DE102016110667A1 - Damping device and method with a damping device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung geht aus von einer Dämpfungsvorrichtung mit einer Dämpfungseinheit (10a–f), welche zumindest ein Dämpfungselement (12a–f) aufweist, welches zumindest teilweise aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und welches dazu vorgesehen ist, bei wenigstens einem Dämpfungsvorgang eine Bewegung eines zu dämpfenden Objekts (14a; 14f; 14g) in wenigstens eine Bewegungsrichtung (16a; 16f) mittels einer Verformung zumindest teilweise zu dämpfen, und mit einer Magneteinheit (18a–f), welche zumindest dazu vorgesehen ist, eine Verformung des Dämpfungselements (12a–f) zu beeinflussen. Es wird vorgeschlagen, dass die Magneteinheit (18a–f) zumindest zwei, sich gegenseitig verstärkende Magnetelemente (20a–34a; 20b, 24b, 28b, 32b; 20c, 28c; 20d, 24d, 28d, 32d; 20e–34e; 24f, 32f) aufweist, welche dazu vorgesehen sind, in einem Bereich des Dämpfungselements (12a–f) ein Magnetfeld mit einer erhöhten Flussdichte zu erzeugen.The invention is based on a damping device with a damping unit (10a-f), which has at least one damping element (12a-f), which consists at least partially of a magnetically deformable material and which is intended to at least one damping operation, a movement of in at least one direction of movement (16a; 16f) by means of deformation at least partially damped, and with a magnet unit (18a-f) which is at least provided to prevent deformation of the damping element (12a-f ) to influence. It is proposed that the magnet unit (18a-f) comprises at least two mutually reinforcing magnetic elements (20a-34a; 20b, 24b, 28b, 32b; 20c, 28c; 20d, 24d, 28d, 32d; 20e-34e; 24f; 32f) which are intended to generate in a region of the damping element (12a-f) a magnetic field with an increased flux density.
Description
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung geht aus von einer Dämpfungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren mit einer Dämpfungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 26. The invention relates to a damping device according to the preamble of claim 1 and to a method with a damping device according to the preamble of claim 26.
Aus dem Stand der Technik sind passive Dämpfungsvorrichtungen mit Dämpfungselementen aus magnetischen Formgedächtnislegierungsmaterialien (auch bekannt als MSM-Material = Magnetic Shape Memory) bekannt. From the prior art passive damping devices with damping elements of magnetic shape memory alloy materials (also known as MSM material = magnetic shape memory) are known.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Dämpfungsvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Flexibilität bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 26 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is in particular to provide a generic damping device with improved properties in terms of flexibility. The object is solved by the characterizing features of claims 1 and 26, while advantageous embodiments and further developments of the invention can be taken from the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die Erfindung geht aus von einer Dämpfungsvorrichtung, insbesondere einer aktiven Dämpfungsvorrichtung und/oder vorteilhaft einer passiven Dämpfungsvorrichtung, mit einer Dämpfungseinheit, welche zumindest ein Dämpfungselement aufweist, welches zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und welches dazu vorgesehen ist, bei wenigstens einem Dämpfungsvorgang eine Bewegung eines zu dämpfenden Objekts in wenigstens eine Bewegungsrichtung mittels einer, insbesondere mechanischen, Verformung zumindest teilweise und vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil zu dämpfen, und mit einer Magneteinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, eine Verformung des Dämpfungselements, insbesondere mittels zumindest eines Magnetfelds, zu beeinflussen. The invention is based on a damping device, in particular an active damping device and / or advantageously a passive damping device, with a damping unit which has at least one damping element, which at least partially, preferably at least a large part and particularly preferably completely, consists of a magnetically deformable material and which is intended to attenuate at least one damping process, a movement of an object to be damped in at least partially and preferably at least a majority by means of a, in particular mechanical, deformation, and with a magnet unit which is provided at least one Deformation of the damping element, in particular by means of at least one magnetic field to influence.
Es wird vorgeschlagen, dass die Magneteinheit, insbesondere zur Beeinflussung der Verformung des Dämpfungselements, zumindest zwei, vorteilhaft zumindest drei, vorzugsweise zumindest vier, bevorzugt zumindest fünf, weiter bevorzugt zumindest sechs, besonders bevorzugt zumindest sieben und besonders vorteilhaft zumindest acht, sich gegenseitig verstärkende Magnetelemente aufweist, welche dazu vorgesehen sind, in einem Bereich des Dämpfungselements ein, insbesondere resultierendes und/oder gemeinsames, Magnetfeld mit einer erhöhten Flussdichte zu erzeugen, insbesondere in einem Vergleich zu einem Einzelmagnetfeld eines einzelnen der Magnetelemente. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter dem Ausdruck „zu wenigstens einem Großteil“ sollen dabei insbesondere zumindest 55 %, vorteilhaft zumindest 65 %, vorzugsweise zumindest 75 %, besonders bevorzugt zumindest 85 % und besonders vorteilhaft zumindest 95 % verstanden werden. Unter einer „Dämpfungsvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines, insbesondere aktiven und/oder vorteilhaft passiven, Dämpfers verstanden werden. Vorteilhaft ist die Dämpfungsvorrichtung zumindest zu einer Verwendung und/oder einem Betrieb im Hochvakuum, insbesondere in einem räumlichen Bereich mit einem Druck von höchstens 10–3 hPa, und vorteilhaft im Ultrahochvakuum, insbesondere in einem räumlichen Bereich mit einem Druck von höchstens 10–7 hPa, vorgesehen. Insbesondere kann die Dämpfungsvorrichtung dabei auch das zu dämpfende Objekt und/oder ein, insbesondere als Außengehäuse ausgebildetes, Dämpfungsgehäuse, insbesondere zur Aufnahme der Dämpfungseinheit und/oder der Magneteinheit, umfassen. It is proposed that the magnet unit, in particular for influencing the deformation of the damping element, at least two, advantageously at least three, preferably at least four, preferably at least five, more preferably at least six, more preferably at least seven and most preferably at least eight, mutually reinforcing magnetic elements which are provided to generate in a region of the damping element, in particular resulting and / or common, magnetic field having an increased flux density, in particular in a comparison to a single magnetic field of a single one of the magnetic elements. By "intended" is intended to be understood in particular specially designed and / or equipped. The fact that an object is intended for a specific function should in particular mean that the object fulfills and / or executes this specific function in at least one application and / or operating state. At least 55%, advantageously at least 65%, preferably at least 75%, particularly preferably at least 85% and particularly advantageously at least 95% are to be understood by the term "for at least a large part". In this context, a "damping device" should be understood as meaning, in particular, at least one part, in particular a subassembly, of a, in particular active and / or advantageously passive, damper. Advantageously, the damping device is at least for use and / or operation in a high vacuum, in particular in a spatial region with a pressure of at most 10 -3 hPa, and advantageously in ultra-high vacuum, in particular in a spatial region with a pressure of at most 10 -7 hPa , intended. In particular, the damping device may also comprise the object to be damped and / or a damping housing, in particular designed as an outer housing, in particular for receiving the damping unit and / or the magnet unit.
