WO2004018889A1 - Magnetorheologische kupplung - Google Patents

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WO2004018889A1
WO2004018889A1 PCT/AT2003/000240 AT0300240W WO2004018889A1 WO 2004018889 A1 WO2004018889 A1 WO 2004018889A1 AT 0300240 W AT0300240 W AT 0300240W WO 2004018889 A1 WO2004018889 A1 WO 2004018889A1
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magnetorheological
plates
coupling according
lamellae
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PCT/AT2003/000240
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English (en)
French (fr)
Inventor
Franz Gratzer
Herbert Steinwender
Original Assignee
Magna Steyr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
    • F16D37/02—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive the particles being magnetisable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
    • F16D2037/007—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive characterised by multiple substantially radial gaps in which the fluid or medium consisting of small particles is arranged

Definitions

  • the invention relates to a magnetorheological clutch, which consist of a stationary part, a rotatable primary part with primary plates and a rotatable secondary part surrounding the primary part with secondary plates, a space containing a magnetorheological fluid being formed between the primary part and the secondary part, in which primary plates and secondary plates are formed alternate, and wherein a magnetic coil generates a controllable magnetic field acting on the magnetorheological fluid field strength.
  • a generic magnetorheological coupling is known from US 5,823,309.
  • the magnetic coil is housed in a stationary housing surrounding the coupling, that is, outside the secondary part, between two ring plates.
  • the magnetic field lines which can be seen in longitudinal section as ovals surrounding the coil, run for the most part through the air.
  • the ring plates encompass the secondary part, but form another with it Air gap, which must be quite wide for tolerance reasons.
  • Overall, only a very small part of the current used to build up the magnetic field is effective. Due to the poor magnetic efficiency, only small moments can be transmitted. A very large solenoid coil is still required for this, which drives up the installation dimensions, especially the diameter.
  • the primary part contains the magnet coil, the outer diameter of which is smaller than the smallest diameter of the lamellae, the primary part in longitudinal section through the coupling forms a closed air gap-free area of high magnetic permeability which surrounds the magnet coil and which is only due to the magnetorheological Fluid-filled gap between the lamellae is interrupted, the field line density in the area surrounding the magnet coil being largely the same.
  • the primary part preferably consists of a central part and two rotationally symmetrical yokes arranged on both sides of the magnet coil and the lamellae (claim 2).
  • the central part with its considerable cross-section and the yokes with their offer the even distribution of the "iron” along the field lines, because of the rounded shoulders on the side facing away from the lamellae, no unnecessary weight. When rounding off the parts in which the Field line density would be too low.
  • one of the two yokes is a separate component which is detachably connected to the central part (claim 3). If the detachable yoke only serves to brace the primary plates, it does not even have to be connected to the central part in a rotationally fixed manner. This means that, with a suitable fit between the yoke and the central part, there is not even the smallest air gap.
  • the primary lamellae are attached with their inner edges in a rotationally fixed manner to a lamellar carrier which connects the two yokes and consists of a material of low magnetic permeability, preferably of a material which cannot be magnetized at all (claim 4).
  • the disk carrier is non-rotatably connected to at least one yoke, it can also be connected to both in order to increase the transmissible torque, even if the removable yoke is non-rotatably connected to the central part.
  • a uniformity of the distance between the lamellae without magnetic losses is achieved if spacer rings made of a non-magnetizable material are provided between the primary lamellae, the diameter of which is smaller than the smallest diameter of the secondary lamellae (claim 5). As a result, noiseless running, even if no moment is transmitted. This can be further improved in that spacers are provided between each primary lamella and one secondary lamella (claim 10).
  • the central part of the primary part forms shaft ends in the axial direction outside the yokes, on which the bearing and seal relative to the secondary part is provided (claim 6).
  • the secondary part surrounding the primary part in the manner of a housing consists of a material of low magnetic permeability (claim 8), preferably a non-magnetizable one. This prevents stray and eddy current losses.
