WO2018108941A1 - Magnetorheologischer fluiddrehdämpfer und dämpfungsverfahren - Google Patents

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WO2018108941A1
WO2018108941A1 PCT/EP2017/082474 EP2017082474W WO2018108941A1 WO 2018108941 A1 WO2018108941 A1 WO 2018108941A1 EP 2017082474 W EP2017082474 W EP 2017082474W WO 2018108941 A1 WO2018108941 A1 WO 2018108941A1
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WO
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displacer
rotary damper
magnetic field
damper
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/082474
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Battlogg
Original Assignee
Inventus Engineering Gmbh
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Publication date
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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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535—Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/145—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only rotary movement of the effective parts
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/04—Fluids
    • F16F2224/045—Fluids magnetorheological
    • 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
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2232/00—Nature of movement
    • F16F2232/06—Translation-to-rotary conversion

Definitions

  • the present invention relates to a rotary damper, wherein the rotary damper has at least one displacement means with a damper shaft and with intermeshing and rotating Verdrängerkomponenten to a rotational movement of
  • Shearing gap exposed to a magnetic field of multiple coils The known state of the art works, but requires a high mechanical and electrical effort to be able to dampen high forces or high torques with the thin shear gap.
  • the known damper works by shear forces (English, "shear mode") in the shear gap.
  • An inventive rotary damper has a housing and
  • the hollow shaft and the coupling rod have mutually cooperating transmission units to convert a relative axial movement of the coupling rod in a rotational movement of the hollow shaft.
  • At least one displacement device is arranged in the housing.
  • the displacer includes intermeshing and relatively rotatable displacer components and damper shaft and includes
  • the magnetic field source is suitable and designed to (at least partially) act on the (intermeshing and rotatable relative to each other) Verdrängerkomponenten with a magnetic field to a rotational movement of
  • the rotary damper according to the invention has many advantages.
  • the rotary damper includes a displacement device with a magnetorheological working fluid.
  • a coupling rod is assigned, the axial movement over
  • Transmission units is converted into a rotational movement of the damper shaft.
  • the rotary damper does not work with a cylindrical shear gap in which shear forces act.
  • a considerable part of the braking torque is achieved by the relatively rotating and intermeshing positive displacement components.
  • the displacer components locally displace the magnetorheological fluid during rotation. Therefore, not a simple cylindrical shear gap is effective, but there are complex effects on the MRF particles in the magnetorheological Working fluid instead.
  • the rotary damper is not biased in any direction.
  • basically the same behavior can be set in both directions of rotation.
  • the smooth running or the stiffness of a damped linear motion can be independent of the direction of movement
  • Coupling rod is converted into a rotational movement of the damper shaft, a suitable translation can be done so that the
  • Rotary damper is operated at a suitable speed.
  • the rotary damper can be rotated several turns while the axial movement is small or large. It finds one
  • Torque may need to be low. This is a cost-effective damper realized for large forces and moments, which is small and lightweight and cheap and thus suitable for mass production.
  • damping is here to be understood as a damping of a movement, which can also be referred to as braking, which means that the rotary damper also acts as a braking device
  • the damping of the movement can lead to a fixation of the relatively movable components or terminal units, so that the terminal units are fixed in a certain angular position and from there only by a particularly large force, the maximum force of the
  • Rotary damper exceeds, can be moved away.
  • a relative axial movement of the coupling rod is converted into a rotational movement of the hollow shaft.
  • the coupling rod comprises a notch profile as a transmission unit and the other transmission unit has a adapted to this notch profile. Due to the adapted notch profiles, the axial movement can be converted into a rotational movement.
  • the coupling rod comprises a threaded spindle as a first transmission unit and the second transmission unit is designed as a threaded nut.
  • Roller screw, a ball screw, a friction wheel or the like takes place.
  • the second transmission unit is with the first transmission unit
  • Damper shaft rotatably connected.
  • rotationally fixed in the sense of the present invention means “substantially rotationally fixed”. The connection does not have to be free of play. It is essential that with a continuous movement, a transmission of the movement takes place.
  • the damper shaft is designed as a hollow shaft and is
  • Transmission unit preferably designed as a threaded spindle and the second transmission unit as a threaded nut.
  • Threaded nut can be part of the hollow shaft and
  • the threaded nut is a separate component and a
  • the threaded nut is at least partially made of a plastic.
  • a surface of the threaded nut of plastics offers the advantage that at the same time with the
  • Rotary movement also lubrication of the contact areas is done. Or it is due to the good dry-running property of the Plastic requires no lubrication required.
  • Threaded nut via coupling means such as a friction wheel, a belt, a chain or via an external toothing with the damper shaft is rotatably coupled.
  • the displacer is, for example, parallel to the
  • the threaded nut comprises at least one axial stop surface and is rotatably received in the housing and axially fixed via at least one axial stop.
  • the displacer device preferably has intermeshing and relatively rotatable displacer components.
  • Processes is also a kind of "flexing work" is performed, in the case of active magnetic field chained together particles of magnetorheological fluid must be broken locally, while at the same time by the intermeshing structure of the intermeshing and relatively rotatable
  • Displacer components also a displacement by small and narrowing column takes place.
  • the magnetic field source is suitable and
  • At least one end-side axial gap is formed between the housing and the displacement device.
  • a substantial portion of the magnetic field of the magnetic field source passes through the axial gap between the housing and the displacer components. This can be a seal of the
  • Displacer each formed a frontal axial gap between the housing and the displacer.
  • Magnetic field source (or magnetic field sources) through both
  • rotary damper in the sense of the present invention means that parts of the rotary damper must rotate against each other during damping operation, in which case it means that the displacer components wetted with the magnetorheological fluid rotate relative to one another when damped.
  • At least one electrical coil or at least two electrical coils are provided.
  • at least one electrical coil is associated with each axial end or each end face. Preferably, this runs
  • Displacer components firmly connected to the damper shaft.
  • Displacer components rotatably received in the housing of the displacer.
  • the first displacer component is engaged with the second displacer component and is arranged eccentrically to the second displacer component.
  • the displacement device is designed in particular as a type of compressor device or pump.
  • the intermeshing displacer components are replaced by the
  • the displacement components are designed as tooth components or gears.
  • Displacer components mesh in particular with each other. It is also possible to use helical components such as
  • the magnetic field source comprises at least one additional permanent magnet.
  • a targeted static magnetic field can be generated in order to generate or make available, for example, a basic moment of specific height.