Ferner soll unter einer „Dämpfungseinheit“ insbesondere eine Einheit, insbesondere mit zumindest einem, vorteilhaft länglichen, Dämpfungselement, verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, mechanische Schwingungen, insbesondere Vibrationen, Erschütterungen und/oder Stöße, insbesondere des zu dämpfenden Objekts, zumindest teilweise und vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil zu dämpfen und insbesondere zu reduzieren. Dazu weist das Dämpfungselement insbesondere in wenigstens einem Anwendungszustand zumindest eine Wirkverbindung mit dem zu dämpfenden Objekt auf. Vorteilhaft weist das Dämpfungselement dabei zumindest eine Kontaktfläche und/oder Anschlagfläche auf, welche in dem Anwendungszustand, vorteilhaft zumindest bei einem Dämpfungsvorgang, das zu dämpfende Objekt insbesondere mittelbar und/oder bevorzugt unmittelbar kontaktiert. Ferner ist das Dämpfungselement insbesondere zumindest teilweise formveränderlich ausgebildet und insbesondere dazu vorgesehen, abhängig von einem externen Stimulus, wie beispielsweise einem elektrischen Signal, einem thermischen Signal, einem mechanischen Signal und/oder einem magnetischen Signal, eine Form, vorteilhaft zumindest eine Längserstreckung, zu verändern. Vorzugsweise ist dabei ein Volumen des Dämpfungselements konstant. Vorteilhaft ist zudem eine Längserstreckungsrichtung des Dämpfungselements zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Richtung einer Krafteinwirkung des zu dämpfenden Objekts. Besonders vorteilhaft ist das Dämpfungselement einstückig ausgebildet. Das Dämpfungselement könnte beispielsweise als Hohlkörper, wie beispielsweise als Hohlzylinder, ausgebildet sein. Vorteilhaft ist das Dämpfungselement jedoch als Vollkörper ausgebildet und weist insbesondere eine zumindest im Wesentlichen zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige, und/oder vorteilhaft eine zumindest im Wesentlichen streifenförmige, insbesondere quaderförmige, Form und/oder Kontur auf. Insbesondere kann die Dämpfungseinheit auch mehrere Dämpfungselemente, wie beispielsweise zumindest zwei und/oder zumindest drei Dämpfungselemente, aufweisen, welche vorteilhaft zur Dämpfung des zu dämpfenden Objekts in zumindest einem Anwendungszustand und/oder Betriebszustand zusammenwirken können. Dabei könnte zumindest eines der Dämpfungselemente auch als, insbesondere herkömmliches, mechanisches, hydraulisches und/oder pneumatisches Dämpfungselement ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall soll unter einer „Längserstreckung“ eines, insbesondere länglichen, Objekts insbesondere eine maximale Erstreckung des Objekts verstanden werden. Unter einer „Längserstreckungsrichtung“ eines, insbesondere länglichen, Objekts soll insbesondere eine Richtung einer maximalen Erstreckung des Objekts verstanden werden. Ferner soll unter „zumindest im Wesentlichen parallel“ insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 8°, vorteilhaft kleiner als 5° und besonders vorteilhaft kleiner als 2° aufweist. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden und/oder miteinander ausgebildet verstanden werden. Der Stoffschluss kann beispielsweise durch einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess, einen Schweißprozess, einen Lötprozess und/oder einen anderen Prozess hergestellt werden. Vorteilhaft soll unter einstückig jedoch aus einem Stück und/oder in einem Stück geformt verstanden werden. Darüber hinaus soll unter einem „zumindest im Wesentlichen zylinderförmigen“ Objekt insbesondere ein Objekt verstanden werden, welches von einem zylinderförmigen Referenzobjekt mit einem Volumenanteil von höchstens 20 %, vorzugsweise von höchstens 15 % und besonders bevorzugt von höchstens 10 % abweicht. Entsprechendes soll insbesondere für die Wendung zumindest im Wesentlichen streifenförmig gelten. Ferner soll unter einem „magnetisch formveränderlichen Material“ insbesondere ein Material verstanden werden, welches mittels eines, insbesondere äußeren, Magnetfelds, insbesondere der Magneteinheit, beeinflussbar ist und vorteilhaft in zumindest einem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, zumindest abhängig von dem Magnetfeld eine Materialeigenschaft und/oder Form zu verändern. Furthermore, a "damping unit" is to be understood in particular as a unit, in particular with at least one, advantageously elongated, damping element, which is intended to at least partially and mechanically absorb vibrations, in particular vibrations, vibrations and / or impacts, in particular of the object to be damped preferably to attenuate at least a major part and in particular to reduce. For this purpose, in particular in at least one application state, the damping element has at least one operative connection with the object to be damped. Advantageously, the damping element in this case at least one contact surface and / or stop surface, which in the application state, advantageously at least in a damping process, the object to be damped in particular indirectly and / or preferably contacted directly. Furthermore, the damping element is in particular designed to be at least partially deformable and in particular provided to change a shape, advantageously at least one longitudinal extent, depending on an external stimulus, such as an electrical signal, a thermal signal, a mechanical signal and / or a magnetic signal , Preferably, a volume of the damping element is constant. In addition, a longitudinal extension direction of the damping element is at least substantially parallel to a direction of a force of the object to be damped. Particularly advantageous is the damping element in one piece educated. The damping element could for example be formed as a hollow body, such as a hollow cylinder. Advantageously, however, the damping element is designed as a solid body and in particular has an at least substantially cylindrical, in particular circular cylindrical, and / or advantageously at least substantially strip-shaped, in particular cuboid, shape and / or contour. In particular, the damping unit can also have a plurality of damping elements, such as at least two and / or at least three damping elements, which can cooperate advantageously for damping the object to be damped in at least one application state and / or operating state. In this case, at least one of the damping elements could also be designed as, in particular conventional, mechanical, hydraulic and / or pneumatic damping element. In the present case, a "longitudinal extension" of an object, in particular an elongated object, should be understood as meaning, in particular, a maximum extent of the object. A "longitudinal extension direction" of a, in particular oblong, object should in particular be understood to mean a direction of maximum extension of the object. Furthermore, the term "at least substantially parallel" should be understood to mean, in particular, an orientation of a direction relative to a reference direction, in particular in a plane, wherein the direction relative to the reference direction is a deviation, in particular less than 8 °, advantageously less than 5 ° and particularly advantageously less than 2 °. By "one piece" should be understood in particular at least materially connected and / or trained together. The material bond can be produced for example by an adhesive process, a Anspritzprozess, a welding process, a soldering process and / or another process. Advantageously, however, should be understood as being integrally formed in one piece and / or in one piece. In addition, an "at least substantially cylindrical" object should be understood to mean, in particular, an object which deviates from a cylindrical reference object with a volume fraction of at most 20%, preferably at most 15% and particularly preferably at most 10%. Corresponding should apply, in particular for the turn at least substantially strip-shaped. Furthermore, a "magnetically deformable material" is to be understood as meaning, in particular, a material which can be influenced by means of a, in particular external, magnetic field, in particular the magnet unit and is advantageously provided in at least one operating state, at least as a function of the magnetic field a material property and / or Shape change.
