EP3818282A1

EP3818282A1 - Drehdämpfer

Info

Publication number: EP3818282A1
Application number: EP19744629.7A
Authority: EP
Inventors: Stefan Battlogg
Original assignee: Inventus Engineering GmbH
Current assignee: Inventus Engineering GmbH
Priority date: 2018-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-05-12
Also published as: US20210270343A1; DE102018116187A1; WO2020008002A1

Abstract

Drehdämpfer (1) und Verfahren mit einem Gehäuse (12), einer relativ dazu drehbar daran aufgenommenen Dämpferwelle (3), einem in dem Gehäuse (12) aufgenommenen Dämpfervolumen (60) mit einem magnetorheologischen Fluid (6) als Arbeitsfluid, und mit wenigstens einer Magnetfeldquelle (8), um eine Dämpfung der Drehbewegung der Dämpferwelle (3) relativ zu dem Gehäuse (12) zu beeinflussen. Eine mit der Dämpferwelle (3) verbundene Trenneinheit (5) teilt das Dämpfervolumen (60). Zwischen der mit der Dämpferwelle (3) verbundenen Trenneinheit (5) und dem Gehäuse (12) ist wenigstens ein Spaltabschnitt (25, 27) ausgebildet, der mit einem Magnetfeld der Magnetfeldquelle (8) beeinflussbar ist. Das Gehäuse (12), die Trenneinheit (5) und die Magnetfeldquelle (8) sind derart ausgebildet, dass sich ein Strömungsquerschnitt (21) für das magnetorheologische Fluid (6) von einer Seite der Trenneinheit zu der anderen Seite der Trenneinheit (5) in Abhängigkeit von einem Drehwinkel ändert.

Description

Drehdämpfer

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehdämpfer, wobei der Drehdämpfer ein Gehäuse und eine drehbar daran aufgenommene Dämpferwelle umfasst. In dem Gehäuse ist ein Dämpfervolumen mit einem magnetorheologischen Fluid als Arbeitsfluid vorgesehen, um eine Dämpfung der Dreh- oder Schwenkbewegung der Dämpferwelle relativ zu dem Gehäuse zu beeinflussen.

Im Stand der Technik sind verschiedenste Drehdämpfer oder

Rotationsdämpfer bekannt geworden, mit denen eine Dämpfung einer Schwenkbewegung oder einer Drehbewegung einer Dämpferwelle möglich ist. Insbesondere wenn der benötigte oder zur Verfügung stehende Drehwinkel oder Schwenkwinkel begrenzt ist, sind die bekannten Drehdämpfer oftmals nicht flexibel genug anwendbar oder es ist das erforderliche Bremsmoment zu gering oder die

erforderlichen Drehzahlen sind zu hoch, sodass das Bremsmoment gar nicht oder nicht schnell genug verändert oder eingestellt werden kann.

Rotationsdämpfer mit Öl und externen Steuerventilen sind Stand der Technik. Besonders bei Prothesen, aber auch bei anderen Anwendungen, ist ein geringer Platzbedarf von großem Vorteil.

Dies bedeutet, dass die Wirkflächen klein sind und deswegen der Arbeitsdruck erhöht werden muss (100bar und mehr), damit

entsprechende Flächendrücke und damit Kräfte bzw. Momente erzeugt werden können. Nachteilig bei diesen Aktoren ist, dass die sich zueinander bewegenden Teile sehr genau hergestellt werden müssen, damit es in den Spalten zu einem möglichst hohen Druckverlust kommt und somit eine Dichtwirkung erzielt wird. Diese engen Spaltabmessungen und eng tolerierten Gleitpaarungen erhöhen die hydraulische und mechanische Grundreibung/-momente, was sich nachteilig auf die Funktionalität und das Ansprechverhalten auswirkt. In weiterer Folge ist mit hohem mechanischem Verschleiß und kurzen Serviceintervallen zu rechnen. Da es sich hierbei oftmals um Innenkonturen und rechteckige oder unförmige Bauteile / Dichtkanten handelt und diese vorzugsweise geschliffen werden müssen, damit die Toleranzen /Spalte entsprechend gut werden, sind die Kosten hierfür sehr hoch. Das alternative Anbringen von Dichtelementen ist bei diesen Konturen, Drücken ebenso aufwändig und kostenintensiv. Besonders schwierig ist es die Kanten bzw. die Übergänge von z. B. der Axial- zur Radialkontur zu dichten. Zudem verursachen Dichtungen eine hohe Grundreibung bzw.

Grundreibungskräfte bzw. -momente .

Mit der US 6,318,522 Bl ist ein Stabilisator mit einem

Rotationsdämpfer mit magnetischen Dichtungen für ein

Kraftfahrzeug bekannt geworden. Dabei sind an dem Stabilisator zwei Rotationsdämpfer umfasst, von denen jeder Rotationsdämpfer jeweils eine Welle mit sich zwei nach außen erstreckenden Flügeln aufweist. Die Welle kann mit den Flügeln verschwenken, wobei der Schwenkwinkel durch keilförmige Führungsplatten im Gehäuse begrenzt wird, die radial nach innen ragen. Zwischen den nach außen ragenden Flügeln und den Führungsplatten sind im Gehäuse Hohlräume bzw. Kammern ausgebildet, von denen jeweils zwei bei der Verschwenkung der Welle vergrößert werden, während die anderen beiden entsprechend verkleinert werden. In den Kammern ist ein magnetorheologisches Fluid enthalten. An den radial inneren Enden der Führungsplatten und an den radial äußeren und den axial äußeren Enden der Flügel sind Magnete angeordnet, die durch ihr Magnetfeld die radial inneren, radial äußeren und axialen Spalte abdichten, um den Leckagestrom zu begrenzen.

Dadurch wird Abrieb an den sonst berührenden Dichtungen zwischen den Kammern verhindert, wodurch die Lebensdauer steigt. Für die eigentliche Dämpfung des Stabilisators sind in den Führungs platten Bohrungen vorgesehen, die miteinander korrespondierende Kammern miteinander verbinden. In den Bohrungen sind mit einer Feder beaufschlagte Kugelventile enthalten, die den Strömungsweg öffnen, wenn der Druckunterschied in beiden Kammern die

voreingestellte Federkraft überschreitet. Damit stellt die

US 6,318,522 Bl einen wartungsarmen Stabilisator zur Verfügung, der an sich zuverlässig funktioniert. Nachteilig ist aber, dass eine beachtliche Grundreibung vorliegt, da die Dichtung der Spalte auf die vorgesehene Dämpfungskraft ausgelegt ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Dämpfungskraft nicht variiert werden kann.

Mit der DE 10 2013 203 331 Al ist die Verwendung eines

magnetorheologischen Fluids zum Dämpfen von Relativbewegungen zwischen Fahrzeugrädern und Fahrzeugaufbau bei einem Fahrzeug bekannt geworden. Dabei ist eine Getriebestufe mit mehreren in Wirkverbindung stehenden Zahnrädern vorgesehen. Die Getriebestufe ist mit dem magnetorheologischen Fluid gefüllt. Der Abfluss der Getriebestufe wird zu einem externen Ventil geleitet, wo ein Magnetfeld auf das magnetorheologische Fluid einwirkt, bevor das Fluid zum Zufluss des Gehäuses zurückgeleitet wird. Nachteilig daran ist, dass das Gehäuse mit der Getriebestufe mit dem magnetorheologischen Fluid gefüllt ist. Als magnetorheologische Fluide bezeichnet man eine Suspension von magnetisch

polarisierbaren Partikeln (Carbonyleisenpulver) , die in einer Trägerflüssigkeit fein verteilt sind und einen Durchmesser zwischen etwa 1 Mikrometers und 10 pm aufweisen. Deshalb müssen alle Spalte zwischen sich zueinander bewegenden Komponenten (axiale Spalte zwischen dem drehenden Zahnrad und dem Gehäuse, radiale Spalte zwischen der Zahnflanke und Gehäuseinnenbohrung und auch Spalte zwischen den sich berührenden/kämmenden

Zahnprofilen in der Getriebestufe größer sein als die größten magnetischen Partikel. In der Praxis müssen die Spalte sogar um ein Vielfaches größer sein, weil die Partikel auch ohne

Magnetfeld zu größeren Haufen verklumpen können bzw. unter

Magnetfeldeinwirkung Ketten und damit größere Carbonyleisen einheiten bilden. Ein falsch gewählter Spalt führt zum Verklemmen/Festfressen oder die (beschichteten) Partikel werden zermahlen und dadurch unbrauchbar. Das hat aber den bedeutenden Nachteil, dass aufgrund dieser zwingend notwendigen Spalte ein sehr hoher Leckagestrom auftritt, besonders wenn damit Drücke von über 100 bar erzielt werden sollen. Damit ist keine hohe Dämpfung erreichbar. Zur Erreichung hoher Dämpfungswerte müssen alle Spalte aufwendig abgedichtet werden, was teuer bzw. teilweise technisch gar nicht möglich ist. So ist zum Beispiel ein sich abwälzender Spalt zwischen den zwei evolventen Zahnprofilen praktisch nicht abzudichten. Eine hochdruckdichte stirnseitige Abdichtung eines komplex geformten Zahnrades in Kombination mit eisenhaltigen Flüssigkeiten ist großserientechnisch wirtschaft lich vernünftig nicht machbar. Wenn aber die Spalte über Magnete abgedichtet werden sollten, wie aus der US 6,318,522 Bl bekannt, so würde eine Dämpfung kleinerer Kräfte durch die hohe

Grundreibung bedingt nicht zufriedenstellend funktionieren. Durch das hohe Grundmoment bedingt, können nur große Drehmomente mit einem angenehmen Ansprechverhalten gedämpft werden. Deshalb eignet sich das Konstruktionsprinzip aus der DE 10 2013 203 331 Al in Kombination mit magnetorheologischen Flüssigkeiten nicht zur Herstellung kostengünstiger und flexibel einstellbarer

Rotationsdämpfer zur Dämpfung geringer und auch hoher Kräfte oder Momente .

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen insbesondere kostengünstigen Drehdämpfer zur Verfügung zu stellen, der ein geringes Grundmoment und eine flexible

Einstellung der Dämpfung der Dämpferwelle ermöglicht und die Dämpfung hoher und niedriger Kräfte und Drehmomente

zufriedenstellend erlaubt und der einfach aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Drehdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen

Beschreibung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Ein erfindungsgemäßer Drehdämpfer umfasst ein Gehäuse und eine relativ dazu drehbar daran aufgenommene Dämpferwelle. In dem Gehäuse ist ein Dämpfervolumen mit einem magnetorheologischen Fluid als Arbeitsfluid aufgenommen. Wenigstens eine

Magnetfeldquelle ist vorgesehen, um eine Dämpfung der

Drehbewegung der Dämpferwelle relativ zu dem Gehäuse zu

beeinflussen. Wenigstens eine mit der Dämpferwelle verbundene Trenneinheit umfasst eine Trennwand und kann vorzugsweise als Schwenkflügel ausgebildet sein. Die mit der Dämpferwelle

verbundene Trenneinheit teilt das Dämpfervolumen. Zwischen der mit dem Gehäuse verbundenen Trenneinheit und der Dämpferwelle ist wenigstens ein Spaltabschnitt oder Teil eines Spaltes

ausgebildet, der vorzugsweise mit einem Magnetfeld der

Magnetfeldquelle beeinflussbar ist.

Das Gehäuse und/oder die Trenneinheit und/oder die Magnetfeld quelle und vorzugsweise das Gehäuse und die Trenneinheit und die Magnetfeldquelle sind derart ausgebildet, dass sich ein

Strömungsquerschnitt für das magnetorheologische Fluid von einer Seite der Trenneinheit zu der anderen Seite der Trenneinheit in Abhängigkeit von einem Drehwinkel erheblich ändert.

Die Erfindung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass z. B. in einer Grundposition oder in verschiedenen

Winkelpositionen ein Grundmoment kleiner oder größer gewählt werden kann. Dadurch kann eine gezielte Beeinflussung des

Drehwiderstandes eingestellt werden. Die Beeinflussung kann durch mechanische Komponenten und/oder durch Steuerung des Magnetfeldes erfolgen und insbesondere durch Steuerung des Magnetfeldes verstärkt oder abgeschwächt werden.

Die Magnetfeldquelle umfasst wenigstens eine steuerbare

elektrische Spule und kann wenigstens einen Dauermagnet umfassen. Wenigstens eine elektrische Spule und wenigstens ein Dauermagnet haben den Vorteil, dass das magnetische Feld des Dauermagneten durch die elektrische Spule moduliert (verstärkt und/oder geschwächt) werden kann.

Eine erhebliche Änderung des effektiven Strömungsquerschnitts wird nicht (nur oder allein) durch Fertigungstoleranzen oder Fehler aufgrund der Bewegung (Radialschlag) bewirkt.

Vorzugsweise ist ein Kanal oder Bypass an der das Dämpfervolumen umgebenden Wandung in dem Gehäuse ausgebildet, der sich über einen begrenzten Winkelbereich erstreckt und/oder über einen begrenzten Winkelbereich wirksam ist. Der Kanal oder Bypass kann in der Art einer Nut an der Innenoberfläche einer Umfangwandung oder auch (zum Teil) vollständig innerhalb der Umfangwandung ausgebildet sein. Möglich ist es auch, dass ein Kanal oder Bypass an einer Axialwandung des Gehäuse ausgebildet ist. Der Kanal oder Bypass kann an der Oberfläche ausgebildet sein oder wenigstens teilweise innerhalb der Wandung verlaufen.

Ein wirksamer Winkelbereich kann durch eine Länge des Kanals oder Bypasses oder durch mechanische Mittel wie einen Vorsprung, eine Nase oder eine Kante begrenzt werden. Auch eine Länge und Tiefe einer Nut können einen wirksamen Winkelbereich begrenzen.

Vorzugsweise ist ein Querschnitt des Kanals oder Bypasses winkelabhängig. Beispielsweise kann der Kanal oder Bypass in einem unrunden Gehäuseabschnitt oder einem Gehäuseabschnitt mit sich verändernden Radius ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass der Kanal oder Bypass an einem Gehäuseabschnitt mit anderem Radius als ein Radius der Trenneinheit und zueinander

verschobenen Mittelpunkten ausgebildet sind. Dann ergibt sich eine über dem Umfang unterschiedliche Kanaltiefe.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Ausnehmung in der Trenneinheit ausgebildet. Die Ausnehmung kann an einem Rand der Trenneinheit ausgebildet sein oder zu dem Rand der Trenneinheit hin offen sein. Vorzugsweise weist die Ausnehmung eine Spalthöhe zu dem das Dämpfervolumen umgebenden Gehäuse auf, die erheblich größer ist als eine Spalthöhe in dem Spaltabschnitt, an den die Ausnehmung angrenzt. Ein Verhältnis der Spalthöhen von Ausnehmung und Spaltabschnitt ist vorzugsweise größer 2 und insbesondere größer 4 oder 6 und kann Werte größer 10 oder 20 erreichen und

übersteigen .

Insbesondere kann sich ein (effektiver bzw.) wirksamer

Querschnitt der Ausnehmung winkelabhängig durch einen Vorsprung an dem Gehäuse ändern. Ein Zusammenwirken eines Vorsprungs oder einer Nase oder einer Kante an dem Gehäuse mit einer Ausnehmung an der Trenneinheit kann eine winkelabhängige Querschnittsfläche bewirken .

Vorzugsweise ist ein (effektiver) Strömungsquerschnitt der Strömungsquerschnitt, der sich aus den nicht abgedichteten Querschnitten der vorhandenen Spaltabschnitte und einem

Querschnitt eines Kanals oder Bypasses und einem Querschnitt einer Ausnehmung und einem Querschnitt eines Durchgangsspaltes zusammensetzt .

Insbesondere setzt sich ein effektiver Strömungsquerschnitt zusammen aus den wirksamen Querschnitten der vorhandenen

Spaltabschnitte und einem effektiven Querschnitt eines Kanals oder Bypasses und einem effektiven Querschnitt einer Ausnehmung und einem effektiven Querschnitt eines Durchgangsspaltes.

Vorzugsweise grenzt die oder wenigstens eine Ausnehmung an einen Spaltabschnitt an.

Insbesondere ist ein (effektiver) Strömungsquerschnitt in einer Grundposition größer als in einer erheblich davon abweichenden Drehposition. Das ermöglicht bei z. B. einem Stabilisator eine effektive Dämpfung von einseitigen Stößen in der Grundposition und eine effektive Wirkung des Stabilisators in davon

abweichenden Winkelpositionen. Insbesondere ist die oder wenigstens eine Ausnehmung als Durchgangsspalt in einer Trennwand der Trenneinheit ausgebildet.

Vorzugsweise erstreckt sich ein Querschnitt des Durchgangsspaltes in axialer Richtung weiter als in radialer Richtung der

Trenneinheit. Ein Verhältnis einer axialen Erstreckung parallel zur Dämpferwelle relativ zu einer radialen Erstreckung ist vorzugsweise größer 2 und insbesondere größer 5 und besonders bevorzugt größer 10 und kann Werte von 20, 30, 40, 50 und 100 erreichen und überschreiten.

