DE102018219485A1 - Wheel brake device for braking at least one wheel of a motor vehicle - Google Patents

Wheel brake device for braking at least one wheel of a motor vehicle Download PDF

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wheel brake
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Simon Trautmann
Xi Nowak
Witold Pieper
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Abstract

Es wird eine Radbremsvorrichtung (10) zum Bremsen mindestens eines Rads eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei die Radbremsvorrichtung (10) magnetorheologisches Material, insbesondere eine magnetorheologische Suspension (60), umfasst, wobei die Radbremsvorrichtung (10) zum Verändern einer Magnetfeldstärke, die auf das magnetorheologische Material wirkt, zum Verändern der Viskosität des magnetorheologischen Materials ausgebildet ist, wobei eine von der Radbremsvorrichtung (10) auf das Rad ausgeübte Bremskraft von der Viskosität des magnetorheologischen Materials abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetorheologische Material ferromagnetische amorphe Partikel (80-85) umfasst.The invention relates to a wheel brake device (10) for braking at least one wheel of a motor vehicle, the wheel brake device (10) comprising magnetorheological material, in particular a magnetorheological suspension (60), the wheel brake device (10) for changing a magnetic field strength that is related to the magnetorheological Material acts to change the viscosity of the magnetorheological material, wherein a braking force exerted by the wheel brake device (10) on the wheel depends on the viscosity of the magnetorheological material, characterized in that the magnetorheological material comprises ferromagnetic amorphous particles (80-85) .

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die Erfindung betrifft eine Radbremsvorrichtung zum Bremsen mindestens eines Rads eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a wheel brake device for braking at least one wheel of a motor vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Radbremsvorrichtungen zum Bremsen mindestens eines Rads eines Kraftfahrzeugs, die eine magnetorheologische Suspension verwenden sind bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE 10 2013 221 084 A1 . Hierbei wird eine Suspension aus feinen, magnetisch polarisierten Partikeln in einer Trägerflüssigkeit als magnetorheologisches Material verwendet. Carbonyl-Eisenpulver kann hierbei eingesetzt werden. Carbonyl-Eisenpulver weist eine kristalline Struktur auf. Nachteilig hieran ist, dass die magnetische Koerzitivfeldstärke Hc mit der mechanischen Härte korreliert. Dies bedeutet, dass Partikel mit hoher magnetische Permeabilität und geringem Hc vollständig kristallin und somit mechanisch weich und folglich unter mechanischer Belastung leicht verformbar sind. Durch die Verformung werden Versetzungen ins Gefüge eingetragen, die zu einer Erhöhung der magnetischen Koerzitivfeldstärke Hc führen. Damit sinkt auch die Permeabilität der Partikel und die Stärke der benötigten magnetischen Felder zur Erhöhung der Viskosität der magnetorheologischen Suspension steigt. Der erhöhte Hc-Wert entspricht auch einem erhöhten magnetischen Restmoment der Partikel nach dem Verschwinden des zuvor angelegten magnetischen Felds. Dies führt dazu, dass sich die Partikel auch nach Abschalten des elektromagnetischen Felds magnetisch gegenseitig anziehen und zu einer Verklumpung neigen. Dies bereitet insbesondere Probleme, wenn in der Bremse zur Verringerung des Schleppmoments im Fahrbetrieb die magnetorheologische Suspension oder die Partikel der Suspension von einer rotierenden Scheibe getrennt werden sollen. Für einen nachfolgenden Bremsprozess ist eine schnelle Resuspension entscheidend.Wheel brake devices for braking at least one wheel of a motor vehicle that use a magnetorheological suspension are known. For example, the DE 10 2013 221 084 A1 . Here, a suspension of fine, magnetically polarized particles in a carrier liquid is used as the magnetorheological material. Carbonyl iron powder can be used here. Carbonyl iron powder has a crystalline structure. The disadvantage of this is that the magnetic coercive field strength H c correlates with the mechanical hardness. This means that particles with high magnetic permeability and low H c are completely crystalline and therefore mechanically soft and consequently easily deformable under mechanical stress. Due to the deformation, dislocations are entered into the structure, which lead to an increase in the magnetic coercive force H c . This also reduces the permeability of the particles and increases the strength of the magnetic fields required to increase the viscosity of the magnetorheological suspension. The increased H c also corresponds to an increased residual magnetic moment of the particles after the disappearance of the previously applied magnetic field. As a result, the particles attract each other magnetically even after the electromagnetic field has been switched off and tend to clump together. This causes problems in particular if the magnetorheological suspension or the particles of the suspension are to be separated from a rotating disk in the brake in order to reduce the drag torque when driving. Rapid resuspension is crucial for a subsequent braking process.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund wird mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Radbremsvorrichtung zum Bremsen mindestens eines Rads eines Kraftfahrzeugs gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, the approach presented here presents a wheel brake device for braking at least one wheel of a motor vehicle in accordance with the independent claims. Advantageous further developments and improvements of the approach presented here result from the description and are described in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Erhöhung der magnetischen Koerzitivfeldstärke der Partikel einer magnetorheologischen Suspension einer Radbremsvorrichtung bei der Benutzung der Radbremsvorrichtung über die Zeit wirksam zu verhindern.Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to effectively prevent an increase in the magnetic coercive field strength of the particles of a magnetorheological suspension of a wheel brake device over time when the wheel brake device is used.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Radbremsvorrichtung zum Bremsen mindestens eines Rads eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, wobei die Radbremsvorrichtung magnetorheologisches Material, insbesondere eine magnetorheologische Suspension, umfasst, wobei die Radbremsvorrichtung zum Verändern einer Magnetfeldstärke, die auf das magnetorheologische Material wirkt, zum Verändern der Viskosität des magnetorheologischen Materials ausgebildet ist, wobei eine von der Radbremsvorrichtung auf das Rad ausgeübte Bremskraft von der Viskosität des magnetorheologischen Materials abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetorheologische Material ferromagnetische amorphe Partikel umfasst.According to a first aspect of the invention, a wheel brake device for braking at least one wheel of a motor vehicle is proposed, the wheel brake device comprising magnetorheological material, in particular a magnetorheological suspension, the wheel brake device for changing a magnetic field strength that acts on the magnetorheological material, for changing the viscosity of the magnetorheological material, wherein a braking force exerted on the wheel by the wheel brake device depends on the viscosity of the magnetorheological material, characterized in that the magnetorheological material comprises ferromagnetic amorphous particles.