  • the secondary part is divided in a plane normal to the axis, one part forming a bell with a cylindrical casing, in which casing the longitudinal grooves for the rotationally fixed reception of the secondary lamellae are formed (claim 9).
  • the individual parts are easier to manufacture and assemble.
  • the spacers can be made in one piece with the spacer rings (claim 11), or projections are provided on the primary lamellae or on the secondary lamellae, which ensure equal distances between primary lamellae and secondary lamellae (claim 12).
  • the projections are preferably individual elevations distributed over the circumference (claim 13). These improve the circulation of the magnetorheological fluid and thus prevent it from segregating.
  • FIG. 1 Schematic of a drive train with the subject matter of the invention
  • FIG. 2 A longitudinal section through a preferred embodiment of the subject matter of the invention
  • FIG. 3 Detail III from FIG. 2.
  • a motor with 1 and a transmission with 2 and an adjoining transfer case with 3 is designated.
  • the drive train also consists of a front axle differential 4 of a propeller shaft 5 which leads to a rear axle differential 6, the torque coming to the rear axle being controllable by means of a magnetorheological clutch 7.
  • Axles and wheels of the motor vehicle are indicated without reference numerals.
  • Fig. 2 shows the magnetorheological clutch 7 in more detail. It generally consists of a stationary part 10, a primary part 11 and a secondary part 12.
  • the stationary part 10 is only indicated here, it does not take part in the rotary movements. In the minimum case, it is a simple ring through which the current is supplied and, in the maximum case, it is a housing that surrounds the entire coupling 7, although such is not necessary thanks to the construction according to the invention.
  • the primary part 11 with the common axis of rotation 13 is the “inner” part of the coupling 7. It consists of a shaft-like and essentially solid central part 15 which merges at its two ends into a first shaft stub 16 and a second shaft stub 17. If the central part 15 should have a longitudinal bore, it should be ensured that, according to the basic idea of the invention, a sufficient magnetizable cross section remains Both shaft ends 16, 17 accommodate bearings 18 and sealing rings 19.
  • the first stub shaft 16 has a connecting flange 20 for connecting a shaft (not shown) on the primary side, which is connected to it by means of spline teeth 23 and a shaft nut 24.
  • a sliding contact 21 for the supply of the current acts on the connecting flange 20, which further takes place via a bore 22 to a magnetic coil 25.
  • This surrounds the cylindrical circumference of the central part 15 and generates a magnetic field.
  • a first yoke 26 is formed in one piece with the central part 15, which partially overlaps the magnetic coil 25 and whose back, which faces away from it, has a rounded shoulder 27 which runs essentially parallel to the closest magnetic field line.
  • the second yoke 28 on the other side of the magnetic coil 25 is a separate component, inter alia for reasons of assembly, which is pressed onto a mating surface 29 of the central part 15 and is secured with a shaft nut 30.
  • a lamella carrier which, in order to avoid a magnetic short circuit, consists of a non-magnetizable material.
  • it is non-rotatably connected to the first yoke 26 by means of a spline 32, but it could also be connected to the second yoke 28 in the same way.
  • Its spline 33 continues over its entire length and serves for the rotationally fixed connection with the primary plates 34.
  • the secondary part 12 forms a rotating, but completely closed housing. It consists of a bell 37 with a cylindrical wall 38 and a cover 41, which is connected to the bell 37 with a serration 42 and a ring nut 43 and a connecting flange 44 for connecting a second, not shown, has side shaft.
  • the cylindrical wall 38 of the bell 37 has longitudinal grooves or a spline 39, which produces the non-rotatable but axially displaceable connection with secondary plates 40.
  • the inner contour of bell 37 and cover 41 follows the outer contour of yokes 26, 28 with a small and approximately the same distance. Together with the two seals 19, they form a boundary for the space filled with a magnetorheological fluid, the effective part of which is the gaps 48 between the lamellae 34, 40.
  • the spacer rings 50 are provided, which consist of a non-magnetizable material, just like the lamella carrier 31, and for the same reason.