Eine radiale Spalthöhe ist vorzugsweise größer als 50 pm und insbesondere größer als 75 pm. Vorzugsweise ist eine Spalthöhe kleiner 1 mm und insbesondere kleiner 500 pm. Besonders bevorzugt ist ein Bereich zwischen 100 pm und 300 pm.

Die axiale Spaltlänge ergibt sich aus der Länge der Trenneinheit abzüglich von eventuell nötigen Stützelementen und den

Randabschnitten .

Es ist möglich und bevorzugt, dass zwei oder mehr Durchgangs spalte an der Trennwand ausgebildet sind, die insbesondere durch einen (dünnen) magnetisch leitenden Steg voneinander getrennt sind und vorzugsweise zueinander parallel verlaufen. Wenigstens zwei Durchgangsspalte sind vorzugsweise radial versetzt

zueinander angeordnet.

In einer konkreten Ausgestaltung werden drei radial benachbarte Durchgangsspalte mit jeweils 200 pm Spalthöhe (+/-10%)

eingesetzt .

Es ist besonders bevorzugt, dass wenigstens ein Durchgangsspalt an einem (separaten) Einsatz ausgebildet ist, der an der

Trenneinheit aufgenommen ist. Beispielsweise kann der Einsatz eingeklebt, eingepresst oder eingeschraubt werden. Vorzugsweise besteht die Trennwand im Wesentlichen aus magnetisch leitendem Material.

Insbesondere besteht die Trennwand der Trenneinheit axial benachbart zu einem Durchgangspalt aus einem magnetisch

schlechter leitenden Material als ein radial benachbarter

Abschnitt der Trennwand. Dadurch wird sichergestellt, dass ein erheblicher Anteil des Magnetfeldes den Durchgangsspalt

durchtritt .

Vorzugsweise besteht die Trennwand in einem Randabschnitt nahe oder an einem axialen Rand aus einem magnetisch leitenden

Material. Dort kann auch ein Dauermagnet umfasst sein. Ein

Dauermagnet kann mit seinem Magnetfeld für eine Abdichtung eines axialen und/oder radialen Spaltabschnittes sorgen.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass ein Kanal,

Kanalabschnitt oder Bypass mit einem Einwegventil ausgerüstet ist. Beispielsweise kann ein federvorbelastetes Plättchen in einer Strömungsrichtung einen Kanal verschließen in der anderen Strömungsrichtung den Querschnitt freigeben.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass in dem Gehäuse eine Verdrängereinrichtung ausgebildet ist. Die Verdränger einrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens zwei Trenneinheiten, mit denen das Dämpfervolumen in wenigstens zwei variable Kammern unterteilt wird, wobei insbesondere wenigstens eine der

Trenneinheiten eine mit dem Gehäuse verbundene Trennwand umfasst. Eine Trenneinheit weist eine mit der Dämpferwelle verbundene Trennwand auf.

In radialer Richtung ist zwischen der mit dem Gehäuse verbundenen Trenneinheit und der Dämpferwelle vorzugsweise ein (erster) (radialer) Spaltabschnitt oder Spalt ausgebildet. Der erste

Spaltabschnitt verläuft im Wesentlichen in axialer Richtung. In radialer Richtung ist zwischen der mit der Dämpferwelle verbundenen Trenneinheit und dem Gehäuse ein weiterer (bzw. ein zweiter) (radialer) Spaltabschnitt ausgebildet. Der weitere oder zweite Spaltabschnitt verläuft wenigstens zu einem erheblichen Teil in axialer Richtung. In axialer Richtung ist zwischen der mit der Dämpferwelle verbundenen Trenneinheit und dem Gehäuse wenigstens noch ein (bzw. ein dritter) (axialer) Spaltabschnitt ausgebildet. Dieser (bzw. der dritte Spaltabschnitt) verläuft wenigstens zu einem erheblichen Teil in radialer Richtung.

Wenigstens ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der

Magnetfeldquelle durchtritt wenigstens zwei der angeführten

Spaltabschnitte. Die Magnetfeldquelle umfasst wenigstens eine steuerbare elektrische Spule, um eine Stärke des Magnetfeldes zu beeinflussen. Damit wird eine Stärke der Dämpfung und

vorzugsweise auch eine Stärke der Dichtung beeinflusst.

Insbesondere durchtritt ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle wenigstens die beiden Spaltabschnitte und beeinflusst in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfeldes wenigstens die beiden Spaltabschnitte gleichzeitig.

Jeder Spaltabschnitt kann als separater Spalt ausgebildet sein oder es können zwei oder mehr Spaltabschnitte Teil eines

gemeinsamen Spaltes sein.

Jeder Spaltabschnitt hat eine Erstreckungsrichtung bzw.

Verlaufsrichtung und eine Spalthöhe quer zu der Verlaufsrichtung. Ein rein axialer Spaltabschnitt verläuft in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung. Die Spalthöhe erstreckt sich in axialer Richtung. Ein rein radialer Spaltabschnitt erstreckt sich in axialer Richtung und gegebenenfalls auch in Umfangsrichtung.

Hier verlaufen der erste und der zweite Spaltabschnitt besonders bevorzugt im Wesentlichen in axialer Richtung, während sich die Spalthöhe jeweils im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckt. Der dritte Spaltabschnitt ist besonders bevorzugt als axialer Spaltabschnitt ausgebildet, sodass sich die Spalthöhe im

Wesentlichen in axialer Richtung erstreckt. Der Spaltabschnitt erstreckt sich hingegen im Wesentlichen in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung.

Die Spalte oder Spaltabschnitte können jeweils linear ausgebildet sein. Jeder Spaltabschnitt kann aber auch eine oder mehrere

Krümmungen aufweisen oder nur aus jeweils gekrümmten

Spaltbereichen bestehen.

Es ist vorteilhaft, wenn zwei oder mehr Spaltabschnitte und vorzugsweise alle Spaltabschnitte durch das Magnetfeld der

Magnetfeldquelle bedarfsweise abgedichtet werden. Dadurch können die Spalte oder Spaltabschnitte mit einer ausreichenden Spalthöhe ausgebildet werden, um eine geringe Grundreibung zur Verfügung zu stellen. Weiterhin wird aber bei aktivem Magnetfeld eine hohe Abdichtung erzielt, sodass hohe Dämpfungswerte ermöglicht werden. Es ist nicht nötig, eine Spalthöhe besonders gering zu wählen, damit keine Leckage auftritt. Eine Leckage wird nicht über das Spaltmaß (Spalthöhe) verhindert, sondern über eine magnetische Abdichtung. Über eine einstellbare Stärke des Magnetfeldes kann die Stärke der Dämpfung adaptiv angepasst werden.

Mit der steuerbaren elektrischen Spule kann ein Magnetfeld gewünschter Stärke flexibel eingestellt werden. Darüber wird eine Dämpfung gewünschter Stärke eingestellt. Gleichzeitig wird dadurch insbesondere auch eine Stärke der Abdichtung wenigstens zweier Spalte und insbesondere aller radialen und axialen Spalte eingestellt. Die Grundreibung ist niedrig, wenn das Magnetfeld gering ist und die Abdichtung ist hoch, wenn der Relativdruck bzw. das Drehmoment hoch ist. Somit kann eine viel höhere Dynamik zur Verfügung gestellt werden als im Stand der Technik, da nicht nur die eigentliche Dämpfung, sondern auch die Dichtung

beeinflusst wird.

Tatsächlich wirkt ein Bremsmoment, welches sich additiv aus dem vorhandenen Grundmoment und aus dem Dämpfungsmoment

zusammensetzt. Hier werden Grundmoment und Dämpfungsmoment jeweils durch das (zeitlich abhängige und zeitlich steuerbare) wirksame Magnetfeld beeinflusst. Bei kleinen zu dämpfenden

Kräften und Momenten wird mit einer kleineren Stärke des

Magnetfeldes eine kleinere Grundreibung (Grundmoment) erzeugt.

Bei größeren zu dämpfenden Kräften und Momenten wird mit einer größeren Stärke des Magnetfeldes eine größere Grundreibung

(Grundmoment) erzeugt. Ein größeres Grundmoment wirkt sich bei einem entsprechend größeren Bremsmoment nicht nachteilig auf das Ansprechverhalten aus. Insbesondere ist ein Verhältnis von

Bremsmoment zu einem Grundmoment in einem mittleren

Betriebsbereich (insbesondre genau in der Mitte) größer als 2:1 und vorzugsweise größer 5:1 und besonders bevorzugt größer 10:1.

Bei konventionellen Dichtungen in reinen Ölkreisläufen muss hingegen ein besonders geringes Spaltmaß gewählt werden, wenn eine hohe Abdichtung erreicht werden soll. Dadurch resultiert gleichzeitig auch ein hohes Grundmoment im Leerlauf und ein entsprechend hoher Verschleiß an den Dichtungen. Das wird erfindungsgemäß vermieden.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Spalt abschnitte jeweils als Spalt ausgebildet. Die Spalte können zum Teil ineinander übergehen oder getrennt voneinander ausgebildet sein. Es ist dann möglich, den Begriff Spaltabschnitt in dieser Anmeldung durchgängig durch den Begriff Spalt zu ersetzen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung durchtritt ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle wenigstens einen und insbesondere zwei an gegenüberliegenden Enden ausgebildete axiale Spaltabschnitte zwischen dem Gehäuse und wenigstens einer der Trenneinheiten, um die seitlichen Axialspalte abzudichten. Durch das dort durchtretende Magnetfeld werden die in dem Axialspalt vorhandenen magnetorheologischen Partikel miteinander verkettet, sodass eine vollständige und auch bei hohen Drücken wirksame Abdichtung erfolgt. Alternativ oder zusätzlich kann auch

wenigstens ein radialer Spaltabschnitt bzw. Spalt zwischen der mit der Dämpferwelle verbundenen Trenneinheit und dem Gehäuse von dem Magnetfeld beaufschlagt werden, sodass bei aktivem Magnetfeld auch dieser radiale Spalt (Spaltabschnitt) abgedichtet wird.

In einer bevorzugten Weiterbildung sind wenigstens einer der Spaltabschnitte als Dämpfungsspalt und wenigstens einer der Spaltabschnitte als Dichtspalt ausgebildet. Dabei weist

wenigstens ein Dämpfungsspalt vorzugsweise eine (erheblich) größere Spalthöhe als ein Dichtspalt auf. Insbesondere ist eine Spalthöhe des Dämpfungsspalts wenigstens doppelt so groß oder wenigstens 4 Mal so groß oder wenigstens 8 Mal so groß wie eine Spalthöhe eines Dichtspalts. Es ist bevorzugt, dass eine

Spalthöhe eines Dichtspalts größer 10 pm und insbesondere größer 20 pm und vorzugsweise zwischen etwa 20 pm und 50 pm beträgt.

Eine Spalthöhe eines Dämpfungsspalts ist hingegen vorzugsweise >100 pm und vorzugsweise >250 pm und beträgt bevorzugt zwischen 200 pm und 2 mm Spalthöhe. In vorteilhaften Ausgestaltungen kann die Spalthöhe eines Dämpfungsspalts zwischen (etwa) 500 pm und 1 mm betragen.

Grundsätzlich tragen alle Spaltabschnitte zur Dämpfung bei bzw. beeinflussen diese. Ein Durchfluss durch einen Dämpfungsspalt (mit einer größeren Spalthöhe) kann effektiv durch eine

Steuereinrichtung gesteuert werden, sodass das wirkende

Bremsmoment genau einstellbar ist. Durch einen Dämpfungsspalt mit einer größeren Spalthöhe kann ein entsprechend hoher Volumenstrom transportiert werden.

Vorzugsweise umfasst die Magnetfeldquelle wenigstens eine elektrische Spule. Möglich ist es auch, dass 2, 3 oder mehr elektrische Spulen eingesetzt werden, um das Magnetfeld der Magnetfeldquelle zu bilden. Möglich ist es auch, dass die

Magnetfeldquelle wenigstens einen Dauermagneten umfasst oder dass der Magnetfeldquelle wenigstens ein Dauermagnet zugeordnet ist.

Durch einen Bypass oder eine Ausnehmung oder durch Steuerung des Magnetfeldes kann eine gezielte winkelabhängige Beeinflussung des Grundmomentes zur Verfügung gestellt werden. In einem einfachen fall wird durch einen Bypass das Grundmoment in einem bestimmten Winkelbereich erheblich verringert. Der (effektive)

Strömungsquerschnitt mit abgeschaltetem Magnetfeld wird dort erheblich vergrößert und zum Beispiel wenigstens verdoppelt.

Eine solche winkelabhängige Reduktion des Grundmomentes kann auch über eine Ausnehmung oder einen Durchgangsspalt erreicht werden. Bei einer Ausnehmung werden mit einer Verstärkung des

Magnetfeldes zunächst die Spaltabschnitte (Dichtspalt und

Dämpfungsspalt) mit einem stärkeren Magnetfeld versorgt, was zu einer stärkeren Verkettung des MRF führt. Mit weiter steigendem Magnetfeld wird das Material der Trenneinheit gesättigt, sodass schließlich die Stärke des Magnetfeldes in der Ausnehmung steigt. Dadurch wird der freie und effektiv wirksame Strömungsquerschnitt verringert und kann winkelabhängig gesteuert werden. Ein

Grundmoment kann winkelabhängig variiert werden, da das

Grundmoment von dem zur Verfügung stehenden (effektiven)

Strömungsquerschnitt abhängt. Analog kann bei einem Durchgangs spalt ein (effektiver) Strömungsquerschnitt eingestellt werden.

Wenn sich die Magnetfeldstärke ändert, ändert sich die Ketten bildung in den „Löchern" (Ausnehmung oder Durchgangsspalt) . Das Magnetfeld in den Ausnehmungen oder Durchgangsspalten verschließt mit zunehmender Magnetfeldstärke. Das heißt, es kommt zu einer Reduktion des effektiven (freien) Strömungsquerschnittes. Die baulichen Querschnitte ändern sich dadurch an sich nicht, aber die effektiv wirkenden Querschnitte ändern sich auch ohne bauliche Maßnahmen.

Bei einem breiten axialen Durchgangsspalt kann auch ein

inhomogenes Magnetfeld über der Spaltbreite erzeugt werden, sodass über die Stärke und Inhomogenität des wirkenden

Magnetfeldes eine Einstellung des effektiven

Strömungsquerschnitts möglich ist. Wenn z. B. zwei separate elektrische Spulen eingesetzt werden, von jeweils eine an einem oder benachbart zu einem axialen Ende des Durchgangsspaltes angeordnet ist, dann können über eine Variation der beiden

Stromstärken der elektrischen Spulen unterschiedlichste

Magnetfeldverläufe über der Spaltbreite eingestellt werden. In bevorzugten Weiterbildungen ist an beiden axialen Enden der mit der Dämpferwelle verbundenen Trennwand jeweils ein

(stirnseitiger) axialer Spaltabschnitt bzw. Spalt zwischen dem Gehäuse und der Trennwand ausgebildet. Vorzugsweise tritt wenigstens ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der

Magnetfeldquelle durch beide axialen Spaltabschnitte zwischen dem Gehäuse und der Trennwand und bewirkt eine Dichtung der beiden (stirnseitigen) axialen Spaltabschnitte. Diese Spaltabschnitte sind dann der dritte Spaltabschnitt und ein vierter

Spaltabschnitt. Durch das Magnetfeld werden dann die Axialspalte an beiden Stirnseiten abgedichtet. Eine Steuerung des

Durchflusses kann auch durch eine Steuerung der Stärke des

Magnetfeldes an diesen Dichtspalten beeinflusst werden.

Maßgeblich wird der Durchfluss aber durch den oder die

Dämpfungsspalte bzw. Dämpfungsspaltabschnitte beeinflusst.

Möglich ist es auch, dass eine nicht rechteckige Trenneinheit eingesetzt wird. Beispielsweise können die Trenneinheiten halbkreisförmig ausgebildet sein und in einer entsprechenden halbkugelförmigen Aufnahme in dem Gehäuse aufgenommen sein. Dann ergeben sich auch Spalte oder Spaltabschnitte mit (teilweiser oder überwiegender) axialer Ausrichtung und mit (teilweiser oder überwiegender) vertikaler Ausrichtung. Unter zwei

Spaltabschnitten im Sinne der vorliegenden Erfindung können auch unterschiedliche ausgerichtete Abschnitte eines durchgehenden Spaltes verstanden werden.

Vorzugsweise sind 2 elektrische Spulen vorgesehen, die

insbesondere jeweils benachbart zu dem Dämpfervolumen angeordnet sind. Vorzugsweise ist jeweils eine steuerbare elektrische Spule jeweils einem axialen Spalt zugeordnet. Insbesondere ist jeweils eine steuerbare elektrische Spule jeweils axial nach außen in der Nähe eines Axialspaltes untergebracht. Die elektrischen Spulen können über eine Steuereinrichtung separat gesteuert werden.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass das Magnetfeld quer zu wenigstens einem der Spaltabschnitte verläuft.

Insbesondere verläuft das Magnetfeld quer zu zu wenigstens 2, 3 oder mehr Spaltabschnitten. Durch ein sich quer zu dem

Spaltabschnitt erstreckendes Magnetfeld wird eine besonders hohe Wirkung erzielt. Dabei kann das Magnetfeld senkrecht zu dem

Spaltabschnitt ausgerichtet sein. Das Magnetfeld kann aber auch schräg durch den Spaltabschnitt verlaufen.