Ein Vorteil hiervon ist, dass beim Einwirken mechanischer Kräfte auf die Partikel der magnetorheologischen Suspension im Allgemeinen keine Versetzungen in einem Kristallgitter der Partikel auftreten können. Somit erhöht sich die magnetische Koerzitivfeldstärke der Partikel bei mechanischen Beschädigungen der Partikel typischerweise im Wesentlichen nicht. Somit weist die magnetorheologische Suspension nach dem Verschwinden eines zuvor auf die magnetorheologische Suspension angelegten Magnetfelds in der Regel eine deutlich geringe Viskosität als während des Anliegens des Magnetfelds auf, da eine schnelle Resuspension stattfindet, weil die Partikel sich nicht bzw. kaum gegenseitig anziehen. Somit können zur Verringerung des Schleppmoments im Fahrbetrieb im Allgemeinen die magnetorheologische Suspension in der Radbremsvorrichtung oder die Partikel der Suspension in der Radbremsvorrichtung technisch einfach und ohne großen Kraftaufwand von einer (rotierenden) Scheibe der Bremse getrennt werden. Zudem können typischerweise mechanisch sehr harte Partikel verwendet werden, so dass mechanische Beschädigungen der Partikel durch den Betrieb der Radbremsvorrichtung im Wesentlichen verhindert werden.An advantage of this is that when mechanical forces act on the particles of the magnetorheological suspension, generally no dislocations can occur in a crystal lattice of the particles. Thus, the magnetic coercive field strength of the particles typically does not essentially increase in the event of mechanical damage to the particles. Thus, after a magnetic field previously applied to the magnetorheological suspension disappears, the magnetorheological suspension generally has a significantly lower viscosity than when the magnetic field was applied, since rapid resuspension takes place because the particles do not attract one another or hardly. Thus, in order to reduce the drag torque when driving, the magnetorheological suspension in the wheel brake device or the particles of the suspension in the wheel brake device can generally be separated from a (rotating) disk of the brake in a technically simple manner and without great effort. In addition, mechanically very hard particles can typically be used, so that mechanical damage to the particles by the operation of the wheel brake device is essentially prevented.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention can be viewed, inter alia, as based on the thoughts and knowledge described below.