  • spacers are provided, which can be designed differently, in Fig. 3 three different variants can be seen, which can be provided alternatively or mixed.
  • the spacers 51 are ring beads attached to the primary plates or to the secondary plates, the spacers 52 are formed in one piece with the spacer rings 50; and, third possibility, the spacers 53 are individual elevations distributed over the circumference, which also have a certain radial extent and can be designed in the form of a blade in order to ensure the circulation of the fluid and thus counteract its separation.
  • the current supplied to the magnet coil 25 via the sliding contact 21 is varied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

Eine magnetorheologische Kupplung besteht aus einem Stationärteil (10), einem drehbaren Primärteil (11) und einem drehbaren den Primärteil umgebenden Sekundärteil (12), wobei dazwischen ein ein magnetorheologisches Fluid enthaltender Raum gebildet ist, wobei eine Magnetspule (25) ein auf das magnetorheologische Fluid wirkendes Magnetfeld regelbarer Feldstärke erzeugt. Um Stromverbrauch und Baugrösse zu minimieren, enthält der Primärteil (11) die Magnetspule (25), deren äusserer Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser der Lamellen (34,40) ist, und bildet im Längsschnitt durch die Kupplung eine die Magnetspule (25) umgebende geschlossene luftspaltlose Fläche hoher magnetischer Permeabilität, die nur durch die mit magnetorheologischem Fluid gefüllten Spalte (48,48`) zwischen den Lamellen (34,40) unterbrochen ist, wobei die Feldliniendichte in der die Magnetspule (25) umgebenden Fläche (26,15,28) weitgehend gleich ist.

Description

MAGNETORHEOLOGISCHE KUPPLUNG
Die Erfindung betrifft eine magnetorheologische Kupplung, die aus einem Stationärteil, einem drehbaren Primärteil mit Primärlamellen und einem drehbaren den Primärteil umgebenden Sekundärteil mit Sekundärlamellen bestehen, wobei zwischen Primärteil und Sekundärteil ein ein magneto- rheologisches Fluid enthaltender Raum gebildet ist, in dem sich Primärlamellen und Sekundärlamellen abwechseln, und wobei eine Magnetspule ein auf das magnetorheologische Fluid wirkendes Magnetfeld regelbarer Feldstärke erzeugt.
Eine gattungsgemäße magnetorheologische Kupplung ist aus der US 5,823,309 bekannt. Die Magnetspule ist in einem die Kupplung aussen umgebenden stationären Gehäuse, also ausserhalb des Sekundärteiles, zwischen zwei Ringplatten untergebracht. Die magnetischen Feldlinien, die man sich im Längsschnitt als die Spule umgebende Ovale vorstellen kann, verlaufen zum größeren Teil durch die Luft. Die Ringplatten umgreifen zwar den Sekundärteil, bilden mit diesem aber einen weiteren Luftspalt, der aus Toleranzgründen ziemlich breit sein muss. Insgesamt kommt so nur ein sehr kleiner Teil des für den Aufbau des Magnetfeldes aufgewendeten Stromes zur Wirkung. Wegen des schlechten magnetischen Wirkungsgrades können nur kleine Momente übertragen werden. Dazu ist immer noch eine sehr große Magnetspule nötig, was die Ein- baumaße, insbesondere den Durchmesser, in die Höhe treibt.
Zwar ist es aus der US 6,173,823 bekannt, die Magnetspule im Sekundärteil mit diesem rotierend anzuordnen, wobei sie von einem zylindrischen Primärteil umgeben ist. Durch diese Anordnung wird zwar eine angemes- sene Verteilung der magnetischen Feldlinien erreicht, die Übertragung eines größeren Drehmomentes bei akzeptabler Baugröße aber unmöglich. Da diese Kupplung aber für den Antrieb des Lüfters einer wassergekühlten Verbrennungskraftmaschine gedacht ist, ist das nicht störend.