Ferner soll unter einer „Magneteinheit“ insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand ein, insbesondere auf die Dämpfungseinheit und insbesondere zumindest das Dämpfungselement einwirkendes, Magnetfeld bereitzustellen. Darunter, dass ein Objekt ein weiteres Objekt „beeinflusst“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das weitere Objekt bei einer Abwesenheit und/oder Inaktivität des Objekts einen anderen Zustand, eine andere Form und/oder eine andere Lage aufweist und/oder annimmt als bei einer Anwesenheit und/oder Aktivität des Objekts. Vorteilhaft ist die Magneteinheit dabei dazu vorgesehen, ein Magnetfeld bereitzustellen, welches senkrecht zur Längserstreckung des Dämpfungselements und/oder zur Richtung der Krafteinwirkung des zu dämpfenden Objekts angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist die Magneteinheit dazu vorgesehen, insbesondere mittels des Magnetfelds, in zumindest einem Anwendungszustand eine Formveränderung des Dämpfungselements zu bewirken und/oder eine Dämpfungskraft und/oder Steifigkeit des Dämpfungselements festzulegen. Unter der Wendung, dass „die Magneteinheit sich gegenseitig verstärkende Magnetelemente aufweist, welche dazu vorgesehen sind, in einem Bereich des Dämpfungselements ein Magnetfeld mit einer erhöhten Flussdichte zu erzeugen“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Magnetelemente jeweils ein Einzelmagnetfeld erzeugen und/oder bereitstellen, welche sich insbesondere derart überlagern, dass sich ein, insbesondere resultierendes und/oder gemeinsames, Magnetfeld in einem Bereich des Dämpfungselements erhöht, insbesondere um zumindest 10 %, vorteilhaft um zumindest 30 % und besonders vorteilhaft um zumindest 50 %, insbesondere im Vergleich zu den Einzelmagnetfeldern. Insbesondere sind die Magnetelemente separat voneinander ausgebildet. Vorzugsweise sind die Magnetelemente einstückig ausgebildet. Vorteilhaft sind die Magnetelemente dabei derart angeordnet, dass diese sich gegenseitig verstärken. Darüber hinaus sind die Magnetelemente vorteilhaft in einem Nahbereich des Dämpfungselements angeordnet. Unter einem „Nahbereich“ soll insbesondere ein räumlicher Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die weniger als ein Drittel, vorzugsweise weniger als ein Viertel, bevorzugt weniger als ein Sechstel und besonders bevorzugt weniger als ein Zehntel einer minimalen Längserstreckung des Dämpfungselements von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere dem Dämpfungselement, entfernt sind und/oder die jeweils einen Abstand von höchstens 20 mm, vorzugsweise von höchstens 10 mm und besonders bevorzugt von höchstens 5 mm von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere dem Dämpfungselement, aufweisen. Durch diese Ausgestaltung kann eine Dämpfungsvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Flexibilität bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Dämpfungsvorrichtung mit einer, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Dämpfungsvorrichtungen, nahezu geschwindigkeitsunabhängigen Dämpfung erreicht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine besonders kompakte Dämpfungsvorrichtung bereitgestellt werden. Ferner kann eine Dämpfungsvorrichtung bereitgestellt werden, welche vorteilhaft über sehr geringe Ausgasungsraten verfügt, wodurch ein Einsatz innerhalb eines Hochvakuums und/oder eines Ultrahochvakuums ermöglicht wird. Furthermore, a "magnet unit" is to be understood in particular to mean a unit which is provided to provide a magnetic field, in particular acting on the damping unit and in particular at least the damping element, in at least one operating state. The fact that an object "influences" another object should in this context be understood in particular to mean that the further object has and / or assumes a different state, form and / or position in the absence and / or inactivity of the object as in the presence and / or activity of the object. Advantageously, the magnet unit is provided to provide a magnetic field which is arranged perpendicular to the longitudinal extension of the damping element and / or to the direction of the force of the object to be damped. Particularly preferably, the magnet unit is provided, in particular by means of the magnetic field, to effect a change in shape of the damping element in at least one application state and / or to define a damping force and / or rigidity of the damping element. By the phrase "the magnet unit has mutually reinforcing magnetic elements which are intended to generate a magnetic field with an increased flux density in a region of the damping element" is to be understood in particular that the magnetic elements each generate and / or provide a single magnetic field, which superimpose in particular in such a way that a, in particular resulting and / or common, magnetic field increases in a region of the damping element, in particular by at least 10%, advantageously by at least 30% and particularly advantageously by at least 50%, in particular in comparison to the individual magnetic fields , In particular, the magnetic elements are formed separately from each other. Preferably, the magnetic elements are integrally formed. Advantageously, the magnetic elements are arranged such that they reinforce each other. In addition, the magnetic elements are advantageously arranged in a vicinity of the damping element. A "near zone" is to be understood as meaning, in particular, a spatial area which is formed by points which are less than a third, preferably less than a quarter, preferably less than one sixth and particularly preferably less than one tenth of a minimum longitudinal extent of the damping element of one Reference point and / or a reference component, in particular the damping element, are removed and / or each a distance of at most 20 mm, preferably at most 10 mm and more preferably of at most 5 mm from a reference point and / or a reference component, in particular the damping element, exhibit. By this configuration, a damper device having improved properties in terms of flexibility can be provided. In addition, advantageously, an efficiency, in particular a Energy efficiency, component efficiency, space efficiency and / or cost efficiency can be improved. In addition, advantageously, a damping device with a, in particular compared to conventional damping devices, almost speed-independent damping can be achieved. In addition, advantageously, a particularly compact damping device can be provided. Furthermore, a damping device can be provided, which advantageously has very low outgassing rates, whereby an employment within a high vacuum and / or an ultrahigh vacuum is made possible.
Das magnetisch formveränderliche Material könnte beispielsweise einem magnetostriktiven Material entsprechen. Vorteilhaft ist das magnetisch formveränderliche Material jedoch ein magnetisch wirksames und/oder aktives Formgedächtnismaterial, insbesondere ein magnetisches Formgedächtnismaterial, und besonders bevorzugt eine magnetische Formgedächtnislegierung (auch bekannt als MSM-Material = Magnetic Shape Memory). Insbesondere kann eine Längserstreckung des Dämpfungselements zwischen einer minimalen Expansionsform und/oder Grundform und einer maximalen Expansionsform in diesem Fall um zumindest 1 %, vorteilhaft um zumindest 5 %, vorzugsweise um zumindest 7,5 % und besonders bevorzugt um zumindest 10 %, und/oder um höchstens 20 % und vorteilhaft um höchstens 15 % einer minimalen Längserstreckung des Dämpfungselements, insbesondere in der Grundform, variieren. Bevorzugt enthält das magnetisch formveränderliche Material dabei Nickel, Mangan und Gallium. Bevorzugt weist das Dämpfungselement einen, insbesondere mittels des Magnetfelds der Magneteinheit, einstellbaren und/oder festlegbaren Dämpfungsgrad zwischen 0,1 und 1 auf. Zudem weist das Dämpfungselement vorteilhaft ein, insbesondere mittels des Magnetfelds der Magneteinheit, einstellbares und/oder festlegbares Elastizitätsmodul zwischen 0,1 GPa und 10 GPa auf. Unter einem „Dämpfungsgrad“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Verhältnis zwischen, insbesondere von dem Dämpfungselement, absorbierter Energie zu, insbesondere auf das Dämpfungselement, einwirkender Energie, insbesondere aufgrund des Dämpfungsvorgangs, verstanden werden. Hierdurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Dämpfungsfunktion realisiert werden. The magnetically deformable material could, for example, correspond to a magnetostrictive material. However, the magnetically deformable material is advantageously a magnetically active and / or active shape memory material, in particular a magnetic shape memory material, and particularly preferably a magnetic shape memory alloy (also known as MSM material = magnetic shape memory). In particular, a longitudinal extension of the damping element between a minimum expansion shape and / or basic shape and a maximum expansion shape in this case by at least 1%, advantageously by at least 5%, preferably by at least 7.5% and more preferably by at least 10%, and / or by at most 20% and advantageously by at most 15% of a minimum longitudinal extent of the damping element, in particular in the basic form, vary. The magnetically deformable material preferably contains nickel, manganese and gallium. Preferably, the damping element has a, in particular by means of the magnetic field of the magnet unit, adjustable and / or definable degree of damping between 0.1 and 1. In addition, the damping element advantageously has, in particular by means of the magnetic field of the magnet unit, adjustable and / or fixable elastic modulus between 0.1 GPa and 10 GPa. In this context, a "degree of damping" is to be understood as meaning, in particular, a ratio between energy absorbed, in particular by the damping element, and energy acting on the damping element, in particular due to the damping process. In this way, in particular a particularly advantageous damping function can be realized.