Die Erfindung basiert unter anderem auf der Idee, eine magnetorheologische Suspension mit Partikeln, die eine amorphe, d.h. nicht-kristalline, Struktur aufweisen, für eine Radbremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu verwenden, wobei die Viskosität der magnetorheologischen Suspension mittels Magnetfelder zum Bremsen des Rads verändert werden kann. Die Partikel können eine geringe magnetische Koerzitivfeldstärke aufweisen und können diese auch bei längerem und/oder intensivem Betrieb der Radbremsvorrichtung beibehalten.The invention is based, inter alia, on the idea of a magnetorheological suspension with particles that have an amorphous, ie non-crystalline, Have structure to use for a wheel brake device for a motor vehicle, wherein the viscosity of the magnetorheological suspension can be changed by means of magnetic fields for braking the wheel. The particles can have a low magnetic coercive field strength and can maintain this even after prolonged and / or intensive operation of the wheel brake device.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Partikel metallisches Glas. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Partikel typischerweise eine besonders hohe mechanische Härte aufweisen. Somit ist die Radbremsvorrichtung in der Regel besonders langlebig bzw. es können große Intervalle zwischen den Wartungen Radbremsvorrichtung liegen. Zudem ist hierdurch im Allgemeinen technisch einfach sichergestellt, dass die Partikel eine amorphe Struktur aufweisen.In one embodiment, the particles comprise metallic glass. An advantage of this is that the particles typically have a particularly high mechanical hardness. Thus, the wheel brake device is usually particularly long-lived or there may be large intervals between the wheel brake device maintenance. In addition, this generally ensures in a technically simple manner that the particles have an amorphous structure.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die Partikel eine eisenbasierte Legierung auf. Vorteilhaft hieran ist, dass die Partikel typischerweise technisch einfach und kostengünstig herstellbar sind. Zudem sind eisenbasierte Legierungen in der Regel einfach magnetisierbar.According to one embodiment, the particles have an iron-based alloy. The advantage here is that the particles are typically technically simple and inexpensive to produce. In addition, iron-based alloys are usually easy to magnetize.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Partikel Silizium, Bor, Niob, Aluminimum, Mangan, Kohlenstoff, Molybdän und/oder Phosphor. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Partikel in der Regel bei gleicher Härte eine besonders geringe magnetische Koerzitivfeldstärke aufweisen können. Zudem können die Partikel im Allgemeinen eine besonders große mechanische Härte aufweisen.According to one embodiment, the particles comprise silicon, boron, niobium, aluminum, manganese, carbon, molybdenum and / or phosphorus. One advantage of this is that the particles can generally have a particularly low magnetic coercive force with the same hardness. In addition, the particles can generally have a particularly high mechanical hardness.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Material der Partikel eine Koerzitivfeldstärke von weniger als 5 A/cm, insbesondere weniger als 2 A/cm, vorzugsweise weniger als 1 A/cm, auf. Vorteilhaft hieran ist, dass typischerweise eine besonders schnelle Resuspension nach dem Verschwinden des zuvor angelegten Magnetfelds stattfindet. Zudem wird im Allgemeinen ein Verklumpen der Partikel durch gegenseitiges Anziehen nach dem Abschalten bzw. Anlegen des elektromagnetischen Felds sicher verhindert. Folglich weist die Radbremsvorrichtung im Allgemeinen eine besonders geringe Ansprechzeit auf. Zudem lösen sich die Partikel in der Regel technisch einfach von weiteren magnetischen Teilen der Radbremsvorrichtung (z.B. Scheiben der Radbremsvorrichtu ng).According to one embodiment, the material of the particles has a coercive field strength of less than 5 A / cm, in particular less than 2 A / cm, preferably less than 1 A / cm. The advantage of this is that typically a particularly rapid resuspension takes place after the previously applied magnetic field has disappeared. In addition, clumping of the particles is generally reliably prevented by mutual attraction after switching off or applying the electromagnetic field. As a result, the wheel brake device generally has a particularly short response time. In addition, the particles are usually technically easily detached from other magnetic parts of the wheel brake device (e.g. disks of the wheel brake device).

Gemäß einer Ausführungsform weist das Grundmaterial der Partikel eine Vickershärte von mindestens 800, insbesondere mindestens 1000, auf. Vorteilhaft hieran ist, dass die Partikel in der Regel auch hohen Kräften ohne mechanische Beschädigungen standhalten. Folglich treten in der Regel auch keine Veränderungen der magnetischen Koerzitivfeldstärke der Partikel über die Zeit auf. Somit weist die Radbremsvorrichtung typischerweise eine besonders hohe Lebensdauer auf. Das Grundmaterial kann insbesondere das Material sein, aus dem die Partikel hauptsächlich bestehen.According to one embodiment, the base material of the particles has a Vickers hardness of at least 800, in particular at least 1000. The advantage of this is that the particles generally withstand high forces without mechanical damage. As a result, there is usually no change in the magnetic coercive force of the particles over time. The wheel brake device thus typically has a particularly long service life. The base material can in particular be the material from which the particles mainly consist.