  • This magnetic field of the permanent magnet can be selectively amplified or weakened by the electric coil of the magnetic field source, so that the magnetic field can preferably be set arbitrarily between 0 and 100%. This results in a corresponding braking torque, which can also be adjusted preferably between 0% and 100%.
  • the magnetic field is switched off or reduced to a low value, it is possible to generate a low basic torque.
  • the first displacer component has a
  • Displacer component preferably rotatable in the housing
  • the first displacer component can be formed by an external toothing on the hollow shaft.
  • the second displacer component may be used as a toothed ring with a
  • an inner space of the displacement device can be exposed to a substantial part of the magnetic field of the magnetic field source. It means that
  • At least a part and preferably the essential part of the interior and particularly preferably the entire or at least almost entire interior of the displacer device can be exposed to the magnetic field of the magnetic field source.
  • the displacement device comprises at least one damping gap or damping channel, the
  • the damping gap is arranged in particular radially between the second displacer component and the housing.
  • at least a substantial portion of the magnetic field of the magnetic field source passes through the damping gap, which is in particular formed radially between the second displacement component and the housing.
  • the magnetorheological fluid can be passed through the interior of the displacer and is through the damping gap between the housing and the
  • the damping channel then serves as a damping valve. This creates damping force according to the valve mode ("valve mode") .
  • the damping force depends on the strength of the magnetic field (and the fixed channel dimensions)
  • the second displacer component is rotatably guided in the housing via a plurality of guide units to a defined damping gap between the second
  • Guide units are preferably arranged substantially symmetrically or regularly over the circumference of the second displacer component. Each guide unit may extend over part of the axial length of the second displacer component and also over extend almost the entire or total axial length of the second displacer component.
  • the guide units can be used as sliding units or z. B. be designed as storage units.
  • the sliding blocks can be made of brass, bronze or similar
  • the sliding blocks or guide units have a low magnetic relative permeability. It is possible that, for example, as an annular gap
  • formed damping gap is divided by the guide units into a plurality of gap segments or angle segments.
  • the housing includes a first and a second end portion and a middle portion therebetween.
  • an electrical coil in at least one of the two end regions, and in particular in both end regions in each case an electrical coil
  • An axis of the coil is particularly in
  • the housing consists of several segments.
  • the housing consists of two end segments and a middle segment, the end regions then being formed by the end segments and the middle region by the middle segment.
  • Balancing device is provided with a compensation volume.
  • the compensation device is coupled to the central region.
  • the compensation device with a compensation volume serves to compensate for temperature fluctuations in order to provide the functionality in wide temperature ranges.
  • the compensation device is used to compensate for leakage, so as to enable a year-long maintenance-free operation.
  • the housing consists at least substantially of a magnetically conductive material having a relative permeability greater than 100.
  • the relative permeability greater than 100.
  • Material exists. Particularly preferably, at least one exists the adjacent to the displacement components housing portions of a magnetically conductive material.
  • axially adjacent to the electrical coil in the housing is a ring of a material having a relative
  • the ring is in particular axially between the electric coil and the
  • the ring and / or the electrical coil is located substantially or almost completely or completely radially further outside than the axial gap located between the displacer component and the housing section.
  • complete it is meant here that the portion radially outwards is greater than 80% and in particular greater than 90%, more preferably the ring is axially adjacent and adjacent to a central portion of the housing smaller than 5 or even smaller 2.
  • the ring is preferably made of magnetically non-conductive materials, for example, the ring may be made of austenitic steels
  • Magnetic field of the magnetic field source is reliably prevented.
  • a substantial portion of the magnetic field of the magnetic field source passes through one or the axial gap between the housing and at least one of the displacer components. This means that also the axial gap between the
  • Displacer components and the housing is exposed to a substantial part of the magnetic field of the magnetic field source.
  • a sealing effect is generated within the axial gap and, in addition, the damping is increased.
  • a pressure drop within the magnetic field due to the magnetic field and the resulting sealing effect (chaining of carbonyl iron particles), a pressure drop within the
  • the magnetic field lines in this case preferably run transversely to the sealing surface and in particular not or only slightly in the splitter extension direction.
  • the magnetorheological fluid is by rotational movement of the intermeshing
  • Displacer components from an inlet of the displacer device to an outlet of the displacer conveyable. It is possible that in each case at least one pressure sensor is provided at the inlet and / or the outlet.
  • damper shaft is led out of the housing on both sides.
  • the damper shaft may have a blind hole in all embodiments and only
  • damper shaft is formed hollow throughout.
  • a seal between the damper shaft and the housing is provided on each housing bushing.
  • the inlet and the outlet are the same
  • Displacer arranged on different axial sides of the displacer device.
  • the outlet is connected to the inlet via the damping gap.
  • the magnetic field is weaker in a region of the inlet than in a region of the outlet. This prevents cavitation during suction.
  • the damping circuit of the magnetorheological fluid is disposed completely within the housing. This achieves a compact construction. The sealing effort is thereby
  • At least one sensor detects a measure of an axial position of the coupling rod and / or for an angular position of the damper shaft.
  • a scale device is arranged.
  • a sensor is on the housing attached, which detects a measure of an axial position or angular position with the scale device. It is also possible that a load sensor for detecting a characteristic value for a torque of the damper shaft is provided.
  • At least one electric motor is provided, which can be coupled to the damper shaft and / or the coupling rod.
  • At least one sensor device which comprises at least one position and / or distance sensor for detecting a position and / or a distance of surrounding objects.
  • the control device may be designed and configured to control the rotary damper in dependence on the sensor data of the sensor device.
  • the tooth volume initially increases, thereby sucking the working fluid in.
  • the tooth space is released in the direction of the outlet, and the reduced space in the tooth space compresses the fluid and pressure builds up.
  • the magnetorheological fluid is conveyed from one side (suction level) to the other side (pressure level).
  • the pressure plane and the sowing level are connected via the annular gap radially between the second displacer component and the inside of the housing.
  • This damping gap is used as "MRF valve" when a magnetic field is applied in the magnetic gap a pressure difference is generated and the drive torque increases.
  • magnetorheological fluid results in an additional seal (virtually a magnetic seal). This allows the
  • Leakage compensation is preferably arranged approximately centrally between the suction side and the pressure side. But any other position is conceivable.
  • the rotary damper is designed in the manner of a gerotor pump and has a hollow shaft.