Ist die Magneteinheit zumindest dazu vorgesehen, insbesondere mittels eines Dämpfungsmagnetfelds, eine Dämpfungswirkung des Dämpfungselements zu beeinflussen, insbesondere zumindest zeitlich vor einem Dämpfungsvorgang, kann insbesondere eine vorteilhafte Einstellung, insbesondere Voreinstellung, des Dämpfungselements erreicht werden. Vorteilhaft entspricht das Dämpfungsmagnetfeld dabei dem, insbesondere auf das Dämpfungselement einwirkenden, Magnetfeld der Magnetelemente. Bevorzugt entspricht das Dämpfungsmagnetfeld dabei einem statischen Magnetfeld. Unter einem „statischen Magnetfeld“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Magnetfeld verstanden werden, welches über einen Zeitraum von zumindest 10 s, vorteilhaft von zumindest 100 s und besonders bevorzugt von zumindest 500 s unverändert ist und insbesondere in dem Zeitraum eine gleichbleibende Flussdichte und/oder Feldstärke aufweist. If the magnet unit is at least provided to influence, in particular by means of a damping magnetic field, a damping effect of the damping element, in particular at least temporally before a damping operation, an advantageous adjustment, in particular presetting, of the damping element can be achieved. Advantageously, the damping magnetic field corresponds to the magnetic field of the magnetic elements, in particular acting on the damping element. The damping magnetic field preferably corresponds to a static magnetic field. In this context, a "static magnetic field" is to be understood as meaning in particular a magnetic field which is unchanged over a period of at least 10 s, advantageously of at least 100 s and particularly preferably of at least 500 s, and in particular in the period of time a constant flux density and / or Field strength.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Magneteinheit zumindest dazu vorgesehen ist, insbesondere mittels eines Rückstellmagnetfelds, eine Rückstellung des Dämpfungselements und insbesondere des zu dämpfenden Objekts zu bewirken, insbesondere zumindest zeitlich nach einem Dämpfungsvorgang, wodurch insbesondere eine vorteilhafte reversible Dämpfung erreicht werden kann. Vorteilhaft entspricht das Rückstellmagnetfeld dabei dem, insbesondere auf das Dämpfungselement einwirkenden, Magnetfeld der Magnetelemente. Bevorzugt entspricht das Rückstellmagnetfeld dabei einem statischen Magnetfeld. Besonders bevorzugt sind das Rückstellmagnetfeld und das Dämpfungsmagnetfeld miteinander identisch und weisen insbesondere eine identische Flussdichte und/oder Feldstärke auf. It is further proposed that the magnet unit is provided at least to effect, in particular by means of a reset magnetic field, a return of the damping element and in particular the object to be damped, in particular at least temporally after a damping process, whereby in particular an advantageous reversible damping can be achieved. The reset magnetic field advantageously corresponds to the magnetic field of the magnetic elements, in particular acting on the damping element. The reset magnetic field preferably corresponds to a static magnetic field. Particularly preferably, the reset magnetic field and the damping magnetic field are identical to one another and in particular have an identical flux density and / or field strength.
Ein Magnetfeld mit einer besonders hohen Flussdichte im Bereich des Dämpfungselements kann insbesondere erreicht werden, wenn die Magneteinheit zumindest vier, vorteilhaft zumindest sechs und besonders bevorzugt zumindest acht, sich gegenseitig verstärkende Magnetelemente aufweist. Vorteilhaft umgreifen die Magnetelemente das Dämpfungselement dabei zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, insbesondere zumindest bei einer Betrachtung senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Dämpfungselements. A magnetic field with a particularly high flux density in the region of the damping element can be achieved, in particular, if the magnet unit has at least four, advantageously at least six, and particularly preferably at least eight, mutually reinforcing magnetic elements. Advantageously, the magnetic elements surround the damping element in at least a large part and particularly preferably completely, in particular at least when viewed perpendicularly to the longitudinal direction of extension of the damping element.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Magnetelemente zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet sind. Insbesondere sind zumindest zwei der Magnetelemente zumindest im Wesentlichen identisch zueinander ausgebildet. Unter der Wendung „zumindest im Wesentlichen identisch“ soll dabei insbesondere abgesehen von Fertigungstoleranzen und/oder im Rahmen fertigungstechnischer Möglichkeiten und/oder im Rahmen standardisierter Toleranzen identisch verstanden werden. Hierdurch können insbesondere Kosten reduziert werden. In one embodiment of the invention it is proposed that the magnetic elements are at least substantially identical to each other. In particular, at least two of the magnetic elements are at least substantially identical to one another. The term "at least substantially identical" should be understood to mean identical, in particular, apart from manufacturing tolerances and / or in the context of production engineering possibilities and / or within the scope of standardized tolerances. In particular, this can reduce costs.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Magnetelemente auf unterschiedlichen, bevorzugt zumindest gegenüberliegenden, Seiten des Dämpfungselements angeordnet sind. Vorteilhaft sind die Magnetelemente dabei auf unterschiedlichen Längsseiten des Dämpfungselements, welche sich insbesondere in die Längserstreckungsrichtung des Dämpfungselements erstrecken, angeordnet. Insbesondere sind zumindest zwei der Magnetelemente auf unterschiedlichen, bevorzugt zumindest gegenüberliegenden, Seiten, vorteilhaft Längsseiten, des Dämpfungselements angeordnet. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaft kompakter und/oder energieeffizienter Aufbau erreicht werden. Furthermore, it is proposed that the magnetic elements are arranged on different, preferably at least opposite, sides of the damping element. Advantageously, the magnetic elements are on different longitudinal sides of the damping element, which is extend in particular in the longitudinal direction of the damping element arranged. In particular, at least two of the magnetic elements are arranged on different, preferably at least opposite, sides, advantageously longitudinal sides, of the damping element. In this way, in particular, an advantageously compact and / or energy-efficient construction can be achieved.
Zumindest eines der Magnetelemente könnte beispielsweise beweglich relativ zu dem Dämpfungselement gelagert sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Magnetelemente unbeweglich und/oder statisch relativ zu dem Dämpfungselement und/oder relativ zu dem Dämpfungsgehäuse sind. Insbesondere sind zumindest zwei der Magnetelemente unbeweglich und/oder statisch relativ zu dem Dämpfungselement und/oder relativ zu dem Dämpfungsgehäuse. Bevorzugt ist die, insbesondere gesamte, Magneteinheit unbeweglich und/oder statisch relativ zu dem Dämpfungselement und/oder relativ zu dem Dämpfungsgehäuse. Hierdurch kann insbesondere eine besonders einfache Konstruktion erreicht werden. For example, at least one of the magnetic elements could be movably mounted relative to the damping element. In a preferred embodiment of the invention, however, it is proposed that the magnetic elements are immovable and / or static relative to the damping element and / or relative to the damping housing. In particular, at least two of the magnetic elements are immovable and / or static relative to the damping element and / or relative to the damping housing. Preferably, the, in particular entire, magnetic unit immovable and / or static relative to the damping element and / or relative to the damping housing. As a result, in particular a particularly simple construction can be achieved.