Gemäß einer Ausführungsform liegt die Dehngrenze (Rp) des Materials der Partikel im Bereich von ca. 3 GPa bis ca. 4 GPa. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Partikel in der Regel besonders formstabil sind. Somit treten in der Regel keine oder nur sehr geringe Änderungen der magnetischen Koerzitivfeldstärke der Partikel über die Zeit auf.According to one embodiment, the yield strength (R p ) of the material of the particles is in the range from approximately 3 GPa to approximately 4 GPa. One advantage of this is that the particles are usually particularly dimensionally stable. As a rule, no or only very slight changes in the magnetic coercive field strength of the particles occur over time.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Dichte der Partikel in dem magnetorheologische Material und/oder die Größe der Partikel in dem magnetorheologischen Material derart, dass beim Anlegen eines Magnetfelds an das magnetorheologische Material eine Kette von sich gegenseitig anziehenden Partikeln entsteht, die sich von einer ersten Seite des magnetorheologische Materials zu einer zweiten der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des magnetorheologischen Materials erstreckt (Dichte etc.). Vorteilhaft hieran ist, dass die Viskosität in der Regel besonders stark durch das Anlegen eines elektromagnetischen Felds geändert werden kann. Somit kann typischerweise technisch einfach eine besonders hohe Bremswirkung der Radbremsvorrichtung auf das Rad des Kraftfahrzeugs erreicht werden.According to one embodiment, the density of the particles in the magnetorheological material and / or the size of the particles in the magnetorheological material are such that when a magnetic field is applied to the magnetorheological material, a chain of mutually attracting particles is formed, which extends from a first side of the magnetorheological material extends to a second side of the magnetorheological material opposite the first side (density, etc.). The advantage of this is that the viscosity can usually be changed particularly strongly by applying an electromagnetic field. A particularly high braking effect of the wheel brake device on the wheel of the motor vehicle can thus typically be achieved in a technically simple manner.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Radbremsvorrichtung zwei zueinander im Wesentlichen parallel verlaufende und relativ zueinander bewegliche Scheiben auf, wobei die beiden Scheiben jeweils ein magnetisierbares Material umfassen. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Radbremsvorrichtung im Allgemeinen technisch besonders effektiv innerhalb einer kurzen Ansprechzeit eine große Bremskraft auf das Rad des Kraftfahrzeugs aufbringen kann.According to one embodiment, the wheel brake device has two disks which run essentially parallel to one another and are movable relative to one another, the two disks each comprising a magnetizable material. An advantage of this is that the wheel brake device can generally apply a large braking force to the wheel of the motor vehicle in a technically particularly effective manner within a short response time.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die Partikel im Wesentlichen die gleiche Größe auf. Ein Vorteil hiervon ist, dass die durch die Bremsung auftretenden Kräfte in dem magnetorheologischen Material typischerweise besonders gleichmäßig über das magnetorheologische Material verteilt sind. Hierdurch wird im Allgemeinen ein Verschleiß der Radbremsvorrichtung noch stärker vermindert.According to one embodiment, the particles have essentially the same size. An advantage of this is that the forces occurring due to braking in the magnetorheological material are typically distributed particularly evenly over the magnetorheological material. This generally reduces wear of the wheel brake device even more.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Radbremse beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.It is noted that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with respect to different embodiments of the wheel brake. A person skilled in the art recognizes that the features can be combined, adapted or exchanged in a suitable manner in order to arrive at further embodiments of the invention.

Figurenliste Figure list

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei weder die Zeichnung noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Radbremsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawing, wherein neither the drawing nor the description are to be interpreted as limiting the invention.
  • 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the wheel brake device for a motor vehicle according to the invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are only schematic and are not to scale. In the figures, the same reference symbols denote the same or equivalent features.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Radbremsvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the wheel brake device according to the invention 10th for a motor vehicle.

Das Kraftfahrzeug kann unter anderem ein PWK, LKW, Bus, Motorrad, ein Flugzeug oder ein schienengebundenes Fahrzeug, wie z.B. ein Zug, sein.The motor vehicle can include a PWK, truck, bus, motorcycle, an airplane or a rail-bound vehicle, e.g. to be a train.

Die Radbremsvorrichtung 10 kann eines oder mehrere Räder des Kraftfahrzeugs bremsen.The wheel brake device 10th can brake one or more wheels of the motor vehicle.

Die Radbremsvorrichtung 10 weist eine statische bzw. feststehende Scheibe 30 und eine gegenüber der statischen Scheibe 30 bewegliche Scheibe 40 auf. Die beiden Scheiben 30, 40 sind beabstandet zueinander und parallel zueinander angeordnet. Die beiden Scheiben 30, 40 stellen Randbegrenzungen eines Behälters dar, in dem ein magnetorheologisches Material, insbesondere eine magnetorheologische Suspension 60, angeordnet ist.The wheel brake device 10th has a static or fixed disc 30th and one opposite the static disc 30th movable disc 40 on. The two disks 30th , 40 are spaced apart and parallel to each other. The two disks 30th , 40 represent edge boundaries of a container in which a magnetorheological material, in particular a magnetorheological suspension 60 , is arranged.