  • a significant advantage of the invention is low production costs.
  • the rotary damper or the housing of the rotary damper can in all cases z. B. attached to a bracket.
  • the threaded spindle is preferably rotatably connected with a hinge eye with the bracket so that z. B. only a pivoting movement is possible.
  • the introduced via the kinematics axial force is through the threaded spindle-nut combination in a
  • the threaded nut can further the Release axial force to the housing of the rotary damper (pump cover).
  • connection of the threaded nut to the rotary damper can only transmit a torque, thereby no axial force is introduced into the rotary damper.
  • a temperature compensation is provided in particular. This is located here (approximately) in the middle of the magnetic gap, so it must be biased with (about) half of the maximum operating pressure.
  • the rotary damper is preferably suspended on the side opposite the spindle and in particular with the bracket (sheet metal bracket or steel bracket) on a device
  • Ball screw or ball screw or a rack with a gear or a frictional connection can be used.
  • the rotary damper could be arranged parallel to the threaded spindle and by means of a transmission element such.
  • a transmission element such as a toothing, a friction wheel, a belt or toothed belt, a chain, a flat or V-belt are driven. This allows the rotary damper to build smaller.
  • the translation between the spindle and the rotary damper can be varied as an MRF brake.
  • the spindle gear can be used as a cost-effective "first gear"
  • the flange or collar of this construction anyway
  • rotating spindle nut can be designed as a large gear and easy by a second smaller and the electric motor
  • assigned gear are preferably tapped, so that a cost second gear stage is present.
  • the rotary encoder for controlling the electric motor is already available. This provides a cost effective and simple solution for an active actuator, such as an actuator. a linear unit in tool makers or handling equipment, an active door in
  • Vehicles eg comfort opening / closing a motor vehicle door.
  • a scale device (eg increments and in particular magnetic increments) is preferably mounted on the spindle nut.
  • a mounted on a stationary housing encoder detects the rotation and gives them to the controller or Electronics continue.
  • Rotary encoders or angular position sensors can be used.
  • a major advantage of such a design / solution is that the large diameter creates a large circumference, in addition, the nut rotates in a specific embodiment about four revolutions per stroke, whereby the circumference is rolled four times. There is a significant translation from the measured stroke to the actual stroke, so a more favorable sensor with a lower resolution can be used.
  • a rotary encoder on a rotatable component such.
  • a longitudinal encoder between a door handle and a door or a near field sensor (optical sensor, which monitors the movements) can be used.
  • a compensation device is preferably used for temperature compensation.
  • the compensating volume is in particular with a gas pressure (preferably air or
  • the gas pressure must be at least half the operating pressure of the rotary damper so as not to have any unintentional softness by the gas spring in the system.
  • the gas pressure is separated by a rubber membrane, whereby a function independent of the position is ensured. If an upright position can be ensured, can be dispensed with a membrane.
  • Gas pressure cushion must then always be at the highest point of the rotary damper. It is also possible to use a separating piston, wherein the separation of gas volume to the MR Volume is done by the piston.
  • Cooling device to provide (eg heat exchanger, radiator, radiator fan ...) or the rotary damper with (cooling) air
  • the rotary damper can also be used as a shock absorber in landing gear or buildings / bridges to quickly decay the vibrations of the sprung masses. In buildings and bridges, the application can also be used to dampen earthquakes.
  • the invention is also directed to (a) transport means such as e.g. Troop carriers, tanks, helicopters or the like with one or more of the previously described rotary damper. This is z. B. possible, transported persons
  • the inventive method is used for damping a linear movement with a rotary damper, wherein a relative axial movement of a coupling rod of the rotary damper is converted into a rotational movement of the hollow shaft of the rotary damper.
  • a displacement device is arranged in the housing.
  • Displacer includes the damper shaft and intermeshing and rotatable relative to each other Verdrängerkomponenten and contains a magnetorheological fluid as
  • the displacer components are subjected to a magnetic field to a rotational movement of the damper shaft dampen.
  • the braking torque can be adjusted quickly and flexibly in many areas. This only a small amount of space and a low weight is necessary.
  • the method is carried out with a rotary damper comprising a housing and at least one magnetic field source and a damper shaft designed as a hollow shaft.
  • a coupling rod is received in the damper shaft.
  • the hollow shaft and the coupling rod have
  • At least one displacement device is arranged in the housing.
  • the displacement device comprises interlocking and rotatable relative to each other
  • Displacer components and the damper shaft and contains a magnetorheological fluid as the working fluid and is thus operable.
  • the magnetic field source acts as needed, the intermeshing and relatively rotatable
  • Displacement components with a magnetic field to dampen a Drehbewegun the damper shaft Displacement components with a magnetic field to dampen a Drehbewegun the damper shaft.
  • the invention also relates to an assembly for energy absorption in an overload event.
  • the assembly can be part of a
  • the assembly includes in each case at least one rotary damper.
  • the module is designed to prevent or reduce damage to objects such as persons or objects during (one-time) overload events.
  • the assembly reduces the load resulting from a single energy input occurring on an object arranged on the assembly or coupled thereto (such as a person or a person) also an object).
  • Such a one-time overload event with an energy input occurs z. B. or in particular in a crash of a helicopter or z. As in an emergency landing with an airplane or a mine explosion.
  • the assembly according to the invention is used on means of transport, such as troop-carriers, tanks, helicopters or the like, in order to protect in particular transported persons from health-threatening or even life-threatening shocks, for example when a mine explodes
  • no preload is basically present in an end position.
  • the rotary damper is not biased in any direction.
  • basically the same behavior can be set in both directions of rotation.
  • the smooth running or the stiffness of a damped linear motion can be independent of the direction of movement
  • the rotary damper when used as an energy absorption element in case of overload (eg explosion of a mine), can also be used as a (permanent) comfort damper
  • shock absorbers are used while driving.
  • An assembly according to the invention comprises at least one
  • Rotary damper and is used in particular for energy absorption in an overload event. It is at least one energy absorber for energy absorption and reduction of a resulting load, in particular on at least a portion of the assembly or on an object coupled or coupled to the assembly includes.
  • the energy absorber comprises at least one rotary damper or is designed as a rotary damper.
  • the energy absorber comprises at least one fastening device provided thereon and at least one holding device provided thereon.
  • the attachment means is with one end or part
  • the energy absorber is intended for a relative movement to absorb energy between the fastening device and the holding device and in particular to dissipate energy or convert it into heat, in particular in order to reduce the load on an object that can be connected or coupled to the module.