Vorzugsweise bestehen die Magnetelemente zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem Permanentmagnetwerkstoff und vorteilhaft demselben Permanentmagnetwerkstoff. Insbesondere bestehen zumindest zwei der Magnetelemente zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem Permanentmagnetwerkstoff und vorteilhaft demselben Permanentmagnetwerkstoff. In diesem Zusammenhang soll unter einem „Permanentmagnetwerkstoff“ insbesondere ein Magnetwerkstoff verstanden werden, welcher, insbesondere nach einer anfänglichen Magnetisierung, eine Remanenz aufweist. Vorteilhaft weist der Permanentmagnetwerkstoff dabei eine Remanenzflussdichte von zumindest 0,2 T, insbesondere von zumindest 0,4 T und insbesondere von zumindest 0,6 T, auf. Besonders vorteilhaft sind die Magnetelemente dabei jeweils als Permanentmagnet, vorteilhaft als Seltenerdmagnet, ausgebildet und bestehen insbesondere zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus Neodym-Eisen-Bor, einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung, Samarium-Cobalt und/oder einer Samarium-Cobalt-Legierung. Besonders vorteilhaft bestehen sämtliche Magnetelemente der Magneteinheit zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem Permanentmagnetwerkstoff, vorteilhaft demselben Permanentmagnetwerkstoff Besonders bevorzugt ist die Magneteinheit dabei frei von, insbesondere aktiv steuerbaren und/oder ansteuerbaren, Magnetelementen, wie beispielsweise Spulen und/oder Elektromagneten. Hierdurch kann insbesondere eine Ansteuerung der Magneteinheit vereinfacht und/oder auf eine Ansteuerung der Magneteinheit vollständig verzichtet werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Wärmeentwicklung, wie beispielsweise bei Verwendung von Elektromagneten, reduziert und/oder vorteilhaft gänzlich vermieden werden. Preferably, the magnetic elements at least partially, preferably at least a large part and particularly preferably completely, of a permanent magnet material and advantageously the same permanent magnet material. In particular, at least two of the magnetic elements at least partially, preferably at least a large part and particularly preferably completely, consist of a permanent magnet material and advantageously the same permanent magnet material. In this context, a "permanent magnet material" should be understood to mean, in particular, a magnetic material which, in particular after an initial magnetization, has a remanence. In this case, the permanent magnet material advantageously has a remanent flux density of at least 0.2 T, in particular of at least 0.4 T and in particular of at least 0.6 T. In this case, the magnetic elements are each particularly advantageously designed as a permanent magnet, advantageously as a rare earth magnet, and consist in particular at least partially, preferably at least to a large extent and particularly preferably completely, of neodymium-iron-boron, a neodymium-iron-boron alloy, samarium cobalt and / or a samarium-cobalt alloy. Particularly advantageously, all magnetic elements of the magnet unit are at least partially, preferably at least a large part and particularly preferably complete, of a permanent magnet material, advantageously the same permanent magnet material. The magnet unit is particularly free of, in particular actively controllable and / or controllable, magnetic elements, such as coils and / or electromagnets. In this way, in particular, a control of the magnet unit can be simplified and / or a control of the magnet unit can be completely dispensed with. In addition, advantageously, a heat development, such as when using electromagnets, reduced and / or advantageously completely avoided.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Magnetelemente unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen aufweisen. Insbesondere weisen zumindest zwei der Magnetelemente unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen auf. Vorteilhaft ist dabei die Magnetisierungsrichtung unmittelbar benachbarter Magnetelemente unterschiedlich. Insbesondere weisen dabei in Längserstreckungsrichtung des Dämpfungselements betrachtet und/oder in Umfangsrichtung und/oder Umlaufrichtung des Dämpfungselements unmittelbar benachbarte Magnetelemente unterschiedliche Magnetisierungsrichtungen auf. Darunter, dass „zwei Magnetisierungsrichtungen unterschiedlich sind“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Magnetisierungsrichtungen um einen Winkel von zumindest 5°, vorteilhaft um zumindest 15°, vorzugsweise um zumindest 30°, besonders bevorzugt um zumindest 60° und besonders vorteilhaft um zumindest 90° und/oder um höchstens 355°, vorteilhaft um höchstens 345°, vorzugsweise um höchstens 330°, besonders bevorzugt um höchstens 300° und besonders vorteilhaft um höchstens 270° verdreht zueinander sind. Hierdurch kann insbesondere eine besonders hohe gegenseitige Verstärkung der Magnetelemente erreicht werden. It is also proposed that the magnetic elements have different magnetization directions. In particular, at least two of the magnetic elements have different magnetization directions. Advantageously, the magnetization direction of directly adjacent magnetic elements is different. In particular, viewed in the longitudinal direction of extension of the damping element and / or in the circumferential direction and / or circumferential direction of the damping element immediately adjacent magnetic elements have different magnetization directions. By the fact that "two magnetization directions are different" should be understood in particular that the magnetization directions by an angle of at least 5 °, preferably by at least 15 °, preferably by at least 30 °, more preferably by at least 60 ° and particularly advantageously by at least 90 ° and / or at most 355 °, advantageously at most 345 °, preferably at most 330 °, more preferably at most 300 ° and particularly advantageously at most 270 ° twisted to each other. In this way, in particular a particularly high mutual reinforcement of the magnetic elements can be achieved.
Besonders bevorzugt weisen Magnetelemente, welche bezüglich des Dämpfungselements gegenüberliegend angeordnet sind, dieselbe Magnetisierungsrichtung auf. Insbesondere weisen dabei zumindest zwei Magnetelemente, welche bezüglich des Dämpfungselements unmittelbar gegenüberliegend angeordnet sind, dieselbe Magnetisierungsrichtung auf. Darunter, dass ein Magnetelement und ein weiteres Magnetelement „bezüglich des Dämpfungselements unmittelbar gegenüberliegend angeordnet sind“ soll insbesondere verstanden werden, dass das Magnetelement und das weitere Magnetelement derart angeordnet sind, dass zumindest eine Gerade existiert, welche zumindest bei einer Betrachtung senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung des Dämpfungselements einen, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt des Magnetelements, einen, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt des Dämpfungselements und einen, insbesondere geometrischen, Mittelpunkt des weiteren Magnetelements schneidet. Besonders bevorzugt sind die Magnetelemente in einer sogenannten Halbach-Array-Konfiguration, insbesondere um das Dämpfungselement, angeordnet. Hierdurch kann insbesondere eine Flussdichte im Bereich des Dämpfungselements optimiert werden. Particularly preferably, magnetic elements, which are arranged opposite with respect to the damping element, have the same direction of magnetization. In particular, at least two magnetic elements, which are arranged directly opposite one another with respect to the damping element, have the same magnetization direction. It should be understood, in particular, that the magnetic element and the further magnetic element are arranged in such a way that at least one straight line exists which, at least when viewed perpendicularly to the longitudinal extension direction of the Damping element a, in particular geometric, center of the magnetic element, a, in particular geometric, center of the damping element and a, in particular geometric, center of the further magnetic element intersects. The magnetic elements are particularly preferably arranged in a so-called Halbach array configuration, in particular around the damping element. In this way, in particular, a flux density in the region of the damping element can be optimized.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zumindest eines der Magnetelemente eine von einer Quaderform verschiedene Form aufweist, wie beispielsweise kreisringsegmentförmig und/oder tetraederförmig. Hierdurch kann insbesondere ein benötigter Bauraum optimiert und/oder ein verfügbarer Bauraum optimal genutzt werden. In one embodiment of the invention, it is proposed that at least one of the magnetic elements has a shape that is different from a cuboid shape, such as annular segment-shaped and / or tetrahedral, for example. In this way, in particular a required space can be optimized and / or an available space can be optimally used.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Magneteinheit zumindest einen Flusskonzentrator aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, ein auf das Dämpfungselement einwirkendes Magnetfeld, insbesondere der Magnetelemente, zu erhöhen. Vorteilhaft ist der Flusskonzentrator dabei einem der Magnetelemente zugeordnet und insbesondere in einem montierten Zustand zumindest teilweise zwischen dem dem Flusskonzentrator zugeordneten Magnetelement und dem Dämpfungselement angeordnet. Hierdurch kann insbesondere ein auf das Dämpfungselement einwirkendes Magnetfeld erhöht werden, wodurch vorteilhaft eine Anzahl an Magnetelementen reduziert werden kann. Furthermore, it is proposed that the magnet unit has at least one flux concentrator which is provided to increase a magnetic field acting on the damping element, in particular the magnetic elements. Advantageously, the flux concentrator is assigned to one of the magnetic elements and, in particular in an assembled state, at least partially disposed between the magnetic element associated with the flux concentrator and the damping element. In this way, in particular, a magnetic field acting on the damping element can be increased, whereby advantageously a number of magnetic elements can be reduced.