Es ist bevorzugt, dass zumindest ein radialer Spaltabschnitt als Dämpfungskanal ausgebildet ist und radial zwischen der mit der Dämpferwelle verbundenen Trenneinheit und dem Gehäuse angeordnet ist. Es ist auch möglich und bevorzugt, dass zumindest ein axialer Spaltabschnitt als Dämpfungskanal ausgebildet ist und axial zwischen der mit der Dämpferwelle verbundenen Trenneinheit und dem Gehäuse angeordnet ist.

Besonders bevorzugt werden sowohl die Axialspalte als auch die Radialspalte durch das Magnetfeld der Magnetfeldquelle

abgedichtet werden.

Vorzugsweise tritt wenigstens ein wesentlicher Teil des

Magnetfeldes der Magnetfeldquelle durch den Dämpfungskanal durch. Besonders bevorzugt tritt wenigstens ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle durch alle Spaltabschnitte durch. Unter einem „wesentlichen Teil" des Magnetfeldes wird insbesondere ein Anteil von >10 % und vorzugsweise ein Anteil größer 25 % verstanden.

In allen Ausgestaltungen ist es auch möglich, dass wenigstens ein Spaltabschnitt durch ein mechanisches Dichtmittel abgedichtet ist. Die Aufgabe des Dichtmittels ist es Stoffübergänge und Druckverluste/Druckabfall von einem Raum in einen anderen zu verhindern oder zu begrenzen. Ein solches mechanisches

Dichtmittel kann eine mechanische Dichtung wie eine Dichtlippe, Dichtleiste, Flachdichtung, Profildichtung, Einschleifdichtung oder ein O-Ring oder Quadring oder dergleichen sein.

Beispielsweise kann der sich zwischen der mit dem Gehäuse verbundenen Trenneinheit und der Dämpferwelle erstreckende

Spaltabschnitt durch ein mechanisches Dichtmittel abgedichtet werden, während der Spaltabschnitt zwischen der mit der

Dämpferwelle verbundenen Trenneinheit und dem Gehäuse und die axialen Spaltabschnitte mit dem Magnetfeld der Magnetfeldquelle beaufschlagt werden, um die gewünschte Dämpfung einzustellen.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass das Gehäuse ein erstes und ein zweites Endteil und dazwischen ein Mittelteil umfasst. Dabei kann insbesondere das Mittelteil auch aus 2 oder mehr separaten Abschnitten bestehen. Insbesondere ist in wenigstens einem der beiden Endteile und insbesondere sind in beiden Endteilen jeweils eine elektrische Spule aufgenommen.

Dabei ist eine Achse der Spule insbesondere im Wesentlichen parallel zur Dämpferwelle ausgerichtet. Dadurch wird ein

kompakter Aufbau erzielt, bei dem durch das Magnetfeld der

Magnetfeldquelle eine hohe Abdichtung erzielbar ist.

Vorzugsweise besteht das Gehäuse wenigstens zu einem wesentlichen Teil aus einem magnetisch leitenden Material mit einer relativen Permeabilität größer 100. Insbesondere ist die relative

Perversität größer 500 oder größer 1000. Dabei ist es möglich, dass das gesamte Gehäuse aus einem solchen Material besteht oder doch im Wesentlichen oder wenigstens zu einem wesentlichen Teil. Besonders bevorzugt besteht wenigstens einer der an das

Dämpfervolumen angrenzenden Gehäuseabschnitte aus einem

magnetisch leitenden Material.

Vorzugsweise ist axial benachbart zu der elektrischen Spule in dem Gehäuse ein (separater) Ring angeordnet. Der Ring ist insbesondere axial zwischen der elektrischen Spule und dem

Dämpfervolumen angeordnet.

Es ist möglich, dass sich der Ring und/oder die elektrische Spule im Wesentlichen oder nahezu vollständig oder vollständig radial weiter außen befindet als das Dämpfervolumen. Bevorzugt befindet sich der Ring axial benachbart und angrenzend an ein Mittelteil des Gehäuses. In solchen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass der Ring wenigstens im Wesentlichen oder vollständig aus einem Material mit einer relativen Permeabilität kleiner 10 besteht.

Die relative Permeabilität des Ringmaterials ist insbesondere kleiner 5 oder sogar kleiner 2. Der Ring besteht insofern vorzugsweise aus magnetisch nicht leitenden Materialien. Der Ring kann zum Beispiel aus austenitischen Stählen bestehen. Das

Material des Rings weist eine solche magnetische Permeabilität auf, dass ein magnetischer Kurzschluss des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle zuverlässig verhindert wird. Der Ring ist bei derartigen Ausgestaltungen insbesondere als flache Ringscheibe oder als Hohlzylinder ausgebildet.

In anderen Ausgestaltungen ist der Ring und/oder die elektrische Spule (im Wesentlichen) nicht benachbart zu dem Mittelteil des Gehäuses angeordnet. Dann ist es möglich und bevorzugt, dass der Ring und/oder die elektrische Spule radial weiter innen und/oder wenigstens teilweise oder vollständig benachbart zu dem

Dämpfervolumen angeordnet sind. Der Ring kann als Hohlzylinder und insbesondere als hohler Kegelstumpf ausgebildet sein. Radial nach außen hin weist der Ring dann eine geringere Wandstärke auf als radial weiter innen. Der Querschnitt durch den Ring weist einen schrägen Verlauf auf. In solchen Ausgestaltungen besteht der Ring vorzugsweise aus einem magnetisch leitenden Material.

Die relative Permeabilität des Ringmaterials ist dann

vorzugsweise größer 10 und besonders bevorzugt größer 50 und insbesondere größer 100. Die Gestaltung ist sehr vorteilhaft, da dadurch im Bereich der elektrischen Spule eine mögliche Leckage durch den (axialen) Spaltabschnitt zuverlässig verhindert wird. Der Ring weist vorzugsweise die Form eines Kegelstumpfes mit hohlzylindrischem Inneren auf und besteht aus einem magnetisch leitenden Material. Durch eine solche Ausgestaltung wird bei einer Anordnung der Spule seitlich neben dem Dämpfervolumen eine Leckage im Bereich der Spule verhindert, insbesondere, wenn das wirkende Magnetfeld ausreichend stark ist.

In allen Ausgestaltungen wird durch eine magnetische Abdichtung der Axialspalte an den Stirnseiten die Dämpfung erhöht. Außerdem wird ein Druckverlust innerhalb des Axialspaltes durch

überströmendes magnetorheologisches Fluid verhindert.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass das magnetorheologische Fluid durch eine relative Schwenkbewegung der Dämpferwelle und des Gehäuses durch wenigstens einen (Dämpfungs-) Spalt von einer Kammer in die andere Kammer gefördert wird.

Es ist möglich und bevorzugt das an der Dämpferwelle 2 oder mehr über dem Umfang verteilt angeordnete Trenneinheiten ausgebildet sind. Dann sind vorzugsweise an dem Gehäuse entsprechend 2 oder mehr über dem Umfang verteilt angeordnete Trenneinheiten

ausgebildet. Vorzugsweise wirkt die jeweils eine mit der

Dämpferwelle verbundenen Trenneinheit mit einer mit dem Gehäuse verbundenen Trenneinheit zusammen. Durch eine Mehrzahl von

Trenneinheiten-Paaren kann das maximal wirksame Bremsmoment erhöht werden.

Wenn nur eine Trenneinheit an der Dämpferwelle ausgebildet ist und nur eine Trenneinheit an dem Gehäuse ausgebildet ist, ist der maximal mögliche Schwenkwinkel zwischen der Dämpferwelle und dem Gehäuse in der Regel kleiner als 360° oder beträgt (fast) 360°. Werden jeweils 2 Trenneinheiten eingesetzt, so beträgt der maximale Schwenkwinkel bis zu (und in der Regel etwas weniger als) 180°. Dem entsprechend werden bei 4 Trenneinheiten an der Dämpferwelle und dem Gehäuse regelmäßig nur Schwenkwinkel kleiner 90° bzw. bis zu 90° möglich. Wenn hohe Bremsmomente gefordert werden und nur ein begrenzter Schwenkwinkel nötig ist, kann so über einfache Mittel ein entsprechender Drehdämpfer zur Verfügung gestellt werden.

Vorzugsweise werden bei einer entsprechenden Anzahl von

Trenneinheiten entsprechend viele Kammern bzw. Kammerpaare gebildet, von denen dann bei einer Schwenkbewegung jeweils ein Teil eine Hochdruckkammer bildet, während ein anderer Teil jeweils eine Niederdruckkammer bildet. Vorzugsweise werden dann die Hochdruck- bzw. Niederdruckkammern durch entsprechende

Verbindungskanäle miteinander verbunden, um so jederzeit einen Druckausgleich zwischen den einzelnen Hochdruckkammern bzw. den einzelnen Niederdruckkammern zur Verfügung zu stellen. Die

Wirksamkeit des Drehdämpfers insgesamt beeinträchtigen solche Verbindungskanäle nicht, da theoretisch in allen Hochdruckkammern (Niederdruckkammern) jederzeit der gleiche Druck vorherrschen sollte. Es hat sich aber herausgestellt, dass durch entsprechende Verbindungskanäle die Funktionalität verbessert werden kann und allfällige Toleranzen ausgeglichen werden können.

In bevorzugten Ausgestaltungen ist eine Ausgleichseinrichtung mit einem Ausgleichsvolumen vorgesehen. Die Ausgleichseinrichtung dient insbesondere dazu, einen Leckage- und/oder

Temperaturausgleich zu ermöglichen. Durch die

Ausgleichseinrichtung kann ein Volumenausgleich bei sich

ändernden Temperaturen zur Verfügung gestellt werden. Außerdem kann eine verbesserte Langzeitfunktionalität gewährleistet werden, da über ein entsprechendes Ausgleichsvolumen auch über lange Zeit Leckageverluste ausgeglichen werden können, ohne die Funktionalität zu beeinträchtigen.

In bevorzugten Ausgestaltungen aller zuvor beschriebenen

Ausführungsformen und Ausgestaltungen ist das Ausgleichsvolumen über eine Ventileinheit mit den beiden Kammern (Hochdruckseite und Niederdruckseite) verbunden. Dabei ist die Ventileinheit vorzugsweise dazu ausgebildet, eine Verbindung zwischen dem Ausgleichsvolumen und einer Niederdruckkammer herzustellen und eine Verbindung zwischen dem Ausgleichsvolumen und der

Hochdruckkammer zu blockieren. In einfachen Ausgestaltungen wird diese Funktionalität durch ein Doppelventil einer Ventileinheit zur Verfügung gestellt, wobei beide Ventile der Ventileinheit sich jeweils schließen, wenn in der angrenzenden Kammer ein höherer Druck vorherrscht als in dem Ausgleichsvolumen . Dies führt dazu, dass automatisch Volumen aus dem Ausgleichsvolumen herausgefördert bzw. in das Ausgleichsvolumen hinein gefördert wird, wenn der Druck in der jeweiligen Niederdruckkammer absinkt bzw. ansteigt.

In bevorzugten Ausgestaltungen ist die oder ein Teil der

Ausgleichseinrichtung im Inneren der Dämpferwelle untergebracht. Das spart Bauraum. Insbesondere weist die Dämpferwelle einen Hohlraum im Inneren auf. Der Hohlraum ist vorzugsweise von

(wenigstens) einem axialen Ende der Dämpferwelle aus zugänglich. Insbesondere ist wenigstens ein Teil des Hohlraums oder der ganze Hohlraum als runder oder regelmäßig ausgebildeter Hohlzylinder ausgebildet. In dem Hohlhohlraum bzw. Hohlzylinder ist

vorzugsweise eine Lauffläche für einen Trennkolben ausgebildet, um eine Luft- oder Fluidkammer von einem insbesondere mit MRF gefüllten Ausgleichsvolumen zu trennen. Das Ausgleichsvolumen ist vorzugsweise mit wenigstens einem Verbindungskanal mit wenigstens einer Kammer verbunden, um einen Volumenausgleich bei z. B.

Temperaturschwankungen oder bei Leckageverlusten von MRF zur Verfügung zu stellen.

Die Dämpferwelle kann in allen Ausgestaltungen und

Weiterbildungen einteilig ausgebildet sein. In Bevorzugten

Ausgestaltungen ist die Dämpferwelle zweiteilig oder dreiteilig oder mehrteilig ausgebildet. Vorzugsweise sind die zwei, drei oder mehr Teile drehfest miteinander verbindbar oder koppelbar.

In einer Ausgestaltung, bei der in einem hohlen Teil der

Dämpferwelle (Hohlwelle) eine Ausgleichseinrichtung aufgenommen ist, wie zuvor beschrieben, ist vorzugsweise eine Anschlusswelle vorgesehen, die mit der Hohlwelle axial verbunden und drehtest gekoppelt ist. Die Anschlusswelle und die Hohlwelle können vorzugsweise axial miteinander verschraubt sein.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass von innen zu der Oberfläche des Gehäuses wenigstens ein Kanal führt, der innen mit wenigstens einer Kammer verbunden ist und am äußeren Ende zum Beispiel durch einen Verschluss verschließbar ist. Dann kann bei Bedarf außen eine externe Ausgleichseinrichtung angeschlossen werden. Ein eventuell im inneren der Dämpferwelle vorhandener Hohlraum kann durch einen Einsatz aufgefüllt werden.

Vorzugsweise ist an dem Gehäuse wenigstens ein Sensor und insbesondere wenigstens ein Winkelsensor und/oder wenigstens ein Wegsensor vorgesehen. In bevorzugten Ausgestaltungen können ein absoluter Winkel- oder Wegsensor und/oder ein relativer Winkel oder Wegsensor vorgesehen sein. Über einen z. B. ungenaueren absoluten Sensor ist dann immer ein ungefährer Wert zur

Verfügung, während mit dem relativen Sensor dann bei einer erfolgenden Bewegung ein genauer Wert ermittelt wird, der dann verwendet werden kann. Dadurch liegt beispielsweise nach einem Abschalten immer ein „ungefähr" richtiger Wert vor, mit dem die Steuerung zunächst begonnen werden kann.

An dem Gehäuse und insbesondere an einer Außenseite des Gehäuses ist vorzugsweise wenigstens ein mechanischer Anschlag

ausgebildet, der mit der Dämpferwelle zusammenwirkt und eine effektive Drehwinkelbegrenzung zur Verfügung stellt, ohne dass die Trennwände auf Block gehen. Das erleichtert die mechanische Auslegung der Festigkeit der Komponenten.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass ein Temperatur sensor zur Erfassung einer Temperatur des magnetorheologischen Fluids vorgesehen ist. Mittels eines solchen Temperatursensors kann eine an die aktuell vorherrschende Temperatur angepasste Steuerung durchgeführt werden, sodass sich der Drehdämpfer unabhängig von der Temperatur des magnetorheologischen Fluids immer gleich verhält.

In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass der Dämpfungskreislauf des magnetorheologischen Fluids vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch wird ein besonders einfacher und kompakter Aufbau ermöglicht.

Vorzugsweise ist ein Winkelsensor vorgesehen, um ein Maß für eine Winkelposition der Dämpferwelle zu erfassen. Dadurch kann eine winkelabhängige Steuerung der Dämpfung erfolgen. Beispielsweise kann in der Nähe einer Endlage eine erhöhte Dämpfung eingestellt werden .

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass ein

Belastungssensor zur Erfassung eines Kennwerts für ein Drehmoment an der Dämpferwelle vorgesehen ist. Dadurch kann dann eine belastungsabhängige Steuerung erfolgen, um zum Beispiel den noch zur Verfügung stehenden Dämpferweg optimal auszunutzen.

In allen Ausgestaltungen ist es auch bevorzugt, dass wenigstens eine Sensoreinrichtung umfasst ist, welche wenigstens einen Positions- und/oder Abstandssensor zur Erfassung einer Position und/oder eines Abstands von umgebenden Objekten dient. Dabei ist die Steuereinrichtung vorzugsweise dazu ausgebildet und

eingerichtet, den Drehdämpfer in Abhängigkeit von den Sensordaten der Sensoreinrichtung zu steuern.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst wenigstens einen

Drehdämpfer, wie zuvor beschrieben. Eine solche Vorrichtung kann als Maschine oder als Stabilisator oder beispielsweise als

Wickelgerät oder als Spulenmaschine oder Webmaschine oder sonstige Maschine ausgeführt sein. Möglich und bevorzugt ist der Einsatz auch an anderen Maschinen und Anlagen. So kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch als Türeinrichtung oder als Sicherheitslenksäule eines Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst 2 relativ zueinander bewegbare Einheiten und wenigstens einen Drehdämpfer, wie er zuvor beschrieben wurde.

In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Vorrichtung eine Steuereinrichtung und eine Mehrzahl miteinander verbundener Drehdämpfer .

Insbesondere eine Vorrichtung mit mehreren vernetzten

Drehdämpfern ermöglicht vielfältige Anwendungen.