Für die Verwendung einer gattungsgemäßen Kupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sind aber Stromverbrauch und Baugröße kritisch und daher zu minimieren. Dazu kommen noch weitere Anforderungen. Ein so breiter Regelbereich des übertragenen Momentes, dass einerseits schlupf loses Anfahren aus dem Stand und andererseits (auch) aus Ge- räuschgründen völliges Trennen, möglich ist; und schließlich schnelles Ansprechen, um mit elektronischen Fahrdynamikregelungen (ESB, ABS, etc.) kompatibel zu sein.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine magnetorheologische Kupplung zu schaffen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet um den oben angegebenen Anforderungen des modernen Kraftfahrzeuges zu genügen. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass der Primärteil die Magnetspule enthält, deren ausserer Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser der Lamellen ist, der Primärteil im Längsschnitt durch die Kupplung eine die Magnetspule umgebende geschlossene luftspaltlose Fläche hoher magnetischer Permeabilität bildet, die nur durch die mit magnetorheologischem Fluid gefüllten Spalte zwischen den Lamellen unterbrochen ist, wobei die Feldliniendichte in der die Magnetspule umgebenden Fläche weitgehend gleich ist.
Durch die Luftspaltlosigkeit ohne Engstellen in dem das Magnetfeld fiih- renden „Eisen" und die im Längsschnitt zentral angeordnete Magnetspule relativ geringen Durchmessers erhält man durchwegs geschlossene und angenähert equidistante Feldlinien. Dadurch höchste wirksame magnetische Feldstärke bei geringstem, auch für das niedervoltige Bordnetz eines Kraftfahrzeuges leistbaren, Stromverbrauch bei minimaler Baugröße. Eine magnetische Flussdichte von über 0,7 [T] (=Tesla) ist erreichbar. Zudem kann das übertragbare Moment durch Erhöhung der Lamellenzahl ohne nennenswerte Vergrößerung der Kupplung gesteigert werden. Rein mechanisch ist aber allein schon wegen des großen Durchmessers der ausser- halb der Magnetspule liegenden Lamellen das übertragbare Moment groß.
Vorzugsweise besteht der Primärteil aus einem Zentralteil und zwei beiderseits der Magnetspule und der Lamellen angeordneten drehsymmetrischen Jochen (Anspruch 2). Der Zentralteil mit seinem erheblichen Querschnitt und die Joche mit ihren bieten die gleichmäßige Verteilung des „Eisens" entlang der Feldlinien, wegen der an der den Lamellen abgekehrten Seite abgerundeten Schultern kein unnützes Gewicht. Bei der Abrun- dung fallen die Teile weg, in denen die Feldliniendichte zu gering wäre. In einer fertigungstechnisch günstigen Ausfuhrungsform ist eines der beiden Joche ein eigener Bauteil, der mit dem Zentralteil lösbar verbunden ist (Anspruch 3). Wenn das lösbare Joch nur dem Verspannen der Primärlamellen dient, muss es nicht einmal drehfest mit dem Zentralteil verbunden sein. Dadurch ist bei geeigneter Passung zwischen Joch und Zentralteil auch nicht der kleinste Luftspalt vorhanden.
Zur weiteren Verbesserung des magnetischen Wirkungsgrades sind die Primärlamellen mit ihren Innenkanten drehfest auf einem Lamellenträger angebracht, der die beiden Joche verbindet und aus einem Material gerin- ger magnetischer Permeabilität, vorzugsweise aus einem überhaupt nicht magnetisierbaren, besteht (Anspruch 4). Der Lamellenträger ist mit zumindest einem Joch drehfest verbunden, er kann es zur Erhöhung des ü- bertragbaren Momentes auch mit beiden sein, wenn auch das abnehm-bare Joch drehfest mit dem Zentralteil verbunden ist.