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Magneteinheit modular aufgebaut ist, wodurch insbesondere eine vorteilhafte Voreinstellbarkeit eines Magnetfelds der Magneteinheit erreicht werden kann. Unter der Wendung „modular aufgebaut“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Magneteinheit voreinstellbar und/oder modular erweiterbar ist und insbesondere mit einer beliebigen Anzahl an Magnetelementen, insbesondere der bereits zuvor genannten Magnetelemente, insbesondere zumindest zwischen zwei und acht Magnetelementen, und/oder Flusskonzentratoren versehen, bestückt und/oder verwendet werden kann. In a particularly preferred embodiment of the invention, it is proposed that the magnet unit has a modular construction, whereby in particular an advantageous presettableness of a magnetic field of the magnet unit can be achieved. The term "modular design" is to be understood in this context in particular that the magnet unit is presettable and / or modular expandable and in particular with any number of magnetic elements, in particular the previously mentioned magnetic elements, in particular at least between two and eight magnetic elements, and / or flux concentrators provided, equipped and / or can be used.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Dämpfungsvorrichtung zumindest ein, vorteilhaft als Trenngitter ausgebildetes, Trennelement aufweist, welches zu einer zumindest teilweisen Abtrennung der Magnetelemente vorgesehen ist. Vorteilhaft besteht das Trennelement dabei aus einem nicht-magnetischen Material. Hierdurch kann insbesondere eine Positionierung der Magnetelemente bei einer Montage vereinfacht und/oder eine korrekte Ausrichtung der Magnetelemente während eines Betriebs gewährleistet werden. Furthermore, it is proposed that the damping device has at least one, advantageously designed as a separation grid, separating element, which is provided for at least partial separation of the magnetic elements. Advantageously, the separating element consists of a non-magnetic material. In this way, in particular a positioning of the magnetic elements can be simplified during assembly and / or a correct orientation of the magnetic elements can be ensured during operation.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Dämpfungsvorrichtung zumindest eine, vorteilhaft als Abschirmrahmen ausgebildete, Abschirmeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens ein mittels der Magneteinheit erzeugtes Magnetfeld zumindest teilweise abzuschwächen und vorteilhaft abzuschirmen, insbesondere gegenüber einem Umgebungsbereich. Insbesondere umgreift und/oder umgibt die Abschirmeinheit dazu die Magneteinheit und vorteilhaft das Dämpfungselement zu wenigstens einem Großteil und vorteilhaft vollständig, insbesondere zumindest bei einer Betrachtung senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Dämpfungselements. Bevorzugt besteht die Abschirmeinheit dabei zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem magnetisch leitfähigen Material, insbesondere Eisen, Kobalt, Nickel und/oder Mu-Metall. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Abschirmung erreicht werden, wobei insbesondere magnetische Streufelder im Umgebungsbereich unterdrückt werden können und vorteilhaft eine elektromagnetische Verträglichkeit verbessert werden kann. It is further proposed that the damping device has at least one shielding unit, advantageously designed as a shielding frame, which is provided to at least partially attenuate and at least partially shield at least one magnetic field generated by the magnet unit, in particular with respect to a surrounding area. In particular, the shielding unit surrounds and / or surrounds the magnet unit and advantageously the damping element at least to a large extent and advantageously completely, in particular at least when viewed perpendicular to the longitudinal direction of the damping element. The shielding unit preferably consists at least partially, preferably at least to a large extent and particularly preferably completely, of a magnetically conductive material, in particular iron, cobalt, nickel and / or mu metal. In this way, in particular, an advantageous shielding can be achieved, in particular magnetic stray fields in the surrounding area can be suppressed and advantageously an electromagnetic compatibility can be improved.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung, welcher insbesondere für sich allein oder vorteilhaft zusätzlich zu den zuvor genannten Aspekten der Erfindung realisiert werden kann, und bevorzugt mit zumindest einigen, vorteilhaft wenigstens einem Großteil und bevorzugt sämtlichen der zuvor genannten Aspekte kombiniert werden kann, wird eine Dämpfungsvorrichtung, insbesondere eine aktive Dämpfungsvorrichtung und/oder vorteilhaft eine passive Dämpfungsvorrichtung, vorgeschlagen, mit einer Dämpfungseinheit, welche zumindest ein Dämpfungselement aufweist, welches zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht und, welches dazu vorgesehen ist, bei wenigstens einem Dämpfungsvorgang eine Bewegung eines zu dämpfenden Objekts in wenigstens eine Bewegungsrichtung mittels einer, insbesondere mechanischen, Verformung zumindest teilweise und vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil zu dämpfen, und mit einer Magneteinheit, welche zumindest dazu vorgesehen ist, eine Verformung des Dämpfungselements, insbesondere mittels zumindest eines Magnetfelds, zu beeinflussen, wobei die Dämpfungsvorrichtung das zu dämpfende Objekt umfasst und, wobei die Magneteinheit zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, an dem zu dämpfenden Objekt angeordnet ist. Hierdurch können insbesondere die bereits zuvor genannten Vorteile erreicht werden. Insbesondere kann durch eine entsprechende Ausgestaltung der Dämpfungsvorrichtung eine Flexibilität erhöht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Dämpfungsvorrichtung mit einer, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Dämpfungsvorrichtungen, nahezu geschwindigkeitsunabhängigen Dämpfung erreicht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine besonders kompakte Dämpfungsvorrichtung bereitgestellt werden. Ferner kann eine Dämpfungsvorrichtung bereitgestellt werden, welche vorteilhaft über sehr geringe Ausgasungsraten verfügt, wodurch ein Einsatz innerhalb eines Hochvakuums und/oder eines Ultrahochvakuums ermöglicht wird. According to a further aspect of the invention, which in particular can be implemented alone or advantageous in addition to the aforementioned aspects of the invention, and preferably combined with at least some, advantageously at least a majority and preferably all of the aforementioned aspects, is a damping device , In particular, an active damping device and / or advantageously a passive damping device, proposed, with a damping unit having at least one damping element, which consists at least partially, preferably at least a major part and particularly preferably completely, of a magnetically deformable material and, which provided is, in at least one damping operation, a movement of an object to be damped in at least one direction of movement by means of a, in particular mechanical, deformation at least partially and preferably at least one Gr oussteil to damp, and with a magnet unit which is at least provided to influence a deformation of the damping element, in particular by means of at least one magnetic field, wherein the damping device comprises the object to be damped and, wherein the magnet unit at least partially, preferably at least a major part and particularly preferably completely, is arranged on the object to be damped. As a result, in particular the advantages already mentioned above can be achieved. In particular, a flexibility can be increased by a corresponding embodiment of the damping device. In addition, advantageously, efficiency, in particular energy efficiency, component efficiency, space efficiency and / or cost efficiency, can be improved. In addition, advantageously, a damping device with a, in particular compared to conventional damping devices, almost speed-independent damping can be achieved. In addition, advantageously, a particularly compact damping device can be provided. Furthermore, a damping device can be provided, which advantageously has very low outgassing rates, allowing use within a high vacuum and / or ultrahigh vacuum.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Dämpfungsvorrichtung eine Detektionseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens eine mit dem Dämpfungsvorgang korrelierte Dämpfungskenngröße zu detektieren. Unter einer „Dämpfungskenngröße“ soll insbesondere eine Kenngröße verstanden werden, welche insbesondere mit dem Dämpfungsvorgang und vorteilhaft einer Verformung des Dämpfungselements korreliert ist, wobei insbesondere die Detektionseinheit und/oder eine weitere Einheit, vorteilhaft der Dämpfungsvorrichtung, wenigstens anhand der Dämpfungskenngröße auf ein Vorhandensein und/oder ein Auftreten eines Dämpfungsvorgangs schließen und/oder das Vorhandensein und/oder das Auftreten des Dämpfungsvorgangs ermitteln kann. Vorteilhaft ist die Detektionseinheit dabei dazu vorgesehen, eine Betätigung des Dämpfungselements und/oder eine Verformung des Dämpfungselements, insbesondere direkt und/oder indirekt, zu erfassen. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhafte Detektion und/oder Erfassung eines Dämpfungsvorgangs erreicht werden. In a further embodiment of the invention, it is proposed that the damping device has a detection unit which is provided to detect at least one damping characteristic correlated with the damping process. A "damping characteristic" should in particular be understood to mean a parameter which is correlated in particular with the damping process and advantageously a deformation of the damping element, wherein in particular the detection unit and / or a further unit, advantageously the damping device, at least on the basis of the damping characteristic for a presence and / or or close an occurrence of a damping process and / or determine the presence and / or occurrence of the damping process. Advantageously, the detection unit is provided to detect an actuation of the damping element and / or a deformation of the damping element, in particular directly and / or indirectly. In this way, in particular, an advantageous detection and / or detection of a damping process can be achieved.