In allen Ausgestaltungen ermöglicht der Drehdämpfer einen vielfältigen Einsatz. Ein erheblicher Vorteil des

erfindungsgemäßen Drehdämpfers besteht darin, dass die

Verdrängereinrichtung mit einem magnetorheologischen Fluid als Arbeitsfluid ausgerüstet ist. Dadurch kann von einer

Steuereinrichtung gesteuert das Magnetfeld der Magnetfeldquelle in Echtzeit, d. h. in wenigen Millisekunden (kleiner 10 oder 20 ms) eingestellt werden und somit wird in Echtzeit auch das anliegende Bremsmoment an der Dämpferwelle eingestellt.

Der Drehdämpfer weist insbesondere eine Verdrängereinrichtung auf. Die Verdrängereinrichtung weist eine Dämpferwelle und rotierende Verdrängerkomponenten auf. Dabei ist eine Drehbewegung der Dämpferwelle (kontrolliert und gesteuert) dämpfbar. Die Verdrängereinrichtung enthält ein magnetorheologisches Fluid als Arbeitsfluid. Es ist wenigstens eine Steuereinrichtung

zugeordnet. Weiterhin ist wenigstens eine Magnetfeldquelle vorgesehen bzw. umfasst, die wenigstens eine elektrische Spule aufweist. Die Magnetfeldquelle ist über die Steuereinrichtung steuerbar und über das Magnetfeld ist das magnetorheologische Fluid beeinflussbar, um eine Dämpfung der Drehbewegung der

Dämpferwelle einzustellen.

Ein solcher Drehdämpfer ist in einer Vorrichtung sehr

vorteilhaft. Ein Vorteil besteht darin, dass die Verdrängereinrichtung mit einem magnetorheologischen Fluid als Arbeitsfluid ausgerüstet ist. Dadurch kann von der

Steuereinrichtung gesteuert das Magnetfeld der Magnetfeldquelle in Echtzeit, d. h. in wenigen Millisekunden (kleiner 10 oder 20 ms) eingestellt werden und somit wird in Echtzeit auch das anliegende Bremsmoment an der Dämpferwelle eingestellt, wenn der Drehdämpfer ein entsprechendes Bremsmoment aufgeben soll. Der Aufbau des Drehdämpfers ist einfach und kompakt und benötigt wenig Bauteile, sodass der Drehdämpfer kostengünstig herstellbar und in die Vorrichtung integrierbar ist.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Drehdämpfers ist einfach und kompakt und benötigt wenig Bauteile, sodass der Drehdämpfer selbst als (Groß-) Serienteil kostengünstig herstellbar ist. In allen Ausgestaltungen ist es möglich und bevorzugt, dass die Magnetfeldquelle wenigstens einen (zusätzlichen) Dauermagneten umfasst. Durch einen Dauermagneten kann ein gezieltes statisches Magnetfeld erzeugt werden, um beispielsweise ein Grundmoment bestimmter Höhe zu erzeugen bzw. zur Verfügung zu stellen. Dieses Magnetfeld des Dauermagneten kann durch die elektrische Spule der Magnetfeldquelle gezielt verstärkt oder geschwächt werden, sodass das Magnetfeld vorzugsweise beliebig zwischen 0 und 100 % eingestellt werden kann. Daraus resultiert ein entsprechendes Bremsmoment, welches ebenfalls vorzugsweise zwischen 0 % und 100 % eingestellt werden kann. Bei abgestelltem bzw. auf einen geringen Wert reduziertem Magnetfeld ist es möglich, ein geringes oder sehr geringes Grundmoment zu erzeugen.

Möglich und bevorzugt ist es, die Magnetisierung des Dauer magneten durch wenigstens einen magnetischen Impuls einer elektrischen Spule dauerhaft zu verändern. Bei einer solchen Ausgestaltung wird der Dauermagnet durch magnetische Impulse der Spule so beeinflusst, dass die Feldstärke des Dauermagneten dauerhaft verändert wird. Dabei kann die dauerhafte

Magnetisierung des Dauermagneten durch den magnetischen Impuls der Magnetfelderzeugungseinrichtung auf einen beliebigen Wert zwischen Null und der Remanenz des Dauermagneten eingestellt werden. Auch die Polarität der Magnetisierung ist veränderbar.

Ein magnetischer Impuls zur Einstellung einer Magnetisierung des Dauermagneten ist insbesondere kürzer als 1 Minute und

vorzugsweise kürzer als 1 Sekunde und besonders bevorzugt beträgt die Länge des Impulses weniger als 10 Millisekunden.

Als Effekt eines Impulses bleibt die Form und Stärke des

Magnetfeldes in dem Dauermagneten dauerhaft erhalten. Die Stärke und Form des Magnetfeldes kann durch zumindest einen magnetischen Puls der Magnetfelderzeugungseinrichtung geändert werden. Durch ein gedämpftes magnetisches Wechselfeld kann eine

Entmagnetisierung des Dauermagneten erfolgen.

Als Material für solch einen Dauermagneten mit veränderbarer Magnetisierung eignet sich beispielsweise AlNiCo, es können aber auch andere Materialien mit vergleichbaren magnetischen

Eigenschaften eingesetzt werden. Es ist zudem möglich, anstelle eines Dauermagneten den gesamten magnetischen Kreis bzw. Teile von ihm aus einer Stahllegierung mit starkem Restmagnetismus (hoher Remanenz) herzustellen.

Möglich ist es, mit dem Dauermagneten ein dauerhaftes statisches Magnetfeld zu erzeugen, welches durch ein dynamisches Magnetfeld der Spule überlagert werden kann, um die gewünschte Feldstärke einzustellen. Dabei kann durch das Magnetfeld der Spule der aktuelle Wert der Feldstärke beliebig verändert werden. Möglich ist auch der Einsatz zweier getrennt ansteuerbarer Spulen.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass der Dauermagnet zumindest teilweise aus einem hartmagnetischen Material besteht, dessen Koerzitivfeidstärke größer als IkA/m und insbesondere größer als 5kA/m und vorzugsweise größer als lOkA/m ist.

Der Dauermagnet kann zumindest teilweise aus einem Material bestehen, welches eine Koerzitivfeidstärke kleiner als 1000 kA/m und vorzugsweise kleiner als 500 kA/m und besonders bevorzugt kleiner als 100 kA/m aufweist.

In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass wenigstens ein Energiespeicher vorgesehen ist. Insbesondere ist der

Energiespeicher wieder aufladbar. Der Energiespeicher ist insbesondere mobil ausgebildet und kann an dem Drehdämpfer angeordnet sein oder sogar darin integriert werden.

Beispielsweise kann der Energiespeicher als Akkumulator oder Batterie ausgeführt sein.

Der Drehdämpfer kann auch zur Dämpfung einer Drehbewegung zwischen 2 Komponenten dienen, wobei zum Beispiel eine

Drehbewegung einer Autotür oder einer Heckklappe eines

Kraftfahrzeugs oder einer Flügeltour oder einer Motorhaube gedämpft wird. Möglich ist auch der Einsatz an einer Maschine, um daran Drehbewegungen zu dämpfen.

Der hier beschriebene Drehdämpfer kann extrem kompakt bauen und sehr kostengünstig produziert werden. Durch die magnetische Abdichtung über das magnetorheologische Fluid kann eine hohe Dichtwirkung erzielt werden. Es sind hohe Maximaldrücke von 100 bar und mehr erreichbar.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehdämpfer kann der Kraftverlauf stufenlos, variabel und sehr schnell über den an die elektrische Spule angelegten Strom geregelt werden.

Wird ein Drehdämpfer zur Dämpfung der Drehbewegung einer Tür oder anderer Bauteile eingesetzt, so ist es nicht nötig, ein Getriebe einzusetzen, um die Tür beim Öffnen oder Schließen zu bremsen. Aufgrund des hohen möglichen Bremsmomentes kann die Drehbewegung der Tür direkt gedämpft werden. Dies erhöht die Feinfühligkeit bzw. das haptische Verhalten der Tür.

Vorteilhaft kann der Drehdämpfer auch mit einem Computer verknüpft werden, um den Drehdämpfer bzw. das Gerät einzustellen und/oder dessen Arbeitsweise zu protokollieren. Im Computer wird dann die ideale Einstellung programmiert.

Es kann auch eine Bewegungsumsetzung von rotativ in linear oder umgekehrt über Hebel in andere Bewegungsformen erfolgen. Eine Verwendung ist auch an Minenschutzsitzen möglich.

Die Erfindung kann bei verschiedensten Geräten verwendet werden. Dabei werden gegebenenfalls gebräuchliche Lineardämpfer durch die erfinderischen Rotationsdämpfer ersetzt, welche direkt oder indirekt in Verbindung mit Teilen des Geräts oder der Vorrichtung stehen. Zum Beispiel kann der Rotationsdämpfer in einem Drehpunkt angebracht werden und mit den Schenkeln wirkverbunden sein.

Vorzugsweise ist der Drehdämpfer auch gleichzeitig die

Lagerstelle für das verschwenkende Teil. Dadurch wird eine sehr kompakte und kostengünstige Bauweise erreicht. Ein solcher flach bauender Rotationsdämpfer ist von großem Vorteil.

Die Feder kann als Torsionsfeder, Spiralfeder, Blattfeder oder Luft-/Gasfeder mit mit anderen Teilen in Wirkverbindung sein.

Der Einsatz kann in einer Vorrichtung erfolgen, wobei der

Drehdämpfer zwischen 2 zueinander verstellbaren und insbesondere gegeneinander drehbaren Komponenten der Vorrichtung angeordnet wird. Dabei werden eine Komponente mit einer ersten Seite und die andere Komponente mit der anderen Seite gekoppelt, sodass eine Relativdrehung der Komponenten zueinander über den Drehdämpfer gesteuert dämpfbar, komplett entkoppelbar oder einstellbar ist. Dadurch kann eine aktive Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden, die für unterschiedliche Bedingungen eingestellt werden kann. Bevorzugt sind die beiden Hälften im stromlosen Zustand gekoppelt (z.B. mittels Permanentmagnet oder Remanenz im

Magnetfeldkreis) und werden mittels Strom beliebig entkoppelt.

Mittels der erfinderischen Merkmale können selbst bei komplexen Konturen und Konturenübergang oder Konturenübergängen mit wenig technischem Aufwand und Kosten große Druckabfälle erzielt werden.

Ein weiterer Drehdämpfer, für den sich die Anmelderin vorbehält, Schutz zu beantragen, umfasst ein Gehäuse, wenigstens eine

Magnetfeldquelle und ein mit einem magnetorheologischen Fluid ausgerüstetes Dämpfervolumen, welches durch wenigstens eine mit einer Dämpferwelle verbundene Trenneinheit in wenigstens zwei (variable) Kammern unterteilt wird. Zwischen der Trenneinheit und dem Gehäuse sind Spaltabschnitte ausgebildet. Es ist wenigstens eine Magnetfeldquelle mit wenigstens einer steuerbaren

elektrischen Spule umfasst. Das Gehäuse, die Magnetfeldquelle und die Trenneinheit sind dazu ausgebildet und eingerichtet, dass ein effektiver Strömungsquerschnitt zwischen den beiden Kammern durch mechanische Mittel wie einen Bypass oder einen Vorsprung

winkelabhängig verändert werden kann, oder dass ein effektiver Strömungsquerschnitt durch Steuerung des Magnetfeldes der

Magnetfeldquelle winkelabhängig veränderbar ist.

Vorzugsweise durchflutet ein Magnetfeld der Magnetfeldquelle die wesentlichen Spaltabschnitte zwischen der Trenneinheit und dem Gehäuse. In Abhängigkeit von einer Stärke des Magnetfeldes wird insbesondere eine Stärke der Dämpfung eingestellt.

Es ist vorzugsweise wenigstens eine Trenneinheit vorgesehen, die mit dem Gehäuse verbunden ist. Insbesondere ist ein

Spaltabschnitt zwischen der Trenneinheit und der Welle

ausgebildet, der von dem Magnetfeld der Magnetfeldquelle

durchflutbar ist.

Insbesondere ist die mit der Welle verbundene Trenneinheit als Schwenkflügel ausgebildet.

Vorteilhafterweise sind zwischen dem Schwenkflügel und dem

Gehäuse ein radialer Dämpfungsspalt und zwei axiale Dichtspalte ausgebildet . Vorzugsweise ist zusätzlich zu den Spaltabschnitten (Dichtspalte und Dämpfungsspalte) in der das Dämpfervolumen umgebenden Wandung ein Bypass ausgebildet, der in wenigstens einem Winkelbereich die zwei benachbarten Kammern miteinander verbindet.

Vorzugsweise ist zusätzlich zu den Spaltabschnitten (Dichtspalte und Dämpfungsspalte) an der Trenneinheit wenigstens ein

Ausnehmung ausgebildet, die in wenigstens einem Winkelbereich die zwei benachbarten Kammern miteinander verbindet.

Vorzugsweise umfasst wenigstens ein Spaltabschnitt wenigstens einen ersten Bereich und wenigstens einen zweiten Bereich, wobei eine Spalthöhe in dem zweiten Bereich erheblich größer als in dem ersten Bereich ist.

Bei einem Verfahren zum Dämpfen von Bewegungen, für den sich die Anmelderin vorbehält, Schutz zu beantragen, mit einem Drehdämpfer weist der Drehdämpfer wenigstens eine Magnetfeldquelle und ein mit einem magnetorheologischen Fluid ausgerüstetes Dämpfervolumen auf, welches durch wenigstens eine mit einer Dämpferwelle verbundene Trenneinheit geteilt wird. Zwischen der Trenneinheit und dem Gehäuse sind Spaltabschnitte ausgebildet. Mit einem Magnetfeld der Magnetfeldquelle werden (bedarfsweise) die wesentlichen Spaltabschnitte zwischen der Trenneinheit und dem Gehäuse durchflutet, um die Dämpfung zu beeinflussen und

insbesondere eine Stärke der Dämpfung einzustellen. Die

Magnetfeldquelle umfasst wenigstens eine steuerbare elektrische Spule und steuert über die Stärke des Magnetfeldes eine Stärke der Dämpfung. Ein effektiver Strömungsquerschnitt wird während einer Drehbewegung der Dämpferwelle relativ zu dem Gehäuse erheblich verändert.

Vorzugsweise wird dazu die elektrische Spule oder es werden die vorhandenen elektrischen Spulen (insbesondere zusätzlich zu mechanischen Ausgestaltungen wie oben beschrieben) so gesteuert, dass sich der effektive Strömungsquerschnitt winkelabhängig ändert. Das kann z. B. über Sättigungseffekte in der Trenneinheit erreicht werden, wodurch zunächst durch das Magnetfeld wesentlich schwächer durchflutete Bereiche oder Abschnitte von z. B.

Ausnehmungen oder Durchgangsspalten mit steigender Stromstärke von einem erheblich stärkeren Magnetfeld durchflutet werden.

Dadurch steigt der lokale Durchflusswiderstand und der effektive Strömungsquerschnitt nimmt ab.

Vorzugsweise wirkt das gesteuerte Magnetfeld in den wesentlichen Spaltabschnitten gleichzeitig. Damit wird nicht nur die Dämpfung gesteuert, sondern es wird auch die Stärke der Dichtung gesteuert und damit das Grundmoment verändert. Das Grundmoment ist so bei kleinen Magnetfeldstärken erheblich geringer.

Grundsätzlich können Permanentmagnete zur Spaltabdichtung bei MRF überall angebracht werden, wie es in der US 6,318,522 Bl

beschrieben ist. Dabei kann ein Permanentmagnet oder es werden mehrere Permanentmagnete eingesetzt. Grundsätzlich wirken diese wie mechanische (Gummi-) Dichtelemente. Das geht auch auf einem verschwenkenden Bauteil und auch innen im Druckbereich. Möglich ist eine solche Abdichtung auch an rechteckigen Flächen. Eine derartige Abdichtung geht mit Elektrospulen (elektrischen Spulen) nicht oder nicht so einfach, da diese in den Magnetkreis

praktisch „mittig" integriert werden müssen. Vorzugsweise im drucklosen Bereich und mit fixen Kabeln und rund als Wickelteil. Somit ist die Anbringung viel komplizierter als bei

Permanentmagneten. Besonders, wenn man mit möglichst wenig elektrischen Spulen jeweils mehr als einen Spalt oder sogar alle Spalte beeinflussen will. Bei der vorliegenden Erfindung sind die Spulen keinem Druck ausgesetzt und können normal gewickelt werden. In Summe ist die Konstruktion sehr einfach und

kostengünstig herstellbar. Außerdem ändert sich das Grundmoment mit der Stärke des erzeugten Magnetfeldes. Bei einem nur sehr geringen oder bei keinem Magnetfeld wird eine sehr geringe

Reibung eingestellt, da die Spalte groß sind. In allen Ausgestaltungen kann man den Schwenkwinkel durch die Anzahl der Trenneinheiten bzw. die Flügelanzahl variieren. Bei einer Trenneinheit wird ein Schwenkwinkel von ca. 300 Grad erreicht. Bei zwei Trenneinheiten beträgt der Schwenkwinkel ca. 120 Grad und bei vier Flügeln ca. 40 Grad. Je mehr Trenneinheiten vorgesehen sin, desto größer ist das übertragbare Moment.