Die magnetorheologische Suspension 60 weist eine Flüssigkeit 70, z.B. Öl, und (Feststoff-)Partikel 80-85, die in der Suspension 60 verteilt sind, auf. Die Partikel 80-85 weisen eine amorphe, d.h. eine nicht-kristalline, Struktur auf. Die Partikel 80-85 sind ferromagnetisch. Die Partikel 80-85 können jeweils die gleiche Größe haben. Vorstellbar ist jedoch auch, dass die Partikel 80-85 (leicht) unterschiedliche Größen aufweisen. Die Partikel 80-85 können insbesondere im Wesentlichen kugelförmig sein.The magnetorheological suspension 60 exhibits a liquid 70 , eg oil, and (solid) particles 80-85, which are in the suspension 60 are distributed on. The particles 80-85 have an amorphous, ie non-crystalline, structure. The particles 80-85 are ferromagnetic. The particles 80-85 can be the same size. However, it is also conceivable that the particles 80-85 have (slightly) different sizes. The particles 80-85 can in particular be substantially spherical.

Die Partikel 80-85 können z.B. eine Verbindung oder einer Legierung auf Eisenbasis umfassen oder daraus bestehen. Zusätzlich können die Partikel 80-85 Silizium, Bor, Niob, Aluminimum, Mangan, Kohlenstoff und/oder Phosphor aufweisen bzw. daraus bestehen. Beispielsweise können die Partikel 80-85 eine Eisen-Kohlenstoff-Phosphor-Bor-Silizium-Molybdän-Verbindung bzw. -Legierung aufweisen bzw. daraus bestehen.The particles 80-85 may comprise or consist of, for example, a compound or an iron-based alloy. In addition, the particles 80-85 Silicon, boron, niobium, aluminum, manganese, carbon and / or phosphorus or consist thereof. For example, the particles 80-85 have or consist of an iron-carbon-phosphorus-boron-silicon-molybdenum compound or alloy.

Zusätzlich oder alternativ hierzu können die Partikel 80-85 der Suspension 60 eine Eisen-Bor-Silizium-Niob-Verbindung bzw. -Legierung aufweisen.Additionally or alternatively, the particles can 80-85 the suspension 60 have an iron-boron-silicon-niobium compound or alloy.

Auch können zusätzlich oder alternativ hierzu die Partikel 80-85 eine Eisen-Phosphor-Bor-Silizium-Legierung bzw. -Verbindung aufweisen.In addition or as an alternative to this, the particles can also be used 80-85 have an iron-phosphorus-boron-silicon alloy or compound.

Die ferromagnetischen amorphen Partikel 80-85 können beispielsweise folgendes Material umfassen oder daraus bestehen:
Fe76-xC7Si3.3B5P8.7Mox, wobei x=1, 3 oder 5 beträgtThe ferromagnetic amorphous particles 80-85 can include or consist of the following material, for example:
Fe 76-x C 7 Si 3.3 B 5 P 8.7 Mo x , where x = 1, 3 or 5

Insbesondere können die Partikel 80-85 folgende Materialen aufweisen oder daraus bestehen: Fe73C7Si3.3B5P8.7Mo3, Fe73C7Si3.3B5P8.7Mo3 und/oder Fe76.8C6Si2.9B4.3P7.5Mo2.6 und/oder Fe80.2C5.1Si2.4B3.7P6.4Mo2.2 und/oder Fe72.2C6.9Si3.3B5P8.7M02.9Cu1.In particular, the particles 80-85 have or consist of the following materials: Fe 73 C 7 Si 3.3 B 5 P 8.7 Mo 3 , Fe 73 C 7 Si 3.3 B 5 P 8.7 Mo 3 and / or Fe 76.8 C 6 Si 2.9 B 4.3 P 7.5 Mo 2.6 and / or Fe 80.2 C 5.1 Si 2.4 B 3.7 P 6.4 Mo 2.2 and / or Fe 72.2 C 6.9 Si 3.3 B 5 P 8.7 M0 2.9 Cu 1 .

Beispielsweise können die Partikel 80-85 auch folgendes Material aufweisen oder daraus bestehen:
Fe79-xC4Si3B4P10Mox, wobei x im Bereich zwischen 0 und 6 liegt.For example, the particles 80-85 also have or consist of the following material:
Fe 79-x C 4 Si 3 B 4 P 10 Mo x , where x is in the range between 0 and 6.