Die Detektionseinheit könnte zur Detektion der Dämpfungskenngröße beispielsweise zumindest einen als Kamera, insbesondere CCD-Kamera, ausgebildeten Sensor und/oder zumindest einen als Beschleunigungssensor ausgebildeten Sensor aufweisen. Eine vorteilhaft kostengünstige und/oder bauraumoptimierte Detektion der Dämpfungskenngröße kann jedoch insbesondere erreicht werden, wenn die Detektionseinheit zur Detektion der Dämpfungskenngröße zumindest einen als Sensorspule ausgebildeten Sensor aufweist. For detecting the damping characteristic, the detection unit could, for example, have at least one sensor designed as a camera, in particular a CCD camera, and / or at least one sensor designed as an acceleration sensor. However, an advantageously cost-effective and / or space-optimized detection of the attenuation characteristic can be achieved, in particular, if the detection unit has at least one sensor designed as a sensor coil for the purpose of detecting the attenuation characteristic.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Detektionseinheit zur Detektion der Dämpfungskenngröße zumindest einen als Magnetfeldsensor ausgebildeten Sensor aufweist, wie beispielsweise einen auf dem anisotropen magnetoresistiven Effekt basierenden Sensor, insbesondere einen AMR-Sensor, einen auf dem riesenmagnetowiderstand Effekt basierenden Sensor, insbesondere einen GMR-Sensor, und/oder einen Hallsensor. Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft einfache Erfassung der Dämpfungskenngröße erreicht werden. Alternatively or additionally, it is proposed that the detection unit for detecting the damping characteristic has at least one sensor designed as a magnetic field sensor, such as a sensor based on the anisotropic magnetoresistive effect, in particular an AMR sensor, a sensor based on the giant magnetoresistance effect, in particular a GMR sensor. Sensor, and / or a Hall sensor. In this way, in particular an advantageously simple detection of the damping characteristic can be achieved.
Die Dämpfungskenngröße könnte beispielsweise einer Aufprallenergie des zu dämpfenden Objekts auf das Dämpfungselement und/oder einer Lage, insbesondere, einer relativen und/oder einer absoluten Position, des zu dämpfenden Objekts entsprechen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Dämpfungskenngröße eine aufgrund der Verformung des Dämpfungselements, insbesondere bei dem Dämpfungsvorgang, bewirkte Induktivitätsänderung der Magneteinheit, insbesondere der Magnetelemente, ist. Insbesondere ist die Detektionseinheit dazu vorgesehen, bei dem Dämpfungsvorgang eine aufgrund der Verformung des Dämpfungselements bewirkte Induktivitätsänderung der Magneteinheit, insbesondere der Magnetelemente, zu detektieren. Hierdurch kann insbesondere ein Dämpfungsvorgang vorteilhaft einfach erfasst werden. The damping characteristic could, for example, correspond to an impact energy of the object to be damped on the damping element and / or a position, in particular, a relative and / or an absolute position, of the object to be damped. In a preferred embodiment of the invention, however, it is proposed that the damping characteristic is a change in inductance of the magnet unit, in particular of the magnet elements, caused by the deformation of the damping element, in particular during the damping process. In particular, the detection unit is provided for detecting an inductance change of the magnet unit, in particular the magnet elements, caused by the deformation of the damping element during the damping process. As a result, in particular a damping process can advantageously be detected easily.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Dämpfungsvorrichtung eine Auswerteeinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, abhängig von einem von der Detektionseinheit bereitgestellten und insbesondere mit dem Dämpfungsvorgang und/oder vorteilhaft der Dämpfungskenngröße korrelierten Signal eine Aufprallenergie des zu dämpfenden Objekts zu ermitteln. Hierdurch kann vorteilhaft einfach und insbesondere ohne den Einsatz weiterer Hilfsmittel eine Aussage über die Aufprallenergie getroffen werden, mit welcher das zu dämpfende Objekt auf das Dämpfungselement aufgetroffen ist. In addition, it is proposed that the damping device has an evaluation unit which is provided to determine an impact energy of the object to be damped as a function of a signal provided by the detection unit and in particular correlated with the damping process and / or advantageously the damping characteristic. As a result, advantageously and simply, in particular without the use of further aids, a statement about the impact energy with which the object to be damped has impacted on the damping element can be made.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zumindest die Dämpfungseinheit und/oder die Magneteinheit zu einem Betrieb im Hochvakuum, insbesondere in einem räumlichen Bereich mit einem Druck von höchstens 10–3 hPa, und vorteilhaft im Ultrahochvakuum, insbesondere in einem räumlichen Bereich mit einem Druck von höchstens 10–7 hPa, vorgesehen ist. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaft flexibler Einsatz der Dämpfungsvorrichtung erreicht werden. In a particularly preferred embodiment of the invention it is proposed that at least the damping unit and / or the magnet unit to operate in a high vacuum, in particular in a spatial area with a pressure of at most 10 -3 hPa, and advantageously in ultra-high vacuum, in particular in a spatial area with a pressure of at most 10 -7 hPa, is provided. In this way, in particular an advantageously flexible use of the damping device can be achieved.
Ferner betrifft die Erfindung ein Dämpfungssystem mit einer Dämpfungsvorrichtung, insbesondere der zuvor beschriebenen Dämpfungsvorrichtung, und mit einer Vakuumkammer, in welcher die Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist und welche einen Druck von höchstens 10–3 hPa aufweist. Hierdurch kann insbesondere ein vorteilhaftes Dämpfungssystem bereitgestellt werden, mit einer Dämpfungsvorrichtung, welche insbesondere aufgrund sehr geringer Ausgasungsraten auch innerhalb eines Hochvakuums und/oder eines Ultrahochvakuums eingesetzt werden kann. Furthermore, the invention relates to a damping system with a damping device, in particular the damping device described above, and with a vacuum chamber in which the damping device is arranged and which has a pressure of at most 10 -3 hPa. In this way, in particular, an advantageous damping system can be provided, with a damping device which can be used in particular due to very low outgassing rates, even within a high vacuum and / or an ultra-high vacuum.