  • the energy absorber includes the rotary damper.
  • the rotary damper has a housing and at least one
  • Magnetic field source and designed as a hollow shaft damper shaft.
  • a coupling rod is added in the damper shaft.
  • the hollow shaft and the coupling rod face each other
  • the displacement device comprises intermeshing and rotatable relative to each other Verdrängerkomponenten and the damper shaft and a
  • the magnetic field source is suitable and
  • This assembly according to the invention has many advantages.
  • the assembly preferably comprises a seat device or at least one seat device.
  • the holding device is connected to the seat device and the fastening device can be connected to the body of a means of transport. Thereby, a movement of the seat device can be damped.
  • the assembly comprises a seat assembly of one Motor vehicle and at least one energy absorber.
  • the seat device preferably has one in all cases
  • the energy absorber is in particular functionally mounted between the seat and the seat frame.
  • the seat assembly is attached via two units, of which at least one unit the
  • both units serve identical purposes. It is also possible that one unit comprises a damper device for damping normal shocks during operation, while the other unit has an energy absorber for energy absorption in accidents.
  • the damping may be provided in one column and the provision in the other column. If two
  • Energy absorber dampens a first explosion and a second dampens a second explosion or ground impact after the first explosion.
  • the assembly is designed in particular for a single load, but can be used for a permanent damping of shocks. In an explosion or the like
  • the energy absorber is particularly suitable and
  • An object is coupled to the assembly when the object z. B. arranged on a transport surface, placed and / or fixed.
  • the assembly according to the invention is suitable for use in a wide variety of applications.
  • the assembly can be used on means of transport such as tanks, helicopters, ships, aircraft or even to troop carriers or cars to strong shocks at z. As explosions and the like.
  • a single overload event can have multiple disturbance events. This can be lifted in a mine explosion below an armored vehicle, this first in the air. This is the first disturbance event. The occurring accelerations in the first disturbance event can be extreme. Then the armored vehicle falls back to the ground. The impact represents a second disruptive event of the same
  • a single overload event with a high energy input can not only occur in a mine explosion.
  • Such a one-time overload event occurs e.g. B. even in an off-road accident of a vehicle when the driver to Example loses control and the vehicle unforeseen and unpredictable z. B. an embankment or the like crashes and hits harder on the ground hard.
  • B. an embankment or the like crashes and hits harder on the ground hard.
  • Overload event can not be deduced from the speed of the vehicle, but depends on the height of fall, but not from z.
  • B. the speed of the vehicle can be derived.
  • Vehicles with an assembly according to this invention preferably have a seat structure with a seat and a seat frame, in which the energy absorber described above largely absorbs the particular vertical or substantially vertical Auf ⁇ impact energy.
  • the energy absorber described above largely absorbs the particular vertical or substantially vertical
  • the seat and the seat frame at least one energy absorber to cushion the vertical forces and / or the forces parallel to the seat back and / or to cushion the forces perpendicular to the seat.
  • Such forces arise in a hard (at least partially vertical) impact of the vehicle off the road.
  • the invention in this embodiment is not primarily intended to absorb energy in a head-on collision.
  • crash zones or airbags of the vehicle are provided for frontal collisions in the plane.
  • the magnitude of vertical loads on congestion events and road-side accidents or the magnitude of vertical loads on mine explosions can not be derived from pre-overload parameters as they can not be estimated or measured.
  • the object which can be coupled to the assembly can be coupled directly or indirectly to the assembly.
  • the object can and / or be arranged directly on the module or an associated component or directly or indirectly. It can be a solid and / or detachable connection. Or the object is placed on the assembly or associated component and held by weight.
  • the energy absorber can be installed vertically, horizontally or diagonally. For the derivation of vertical forces can be deflected accordingly.
  • Figure 1 shows a schematic cross section through a device with a rotary damper
  • Figure 2 is an exploded view of the device of FIG.
  • Figure 3 is a highly schematic cross-section through a
  • Figure 3b is a schematic plan view of an end portion of the Housing of the rotary damper of Figure 2 or 3;
  • Figure 4 is a highly schematic plan view of an insert of the rotary damper in a seat.
  • connection unit 151 is connected to the
  • the first transmission unit 61 is formed with the first notch profile 62.
  • the first transmission unit 61 is as
  • Threaded spindle 65 executed.
  • the first transmission unit 61 cooperates with the second transmission unit 71, which has an adapted second notch profile 72.
  • the second transmission unit is formed as an internal thread on the threaded nut 75, which is applied to the threaded spindle 65.
  • the threaded nut 75 has a radially outwardly projecting flange 77 at its two axial ends
  • Stop surfaces 76 provides. Here is the
  • the threaded nut 75 has at a longitudinal section over a non-circular outer contour, which is designed with a correspondingly adapted non-circular inner contour of the hollow shaft 3a
  • the housing 12 essentially consists of a first end region or end segment 22, a second end region or
  • the segments 22 and 24 are screwed together by means of screws and nuts 52 and 53, wherein the central region 23 is clamped between the end regions 22 and 24. Seals 42 are provided between the individual segments.
  • the displacement device 2 In the interior of the housing 12, the displacement device 2 is arranged, the displacement components 4 and 5 comprises.
  • the displacer 4 is formed as external teeth 11 in a central region of the hollow shaft 3a.
  • Displacer 5 is annular and has on the inside an internal toothing 13 which in the
  • External toothing 11 is preferably different.
  • the number of teeth differs by the value 1.
  • the axes of rotation of the displacement components 4 and 5 are arranged in particular parallel to each other.
  • the hollow shaft 3 a is mounted in the end regions 22 and 24 of the housing 12 via bearings 44 designed in particular as sliding bearings. Axial inward of the plain bearings are seals 28
  • the interior of the displacement device is connected to the
  • magnetorheological fluid 6 filled, so at a
  • Torque can be adjusted.
  • the compensation device 29a is connected to the damping gap 18 and provides a compensation volume 29 to different temperatures and
  • a separating piston or a membrane may be arranged to be filled with air (which may also be nitrogen)
  • separating piston or a membrane since then collects the lighter gas of the compensation volume above the magnetorheological fluid.
  • dotted Figure 1 is still shown a variant in which the hollow shaft is formed extended at the right end here.
  • the hollow shaft may also be extended at the other end.
  • a gear 57 is mounted, which is coupled via a toothed belt as a coupling means 56 with a gear of an electric motor 35.