Beispielsweise können die Partikel 80-85
Fe76C4Si3B4P10Mo3 Fe73.5SixB22.5-xNb3Cu1 (wobei x=11.5 oder 13.5 ist) und/oder Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1 umfassen oder daraus bestehen.For example, the particles 80-85
Fe 76 C 4 Si 3 B 4 P 10 Mo 3 Fe 73.5 Si x B 22.5-x Nb 3 Cu 1 (where x = 11.5 or 13.5) and / or Fe 73.5 Si 13.5 B 9 Nb 3 Cu 1 comprise or consist of them .

Weitere Materialien, die Niob umfassen und die Teil der ferromagnetischen amorphen Partikel 80-85 sein oder aus denen die Partikel 80-85 bestehen können, sind beispielsweise folgende: Fe73.3Si13.3B8.8Nb4.6, (Fe0.75B0.15Si0.10)100-xNbx (wobei x=1, 2 oder 4 ist). Insbesondere folgende Materialien sind vorstellbar:
(Fe0.775B0.125Si0.10)98Nb2 und/oder Fe72B14.4Si9.6Nb4.Other materials that include niobium and part of the ferromagnetic amorphous particles 80-85 be or from which the particles 80-85 The following can exist, for example: Fe 73.3 Si 13.3 B 8.8 Nb 4.6 , (Fe 0.75 B 0.15 Si 0.10 ) 100-x Nb x (where x = 1, 2 or 4). The following materials are particularly conceivable:
(Fe 0.775 B 0.125 Si 0.10 ) 98 Nb 2 and / or Fe 72 B 14.4 Si 9.6 Nb 4 .

Auch sind folgende Materialien vorstellbar:
Fe83.2-xCxSi3.3B4.8P8.7 (wobei x=3.9, 5.9 oder 7.9 ist).The following materials are also conceivable:
Fe 83.2-x C x Si 3.3 B 4.8 P 8.7 (where x = 3.9, 5.9 or 7.9).

Beispielsweise können die Partikel 80-85 Fe77.3C5.9Si3.3B4.8P8.7, Fe77.3C5.9Si3.3B4.8P8.7 und/oder Fe76Si9B10P5 umfassen.For example, the particles 80-85 Fe 77.3 C 5.9 Si 3.3 B 4.8 P 8.7 , Fe 77.3 C 5.9 Si 3.3 B 4.8 P 8.7 and / or Fe 76 Si 9 B 10 P 5 .

Die Partikel 80-85 weisen beispielsweise eine Größe bzw. einen Durchmesser von einigen Mikrometern bis zu wenigen Millimetern auf.The particles 80-85 have, for example, a size or a diameter of a few micrometers to a few millimeters.

Die Partikel 80-85 weisen eine geringe magnetische Koerzitivfeldstärke auf bzw. eine geringe Remanenz auf. Dies bedeutet, dass die Partikel 80-85 nach einem Anlegen eines elektromagnetischen Felds auf das magnetorheologische Material und dem Verschwinden des angelegten elektromagnetischen Felds eine geringe Magnetisierung bzw. ein geringes magnetisches Moment zurückbehalten. Zum Beispiel kann das magnetische Moment, wenn kein elektromagnetisches Feld mehr vorhanden ist, weniger als ca. 8 A/cm, insbesondere weniger als ca. 5 A/cm, vorzugsweise weniger als 1 A/cm, betragen.The particles 80-85 have a low magnetic coercive force or a low remanence. This means that the particles 80-85 after applying an electromagnetic field to the magnetorheological material and the disappearance of the applied electromagnetic field, retain a low magnetization or a low magnetic moment. For example, the magnetic moment when there is no longer an electromagnetic field, less than about 8 A / cm, in particular less than about 5 A / cm, preferably less than 1 A / cm.

Zudem werden die Partikel 80-85 beim Anlegen eines elektromagnetischen Felds schnell bzw. stark magnetisiert.In addition, the particles 80-85 quickly or strongly magnetized when applying an electromagnetic field.

Wenn ein Stromkreis geschlossen ist, wird durch einen Elektromagneten 50 ein elektromagnetisches Feld an den Behälter bzw. die magnetorheologische Suspension 60 derart angelegt, dass die Magnetfeldlinien 90-93 von einer Scheibe 30 zu der anderen Scheibe 40 verlaufen. Zwischen den beiden Scheiben 30, 40 bilden die Partikel 80-85 perkolierende (d.h. von einer Scheibe 30 zu der anderen Scheibe 40 verlaufende bzw. über die gesamte in 1 von oben nach unten verlaufende Höhe des Behälters verlaufende) Ketten.When a circuit is closed, it is powered by an electromagnet 50 an electromagnetic field on the container or the magnetorheological suspension 60 laid out so that the magnetic field lines 90-93 from a disc 30th to the other disc 40 run. Between the two panes 30th , 40 form the particles 80-85 percolating (ie from a disc 30th to the other disc 40 running or over the entire in 1 chains running from top to bottom of the container.