Es ist auch möglich, zwei oder mehrere Trenneinheiten

(Schwenkflügel) hintereinander zu schalten, also zu kaskadieren. Eine einzelne Trenneinheit ermöglicht ca. 300 Grad Schwenkwinkel. Wenn man die Ausgangswelle mit dem Gehäuse von einem zweiten Drehdämpfer verbindet, kommt man an der Ausgangswelle vom zweiten Drehdämpfer auf 600 Grad. Bei Anwendungen die mehr als 300 Grad benötigen kann man so den Schwenkwinkel erhöhen. Das kann bei geeigneter Verschachtelung Bauraum sparend verwirklicht werden.

Durchgangsspalte können auch Fächer bzw. Fächerspalte genannt werden. Solche Durchgangsspalte oder Fächerspalte wirken sich auch positiv aus das Restmagnetfeldverhalten (Remanenz) aus. Je mehr Durchgangsspalte vorhanden sind, desto geringer das

Restmagnetfeld, weil sich dieses über die (Luft) Spalte

abschwächt .

Unter der (magnetischen) Remanenz, auch remanenter bzw. (zurück-) bleibender Magnetismus, Restmagnetismus oder Restmagnetisierung genannt, versteht man jene Magnetisierung, die ein vorher durch ein externes Magnetfeld H, z. B. mit einer stromdurchflossenen Spule gesättigt (d. h. maximal) magnetisiertes Teilchen, nach Entfernen des äußeren Feldes beibehält.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im

Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden .

In den Figuren zeigen: Figur la ein Stabilisator mit einem erfindungsgemäßen Drehdämpfer;

Figur lb eine Autotür mit einem erfindungsgemäßen Drehdämpfer;

Figur 2 ein Fitnessgerät mit einem erfindungsgemäßen

Drehdämpfer;

Figur 3 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen

Drehdämpfer;

Figur 4 einen schematischen Schnitt durch einen

erfindungsgemäßen Drehdämpfer;

Figur 5 einen Schnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen

Drehdämpfer;

Figur 6 noch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Drehdämpfers im Teilschnitt;

Figur 7 einen Schnitt durch den Drehdämpfer nach Figur 6;

Figur 8 einen Schnitt durch einen anderen Drehdämpfer;

Figur 9 den Schnitt B - B aus Figur 8;

Figur 10 ein vergrößertes Detail aus Figur 9;

Figur 11 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen

Drehdämpfer mit einem eingezeichneten

Magnetfeldverlauf;

Figur 12 einen anderen Querschnitt durch den Drehdämpfer nach

Figur 11 mit eingezeichneten Magnetfeldverlauf;

Figur 13 einen schematischen Querschnitt durch einen

erfindungsgemäßen Drehdämpfer; Figur 14 eine Dämpferwelle für einen Drehdämpfer in

unterschiedlichen Ansichten;

Figur 15 einen Schnitt durch noch einen Drehdämpfer;

Figur 16 einen schematischen Querschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Drehdämpfer;

Figur 17 einen erfindungsgemäßen Drehdämpfer mit einem

Torsionsstab;

Figur 18 einen Teilschnitt durch einen weiteren

erfindungsgemäßen Drehdämpfer;

Figur 19 einen Querschnitt durch den Drehdämpfer nach Fig. 18; Figur 20 einen Längsschnitt durch den Drehdämpfer nach Fig. 18;

und

Figur 21 einen alternative Ausführung des Drehdämpfers nach

Fig . 18.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung als Fahrwerkkomponente, die hier als Stabilisator 100 für ein Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Grundsätzlich sind dabei unterschiedliche Ausführungsformen möglich.

In einer einfachen Ausgestaltung ist nur ein Drehdämpfer 1 vorgesehen, nämlich hier der Drehdämpfer 1. Die mit la und lc bezeichneten Bauteile dienen dann nur zu Lagerung der beiden Stabilisatorstangen 102 und 103 an der Karosserie eines Fahrzeugs wie z. B. eines Personenkraftwagens oder eines Lkw oder eines sonstigen Fahrzeuges und haben eventuell keine weitere Funktion. Der Einsatz ist auch an Sonderfahrzeugen oder Panzern oder dergleichen mehr möglich. In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist die erste Stabilisatorstange 102 mit ihrem distalen Ende 111 direkt oder indirekt und zumindest mittelbar mit einem ersten Rad des

Fahrzeuges verbunden. In entsprechender Weise ist die zweite Stabilisatorstange 103 mit ihrem distalen Ende 112 mit einem zweiten Rad des Fahrzeuges verbunden.

Die beiden Stabilisatorstangen 102 und 103 sind mit dem

Drehdämpfer 1 verbunden, wobei eine der beiden Stabilisator stangen 102, 103 mit der Dämpferwelle 3 (vgl. Fig. 3) drehfest gekoppelt ist und wobei die andere der beiden Stabilisatorstangen 103, 102 mit dem Gehäuse 12 (vgl. Fig. 3) verbunden ist.

Der Drehdämpfer 1 ist nicht drehfest mit der Karosserie ver bunden. Der Drehdämpfer 1 dient zur Dämpfung einer Drehbewegung der beiden Stabilisatorstangen 102, 103 zueinander. Eine solche Relativbewegung tritt bei einer Geradeausfahrt eines Kraftfahr zeuges z. B. auf, wenn nur ein Rad über ein Hindernis oder durch ein Schlagloch fährt und sich dementsprechend anhebt oder absenkt. Wenn die beiden Stabilisatorstangen 102, 103 drehfest gekoppelt sind, führt das zu einer entsprechenden Schwenkbewegung der jeweils anderen Stabilisatorstange. Bei einer Geradeausfahrt kann das zu einem unruhigeren Fahrverhalten führen, weshalb in solchen Fällen eine Entkopplung oder doch zumindest geringere Kopplung der beiden Räder einer Radachse vorteilhaft sein kann. Bei einer Kurvenfahrt ist eine Kopplung hingegen eher gewünscht.

Der steuerbare Drehdämpfer 1 als Fahrwerkkomponente 100 ist hier vorteilhaft, da darüber eine Kopplungsintensität der beiden Stabilisatorstangen 102, 103 (feinfühlig) steuerbar ist. Je nach der Intensität eines Magnetfeldes einer Magnetfeldquelle 8 des Drehdämpfers kann das magnetorheologische Fluid in der

Verdrängereinrichtung 2 des Drehdämpfers 1 beeinflusst werden, um die Kopplungsintensität der beiden Stabilisatorstangen 102, 103 einzustellen . Dabei kann eine (nahezu) vollständige Entkopplung eingestellt werden, bei der nur noch ein sehr geringes Grundmoment wirkt. Es kann auch eine (nahezu) starre Verbindung eingestellt werden, bei der nur noch die gegebenenfalls geringe Torsionswirkung der Stabilisatorstangen 102, 103 wirkt.

So kann mit der Fahrwerkkomponente 100 die linke von der rechten Radseite entkoppelt werden. Es kann eine multifunktionelle

Federratenschaltung und/oder eine Niveauverstellung erreicht werden. Es ist auch über das Sägezahnprinzip und das

Freilaufprinzip mit Nutzung der Karosseriebewegung eine

Niveauverstellung möglich.

In einer ersten Ausführungsform werden Drehmomente von bis zu und größer als 1.000 Nm erreicht, wobei der maximale Schwenkwinkel größer 25° beträgt und 30°und mehr erreichen kann.

Ein Vorteil ist, dass ein einfacher Aufbau vorliegt. Praktisch bildet der Drehdämpfer eine direkte MRF-Kupplung, d. h. zwei zueinander verschwenkende Bauteile des Aktors erzeugen das

Drehmoment ohne den Einsatz eines Getriebes. Das System ist einfach, robust und spielfrei. Dabei wird nur ein relativ geringes Gewicht von ca. 2.500 bis etwa 4.000g benötigt. Die Länge des Drehdämpfers beträgt bei einem Durchmesser von (etwa)

85 mm ca. 150 mm. Die Betriebsspannung kann wählbar sein.

Sehr vorteilhaft ist, dass Schaltzeiten = < 10 ms beim Umschalten vom Minimum auf Maximum erreichbar sind. Dadurch kann während der Fahrt auf z. B. Schlaglöcher reagiert werden. Der Arbeitsbereich kann variabel sein und beträgt in einem Beispiel zwischen etwa 50 Nm und 1.000 Nm und kann auch größer oder kleiner sein.

Es ist nicht nur eine maximale Kopplung oder eine Freigabe möglich, sondern es sind auch beliebig viele (Zwischen-)

Schaltstellungen durch eine Variation des Stromes wählbar. Wie insbesondere Figuren 3, 4 und 5 zeigen, kann das Grundmoment eines Stabilisators 100 und auch anderer Drehdämpfer 1 gesenkt werden, da wenigstens in einer Grundposition 80 oder auch in anderen vorbestimmten Winkelpositionen oder Winkelbereichen ein (effektiver) Strömungsquerschnitt vergrößert wird. Das kann z. B. über einen nur in der Grundposition oder in einem definierten Winkelbereich um die Grundposition herum wirksamen Bypass gewährleistet werden. Dabei kann der Querschnitt des Bypasses im wesentlichen frei von einem Magnetfeld gehalten werden, um eine starke Wirkung des Bypasses zu erreichen. Eine solche

Ausgestaltung ist zum Beispiel vorteilhaft, wenn ein

Kraftfahrzeug über Kopfsteinpflaster fährt und auf jedes Rad fortwährend kleine Stöße ausgeübt werden, bei denen es

vorteilhaft ist, wenn jeder Stoß einzeln gedämpft wird. Dazu ist ein geringes Grundmoment vorteilhaft, da damit eine starke

Entkopplung der Räder bei kleinen Stößen erreicht wird.

In einer anderen Ausführungsform können drei Drehdämpfer 1 an der Fahrwerkkomponente 100 eingesetzt, nämlich an den Stellen 1, la und lc. Der Drehdämpfer 1 arbeitet dabei, wie zuvor beschrieben und koppelt wahlweise die beiden Stabilisatorstangen 102, 103 mehr oder weniger drehfest miteinander.

Ist nur der Drehdämpfer lb aktiv, wird eine klassische

Stabilisatorfunktion erfüllt, wobei aber ein Öffnen (Abschalten) des Drehdämpfers lb die linke Radseite zur rechten Radseite entkoppelt .

Figur lb zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und hier eine Tür 101 eines Fahrzeuges und insbesondere

Kraftfahrzeuges, wobei die Tür 101 am Schwenkgelenk mit einem erfindungsgemäßen Drehdämpfer 1 ausgerüstet ist, der die Bewegung der Tür 101 zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung dämpfen kann. Je nach Ausgestaltung ist es möglich, dass der Drehdämpfer 1 direkt auf der Schwenkachse angebracht ist. Möglich ist es aber auch, dass der Drehdämpfer 1 über eine Kinematik mit den gegeneinander schwenkenden Teilen verbunden ist.

Figur 2 zeigt ein als Beinstrecker ausgebildetes Trainingsgerät 300. Die Trainingsperson befindet sich während des Trainings auf einem Sitz 305 und hebt durch Strecken der Beine bzw. der Knie einen beim Hebel 309 an. Der Beinhebel 309 dient hier als

Betätigungselement 301 und ist verschwenkbar an dem Sitz 305 angebracht. Die Schwenkbewegung ist dabei durch eine

Dämpfereinrichtung 1 dämpfbar. Als Dämpfereinrichtung 1 dient hier beispielsweise der schon in den Figuren la, lb und 2 dargestellte Drehdämpfer 1, der im Folgenden mit Bezug auf die weiteren Figuren noch ausführlicher erläutert wird.

Figur 3 zeigt einen Teilschnitt des Drehdämpfers, der dem

Beispiel aus Figur la, lb und in dem Beispiel nach Figur 2 prinzipiell Anwendung findet. Der Drehdämpfer 1 verfügt über ein Gehäuse 12 und eine Dämpferwelle 3, die gegeneinander

verschwenkbar ausgebildet sind. Die Dämpferwelle 3 ist drehbar in dem Gehäuse 12 über Gleitlager 44 gelagert. Das Gehäuse 12 besteht hier aus drei Abschnitten bzw. Gehäuseteilen, nämlich einem ersten Endteil 22 und einem zweiten Endteil 24 am anderen Ende und einem dazwischen angeordneten Mittelteil 23. Hier stellt jeder Teil bzw. jeder Bereich ein separates Bauteil dar, die bei der Montage miteinander verbunden werden. Möglich ist es aber auch, dass die drei Gehäuseteileabschnitte bzw. Bereiche Teil eines einzelnen Bauteils sind oder zwei Bauteile bilden.

In den beiden Endteilen 22 und 24 ist jeweils eine umlaufende elektrische Spule 9 aufgenommen, die zur Erzeugung des für die Dämpfung benötigten Magnetfeldes sorgt. Der Innenraum des

Drehdämpfers 1 stellt ein Dämpfervolumen 60 zur Verfügung. In dem Gehäuse ist eine Verdrängereinrichtung 2 ausgebildet, die

Trenneinheiten 4 und 5 umfasst. Die Trenneinheiten 4 und 5 trennen das Dämpfervolumen 60 in zwei oder mehr Kammern 61 und 62. Dabei ist die Trenneinheit 4 als Trennwand ausgebildet und fest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Die Trenneinheit 5 ist ebenfalls als Trennwand oder als Schwenkflügel ausgebildet und ist fest mit der Dämpferwelle 3 verbunden. Vorzugsweise ist die Trenneinheit 5 einstückig mit der Dämpferwelle 3 ausgebildet. Das Dämpfervolumen 60 ist hier mit magnetorheologischen Fluid 6 gefüllt. Eine Abdichtung des Dämpfervolumens 60 nach außen erfolgt über eine Dichtung 28 in dem Gehäuseteil 22. Bei einer Schwenkbewegung verdrängen die relativ zueinander drehbaren Trenneinheiten 4 und 5 das in dem Dämpfervolumen enthaltene magnetorheologische Fluid (MRF) , sodass das MRF zum Teil von der einen Kammer in die andere überströmt.

Die Magnetfeldquelle 8 in dem Gehäuseteil 22 besteht hier aus elektrischen Spulen 9 und kann weiterhin wenigstens einen

Dauermagneten 39 umfassen, die insbesondere jeweils ringförmig ausgebildet sind und in dem Gehäuseteil 22 aufgenommen sind. Hier im Ausführungsbeispiel sind in beiden Endteilen elektrische Spulen 9 und gegebenenfalls auch Dauermagneten 39 vorgesehen. Der Dauermagnet 39 gibt eine bestimmte Magnetfeldstärke vor, die über die elektrische Spule 9 moduliert werden kann und so aufgehoben oder verstärkt werden kann.

In das Dämpfervolumen 60 ragen hier zwei Trenneinheiten 4 von dem Gehäuse radial nach innen. Die Trenneinheiten 4 bilden Trennwände und begrenzen so die mögliche Drehbewegung der Dämpferwelle 3, an der ebenfalls zwei Trenneinheiten 5 ausgebildet sind, die von der Dämpferwelle radial nach außen ragen. Durch Drehen der

Dämpferwelle 3 werden die Trennwände der Trenneinheiten 5 verschwenkt, die hier Schwenkflügel bilden.

Die elektrischen Spulen 9 sind hier im Ausführungsbeispiel radial relativ weit außen angeordnet und werden hier axial nach innen jeweils von einem magnetisch nicht oder nur schlecht leitenden Ring 20 begrenzt, der zu Formung des Magnetfeldverlaufes dient. Der Ring 20 weist eine hohlzylindrische Form auf.

In den Trenneinheiten 5 sind hier Verbindungskanäle 63 erkennbar die bei der Erläuterung von Figur 5 und 14 noch näher beschrieben werden .

In der Trenneinheit 5 ist hier eine Ausnehmung 21b eingezeichnet, die praktisch einen Bypass für das magnetorheologische Fluid 6 zur Verfügung stellt. Das magnetorheologische Fluid 6 kann bei geringen Magnetfeldstärken praktisch ungestört durch die Wand der Trenneinheit 5 von einer Kammer 61 in die Kammer 62 übertreten. Durch die Ausnehmung 21b wird das Grundmoment erheblich

reduziert. Wenn ein Magnetfeld mit den elektrischen Spulen 8 erzeugt wird, werden zunächst nur die axialen und radialen

Spaltabschnitte 25, 27 beaufschlagt, da der magnetische

Widerstand in dem deutlich höheren Spalt an der Ausnehmung 21b erheblich größer ist. Mit zunehmendem Magnetfeld tritt Sättigung in der Wandung der Trenneinheit 5 auf und mit noch weiter steigendem Magnetfeld wird schließlich auch der Querschnitt der Ausnehmung 21b mit einem zunehmend stärkeren Magnetfeld

beaufschlagt. Dadurch sinkt der Querschnittsanteil der Ausnehmung 21b, der eine Art von Bypass zur Verfügung stellt.

Insgesamt kann so an beliebigen Winkelpositionen ein geringeres Grundmoment bereitgestellt werden, während in den gleichen oder anderen Winkelbereichen auch ein hohes Bremsmoment erzeugt werden kann .