  • Electric motor 35 is provided with a smaller number of teeth than the gear 57 (translation into fast). In addition, a further reduction is achieved via the coupling of the threaded nut to the threaded spindle, so that the electric motor 35 can operate at a higher speed to actively move a component or to support the operation. Instead of that
  • Gear / timing belt can also be a chain, V-belt, flat belt, V-ribbed belt, friction wheel or a direct meshing toothing can be used.
  • Braking torque due to the magnetorheological rotary damper 1 be applied (eg 20 Nm), while on the other hand via the electric motor 35 an active movement of components is possible.
  • the torque to be applied by the electric motor 35 does not have to be large (for example, ⁇ 1 Nm, preferably ⁇ 0.1 Nm), so that a small / low-cost motor with a low power suffices.
  • FIG. 2 shows an exploded view of the device according to FIG. 1.
  • the axial stop 55 serves to fix the threaded nut 75 and is pressed on the first end portion 22 of the housing 12 in order to fix the threaded nut 75 to the housing 12 axially.
  • one axial stop 54 acts against the other
  • Threaded nut 75 rotates in a linear movement of the
  • Threaded spindle 65 The threaded spindle 65 is connected to the first connection unit 151.
  • Bearings 44 serve to support the damper shaft 3 designed as a hollow shaft 3a.
  • the rings 20 are positioned next to the electric coils 9 in the installed state and prevent them from coming
  • the housing parts 22, 23 and 24 are screwed together by screws 52 and nuts 53.
  • the displacer component 5 is rotatably arranged in the housing 12. Guide units 21 on the outside ensure that a defined radial gap 18 remains between the outer wall of the displacer component 5 and the inner wall of the housing 12.
  • the radial gap 18 serves as a damping gap. Via the radial gap 18, the magnetorheological fluid displaced by the displacer 2 from the inlet side to the outlet side is returned to the inlet side.
  • Figure 3 shows a variant of the rotary damper 1.
  • the coupling rod 60 is again designed as a threaded spindle 65 in order to convert an axial movement into a radial movement.
  • a threaded nut 75 is coupled to the hollow shaft 3a.
  • the rotary damper 1 is extremely compact and can be produced very inexpensively and can be used in high pressure ranges. To generate high maximum pressures sealing mechanisms are taken. There are used favorable mechanical gap dimensions. In addition, targeted areas of the displacer and the housing 12 are magnetized as needed. Critical areas, such as the area between the inlet and outlet channels, and the axial gaps 25 have fewer leaks and thus higher maximum pressures can be achieved. The can
  • FIG. 3 some magnetic field lines of the magnetic field 10 are shown by way of example.
  • the magnetic field lines each extend through an end region 22 or 24 and the middle region 23 of the housing 12 and pass approximately radially through the
  • Displacer 5 through and then pass from the second displacer 5 in the first displacer 4. From there, the magnetic field lines pass through the axial gap 25 between the first and second displacer components 4, 5 and the respective end region 22, 24, so that they are closed
  • Magnetic field lines result. Here are each by one
  • Interior 16 of the rotary damper 1 and the housing 12 existing magnetorheological particles of the magnetorheological fluid 6 with each other, wherein the strength of the concatenation of the strength of the applied magnetic field 10 depends.
  • magnetically non-conductive rings 20 which have a total relative permeability of less than ten, is a
  • one end region (or both) consists of two or more parts or sections. In this case, the adjacent to the displacement components 4,5
  • Section preferably magnetically more conductive than the
  • the adjacent portion (or the entire end portion) preferably has a relative
  • Permeability greater than ten and in particular greater than 100 and preferably greater than 1000 on.
  • the radial gap is 18
  • an axial gap 25 of about 0.03 mm and a radial gap of about 0.3 mm have been found to be favorable.
  • the magnetic field leads to a frontal sealing by Crosslinking and aligning the iron particles.
  • the frontal axial gaps 25 are reliably sealed against high pressures. The leakage between the pressure and suction side is low.
  • Figure 3b shows a highly schematic plan view of an end portion 22 or 24 of a housing 12 of a rotary damper 1 of Figure 1 or 2, wherein the internal structure of the rotary damper 1 and the flow guide is clear.
  • the drawing shows z. B. the end portion 22 in a plan view from the inside, but without the displacer 4.
  • Displacer 5 is shown in dashed lines and may have more or fewer teeth in different embodiments. Radially outwardly of the radially outermost tooth contour of the displacer components 4 and 5, there is provided a circumferential groove 50 in the end region 22 (and 24) which extends completely around the axis in the end region 22 (and 24).
  • Circumferential groove 50 serves as a collection (50) or distribution channel (51) for the MRF.
  • the circumferential groove can also extend only over portions of the circumference.
  • a suction kidney 26a is formed on the suction side 26 or at the inlet, through which the MRF can be sucked into the intermediate space 43 between the internal toothing 13 and the external toothing 11.
  • the MRF sucked in through the suction kidney 26a flows from the pressure side 27 through the damping channel 17 or its partial segments to the suction side 26.
  • the damping channel 17 extends over (almost) the complete outer circumference of the outer
  • Displacer 5 There may be at the full extent z. B. the narrow segments of the guide units 21 are missing.
  • the suction kidney 26a and the pressure kidney 27a formed in the other end region on the other end face each extend approximately kidney-shaped over an angular range ⁇ 180 °, as is usual in gerotor pumps or gerotor pumps.
  • the circumferential groove 50 and the suction kidney 26a together form a supply channel, while the circumferential groove 51 and the pressure kidney 27a together Form discharge channel.
  • the collecting groove 50 on the suction side and the collecting groove 51 collect on the suction side the MRF and discharge it on the pressure side over the complete circumference.
  • the collecting groove 51 may also be referred to as distribution groove 51.
  • the suckling and pressure kidneys can also be at the same
  • FIG. 4 shows a seat 300, such as a driver, front passenger or crew seat, as shown in FIG. B. is used in armored vehicles 400 with wheels 401 or chains or the like and should protect the occupant 200 in the event of an explosion of the mine 500.
  • the seat 300 is here vertically displaceable and over a
  • the rotary damper 1 corresponds to a rotary damper 1, as previously described.
  • the coupling rod 60 is again designed as a threaded spindle 65 in order to convert an axial movement into a radial movement.
  • Parameters can be sensor signals. Sensors detect the type and strength of the explosion.