Zudem wird dadurch, dass sich die Partikel 80-85 gegenseitig anziehen, die Viskosität der magnetorheologische Suspension 60 stark erhöht (z.B. von 0,1 Pa s auf über 10 Pa s).It also means that the particles 80-85 attract each other, the viscosity of the magnetorheological suspension 60 greatly increased (e.g. from 0.1 Pa s to over 10 Pa s).

Hierdurch wird eine Bewegung der beweglichen Scheibe 40 gegenüber der festen bzw. nicht-beweglichen Scheibe 30 stark vermindert bzw. sogar im Wesentlichen verhindert. Die bewegliche Scheibe 40 überträgt die Bremswirkung auf das Rad des Kraftfahrzeugs. Hierdurch wird mindestens ein Rad des Kraftfahrzeugs abgebremst. Die bewegliche Scheibe 40 kann insbesondere parallel zu der stationären Scheibe 30 beweglich sein.This will cause the movable disc to move 40 compared to the fixed or non-movable disc 30th greatly reduced or even substantially prevented. The movable disc 40 transfers the braking effect to the wheel of the motor vehicle. As a result, at least one wheel of the motor vehicle is braked. The movable disc 40 can in particular parallel to the stationary disc 30th be agile.

Die Partikel 80-85 weisen eine große mechanische Härte auf. Insbesondere kann die Vickershärte (HV1) des Materials der Partikel 80-85 (insbesondere wenn dieses als Bandmaterial bzw. bandförmiges Material vorliegt) bei ca. 1000 liegen.The particles 80-85 have a high mechanical hardness. In particular, the Vickers hardness (HV1) of the material of the particles 80-85 (in particular if this is in the form of a band material or band-shaped material) is approximately 1000.

Die Dehngrenze (Rp) des Materials der Partikel 80-85 (insbesondere wenn dieses als Bandmaterial bzw. bandförmiges Material vorliegt) bei ca. 3 GPa bis ca. 4 GPa liegen.The proof stress (R p ) of the material of the particles 80-85 (in particular if this is in the form of a band material or a band-shaped material) is approximately 3 GPa to approximately 4 GPa.

Beim Bremsen wirken große Kräfte auf die Partikel 80-85, u.a. Scherkräfte. Da die Partikel 80-85 eine große mechanische Härte aufweisen, werden die Partikel 80-85 beim Betrieb der Radbremsvorrichtung 10 nicht geschädigt bzw. verschleißt. Insbesondere findet kein Verschleiß der Partikel 80-85 statt. Somit weist die Radbremsvorrichtung 10 eine hohe Lebensdauer auf. Die Wartungsintervalle der Radbremsvorrichtung 10 können somit sehr groß sein.When braking, large forces act on the particles 80-85 , including shear forces. Because the particles 80-85 the particles have a high mechanical hardness 80-85 when operating the wheel brake device 10th not damaged or worn. In particular, there is no wear on the particles 80-85 instead of. Thus, the wheel brake device 10th a long service life. The maintenance intervals of the wheel brake device 10th can therefore be very large.

Die Partikel 80-85 können somit eine hohe mechanische Härte bei einem geringen Wert für die magnetische Koerzitivfeldstärke aufweisen. Dies führt dazu, dass auch bei großen auftretenden mechanischen Kräften beim Betriebe der Radbremsvorrichtung 10 sich die magnetische Koerzitivfeldstärke der Partikel 80-85 im Wesentlichen nicht ändert. Somit sind die Bremswirkung der Radbremsvorrichtung 10, wenn ein elektromagnetisches Feld anliegt, und das Nicht-Bremsen des Rads, wenn kein elektromagnetisches Feld anliegt, über die Zeit im Wesentlichen unverändert.The particles 80-85 can therefore have a high mechanical hardness with a low value for the magnetic coercive field strength. This leads to the fact that even when large mechanical forces occur when operating the wheel brake device 10th the magnetic coercive force of the particles 80-85 essentially does not change. Thus, the braking effect of the wheel brake device 10th when an electromagnetic field is present and the non-braking of the wheel when no electromagnetic field is present is substantially unchanged over time.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In conclusion, it should be pointed out that terms such as "showing", "comprehensive", etc. do not exclude other elements or steps, and terms such as "one" or "on" do not exclude a large number. Reference signs in the claims are not to be viewed as a restriction.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims (10)