Alternativ und/oder zusätzlich können Durchgangsspalte 21c an der Wandung der Trenneinheit 5 ausgebildet sein, die beide Seiten miteinander verbinden. Dabei können vorzugsweise mehrere

parallele Durchgangsspalte 21c ausgebildet sein, die durch dünne magnetisch leitende Stege 21f voneinander getrennt sind. Auch bei einer solchen Ausgestaltung wird ohne Magnetfeld ein sehr geringes Grundmoment zur Verfügung gestellt. Es ist ein hohes Bremsmoment erzeugbar. Durch unterschiedliche Ansteuerung der beiden elektrischen Spulen 8, können unterschiedlich große

(effektive) Strömungsquerschnitte zur Verfügung gestellt werden. Möglich ist es, wenigstens einen Durchgangsspalt 21c und wenigstens eine Ausnehmung 21b zu kombinieren oder auch nur jeweils einen Typ einzusetzen.

Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch einen einfach aufgebauten Drehdämpfer 1. Die Verdrängereinrichtung umfasst hier nur eine (einzige) Trenneinheit 4, die sich radial nach innen von dem Gehäuse aus in das Dämpfervolumen 60 hinein erstreckt. Im Inneren des Gehäuses ist die Dämpferwelle 3 drehbar aufgenommen, an der sich hier auch nur eine Trenneinheit 5 radial nach außen

erstreckt. Durch die als Trennwände dienenden Trenneinheiten 4 und 5 der Verdrängereinrichtung 2 wird das Dämpfervolumen 60 in zwei Kammern 61 und 62 variabel aufgeteilt. Bei einer Drehung der Dämpferwelle in Uhrzeigerrichtung wird das Volumen der Kammer 61 verkleinert und das Volumen der Kammer 62 vergrößert, während bei einer umgekehrten Drehbewegung sich das Volumen der Kammer 61 entsprechend vergrößert.

An der Trenneinheit 5 sind radial außen mehrere fächerartige Durchgangspalte 21b ausgebildet, die durch dünne Stege 21f voneinander getrennt sind.

Möglich ist es auch, dass zusätzlich ein Bypass 21a mit einem Einwegventil 51 vorgesehen ist, um den Strömungswiderstand in die verschiedenen Strömungsrichtungen unterschiedlich zu gestalten.

In der Außenwandung können an bestimmten Winkelpositionen 38 lokale Bypässe 21a ausgebildet sein, die z. B. in einer

Grundposition 80 das Grundmoment deutlich reduzieren, da der ohne Magnetfeld zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt erheblich vergrößert und z. B. um 50% oder 100% oder um einen Faktor 2, 3 oder auch 4 oder mehr vergrößert wird.

Radial nach innen kann eine Nase oder ein Vorsprung 12d oder dergleichen ragen, der in bestimmten Winkelpositionen den zur Verfügung stehenden Querschnitt begrenzt. Das ist zum Beispiel eine Möglichkeit, wenn eine Ausnehmung 21b vorhanden ist und in einem bestimmten Winkel oder Winkelbereich das Grundmoment nicht verringert werden soll.

Unterhalb von Fig. 4 ist ein vergrößertes Detail in einem

Axialquerschnitt abgebildet und zeigt den Bereich der Durchgangs palte 21c. Die Durchgangspalte 21c können Teil eines Einsatzes 50 sein, der insgesamt an der Trenneinheit 5 angebracht wird. Es können mehrere Stege 21f und Halter oder Abstandhalter 49 vorgesehen sein, die insgesamt den Einsatz 50 bilden und

vormontiert werden können. Seitlich können Dauermagnete 56 angeordnet sein, die ein Streufeld erzeugen, um seitliche axiale Spaltabschnitte 25 abzudichten. Es können dort auch dünne magnetisch leitende oder magnetisch schlechter leitende Bereiche vorgesehen sein, die schnell in Sättigung gehen. Ein solcher Einsatz kann z. B. auch in Fig. 3 eingesetzt sein.

Mehrere durch Stege voneinander getrennte Durchgangspalte bilden einen „Fächer". Die Querschnittsfläche insgesamt wird erhöht. Das reduziert die Grundreibung. Die Durchgangspalte können aber auch ganz geschlossen werden, da ein homogenes Magnetfeld möglich ist. Ein geringer Nachteil ist der höhere Strombedarf, der aber bei vielen Vorrichtungen keine Rolle spielt und da dennoch insgesamt nur sehr wenig Energie für den Betrieb benötigt wird.

Es könnten auch mehrere Bleche aufeinander gestapelt werden und seitlich verbunden und z. B. verschweißt oder verklebt werden. Es ist möglich, Durchgangspalte oder Ausnehmungen durch z. B.

Erodieren usw. herzustellen.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch ein anderes

Ausführungsbeispiel, wobei hier jeweils zwei Trenneinheiten an dem Gehäuse und der Dämpferwelle 3 befestigt sind. Die jeweils symmetrisch angeordneten Trenneinheiten 4 und 5 ermöglichen so eine Schwenkbewegung der Dämpferwelle 3 um nahezu 180°. Zwischen den einzelnen Trenneinheiten 4 und 5 werden zwei Kammern 61 und 61a und 62 und 62a gebildet. Wird die Dämpferwelle 3 im Uhrzeigersinn gedreht, bilden die Kammern 61 und 61a die

Hochdruckkammern, während die Kammern 62 und 62a dann

Niederdruckkammern sind.

Um einen Druckausgleich zwischen den beiden Hochdruckkammern 61 und 61a zu bewirken, sind entsprechende Verbindungskanäle 63 zwischen den Kammern 61 und 61a und 62 und 62a vorgesehen.

Zwischen dem radial äußeren Ende der Trenneinheiten 5 und dem Innenumfang des prinzipiell zylinderförmigen Dämpfervolumens 60 ist ein radialer Spalt 27 ausgebildet, der hier als

Dämpfungskanal 17 dient. Des weiteren sind radiale Spalte 26 zwischen dem radial inneren Ende der Trenneinheiten 4 und der Dämpferwelle 3 ausgebildet. Die Spalte 26 sind dabei so bemessen, dass eine einwandfreie Drehbarkeit der Dämpferwelle 3 ermöglicht wird und dass ein Verklemmen der magnetorheologischen Partikel in dem magnetorheologischen Fluid innerhalb des Dämpfervolumens 60 an den Spalten 26 zuverlässig vermieden wird. Dazu muss der Spalt 26 wenigstens eine größere Spalthöhe aufweisen als der größte Durchmesser der Partikel in dem magnetorheologischen Fluid.

Ein derartig großer Spalt 26 in der Größe von etwa 10 pm bis 30 pm würde normalerweise dafür sorgen, dass ein erheblicher

Leckagestrom durch den Spalt 26 fließt. Dadurch würde ein hoher Druckaufbau in den Kammern 61 bzw. 62 effektiv verhindert. Das wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, dass der Spalt 26 ebenfalls mit einem magnetischen Feld beaufschlagt wird, sodass auch eine magnetorheologische Abdichtung des Spaltes 26 erfolgt, wenigstens, wenn ein Bremsmoment angelegt werden soll. Dadurch erfolgt eine zuverlässige Abdichtung, sodass ein Druckverlust weitestgehend vermieden werden kann.

Auch in Fig. 6 sind Ausnehmungen 21b eingezeichnet, die eine Verringerung des Grundmomentes bewirken. Eine Ausnehmung 21b kann in bestimmten Winkelbereichen mit einem Vorsprung 12d Zusammenwirken .

Figur 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines

erfindungsgemäßen Drehdämpfers 1. Der Drehdämpfer 1 verfügt über eine Dämpferwelle 3, die in einem Gehäuse 12 drehbar gelagert ist. Die Dämpferwelle 3 bzw. das Gehäuse sind mit relativ zueinander verschwenkbaren Anschlüssen 11 und 13 verbunden.

Das Dämpfervolumen 60 wird durch Trenneinheiten 4 und 5 wieder in Kammern 61 und 62 aufgeteilt, so wie es bei dem

Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 der Fall ist.

Auch hier besteht das Gehäuse 12 aus 3 Gehäuseabschnitten oder Gehäuseteilen, wobei in den axial äußeren Gehäuseteilen jeweils eine elektrische Spule 9 zur Erzeugung des benötigten

Magnetfeldes aufgenommen ist.

Über einen Stromanschluss 16 wird der Drehdämpfer 1 mit

elektrischer Energie versorgt. Eine Sensoreinrichtung 40 dient zur Erfassung der Winkelposition. Außerdem ist es möglich, ein Maß für eine Temperatur des magnetorheologischen Fluids mit der Sensoreinrichtung zu erfassen. Die Weiterleitung der Signale erfolgt über die Sensorleitung 48.

Die Trenneinheit 4 ist ortsfest in dem Gehäuse 12 aufgenommen und wird vorzugsweise bei der Montage in das Gehäuse eingesetzt und damit fest verbunden. Um einen magnetischen Kurzschluss in den Bereichen der Trenneinheit 4 zu verhindern, wird vorzugsweise ein Isolator 14 zwischen der Trenneinheit 4 und den Gehäuseteilen 22 bzw. 24 vorgesehen.

In Figur 6 ist die Ausgleichseinrichtung 30 zu sehen, die eine Luftkammer 32 umfasst, die nach außen durch einen Deckel 35 abgeschlossen wird. Nach innen hin schließt sich an die

Luftkammer 32 der Trennkolben 34 an, der die Luftkammer 32 von dem Ausgleichsvolumen 29 trennt. Das Ausgleichsvolumen 29 ist mit magnetorheologischen Fluid gefüllt und stellt einen Ausgleich bei Temperaturschwankungen zur Verfügung. Außerdem dient das

Ausgleichsvolumen 29 als Reservoir für Leckageverluste, die sich im laufenden Betrieb ergeben.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist im hier nicht geschnitten dargestellten Teil des Gehäuses ein lokaler Bypass 21a

vorgesehen, der in einer Grundposition 80 das Grundmoment verringert .

Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch den Drehdämpfer nach Figur 6, wobei hier erkennbar ist, dass jeweils 2 sich

gegenüberliegende Trenneinheiten 4 bzw. 5 in dem Gehäuse

angeordnet sind bzw. an der Dämpferwelle 3 befestigt sind.

Zwischen den einzelnen Trenneinheiten 4 und 5 ergeben sich in dem Dämpfervolumen 60 Kammern 61 bzw. 61a und 62 bzw. 62a. Dadurch, dass jeweils zwei Trenneinheiten 4 bzw. 5 eingesetzt werden, kann das einwirkende Drehmoment verdoppelt werden. Das

Ausgleichsvolumen 29 ist über einen Kanal 36 angeschlossen.

Der Kanal 36 wird am Rand der Trenneinheit 4 in das

Dämpfervolumen 60 geführt, damit auch bei maximaler

Schwenkbewegung zwischen der Dämpferwelle 3 und dem Gehäuse 12 eine Verbindung mit dem Ausgleichsvolumen 29 zur Verfügung steht. In dieser Ausgestaltung muss das Ausgleichsvolumen unter den maximalen Betriebsdruck vorgespannt werden, indem die Luftkammer 32 mit einem entsprechenden Druck beaufschlagt wird. Die

Vorspannung kann auch durch ein mechanisches Element wie eine Spiralfeder aufgebracht werden.

In Figur 7 ist der Bypass 21a erkennbar. Außerdem ist an der zweiten Trenneinheit 5 eine Ausnehmung 21b zu erkennen, die beide zusammen vorgesehen sein können.

Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres

Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehdämpfers 1, der wiederum über jeweils zwei Trenneinheiten 4 und 5 verfügt, die jeweils mit dem Gehäuse bzw. der Dämpferwelle 3 verbunden sind.

An den Trenneinheiten 5 sind Ausnehmungen 21b ausgebildet. Auch hier sind zwei elektrische Spulen vorgesehen, die in der

Darstellung gemäß Figur 8 aber nicht sichtbar sind, da sie einmal vor und einmal hinter der Schnittebene angeordnet sind.

Radial außen ist zwischen der inneren Gehäusewand und dem radial äußeren Ende der Trennelemente 5 ein Spalt 27 ausgebildet, der zur Dämpfung mit einem entsprechenden Magnetfeld beaufschlagt wird. Im Bereich der Ausnehmungen 21b ist die Spalthöhe 21d erheblich größer als eine Spalthöhe des Spaltabschnittes 27 axial außerhalb der Ausnehmungen. Radial innen ist zwischen dem inneren Ende der Trennelemente 4 und der Dämpferwelle 3 jeweils ein Spalt 26 ausgebildet, der über ein Magnetfeld abgedichtet wird.

Im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist hier das Ausgleichsvolumen zentrisch angeschlossen. Das

Ausgleichsvolumen 29 wird über den Kanal 36 mit dem Inneren einer Trenneinheit 4 verbunden.

Figur 9 zeigt den Querschnitt B - B aus Figur 8 und Figur 10 zeigt ein vergrößertes Detail aus Figur 10. Der Kanal 36 ist schematisch in Figur 10 eingezeichnet und ist mit einem Kanal verbunden, in dem eine Ventileinheit 31 angeordnet ist, die hier als Doppelventileinheit ausgebildet ist. Die Ventileinheit 31 umfasst zwei Ventilköpfe 31a an den gegenüberliegenden Enden des Kanals. Dichtungen 33 dienen zur Abdichtung, wenn der jeweilige Ventilkopf 31 in seinem Ventilsitz angeordnet ist. Der Kanal 36 mündet in einem Zwischenbereich.

Auf der Seite, auf der der größere Druck vorherrscht, wird der Ventilkopf 31 der Ventileinheit 31 in den entsprechenden

Ventilsitz gedrückt. Auf der andern Seite hebt dadurch der

Ventilkopf 31a von dem Ventilsitz ab und ermöglicht eine freie Strömungsverbindung zu dem Kanal 36 und somit zu dem Ausgleichsvolumen 29. Dadurch können Temperaturschwankungen ausgeglichen werden. Außerdem wird beim Auftreten von

Leckageverlusten magnetorheologisches Fluid aus dem

Ausgleichsvolumen in das Dämpfervolumen überführt.

Ein Vorteil dieser Konstruktion ist, dass das Ausgleichsvolumen nur unter einem relativ geringen Vorspannungsdruck von 2, 3 oder 4 oder 5 bar vorgespannt sein muss, da das Ausgleichsvolumen immer mit der Niederdruckseite und nicht mit der Hochdruckseite des Drehdämpfers verbunden ist. Eine solche Ausgestaltung verringert die Belastung auf die Dichtungen und erhöht die

Langzeitstabilität. Wird das Ausgleichsvolumen mit der

Hockdruckseite verbunden, kann ein Vorspanndruck von 100 und mehr bar sinnvoll sein.

Figur 11 und 12 zeigen Querschnitte durch den Drehdämpfer 1, wobei unterschiedliche Querschnitte dargestellt sind. Figur 11 zeigt einen Querschnitt, wobei die mit dem Gehäuse verbundenen Trenneinheiten 4 im Schnitt dargestellt sind. Durch den

magnetischen Isolator zwischen den Gehäuseseitenteilen 22 und 24 und der Trennwand 4 bedingt ergibt sich der eingezeichnete

Verlauf der Magnetfeldlinie. Dabei durchtreten die

Magnetfeldlinien den radial inneren Spalt 26 zwischen dem inneren Ende der Trenneinheiten 4 und der Dämpferwelle 3 und dichten somit dort den Spalt zuverlässig ab. Wenn das Magnetfeld

ausgeschaltet wird, wird auch die Dämpfung reduziert und es ergibt sich eine niedrige Grundreibung.

Im Schnitt gemäß Figur 11 sind auch die Gleitlager 44 zur

Lagerung der Schwenkwelle und die Dichtungen 28 zur Abdichtung des Innenraums zu erkennen.

Figur 12 zeigt einen Querschnitt durch den Drehdämpfer 1, wobei hier der Schnitt durch die Dämpferwelle 3 und eine damit

verbundene Trenneinheit 5 verläuft. Hier ist eine Ausnehmung 21b am radial äußeren Ende der Trenneinheit 5 zu erkennen, die bei schwachen oder gar keinem Magnetfeld einen Bypass zur Verfügung stellt und die bei starkem Magnetfeld „geschlossen" wird.

Zusätzlich oder stattdessen kann auch an einem Axialspalt 25 bzw. in der Axialwandung 12c des Gehäuses 12 ein Bypass 21a über einen vordefinierten Winkelbereich ausgebildet sein, sodass ein drehwinkelabhängiges Grundmoment bereitgestellt wird.

Die andere mit der Dämpferwelle 3 verbundene und

gegenüberliegende Trenneinheit 5 ist hier nicht geschnitten dargestellt. Auch in Figur 12 ist beispielhaft der Verlauf einer Magnetfeldlinie eingezeichnet. Hier wird deutlich, dass die

Axialspalte 25 zwischen der Trenneinheit 5 und den Gehäuseteilen 22 und 24 durch das Magnetfeld abgedichtet werden. Des weiteren wird auch der radiale Spalt 27 zwischen einem radial äußeren Ende der Trenneinheit 5 und dem Gehäuse mit dem Magnetfeld

beaufschlagt, sodass dort die magnetorheologischen Partikel verketten und den Spalt abdichten.