  • the invention thus also relates to an assembly for Energy absorption during an overload event.
  • the assembly may be part of or comprise a seat or be formed as such.
  • the assembly includes in each case at least one rotary damper.
  • the module is used for one-off overload events to prevent or reduce damage to objects, such as people or objects.
  • the assembly reduces the resulting due to a one-time energy input load on a arranged on the assembly or coupled object (such as a person or an object).
  • a one-time overload event with an energy input occurs z. B. or in particular in a crash of a helicopter or z. As in an emergency landing with an airplane or a mine explosion.
  • the assembly according to the invention is used on means of transport, such as troop-carriers, tanks, helicopters or the like, in order to protect in particular transported persons from health-threatening or even life-threatening shocks, for example when a mine explodes
  • no preload is basically present in an end position.
  • the rotary damper is not biased in any direction.
  • basically the same behavior can be set in both directions of rotation.
  • the smooth running or the stiffness of a damped linear motion can be independent of the direction of movement
  • the rotary damper when used as an energy absorption element in case of overload also as a (permanent) comfort damper

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Abstract

Drehdämpfer (1) mit einem Gehäuse (12) und mit einer Magnetfeldquelle (8) und mit einer als Hohlwelle (3a) ausgebildeten Dämpferwelle (3), wobei in der Dämpferwelle (3) eine Koppelstange (60) aufgenommen ist und wobei die Hohlwelle (3a) und die Koppelstange (60) miteinander zusammenwirkende Übertragungseinheiten (61, 71) aufweisen und eine relative Axialbewegung der Koppelstange (60) in eine Drehbewegung der Hohlwelle (3a) umwandeln. In dem Gehäuse (12) ist eine Verdrängereinrichtung (2) angeordnet. Die Verdrängereinrichtung (2) umfasst die Dämpferwelle (3) und ineinander eingreifende und relativ zueinander drehbare Verdrängerkomponenten (4, 5). Die Verdrängereinrichtung (2) enthält und ein magnetorheologisches Fluid (6) als Arbeitsfluid und ist damit betreibbar. Die Magnetfeldquelle (8) ist dazu geeignet und ausgebildet, die Verdrängerkomponenten (4, 5) mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen, um eine Drehbewegung der Dämpferwelle (3) zu dämpfen.

Description

MAGNETORHEOLOGISCHER FLUIDDREHDÄMPFER UND DÄMPFUNGSVERFAHREN
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehdämpfer, wobei der Drehdämpfer wenigstens eine Verdrängereinrichtung mit einer Dämpferwelle und mit ineinander eingreifenden und rotierenden Verdrängerkomponenten aufweist, um eine Drehbewegung der
Dämpferwelle zu dämpfen.
Im Stand der Technik sind verschiedenste Dämpfer bekannt
geworden, mit denen eine gezielte Dämpfung von Bewegungen möglich ist .
Mit der US 2015 / 0345134 AI ist ein Dämpfer zur Dämpfung von Schwingungen von Gebäuden bei Erdbeben bekannt geworden. Dabei wird über eine Spindelkonstruktion eine Linearbewegung in eine Rotationsbewegung umgesetzt. Zur Dämpfung der Drehbewegung wird ein mit einem magnetorheologischen Fluid gefüllter dünner
Scherspalt einem Magnetfeld mehrerer Spulen ausgesetzt. Der bekannte Stand der Technik funktioniert, benötigt aber einen hohen mechanischen und elektrischen Aufwand, um mit dem dünnen Scherspalt hohe Kräfte bzw. hohe Drehmomente dämpfen zu können. Der bekannte Dämpfer arbeitet über Scherkräfte (engl, „shear mode") in dem Scherspalt.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen vorteilhaften und kostengünstigen Drehdämpfer zur Verfügung zu stellen, bei dem hohe Dämpfungskräfte einfacher erzeugbar sind.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Drehdämpfer mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 33 . 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 weist ein Gehäuse und
wenigstens eine Magnetfeldquelle und eine als Hohlwelle
ausgebildete Dämpferwelle auf. In der Dämpferwelle ist eine Koppelstange aufgenommen. Die Hohlwelle und die Koppelstange weisen miteinander zusammenwirkende Übertragungseinheiten auf, um eine relative Axialbewegung der Koppelstange in eine Drehbewegung der Hohlwelle umzuwandeln. In dem Gehäuse ist wenigstens eine Verdrängereinrichtung angeordnet. Die Verdrängereinrichtung umfasst ineinander eingreifende und relativ zueinander drehbare Verdrängerkomponenten und die Dämpferwelle und enthält
(wenigstens) ein magnetorheologisches Fluid als Arbeitsfluid und ist damit betreibbar. Die Magnetfeldquelle ist dazu geeignet und ausgebildet, die (ineinander eingreifenden und relativ zueinander drehbaren) Verdrängerkomponenten (wenigstens teilweise) mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen, um eine Drehbewegung der
Dämpferwelle zu dämpfen.
Der erfindungsgemäße Drehdämpfer hat viele Vorteile. Ein
erheblicher Vorteil des erfindungsgemäßen Drehdämpfers wird dadurch erzielt, dass der Drehdämpfer eine Verdrängereinrichtung mit einem magnetorheologischen Arbeitsfluid enthält. Außerdem ist eine Koppelstange zugeordnet, deren Axialbewegung über
Übertragungseinheiten in eine Drehbewegung der Dämpferwelle umgewandelt wird. Der Drehdämpfer arbeitet nicht mit einem zylindrischen Scherspalt, in welchem Scherkräfte wirken. Bei dem erfindungsgemäßen Drehdämpfer wird ein erheblicher Teil des Bremsmomentes durch die sich relativ zueinander drehenden und ineinander eingreifenden Verdrängerkomponenten erreicht. Die Verdrängerkomponenten verdrängen bei der Drehung lokal das magnetorheologische Fluid. Deshalb ist nicht ein einfacher zylindrischer Scherspalt wirksam, sondern es finden komplexe Beeinflussungen der MRF-Partikel in dem magnetorheologischen Arbeitsfluid statt.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist grundsätzlich keine
Vorbelastung in eine Endposition vorhanden. Der Drehdämpfer ist in keine Richtung vorgespannt. Dadurch kann grundsätzlich ein gleiches Verhalten in beide Drehrichtungen eingestellt werden. Die Leichtgängigkeit oder die Schwergängigkeit einer gedämpften Linearbewegung kann unabhängig von der Bewegungsrichtung
eingestellt werden. Dadurch, dass eine Axialbewegung der
Koppelstange in eine Drehbewegung der Dämpferwelle umgewandelt wird, kann eine geeignete Übersetzung erfolgen, sodass der
Drehdämpfer mit einer geeigneten Drehzahl betrieben wird. Der Drehdämpfer kann mehrere Umdrehungen gedreht werden, während die Axialbewegung klein oder groß ist. Es findet eine
Drehmomentübersetzung statt, sodass das maximal erzeugbare
Drehmoment gegebenenfalls gering sein muss. Damit wird auch für große Kräfte und Momente ein kostengünstiger Dämpfer realisiert, der klein baut und leicht und günstig ist und sich somit für den Serieneinsatz eignet.
