.

Device according to claim 17 or 18, characterized in that the gap ( 350 . 450 ) coaxial to the main axis (X) of the base body ( 321 . 421 ) and / or pistons ( 321 . 421 ), wherein the permanent magnets ( 422A . 422B . 322A . 322b ) with respect to the gap ( 350 . 450 ) are arranged outboard and inboard and each form corresponding pairs.

Device according to claim 19, characterized in that the relative to the gap ( 350 ) outboard permanent magnets ( 322A ) are arranged displaceably parallel to the main axis (X).

Device according to at least one of the claims 1 to 20, characterized in that a strength and effective direction of the magnetic field in the magnetorheological fluid, which is in the gap over the effect of acting on the permanent magnets actuators is controllable.