Figur 13 zeigt nochmals einen schematischen und nicht

maßstäblichen Querschnitt durch eine Dämpfereinrichtung 1, wobei hier in der oberen Hälfte ein Schnitt durch die Dämpferwelle 3 und die damit verbundene Trenneinheit 5 dargestellt ist, während in der unteren Hälfte ein Schnitt durch die mit dem Gehäuse verbundene Trenneinheit 4 eingezeichnet ist. Beispielhaft sind jeweils Magnetfeldlinien eingezeichnet. Zwischen der Trenneinheit 4 und der Dämpferwelle besteht ein dünner Spalt 26, der

vorzugsweise einer Spalthöhe zwischen etwa 10 und 50 pm aufweist. In axialer Richtung liegt die Trenneinheit 4 dicht an den seitlichen Gehäuseteilen an. Zwischen der Trenneinheit 5 und dem Gehäuse 12 besteht ein radialer Spalt 27 und an den beiden axialen Stirnseiten jeweils ein axialer Spalt 25.

In der Regel sind die Axialspalte 25 mit einer erheblich

geringeren Spalthöhe versehen als der radiale Spalt 27. Die

Spaltweite der axialen Spalte 25 ist vorzugsweise ähnlich wie die Spaltweite der radialen Spalte 26 und beträgt vorzugsweise zwischen etwa 10 und 30 gm. Die radiale Spaltweite 27 ist vorzugsweise erheblich größer und liegt vorzugsweise zwischen etwa 200 gm und 2 mm und besonders bevorzugt zwischen etwa 500 gm und 1 mm.

Die Ausnehmung 21b weist eine Breite 21e und eine radiale Spalt höhe 21d auf. Die Breite 21e beträgt vorzugsweise weniger als die Hälfte und insbesondere weniger als 1/3 einer axialen Breite der Trenneinheit 5 und vorzugsweise mehr als 1/20 und insbesondere mehr als 1/10 einer axialen Breite der Trenneinheit 5.

Bei der Verschwenkung der Dämpferwelle 3 wird das Volumen einer Kammer verkleinert und dass der anderen Kammer vergrößert. Dabei muss das magnetorheologische Fluid im Wesentlichen durch den Spalt 27 von der einen in die andere Kammer übertreten. Der Spalt 27 dient hier als Dämpfungskanal 17. Wie in Figur 13 anschaulich zu erkennen, wird der Dämpfungskanal 17 von den Magnetfeldlinien durchtreten, sodass dort ein variabler Strömungswiderstand erzeugt werden kann.

Auch die Axialspalte 25 werden durch das Magnetfeld abgedichtet, jedenfalls dann, wenn dessen Magnetfeld so stark gewählt wird, dass es nicht mehr allein durch die Dämpferwelle 3 geleitet wird. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass mit stärker werdendem Magnetfeld das gesamte Magnetfeld nicht mehr durch die

Dämpferwelle 3 geleitet wird, sondern auch axial den Axialspalt 25 durchtritt und somit mit zunehmender Stärke den vollständigen Axialspalt 25 abgedichtet. Mit einer entsprechenden Feldstärke wird entsprechend abgedichtet.

Wie schon zuvor beschrieben, dienen in diesem Fall die hier magnetisch nicht leitenden Ringe 20 dazu, einen magnetischen Kurzschluss an der elektrischen Spule 9 zu verhindern.

Figur 14 zeigt verschiedene Ansichten der mit zwei Trenneinheiten ausgerüsteten Dämpferwellen 3, wobei sich die Trenneinheiten 5 und 5a diagonal gegenüberliegen, sodass sich ein symmetrischer Aufbau ergibt.

Oben rechts ist in Fig. 1 ein schematischer Querschnitt einer Ausführungsform zu sehen, bei der ein Bypass 21a zum Beispiel nutförmig in die Innenwandung des Gehäuses 12 eingebracht ist.

Die Nut weist über dem Umfang eine variierende Nuttiefe auf. Zu den seitlichen Bereich kann die radiale Tiefe der Nut bzw. des Bypasses 21a gegen null gehen. Dann wird im Mittelbereich eine starke Senkung des Grundmomentes erreicht. Mit zunehmender

Verschwenkung steigt das Grundmoment an.

Unten links ist in Fig. 14 in der linken Hälfte ein Einsatz 50 an einer Ausnehmung eingesetzt, der zwei oder mehr Durchgangsspalte 21c bereitstellt. An der rechten Hälfte ist in der dortigen Trenneinheit 5 eine Ausnehmung 21b eingezeichnet, die in der dargestellten Winkelposition zu einem erheblichen Teil durch einen Vorsprung 12d aufgefüllt oder verschlossen wird, um den (effektiven) Strömungsquerschnitt für das Grundmoment gezielt zu beeinflussen .

Unten rechts zeigt Fig. 14 schematisch ein vergrößertes Detail mit einem Querschnitt einer Trenneinheit 5 und einem Kanal oder Bypass 21a an der Innenwandung 12b des Gehäuses 12. Sichtbar ist, dass in dem Winkelbereich 38 des Kanals oder Bypasses 21a eine deutlich höhere Spalthöhe zur Verfügung steht als in den axial benachbarten Bereichen mit dem Radialspalt 27. Hier sind noch relative Engstellen an den Umfangsenden des Kanals oder Bypasses 21a zu sehen. Es ist auch möglich, dass sich der Kanal oder Bypass 21a über einen etwas größeren Winkelbereich erstreckt, sodass über die volle Breite der Trenneinheit eine größere

Spalthöhe erzielt wird. Vorteilhaft ist aber auch die gezeigte Ausgestaltung, da in dem Bereich der Engstellen das Magnetfeld den Spalt einfacher zuverlässig abdichten kann.

In Figur 14 sind die zwei Verbindungskanäle 63 zu erkennen, die jeweils 2 gegenüberliegende Kammern 61 und 61a bzw. 62 und 62a miteinander verbinden. Um einen Druckausgleich zwischen den beiden Hochdruckkammern und den beiden Niederdruckkammern zu ermöglichen, während ein Druckaustausch bzw. ein Fluidaustausch von einer Hochdruckkammer und einer Niederdruckkammer nur über den Dämpfungskanal 17 möglich ist.

Figur 15 zeigt einen Querschnitt durch einen weiteren Drehdämpfer 1. Dieser Drehdämpfer baut besonders klein. Der Drehdämpfer 1 aus Figur 15 kann in allen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden und ist vom Aufbau grundsätzlich gleich. Im Schnitt zu sehen sind die mit dem Gehäuse verbundenen Trenneinheiten 4. Durch den magnetischen Isolator 14 zwischen den Gehäuseseitenteilen 22 und 24 und der Trennwand 4 bedingt ergibt ein Verlauf der

Magnetfeldlinien ähnlich zur Figur 11. Wenn das Magnetfeld ausgeschaltet wird, wird auch hier die Dämpfung reduziert und es ergibt sich eine niedrige Grundreibung. Der Ring 20 ist hier magnetisch leitend ausgebildet, um im Bereich des Trennelementes 5 eine sichere Abdichtung der seitlichen Axialspalte 26 zu gewährleisten. Die Abdichtung wird sicher erreicht, wenn eine ausreichende magnetische Feldstärke vorliegt. Auch hier sind wie in Figur 11 die Gleitlager 44 zur Lagerung der Schwenkwelle und die Dichtungen 28 zur Abdichtung des Innenraums zu erkennen.

Die elektrischen Spulen 9 sind radial in dem Bereich des

Dämpfervolumens angeordnet. Im Bereich der Schwenkflügel wird durch die mit einem Hohlzylinder versehene Kegelstumpfform der Ringe 20 eine sichere Abdichtung auch der seitlichen Axialspalte 26 erreicht. Die hier aus magnetisch leitenden Material

bestehenden Ringe 20 sorgen für eine zuverlässige Abdichtung der axialen Dichtspalte 26 im Bereich der Schwenkflügel bzw.

Trennelemente 5.

Figur 16 zeigt eine Variante ähnlich Figur 7, wobei hier jeweils wieder zwei Trenneinheiten an dem Gehäuse und der Dämpferwelle 3 befestigt sind. Wie auch in Fig. 15 ist in Fig. 16 an einer Trenneinheit 5 eine Ausnehmung 21b eingezeichnet. Die jeweils symmetrisch angeordneten Trenneinheiten 4 und 5 ermöglichen so eine Schwenkbewegung der Dämpferwelle 3 um fast 180°. Zwischen den einzelnen Trenneinheiten 4 und 5 werden jeweils zwei

Hochdruckkammern und zwei Niederdruckkammern gebildet. Die

Trenneinheiten 4 und 5 sind hier abgerundet und strömungsgünstig ausgebildet, damit kein Strömungsabriss erfolgt und damit unerwünschten Ablagerungen aus dem magnetorheologischen Fluid vermieden werden. Es ist auch eine Ausgleichseinrichtung 30 mit einem Ausgleichsvolumen 29 vorgesehen. Figur 17 zeigt schließlich noch ein Ausführungsbeispiel, wobei hier der Drehdämpfer 1 zusätzlich mit einer Feder in Form eines Torsionsstabes

ausgerüstet ist. Es wird die Dämpferwelle mit einer Seite und das Gehäuse mit der anderen Seite gekoppelt, sodass eine

Relativbewegung bzw. Relativdrehung der Komponenten zueinander über den Drehdämpfer 1 gesteuert dämpfbar ist. Die Komponenten können einstellbar und auch komplett entkoppelbar sein. Dadurch wird eine aktive Vorrichtung zur Verfügung gestellt, die für unterschiedliche Bedingungen eingestellt werden kann.

In Figur 17 ist weiterhin die Dämpferwelle 3 hohl ausgeführt. Im Inneren der Dämpferwelle ist die Feder in Form von zum Beispiel einem Torsionsstab angeordnet, sodass eine Rückstellung durch die Federkraft der Feder 47 möglich ist.

Figur 18 zeigt einen weiteren Drehdämpfer 1 in einem Teilschnitt, wobei der Drehdämpfer 1 grundsätzlich genauso funktioniert wie z. B. der Drehdämpfer nach Fig. 3. Deshalb werden soweit möglich auch die gleichen Bezugszeichen verwendet und die obige

Beschreibung gilt identisch auch für den Drehdämpfer 1 der

Figuren 18-20, sofern hier keine gegenteilige oder ergänzende Beschreibung erfolgt oder sich aus den Zeichnungen entsprechendes ergibt. Lokale Bypässe 21a und/oder Ausnehmungen 21b und/oder Durchgangsspalte 21c sind vorgesehen. Fig. 21 zeigt eine Variante des Drehdämpfers 1 nach Fig. 18. Der Drehdämpfer 1 aus Fig. 18 verfügt ebenfalls über ein Gehäuse 12 und eine Dämpferwelle 3, die gegeneinander verschwenkbar ausgebildet sind. Die Dämpferwelle 3 ist drehbar in dem Gehäuse 12 über Wälzlager 44 gelagert. Die Dämpferwelle 3 ist hier insgesamt dreiteilig ausgebildet, wie mit Bezug auf die Fig. 20 erläutert wird.

Das Gehäuse 12 umfasst ein erstes Endteil 22 und ein zweites Endteil 24 am anderen Ende und ein dazwischen angeordnetes Mittelteil 23. An beiden Enden sind noch äußere Gehäuseteile 12a aufgenommen, an denen Schrauböffnungen ausgebildet sind. An dem radial äußeren Gehäuseteil 12a ist eine unrunde Koppelkontur 70 mit Ausnehmungen im Bereich des Endes der Bezugszeichenlinie ausgebildet. Mehrere über dem Umfang verteilt angeordnete

Ausnehmungen bilden die unrunde Koppelkontur, womit eine drehfeste Verbindung mit weiteren Komponenten möglich ist.

In den beiden Endteilen 22 und 24 ist jeweils eine umlaufende elektrische Spule 9 aufgenommen, die zur Erzeugung des für die Dämpfung benötigten Magnetfeldes sorgt.

Das Magnetfeld ist wie in allen Ausführungsbeispielen steuerbar. Wie in allen Ausführungsbeispielen und Ausgestaltungen wird bei einem stärkeren Magnetfeld eine stärkere Dämpfung (Bremswirkung) erzeugt. Gleichzeitig wird durch das stärkere Magnetfeld auch eine bessere Abdichtung der Spalte 25, 26 und 27 (vergleiche die schematische Darstellung nach Fig. 13) erreicht. Umgekehrt wird in allen Ausführungsbeispielen und Ausgestaltungen durch ein schwächeres Magnetfeld eine schwächere Dämpfung (Bremswirkung) eingestellt. Gleichzeitig ist bei einem schwächeren Magnetfeld auch die Dichtwirkung an den Spalten 25 bis 27 geringer. Dadurch resultiert ein geringeres Grundmoment, welches ohne ein

Magnetfeld wirkt. Die Dichtwirkung der Spalte 25 bis 27 ist ohne Magnetfeld gering. Dadurch kann ein weiter Einstellbereich zur Verfügung gestellt werden, was im Stand der Technik so nicht möglich ist. Das Verhältnis aus maximalem Drehmoment (bzw. maximaler Bremswirkung) zu minimalem Drehmoment (bzw. minimaler Bremswirkung) ist innerhalb des vorgesehenen Schwenkwinkels oder innerhalb des Arbeitsbereichs sehr groß und größer als im Stand der Technik. Durch mechanische Mittel und durch gezielte

Steuerung des Magnetfeldes kann in bestimmten Winkelbereichen das Grundmoment verringert werden.

Bei konventionellen Drehdämpfern ist hingegen das minimale

Drehmoment schon groß, wenn ein hohes maximales Drehmoment erzeugt werden soll. Das liegt daran, dass die Dichtungen der Spalte so ausgeführt sein müssen, dass auch bei hohen wirkenden Drücken eine zuverlässige oder doch ausreichende Abdichtung sichergestellt wird. Umgekehrt wird bei Drehdämpfern, die im Leerlauf ein geringes Bremsmoment haben sollen, nur ein geringes maximales Drehmoment erreicht, da die Dichtungen so ausgelegt sind, dass nur wenig Reibung entsteht. Bei hohen wirksamen

Drücken sorgt das für einen erheblichen Leckagestrom, der das maximal möglich Drehmoment stark begrenzt.

Der Innenraum des Drehdämpfers 1 stellt ein Dämpfervolumen zur Verfügung. In dem Gehäuse ist eine Verdrängereinrichtung 2 ausgebildet, die Trenneinheiten 4 und 5 umfasst. Die

Trenneinheiten 4 und 5 trennen das Dämpfervolumen 60 in zwei oder mehr Kammern 61 und 62. Dabei ist die Trenneinheit 4 als

Trennwand ausgebildet und fest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Die Trenneinheit 5 ist ebenfalls als Trennwand oder als Schwenkflügel ausgebildet und ist fest mit der Dämpferwelle 3 verbunden.

Vorzugsweise ist die Trenneinheit 5 einstückig mit der

Dämpferwelle 3 ausgebildet. Das Dämpfervolumen 60 ist hier mit magnetorheologischen Fluid 6 gefüllt. Eine Abdichtung des

Dämpfervolumens 60 nach außen erfolgt über eine Dichtung 28 in dem Gehäuseteil 22. Bei einer Schwenkbewegung verdrängen die Trenneinheiten 4 und 5 das in dem Dämpfervolumen enthaltene magnetorheologische Fluid (MRF) , sodass das MRF zum Teil von der einen Kammer in die andere überströmt. Ein Verbindungskanal bzw. Ausgleichskanal 63 dient zum Druckausgleich zwischen den Kammern 61 und 61a. Ein entsprechender zweiter Verbindungskanal 63a (vgl. Fig. 20 dient zum Druckausgleich zwischen den Kammern 62 und 62a.

Am hinteren Ende ist in Fig. 18 noch ein Ventil 66 zu erkennen, durch welches ein kompressibles Fluid in die Ausgleichs

einrichtung 30 eingefüllt wird. Insbesondere wird Stickstoff verwendet. Das Ventil 66 kann z. B. in einen eingeschraubten Abschluss oder Deckel integriert sein.

Am vorderen Ende ist in Fig. 18 außerhalb des Gehäuses 12 des Drehdämpfers 1 ein mechanischer Anschlag 64 zu sehen, der mechanisch den möglichen Schwenkbereich begrenzt, um die

Schwenkflügel im Inneren vor Beschädigungen zu schützen.

Die Magnetfeldquelle 8 in dem Gehäuseteil 22 besteht hier aus elektrischen Spulen 9, die jeweils ringförmig ausgebildet sind und in dem Gehäuseteil 22 aufgenommen sind. Hier im

Ausführungsbeispiel sind in beiden Endteilen elektrische Spulen 9 vorgesehen. Über eine Steuerung kann die Magnetfeldstärke vorgegeben werden.

Dämpferwelle 3 werden die Trennwände 5 geschwenkt, die hier

Schwenkflügel bilden. Die Kammern 61 und 61a werden entsprechend verkleinert (vgl. Fig. 19) oder wieder vergrößert.

In Fig. 19 sind noch vier Entlüftungsventile zu erkennen, die bei einem Prototypen eingesetzt wurden, um eine schnellere Befüllung und Entleerung zu erzielen und die gegebenenfalls auch nicht (alle) realisiert werden müssen.