Eine Vergleichmäßigung des Abstandes zwischen den Lamellen ohne magnetische Verluste wird erzielt, wenn zwischen den Primärlamellen Distanzringe aus einem nicht magnetisierbaren Material vorgesehen sind, deren Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser der Sekundär- lamellen ist (Anspruch 5). Dadurch geräuschloser Lauf, auch wenn kein Moment übertragen wird. Dieser kann noch weiter dadurch verbessert werden, dass zwischen je einer Primärlamelle und einer Sekundärlamelle Distanzhalter vorgesehen sind (Anspruch 10).
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung bildet der Zentralteil des Primärteiles in Achsrichtung ausserhalb der Joche Wellenstummel, an denen die Lagerung und Dichtung gegenüber dem Sekundärteil vorgesehen ist (Anspruch 6). Das ergibt kleine Durchmesser und Umfangsge- schwindigkeiten an Dichtringen und Lagern und an den Schleifkontakt für die Stromzufuhr vom Stationärteil zur Magnetspule (Anspruch 7), sowie eine einfache Verbindung mit anschließenden Teilen des Antriebsstranges.
In Weiterbildung der Erfindung besteht der den Primärteil gehäuseartig umgebende Sekundärteil aus einem Werkstoff geringer magnetischer Permeabilität (Anspruch 8), vorzugsweise einem überhaupt nicht magnetisierbaren. Das verhindert Streu- und Wirbelstromverluste.
In einer fertigungstechnisch besonders praktischen Ausfuhrungsform ist der Sekundärteil in einer achsnormalen Ebene geteilt, wobei ein Teil eine Glocke mit zylindrischem Mantel bildet, in welchem Mantel die Längsnuten für die drehfeste Aufnahme der Sekundärlamellen ausgebildet sind (Anspruch 9). Dadurch und durch das gemäß Anspruch 3 abnehmbare Joch sind die einzelnen Teile einfacher zu fertigen und zusammenzu- bauen.
Im Rahmen der Erfindung können die Distanzhalter einstückig mit den Distanzringen ausgeführt sein (Anspruch 11), oder es sind an den Primärlamellen oder an den Sekundärlamellen Vorsprünge vorgesehen, die für gleiche Abstände zwischen Primärlamellen und Sekundärlamellen sorgen (Anspruch 12). Vorzugsweise sind die Vorsprünge einzelne über den Umfang verteilte einzelne Erhebungen (Anspruch 13). Diese verbessern die Zirkulation des magnetorheologischen Fluides und verhindern so dessen Entmischung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 : Schematisch einen Antriebsstrang mit dem Erfindungsgegenstand, Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausfuhrungsform des Erfindungsgegenstandes, Fig. 3: Detail III aus Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Motor mit 1 und ein Getriebe mit 2 und ein daran anschließendes Verteilergetriebe mit 3 bezeichnet. Der Antriebsstrang besteht des weiteren aus einem Vorderachsdifferential 4 einer Kardanwelle 5 die zu einem Hinterachsdifferential 6 führt, wobei das der Hinterachse zu- kommende Drehmoment mittels einer magnetorheologischen Kupplung 7 steuerbar ist. Achsen und Räder des Kraftfahrzeuges sind ohne Bezugszeichen angedeutet.
Fig. 2 zeigt die magnetorheologische Kupplung 7 genauer. Sie besteht all- gemein aus einem Stationärteil 10, einem Primärteil 11 und einem Sekundärteil 12. Der Stationärteil 10 ist hier nur angedeutet, er nimmt an den Drehbewegungen nicht teil. Er ist im Minimalfall ein einfacher Ring, durch den die Stromzufuhr erfolgt, und ist im Maximalfall ein die gesamte Kupplung 7 umgebendes Gehäuse, obwohl ein solches dank der erfin- dungsgemäßen Bauweise nicht erforderlich ist.
Der Primärteil 11 mit der gemeinsamen Rotationsachse 13 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der „Innere" Teil der Kupplung 7. Er besteht aus einem wellenartigen und im wesentlichen massiven Zentralteil 15 der an seinen beiden Enden in einen ersten Wellenstummel 16 und einen zweiten Wellenstummel 17 übergeht. Wenn der Zentralteil 15 eine Längsbohrung aufweisen sollte, so ist darauf zu achten, dass Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung ein ausreichender magnetisierbarer Querschnitt bleibt. Die beiden Wellenstummel 16,17 nehmen Lager 18 und Dichtringe 19 auf.