Zudem geht die Erfindung aus von einem Verfahren mit einer Dämpfungsvorrichtung, insbesondere einer aktiven Dämpfungsvorrichtung und/oder vorteilhaft einer passiven Dämpfungsvorrichtung, wobei die Dämpfungsvorrichtung eine Dämpfungseinheit aufweist, welche zumindest ein Dämpfungselement aufweist, welches zumindest teilweise, vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil und besonders bevorzugt vollständig, aus einem magnetisch formveränderlichen Material besteht, wobei eine Bewegung eines zu dämpfenden Objekts in wenigstens eine Bewegungsrichtung mittels einer, insbesondere mechanischen, Verformung des Dämpfungselements zumindest teilweise und vorzugsweise zu wenigstens einem Großteil gedämpft und eine Verformung des Dämpfungselements mittels einer Magneteinheit, insbesondere mittels zumindest eines Magnetfelds der Magneteinheit, beeinflusst wird. In addition, the invention is based on a method with a damping device, in particular an active damping device and / or advantageously a passive damping device, wherein the damping device comprises a damping unit which has at least one damping element which at least partially, preferably at least a large part and particularly preferably completely , consists of a magnetically deformable material, wherein a movement of an object to be damped in at least one direction of movement by means of a, in particular mechanical, deformation of the Damping element is at least partially and preferably at least a majority attenuated and a deformation of the damping element by means of a magnet unit, in particular by means of at least one magnetic field of the magnet unit, is influenced.
Es wird vorgeschlagen, dass, insbesondere zur Beeinflussung der Verformung des Dämpfungselements, in einem Bereich des Dämpfungselements mittels zumindest zwei, vorteilhaft zumindest vier, vorzugsweise zumindest sechs und besonders vorteilhaft zumindest acht, sich gegenseitig verstärkenden Magnetelementen der Magneteinheit ein, insbesondere resultierendes und/oder gemeinsames, Magnetfeld mit einer erhöhten Flussdichte erzeugt wird, insbesondere in einem Vergleich zu einem Einzelmagnetfeld eines einzelnen der Magnetelemente. Hierdurch kann insbesondere eine Flexibilität und/oder eine Effizienz, insbesondere eine Energieeffizienz, eine Bauteileeffizienz, eine Bauraumeffizienz und/oder eine Kosteneffizienz, verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Dämpfungsvorrichtung mit einer, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Dämpfungsvorrichtungen, nahezu geschwindigkeitsunabhängigen Dämpfung erreicht werden. Darüber hinaus kann vorteilhaft eine besonders kompakte Dämpfungsvorrichtung bereitgestellt werden. Ferner kann eine Dämpfungsvorrichtung bereitgestellt werden, welche vorteilhaft über sehr geringe Ausgasungsraten verfügt, wodurch ein Einsatz innerhalb eines Hochvakuums und/oder eines Ultrahochvakuums ermöglicht wird. It is proposed that, in particular for influencing the deformation of the damping element, in a region of the damping element by means of at least two, advantageously at least four, preferably at least six, and particularly advantageously at least eight, mutually reinforcing magnetic elements of the magnet unit, in particular resulting and / or common , Magnetic field is generated with an increased flux density, in particular in comparison to a single magnetic field of a single one of the magnetic elements. This can in particular improve flexibility and / or efficiency, in particular energy efficiency, component efficiency, space efficiency and / or cost efficiency. In addition, advantageously, a damping device with a, in particular compared to conventional damping devices, almost speed-independent damping can be achieved. In addition, advantageously, a particularly compact damping device can be provided. Furthermore, a damping device can be provided, which advantageously has very low outgassing rates, whereby an employment within a high vacuum and / or an ultrahigh vacuum is made possible.
Die Dämpfungsvorrichtung und das Verfahren mit der Dämpfungsvorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die Dämpfungsvorrichtung und das Verfahren mit der Dämpfungsvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. The damping device and the method with the damping device should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the damping device and the method with the damping device for performing a function described herein may have a different number from a number of individual elements, components and units mentioned herein.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.
Es zeigen: Show it:
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Der Dämpfer
Das Dämpfungsgehäuse
Im vorliegenden Fall ist das Dämpfungsgehäuse
Das Dämpfungselement
Ferner ist das Dämpfungselement
Darüber hinaus ist das Dämpfungselement
Das magnetisch formveränderliche Formgedächtnismaterial weist die Eigenschaft auf, dass als Reaktion auf eine mechanische Kraft, beispielsweise des zu dämpfenden Objekts
Darüber hinaus handelt es sich bei einem verwendeten magnetisch formveränderlichen Formgedächtnismaterial im vorliegenden Fall um ein magnetisch aktives Material. Dieses Material weist zusätzlich die Eigenschaft auf, dass als Reaktion auf ein angelegtes Magnetfeld mit einer definierten minimalen Feldstärke und einer definierten Richtung ebenfalls eine Verformung und/oder Formveränderung, im vorliegenden Fall in zumindest einem Betriebszustand insbesondere eine Expansionsbewegung in Richtung der Längserstreckung des Dämpfungselements
Im vorliegenden Fall ist das Dämpfungselement
Das Dämpfungselement
Insbesondere um eine Dämpfungswirkung des Dämpfungselements
Im vorliegenden Fall ist die Magneteinheit
Ferner ist die Magneteinheit
Dazu umfasst die Magneteinheit
Darüber hinaus sind die Magnetelemente
Die Magnetelemente
Dazu weisen die Magnetelemente
Insbesondere um eine Positionierung der Magnetelemente
Darüber hinaus umfasst die Dämpfungsvorrichtung zumindest eine Abschirmeinheit
Ferner umfass die Dämpfungsvorrichtung im vorliegenden Fall eine Detektionseinheit
Dazu umfasst die Detektionseinheit
Ein erster Sensor
Ein zweiter Sensor
Die Detektionseinheit
Alternativ ist denkbar, auf eine Detektionseinheit und/oder eine Auswerteeinheit zu verzichten. Zudem könnte ein Sensor auch außerhalb eines Dämpfungsgehäuses angeordnet werden. In diesem Zusammenhang ist insbesondere denkbar, eine Detektionseinheit und/oder eine Auswerteeinheit vollständig getrennt von einem Dämpfer auszubilden. Alternatively, it is conceivable to dispense with a detection unit and / or an evaluation unit. In addition, a sensor could also be arranged outside of a damping housing. In this context, it is particularly conceivable to form a detection unit and / or an evaluation unit completely separate from a damper.
In den
In
Im vorliegenden Fall umfasst die Magneteinheit
Zudem weisen in Längserstreckungsrichtung des Dämpfungselements
Im vorliegenden Fall umfasst die Magneteinheit
Demnach weisen die Magnetelemente
Im vorliegenden Fall umfasst die Magneteinheit
Zudem umfasst die Magneteinheit
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Dämpfungsgehäuse zumindest im Wesentlichen zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, ausgebildet. Ferner umfasst die Magneteinheit
Im vorliegenden Fall umfasst die Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zusätzlich, ein zu dämpfendes Objekt
Die Magneteinheit
Das Dämpfungssystem
Ferner umfasst das Dämpfungssystem
Darüber hinaus umfasst das Dämpfungssystem
Claims (26)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102016110667.4A DE102016110667A1 (en) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | Damping device and method with a damping device |
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