Wie auch Fig. 20 zeigt, sind die elektrischen Spulen 9 hier im Ausführungsbeispiel radial relativ weit radial außen angeordnet und werden axial nach innen jeweils von einem magnetisch nicht oder nur schlecht leitenden Ring 20 begrenzt, der zu Formung des Magnetfeldverlaufes dient. Der Ring 20 weist insbesondere eine hohlzylindrische Form auf.

In dem vollständigen Längsschnitt nach Fig. 20 ist die

Ausgleichseinrichtung 30 zu sehen, die hier im Inneren der

Dämpferwelle 3 untergebracht ist. Die Ausgleichseinrichtung 30 umfasst ein mit MRF gefülltes Ausgleichsvolumen 29, welches durch einen beweglich angeordneten Trennkolben 34 von dem der

Luftkammer 32 getrennt ist. Sowohl die Luftkammer 32 als auch der Trennkolben 34 und das Ausgleichsvolumen 29 sind innerhalb eines hohlzylindrischen Aufnahmeraumes 30a vollständig im Inneren der Dämpferwelle 3 untergebracht. Der Hohlzylinder 30a wird am axial äußeren Ende durch einen Abschluss mit dem Ventil 66

abgeschlossen. Diese Ausgestaltung erlaubt eine besonders kompakte und raumsparende Bauweise, bei der nur sehr wenige Teile von dem grundsätzlich im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Drehdämpfer 1 abstehen. Das erhöht die Einbau- und

Verwendungsmöglichkeiten .

Die Ausgleichseinrichtung 30 ist in Fig. 18 bis 20 über nicht dargestellte Kanäle mit dem Kanal 72 verbunden, der hier durch einen Verschluss 71 verschlossen ist. Dadurch ist es optional möglich, eine externe Ausgleichseinrichtung 30 anzukoppeln und im Inneren einen Einsatz einzusetzen, um das Volumen des

Hohlzylinders 30a weitgehend auszufüllen. Dadurch kann z. B. ein besonders großer Temperaturbereich ausgeglichen werden. Es ist auch möglich, darüber eine besonders lange Laufzeit zu

gewährleisten, auch wenn etwas Leckage auftritt.

In Fig. 20 ist die hier dreiteilige Dämpferwelle 3 gut zu erkennen, die hier aus der Hohlwelle 3a, der Anschlusswelle 3b und dem Ansatz 3c besteht. Die drei Teile sind drehfest

miteinander gekoppelt. Möglich ist es auch, die Dämpferwelle 3 zweiteilig oder auch nur einteilig auszubilden.

Fig. 21 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels nach den Figuren 18 bis 20, wobei hier eine externe Ausgleichseinrichtung 30 angekoppelt ist. Die weiteren Bauteile können identisch sein. Praktisch kann an dem Drehdämpfer 1 nach Fig. 18 der Verschluss 71 entfernt werden und die dargestellte außenliegende

Ausgleichseinrichtung angeschraubt werden. Im Inneren ist eine Luft- bzw. Fluidkammer 32 ausgebildet, die durch einen

Trennkolben 34 von dem mit MRF gefülltem Ausgleichsvolumen 29 getrennt ist.

Im Inneren ist in dem Hohlzylinder 30a ein Einsatz 67

untergebracht, um das Volumen auszufüllen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 21 sind noch zwei Winkelsensoren 68 und 69 angebracht. Hier misst ein Winkelsensor 68 mit

geringerer Genauigkeit die absolute Winkelposition und der

Winkelsensor 69 mit höherer Genauigkeit eine relative

Winkelposition. Dadurch kann ein hochgenaues Sensorsystem zur Verfügung gestellt werden, welches robust und zuverlässig und dennoch hochgenau arbeitet.

Insgesamt wird ein vorteilhafter Drehdämpfer 1 zur Verfügung gestellt. Um die temperaturbedingte Volumenausdehnung der MR- Flüssigkeit (MRF) und der angrenzenden Bauteilen kompensieren zu können, ist es sinnvoll, ein adäquates Ausgleichsvolumen

vorzusehen .

In einem konkreten Fall werden ca. 50ml MRF pro Einzelaktor bzw. Drehdämpfer benötigt und somit ca. 150ml für das Gesamtsystem.

Als Vorspannelement dient vorzugsweise ein Stickstoffvolumen, welches insbesondere mit ca. 75bar vorgespannt wird.

Verwendet wurde in diesem Beispiel ein Spulendraht mit effektivem Querschnitt von 0,315mm². Die Windungszahl von 400 ergab ein Füllfaktor von ca. 65% bei 16 Ohm Widerstand. Mit einem größeren Drahtdurchmesser kann noch eine größere Spulengeschwindigkeit erreicht werden.

Vorzugsweise wird ein Axialspiel der Trennwände bzw.

Schwenkflügel eingestellt. Für eine einwandfreie Funktion des Aktors ist es vorteilhaft, die axiale Position des Schwenkflügels 5 zum Gehäuse auszumitteln und einzustellen. Dazu können z. B. Gewindestellringe verwendet werden, die mit einer Messuhr in die Mittellage gebracht werden.

In einem konkreten Fall erfolgte eine Befüllung mit MRF, wobei (knapp) 75 ml MRF eingefüllt wurden. Zum Einfüllen kann das MRF über das Ausgleichsvolumen eingefüllt werden. Unter

wechselseitigem Bewegen des Schwenkflügels kann das MRF innerhalb der Kammern 61, 62 (Druckraum) verteilt werden und es können

Lufteinschlüsse nach oben befördert werden. Anschließend kann das System mit Stickstoff (ca. 5bar) vorgespannt werden. Danach können die Entlüftungsschrauben 65 an der Außenseite des Gehäuses 12 geöffnet werden, um die eingeschlossene Luft entweichen zu lassen. Abschließend wurde die Stickstoffkammer 32 auf 30bar für erste Tests am Prüfstand vorgespannt.

Als Optimierungsmaßnahme kann der Aktor auch in eine

Unterdruckumgebung gebracht werden, um möglich Lufteinschlüsse besser evakuieren zu können.

Es werden hohe Drücke ohne mechanische Dichtung erreicht. Der Drehdämpfer 1 ist kostengünstig herstellbar, robust und

langlebig .

Es wurden bei diesem konkreten Beispiel >210Nm Bremsmoment am Prüfstand erreicht. Die Einheit baut kleiner, leichter und kostengünstiger als im Stand der Technik.

Schaltzeiten von <30ms sind möglich und konnten nachgewiesen (Vollastsprung) werden.

Das Bremsmoment kann beliebig variiert werden. Hierfür sind keine mechanisch bewegten Teile erforderlich. Die Steuerung erfolgt einfach nur über Strom- bzw. Magnetfeldvariation.

Ein erheblicher Vorteil ergibt sich aufgrund fehlender

mechanischer Dichtungen. Dadurch wird ein sehr niedriges

Grundmoment kleiner 0,5Nm erreicht. Das wird dadurch erreicht, dass nicht nur das Bremsmoment, sondern gleichzeitig auch die Dichtungswirkung der Dichtungen gesteuert wird. Insgesamt ergibt sich ein sehr niederer Leistungsbedarf von im Beispiel wenigen Watt .

Der Drehdämpfer 1 kann in verschiedenen technischen Einrichtungen eingesetzt werden. Eine Anwendung ist z. B. auch in Fahrzeugen und insbesondere Kraftfahrzeugen bei z. B. Stabilisatoren, Steer- by-Wire-Systemen oder an Brems-, Gas- oder Kupplungspedalen möglich. In diese Systeme kann ein entsprechender Drehdämpfer 1 eingebaut sein. Dabei kann die Dimensionierung an die gewünschten aufzubringenden Kräfte und Momente angepasst werden.

Bezugszeichenliste :

1 Drehdämpfer 35 Deckel

2 Verdrängereinrichtung 36 Kanal

3 Dämpferwelle 37 Energiespeicher

3a Hohlwelle 38 Winkelbereich

3b Anschlusswelle 39 Dauermagnet

4 Trenneinheit, Trennwand 40 Sensoreinrichtung

5 Trenneinheit, Trennwand 41 Abstand

6 MRF 42 Dichtung von 23

7 Steuereinrichtung 43 Zwischenraum

8 Magnetfeldquelle 44 Lager

9 elektrische Spule 45 Belastungssensor

10 Magnetfeld 46 Arm

11 Anschluss (an 12) 47 Feder, Torsionsstab

12 Gehäuse von 2 48 Sensorleitung

12a äußeres Gehäuseteil 49 Halter, Abstandhalter 12b Wandung, Innenwandung 50 Einsatz

12c Axialwandung 51 Einwegventil

12d Vorsprung, Nase 52 Ventileinheit

13 Anschluss (an 3) 53 Bewegungsrichtung

14 Isolator 54 Druckspeicher

15 Hydraulikleitung 55 Pfeilrichtung

16 Stromanschluss 56 Dauermagnet

17 Dämpfungskanal 60 Dämpfervolumen

19 Achse von 3, 9 61 , 62 Kammer

20 Ring in 12 63 Verbindungskanal

21 Strömungsquerschnitt 63a zweiter Verbindungskanal 21a Bypass 64 mechanischer Anschlag

21b Ausnehmung in 5 65 Entlüftungsschraube 21c Durchgangsspalt 66 Stickstoffventil

21d Spalthöhe 67 Einsatz

21e Spaltbreite 68 , 69 Sensor

21f Steg 70 unrunde Koppelkontur

22 erster Endbereich 71 Verschluss

23 Mittelbereich 72 Kanal

24 zweiter Endbereich 80 Grundposition

25 Spalt, Axialspalt 100 Vorrichtung, Stabilisator

26 Spalt, Radialspalt 101 Tür

27 Spalt, Radialspalt28 102 Stabilisatorstange

Dichtung an 3 103 Stabilisatorstange

29 Ausgleichsvolumen 111 distales Ende

30 Ausgleichseinrichtung 112 distales Ende

30a Hohlzylinder 300 Trainingsgerät

31 Ventileinheit 301 Betätigungselement

31a Ventilkopf 302 Steuereinrichtung

32 Luftkammer 305 Sitz

33 Dichtung 309 Hebel

34 Trennkolben

Claims

Ansprüche :

1. Drehdämpfer (1) mit einem Gehäuse (12), einer relativ dazu drehbar daran aufgenommenen Dämpferwelle (3), einem in dem Gehäuse (12) aufgenommenen Dämpfervolumen (60) mit einem magnetorheologischen Fluid (6) als Arbeitsfluid, und mit wenigstens einer Magnetfeldquelle (8), um eine Dämpfung der Drehbewegung der Dämpferwelle (3) relativ zu dem Gehäuse (12) zu beeinflussen, wobei wenigstens eine mit der Dämpferwelle (3) verbundene Trenneinheit (5) das Dämpfervolumen (60) teilt, und wobei zwischen der mit der Dämpferwelle (3) verbundenen Trenneinheit (5) und dem Gehäuse (12) wenigstens ein Spaltabschnitt (25, 27) ausgebildet ist, der mit einem Magnetfeld der Magnetfeldquelle (8) beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet,

dass das Gehäuse (12), die Trenneinheit (5) und die

Magnetfeldquelle (8) derart ausgebildet sind, dass sich ein Strömungsquerschnitt (21) für das magnetorheologische Fluid (6) von einer Seite der Trenneinheit zu der anderen Seite der Trenneinheit (5) in Abhängigkeit von einem Drehwinkel ändert.

2. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Bypass (21a) an der das Dämpfervolumen (60) umgebenden

Wandung (12b) in dem Gehäuse (12) ausgebildet ist, der sich der über einen begrenzten Winkelbereich (38) erstreckt und/oder über einen begrenzten Winkelbereich (38) wirksam ist .

3. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Querschnitt des Bypasses (21a) winkelabhängig ist.

4. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei wenigstens eine Ausnehmung (21b) in der Trenneinheit (5) ausgebildet ist.

5. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich ein Querschnitt der Ausnehmung (21b) winkelabhängig durch einen Vorsprung (12d) ändert.

6. Drehdämpfer (1) nach einem der beiden vorhergehenden

Ansprüche, wobei die Ausnehmung an einen Spaltabschnitt (25, 27) angrenzt.

7. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei ein Strömungsquerschnitt (21) in einer Grundposition (80) größer ist als in einer erheblich davon abweichenden Drehposition .

8. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Ausnehmung (21b) als Durchgangsspalt (21c) in einer Trennwand der Trenneinheit (5) ausgebildet ist.

9. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei sich ein Querschnitt des Durchgangsspaltes (21c) in axialer Richtung (21e) weiter als in radialer Richtung (21d) erstreckt .

10. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei zwei oder mehr Durchgangsspalte (21c) an der Trennwand ausgebildet sind, die durch einen magnetisch leitenden Steg (21f) voneinander getrennt sind.

11. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei wenigstens ein Durchgangsspalt (21c) an einem Einsatz (50) ausgebildet ist, der an der Trenneinheit (5) aufgenommen ist .

12. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei die Trennwand (5) im Wesentlichen aus magnetisch leitendem Material besteht.

13. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennwand (5) axial benachbart zu einem

Durchgangspalt (21c) aus einem schlechter magnetisch leitendem Material besteht als ein radial benachbarter Abschnitt der Trennwand.

14. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trennwand (5) nahe oder an einem axialen Rand aus einem magnetisch leitenden Material besteht oder einen Dauermagneten (56) umfasst.

15. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Kanalabschnitt oder Bypass (21a) mit einem

Einwegventil (51) ausgerüstet ist.

16. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Verdrängereinrichtung (2) mit wenigstens zwei Trenneinheiten (4, 5) das Dämpfervolumen (60) in wenigstens zwei variable Kammern (61, 62) unterteilt, wobei wenigstens eine der Trenneinheiten (4, 5) eine mit dem Gehäuse (12) verbundene Trennwand (4) umfasst,

und wobei wenigstens eine der Trenneinheiten (5) die mit der Dämpferwelle (3) verbundene Trennwand (5) umfasst.

17. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der mit dem Gehäuse (12) verbundenen

Trenneinheit (4) und der Dämpferwelle (3) in radialer

Richtung einer der Spaltabschnitte (26) ausgebildet ist, und wobei zwischen der mit der Dämpferwelle (3) verbundenen Trenneinheit (5) und dem Gehäuse (12) in radialer Richtung ein weiterer Spaltabschnitt (27) ausgebildet ist,

und wobei zwischen der mit der Dämpferwelle (3) verbundenen Trenneinheit (5) und dem Gehäuse (12) in axialer Richtung wenigstens noch ein Spaltabschnitt (25) ausgebildet ist.

18. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetfeldquelle (8) wenigstens eine steuerbare elektrische Spule (9) umfasst, um eine Stärke des

Magnetfeldes und damit eine Stärke der Dämpfung zu

beeinflussen, und wobei wenigstens ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes (10) der Magnetfeldquelle (8) wenigstens zwei der angeführten Spaltabschnitte (25-27) durchtritt und wenigstens die beiden Spaltabschnitte in Abhängigkeit von der Stärke des Magnetfeldes gleichzeitig beeinflusst.

19. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei

wenigstens einer der Spaltabschnitte (27) als Dämpfungsspalt und wenigstens einer der Spaltabschnitte (25, 26) als

Dichtspalt ausgebildet ist und wobei wenigstens ein

Dämpfungsspalt (25) eine größere Spalthöhe als ein Dichtspalt aufweist .

20. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei an beiden axialen Enden der mit der Dämpferwelle (3) verbundenen Trennwand (5) jeweils ein axialer Spaltabschnitt (25) zwischen dem Gehäuse und der Trennwand (5) ausgebildet ist und wobei ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes (10) der Magnetfeldquelle (8) durch beide axiale Spaltabschnitte (25) zwischen dem Gehäuse (12) und der Trennwand (5) durchtritt und eine Dichtung der axialen Spaltabschnitte (25) bewirkt.

21. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei wenigstens zwei elektrische Spulen (9) vorgesehen sind.

22. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das Magnetfeld (10) quer zu wenigstens einem der

Spaltabschnitte (25-27) verläuft.

23. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das Gehäuse (12) ein erstes und ein zweites Endteil (22, 24) und dazwischen ein Mittelteil (23) umfasst, wobei in wenigstens einem der beiden Endteile (22, 24) und insbesondere in beiden Endteilen (22, 24) eine elektrische Spule (9) aufgenommen ist, wobei eine Achse (19) der Spule (9) insbesondere im Wesentlichen parallel zur Dämpferwelle (3) ausgerichtet ist.

24. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei das Gehäuse (12) wenigstens zu einem wesentlichen Teil aus einem magnetisch leitenden Material mit einer relativen Permeabilität größer 100 besteht.

25. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei axial benachbart zu der elektrischen Spule (9) in dem Gehäuse (12) ein Ring (20) angeordnet ist und wobei der Ring (20) axial zwischen der elektrischen Spule (9) und dem

Dämpfervolumen (60) angeordnet ist.

26. Vorrichtung (100) oder Maschine, umfassend wenigstens einen Drehdämpfer (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche .

27. Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, umfassend eine Steuereinrichtung (7) und eine Mehrzahl miteinander verbundener Drehdämpfer (1) .