Der erste Wellenstummel 16 hat einen Anschlussflansch 20 für den An- schluss einer nicht dargestellten primärseitigen Welle, welcher mittels einer Keilverzahnung 23 und einer Wellenmutter 24 mit ihm verbunden ist.
An dem Anschlussflansch 20 greift hier ein Schleifkontakt 21 für die Zufuhr des Stromes an, die weiters über eine Bohrung 22 zu einer Magnetspule 25 erfolgt. Diese umgibt den zylindrischen Umfang des Zentralteiles 15 und erzeugt ein Magnetfeld. Mit dem Zentralteil 15 einstückig ist ein erstes Joch 26 ausgebildet, welches die Magnetspule 25 teilweise über- greift und dessen von ihr abgewandter Rücken eine gerundete Schulter 27 aufweist, welche im wesentlichen parallel zu der nächstgelegenen Magnetfeldlinie verläuft. Das zweite Joch 28 auf der anderen Seite der Magnetspule 25 ist ein, unter anderem aus Montagegründen, getrennter Bauteil, der auf eine Passfläche 29 des Zentralteiles 15 aufgepresst und mit einer Wellenmutter 30 gesichert ist. Auf der der Magnetspule 25 zugewandten kreisförmigen Innenkante der Joche sitzt ein Lamellenträger, der zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses aus einem nicht magnetisierbaren Material besteht. Er ist im gezeigtem Ausführungsbeispiel mittels einer Keilverzahnung 32 einseitig mit dem ersten Joch 26 drehfest verbunden, könnte es aber in der selben Weise auch mit dem zweiten Joch 28 sein. Dessen Keilverzahnung 33 setzt sich über seine ganze Länge fort und dient der drehfesten Verbindung mit den Primärlamellen 34.
Der Sekundärteil 12 bildet ein zwar rotierendes, aber vollkommen ge- schlossenes Gehäuse. Er besteht aus einer Glocke 37 mit einer zylindrischen Wand 38 und einem Deckel 41, der mit einer Kerb Verzahnung 42 und einer -Ringmutter 43 mit der Glocke 37 verbunden ist und einen Anschlussflansch 44 für den Anschluss einer nicht dargestellten sekun- därseitigen Welle hat. Die zylindrische Wand 38 der Glocke 37 hat Längsnuten bzw. eine Keilverzahnung 39, die die drehfeste aber axial verschiebbare Verbindung mit Sekundärlamellen 40 herstellt. Die Innenkontur von Glocke 37 und Deckel 41 folgt der Aussenkontur der Joche 26,28 mit geringem und etwa gleichem Abstand. Sie bilden zusammen mit den beiden Dichtungen 19 eine Begrenzung für den mit einem magnetorheologischen Fluid gefüllten Raum, dessen wirksamer Teil die Spalte 48 zwischen den Lamellen 34,40 sind.
Fig. 3 zeigt weitere die Anordnung der Lamellen 34,40 betreffenden De- tails. Um den Abstand zwischen den Primärlamellen 34 konstant zu halten, sind die Abstandsringe 50 vorgesehen, die aus einem nicht magnetisierbaren Material bestehen, ebenso wie der Lamellenträger 31, und aus dem selben Grund. Um auch die mit Fluid gefüllten Spalten 48,48' gleich breit zu halten, sind Distanzhalter vorgesehen, die verschieden ausgeführt sein können, in Fig. 3 sind drei verschiedene Varianten zu sehen, welche alternativ oder gemischt vorgesehen sein können.