Unter dem Begriff „dämpfen" ist hier eine Dämpfung einer Bewegung zu verstehen, die auch als Bremsen bezeichnet werden kann. Das bedeutet, dass der Drehdämpfer auch als Bremseinrichtung
bezeichnet werden kann. Die Dämpfung der Bewegung kann zu einer Fixierung der relativ zueinander bewegbaren Komponenten oder Anschlusseinheiten führen, sodass die Anschlusseinheiten in einer bestimmten Winkelposition fixiert werden und von dort nur durch eine besonders große Kraft, die die maximale Kraft des
Drehdämpfers übersteigt, wegbewegt werden kann.
Vorzugsweise ist es möglich, die Bewegung der Anschlusseinheiten zueinander über den Drehdämpfer gesteuert zu blockieren.
In allen Ausgestaltungen wird eine relative Axialbewegung der Koppelstange in eine Drehbewegung der Hohlwelle umgewandelt.
Vorzugsweise umfasst die Koppelstange ein Einkerbungsprofil als Übertragungseinheit und die andere Übertragungseinheit weist ein daran angepasstes Einkerbungsprofil auf. Durch die angepassten Einkerbungsprofile kann die Axialbewegung in eine Drehbewegung umgesetzt werden.
Vorzugsweise umfasst die Koppelstange eine Gewindespindel als erste Übertragungseinheit und die zweite Übertragungseinheit ist als Gewindemutter ausgebildet.
In allen Ausgestaltungen ist es möglich, dass die
Einkerbungsprofile als Verzahnung oder als Gewinde oder
dergleichen ausgebildet sind. Möglich ist es aber auch, dass eine Übertragung über (wenigstens) eine Bewegungsschraube, eine
Rollengewindespindel, eine Kugelgewindespindel, ein Reibrad oder dergleichen erfolgt.
Vorzugsweise ist die zweite Übertragungseinheit mit der
Dämpferwelle drehfest verbunden. Unter dem Begriff „drehfest" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist „im Wesentlichen drehfest" gemeint. Die Verbindung muss nicht spielfrei sein. Wesentlich ist, dass bei einer kontinuierlichen Bewegung eine Übertragung der Bewegung erfolgt.
Die Dämpferwelle ist als Hohlwelle ausgebildet und ist
insbesondere (unmittelbar) drehfest mit der Gewindemutter gekoppelt. Bei einer solchen Ausgestaltung ist eine erste
Übertragungseinheit vorzugsweise als Gewindespindel ausgeführt und die zweite Übertragungseinheit als Gewindemutter. Die
Gewindemutter kann Bestandteil der Hohlwelle sein und
beispielsweise einstückig damit gefertigt sein. Vorzugsweise ist die Gewindemutter ein separates Bauteil und über eine
entsprechende Koppelkontur drehfest mit der Hohlwelle gekoppelt.
Vorzugsweise ist die Gewindemutter wenigstens teilweise aus einem Kunststoff gefertigt. Eine Oberfläche der Gewindemutter aus Kunststoffen bietet den Vorteil, dass gleichzeitig mit der
Übertragung und Umwandlung einer Axialbewegung in eine
Drehbewegung auch eine Schmierung der Kontaktbereiche erfolgt. Oder es ist durch die gute Trockenlauf-Eigenschaft des Kunststoffes bedingt keine Schmierung erforderlich.
In allen Ausgestaltungen ist es auch möglich, dass die
Gewindemutter über Koppelmittel wie ein Reibrad, ein Riemen, eine Kette oder über eine Außenverzahnung mit der Dämpferwelle drehfest gekoppelt ist. Bei derartigen Ausgestaltungen ist die Verdrängereinrichtung beispielsweise parallel zu der
Gewindestange bzw. der Koppelstange angeordnet. Eine solche
Ausgestaltung ermöglicht eine Dämpferwelle mit einem kleineren Außendurchmesser, da die Gewindespindel nicht durch die Hohlwelle durchgeführt werden muss. Die Gewindespindel muss einen gewissen Außendurchmesser aufweisen, um den nötigen Knickschutz zu bieten.
Vorzugsweise umfasst die Gewindemutter wenigstens eine axiale Anschlagfläche und ist in dem Gehäuse drehbar und über wenigstens einen Axialanschlag axial fixiert aufgenommen.
Vorzugsweise weist die Verdrängereinrichtung miteinander kämmende und relativ zueinander drehbare Verdrängerkomponenten auf.
Dadurch wird bei wenigstens einem Teil einer Umdrehung und insbesondere einer vollständigen Umdrehung eine lokale
Verdrängung des magnetorheologischen Fluids erreicht. Gemäß einer praktischen und vereinfachten Vorstellung der tatsächlichen
Abläufe wird auch eine Art von „Walkarbeit" verrichtet, bei der bei wirkendem Magnetfeld miteinander verkettete Partikel des magnetorheologischen Fluids lokal aufgebrochen werden müssen, während gleichzeitig durch die miteinander kämmende Struktur der ineinander eingreifenden und relativ zueinander drehbaren
Verdrängerkomponenten auch eine Verdrängung durch kleine und sich verengende Spalte erfolgt. Insofern ist die Vorstellung, dass auch Keileffekte und/oder Ventileffekte beim erzeugten Drehmoment bzw. Bremsmoment eine Rolle spielen.
Vorzugsweise ist die Magnetfeldquelle dazu geeignet und
ausgebildet, die ineinander eingreifenden und relativ zueinander drehbaren Verdrängerkomponenten (wenigstens teilweise) mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen, um eine Drehbewegung der Dämpferwelle zu dämpfen.