Radbremsvorrichtung (10) zum Bremsen mindestens eines Rads eines Kraftfahrzeugs, wobei die Radbremsvorrichtung (10) magnetorheologisches Material, insbesondere eine magnetorheologische Suspension (60), umfasst, wobei die Radbremsvorrichtung (10) zum Verändern einer Magnetfeldstärke, die auf das magnetorheologische Material wirkt, zum Verändern der Viskosität des magnetorheologischen Materials ausgebildet ist, wobei eine von der Radbremsvorrichtung (10) auf das Rad ausgeübte Bremskraft von der Viskosität des magnetorheologischen Materials abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetorheologische Material ferromagnetische amorphe Partikel (80-85) umfasst.Wheel brake device (10) for braking at least one wheel of a motor vehicle, the wheel brake device (10) comprising magnetorheological material, in particular a magnetorheological suspension (60), the wheel brake device (10) for changing a magnetic field strength which acts on the magnetorheological material for Modifying the viscosity of the magnetorheological material is formed, wherein a braking force exerted by the wheel brake device (10) on the wheel depends on the viscosity of the magnetorheological material, characterized in that the magnetorheological material comprises ferromagnetic amorphous particles (80-85). Radbremsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Partikel (80-85) metallisches Glas umfassen.Wheel brake device (10) after Claim 1 wherein the particles (80-85) comprise metallic glass. Radbremsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Partikel (80-85) eine eisenbasierte Legierung aufweisen.Wheel brake device (10) after Claim 1 or 2nd , wherein the particles (80-85) have an iron-based alloy. Radbremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikel (80-85) Silizium, Bor, Niob, Aluminimum, Mangan, Kohlenstoff, Molybdän und/oder Phosphor umfassen.Wheel brake device (10) according to one of the preceding claims, wherein the particles (80-85) comprise silicon, boron, niobium, aluminum, manganese, carbon, molybdenum and / or phosphorus. Radbremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material der Partikel (80-85) eine Koerzitivfeldstärke von weniger als 5 A/cm, insbesondere weniger als 2 A/cm, vorzugsweise weniger als 1 A/cm, aufweist.Wheel brake device (10) according to one of the preceding claims, wherein the material of the particles (80-85) has a coercive field strength of less than 5 A / cm, in particular less than 2 A / cm, preferably less than 1 A / cm. Radbremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Grundmaterial der Partikel (80-85) eine Vickershärte von mindestens 800, insbesondere mindestens 1000, aufweist.Wheel brake device (10) according to one of the preceding claims, wherein the base material of the particles (80-85) has a Vickers hardness of at least 800, in particular at least 1000. Radbremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dehngrenze (Rp) des Materials der Partikel (80-85) im Bereich von ca. 3 GPa bis ca. 4 GPa liegt.Wheel brake device (10) according to one of the preceding claims, wherein the proof stress (R p ) of the material of the particles (80-85) is in the range from approximately 3 GPa to approximately 4 GPa. Radbremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dichte der Partikel (80-85) in dem magnetorheologische Material und/oder die Größe der Partikel (80-85) in dem magnetorheologischen Material derart sind, dass beim Anlegen eines Magnetfelds an das magnetorheologische Material eine Kette von sich gegenseitig anziehenden Partikeln (80-85) entsteht, die sich von einer ersten Seite des magnetorheologische Materials zu einer zweiten der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des magnetorheologischen Materials erstreckt.Wheel brake device (10) according to one of the preceding claims, wherein the density of the particles (80-85) in the magnetorheological material and / or the size of the particles (80-85) in the magnetorheological material are such that when a magnetic field is applied to the magnetorheological material a chain of mutually attracting particles (80-85) is formed which extends from a first side of the magnetorheological material to a second side of the magnetorheological material opposite the first side. Radbremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Radbremsvorrichtung (10) zwei zueinander im Wesentlichen parallel verlaufende und relativ zueinander bewegliche Scheiben (30, 40) aufweist, wobei die beiden Scheiben (30, 40) jeweils ein magnetisierbares Material umfassen.Wheel brake device (10) according to one of the preceding claims, wherein the wheel brake device (10) has two disks (30, 40) which run essentially parallel to one another and are movable relative to one another, the two disks (30, 40) each comprising a magnetizable material. Radbremsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Partikel (80-85) im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen.Wheel brake device (10) according to one of the preceding claims, wherein the particles (80-85) have substantially the same size.
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CN113147364A (en) * 2021-04-27 2021-07-23 西南交通大学 Active vibration reduction magnetorheological suspension device used in electric wheel

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DE102013221084A1 (en) 2013-10-17 2015-04-23 Robert Bosch Gmbh Wheel brake device for a vehicle, sensor and / or control device for a vehicle and method for operating a wheel brake device for a vehicle

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