Die Distanzhalter 51 sind an den Primärlamellen oder an den Sekundärlamellen angebrachte Ringwulste, die Distanzhalter 52 sind einstückig mit den Distanzringen 50 ausgebildet; und, dritte Möglichkeit, die Distanzhalter 53 sind einzelne über den Umfang verteilte Erhebungen, die auch eine gewisse radiale Erstreckung haben und schaufelförmig ausgebildet sein können, um für die Zirkulation des Fluids zu sorgen und so dessen Entmischung entgegen zu wirken.
Um das von der erfindungsgemäßen Kupplung 7 übertragene Moment zu steuern, wird der über den Schleifkontakt 21 der Magnetspule 25 zugeführte Strom variiert.

Claims

n s p r u c h e
1. Magnetorheologische Kupplung bestehend aus einem Stationärteil (10), einem drehbaren Primärteil (11) mit Primärlamellen (34) und einem drehbaren den Primärteil umgebenden Sekundärteil (12) mit Sekundär- lamellen (40), wobei zwischen Primärteil und Sekundärteil ein ein magne- torheologisches Fluid enthaltender Raum gebildet ist, in dem sich Primärlamellen und Sekundärlamellen abwechseln, und wobei eine Magnetspule (25) ein auf das magnetorheologische Fluid wirkendes Magnetfeld regelbarer Feldstärke erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärteil (11) die Magnetspule (25) enthält, deren ausserer Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser der Lamellen (34,40) ist, und im Längsschnitt durch die Kupplung eine die Magnetspule (25) umgebende geschlossene luftspaltlose Fläche hoher magnetischer Permeabilität bildet, die nur durch die mit magnetorheologischem Fluid gefüllten Spalte (48, 48') zwischen den Lamellen (34,40) unterbrochen ist, wobei die Feldliniendichte in der die Magnetspule (25) umgebenden Fläche ((26,15,28)) weitgehend gleich ist.
2. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärteil (11) aus einem Zentralteil (15) und zwei beiderseits der Magnetspule (25) und der Lamellen (34,40) angeordneten drehsymmetrischen Jochen (26,28) besteht.
3. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines (28) der beiden Joche (26,28) ein eigener Bauteil ist, der mit dem Zentralteil (15) lösbar verbunden ist.
4. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Primärlamellen (34) mit ihren Innenkanten drehfest auf einem Lamellenträger (31) angebracht sind, der die beiden Joche (26,28) verbindet und aus einem Material geringer magnetischer Permeabilität besteht.
5. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Primärlamellen (34) Distanzringe (50) aus einem Material geringer magnetischer Permeabilität vorgesehen sind, deren Durchmesser kleiner als der kleinste Durchmesser der Sekundärlamellen (40) ist.
6. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralteil (15) des Primärteiles (11) in Achsrichtung ausserhalb der Joche Wellenstummel (16,17) bildet, die an denen die Lager (18) und Dichtungen (19) gegenüber dem Sekundärteil (12) vorgese- hen ist.
7. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer (16) der Wellenstummel (16,17) den Schleifkontakt (21) für die Stromzufuhr vom Stationärteil (10) zur Magnetspule (25) aufnimmt.
8. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Primärteil (11) umgebende Sekundärteil (12) aus einem Werkstoff geringer magnetischer Permeabilität besteht.
9. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärteil (12) in einer achsnormalen Ebene geteilt ist, wobei ein Teil eine Glocke (37) mit einem zylindrischen Mantel (38) bildet, in welchem Mantel die Längsnuten (39) für die drehfeste Aufnahme der Sekundärlamellen (40) ausgebildet sind.
10. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je einer Primärlamelle (34) und einer Sekundär- lamelle (40) Distanzhalter (51 ; 52; 53) vorgesehen sind.
11. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhalter (52) einstückig mit den Distanzringen ausgeführt sind.
12. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den Primärlamellen oder an den Sekundärlamellen Vorsprünge (51;53) vorgesehen sind.
13. Magnetorheologische Kupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (53) einzelne über den Umfang verteilte Erhebungen sind.
PCT/AT2003/000240 2002-08-23 2003-08-22 Magnetorheologische kupplung WO2004018889A1 (de)

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