Vorzugsweise ist wenigstens ein stirnseitiger Axialspalt zwischen dem Gehäuse und der Verdrängereinrichtung ausgebildet.
Vorzugsweise durchtritt ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle den Axialspalt zwischen dem Gehäuse und den Verdrängerkomponenten. Dadurch kann eine Dichtung des
stirnseitigen Axialspalts erfolgen.
Vorzugsweise ist an beiden axialen Enden der
Verdrängerkomponenten jeweils ein stirnseitiger Axialspalt zwischen dem Gehäuse und der Verdrängereinrichtung ausgebildet. Dabei tritt ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der
Magnetfeldquelle (oder der Magnetfeldquellen) durch beide
Axialspalte zwischen dem Gehäuse und den Verdrängerkomponenten durch und bewirkt eine Dichtung der stirnseitigen Axialspalte, weil sich die Carbonyleisenpartikel von magnetorheologischen Flüssigkeiten unter Magnetfeldeinfluss verketten und dadurch quasi „abdichten".
Der Begriff „Drehdämpfer" im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass sich Teile des Drehdämpfers im dämpfenden Betrieb gegeneinander drehen müssen. Hier bedeutet es, dass sich die mit dem magnetorheologischen Fluid benetzten Verdrängerkomponenten bei einer Dämpfung relativ zueinander drehen.
Vorzugsweise sind wenigstens eine elektrische Spule oder es sind wenigstens zwei elektrische Spulen vorgesehen. Vorzugsweise ist jedem axialen Ende oder jeder Stirnseite jeweils wenigstens eine elektrische Spule zugeordnet. Vorzugsweise verläuft das
Magnetfeld quer zu dem Axialspalt.
Insbesondere ist eine erste Verdrängerkomponente der
Verdrängerkomponenten mit der Dämpferwelle fest verbunden.
Insbesondere ist eine zweite Verdrängerkomponente der
Verdrängerkomponenten in dem Gehäuse der Verdrängereinrichtung drehbar aufgenommen. Dabei steht die erste Verdrängerkomponente mit der zweiten Verdrängerkomponente im Eingriff und ist exzentrisch zu der zweiten Verdrängerkomponente angeordnet.
Die Verdrängereinrichtung ist insbesondere als eine Art von Verdichtereinrichtung oder Pumpe ausgeführt. Die ineinander eingreifenden Verdrängerkomponenten werden durch das
magnetorheologische Fluid benetzt. Es ist möglich und bevorzugt, dass die Verdrängerkomponenten als Zahnkomponenten oder Zahnräder ausgeführt sind. Die ineinander eingreifenden
Verdrängerkomponenten kämmen insbesondere miteinander. Möglich ist auch der Einsatz schrägverzahnter Komponenten wie
beispielsweise von Spindelschrauben oder anderer miteinander kämmender oder ineinander eingreifender Konturen. Durch das Eingreifen der Verdrängerkomponenten ineinander wird das
Raumvolumen beim Betrieb verändert.
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. zu 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 abgeschaltetem bzw. auf einen geringen Wert reduziertem Magnetfeld ist es möglich, ein geringes Grundmoment zu erzeugen.
Vorzugsweise weist die erste Verdrängerkomponente eine
Außenverzahnung auf und die zweite Verdrängerkomponente weist eine Innenverzahnung auf. Dabei ist die zweite
Verdrängerkomponente vorzugsweise drehbar in dem Gehäuse
aufgenommen. Die erste Verdrängerkomponente kann durch eine Außenverzahnung auf der Hohlwelle gebildet werden. Die zweite Verdrängerkomponente kann als ein Zahnring mit einer
Innenverzahnung ausgebildet sein. In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass ein Innenraum der Verdrängereinrichtung einem wesentlichen Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle aussetzbar ist. Das bedeutet, dass
insbesondere wenigstens ein Teil und vorzugsweise der wesentliche Teil des Innenraums und besonders bevorzugt der gesamte oder doch nahezu gesamte Innenraum der Verdrängereinrichtung dem Magnetfeld der Magnetfeldquelle aussetzbar ist.
In bevorzugten Weiterbildungen umfasst die Verdrängereinrichtung wenigstens einen Dämpfungsspalt oder Dämpfungskanal, der
insbesondere radial zwischen der zweiten Verdrängerkomponente und dem Gehäuse angeordnet ist. Vorzugsweise durchtritt wenigstens ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle durch den Dämpfungsspalt, der insbesondere radial zwischen der zweiten Verdrängerkomponente und dem Gehäuse ausgebildet ist.
Beispielsweise kann das magnetorheologische Fluid durch das Innere der Verdrängereinrichtung durchgeleitet werden und wird durch den Dämpfungsspalt zwischen dem Gehäuse und den
Verdrängerkomponenten zur Ausgangsseite zurückgeleitet. Der Dämpfungskanal dient dann als Dämpfungsventil. Dadurch wird Dämpfungskraft nach dem Ventilmodus (engl.: „valve mode") erzeugt. Die Dämpfungskraft hängt von der Stärke des Magnetfeldes (und den hier festen Kanalabmessungen) ab. Das insgesamt
erzeugbare oder erzeugte Bremsmoment hängt dann von vielen
Faktoren ab, da sich Dämpfungskräfte durch den Ventilmodus
(„valve mode"), den Schermodus („shear mode") und durch
Keileffekte und weitere komplexe Effekte an den
Verdrängerkomponenten zusammensetzen .
Vorzugsweise ist die zweite Verdrängerkomponente in dem Gehäuse über eine Mehrzahl an Führungseinheiten drehbar geführt, um einen definierten Dämpfungsspalt zwischen der zweiten
Verdrängerkomponente und dem Gehäuse zu gewährleisten. Die
Führungseinheiten sind vorzugsweise im Wesentlichen symmetrisch oder regelmäßig über dem Umfang der zweiten Verdrängerkomponente angeordnet. Jede Führungseinheit kann sich über einen Teil der axialen Länge der zweiten Verdrängerkomponente und auch über nahezu die gesamte oder gesamte axiale Länge der zweiten Verdrängerkomponente erstrecken. Die Führungseinheiten können als Gleiteinheiten oder z. B. als Lagereinheiten ausgebildet sein. Die Gleitsteine können aus Messing, Bronze oder ähnlichen
Materialien bestehen. Insbesondere weisen die Gleitsteine bzw. Führungseinheiten eine geringe magnetische relative Permeabilität auf. Es ist möglich, dass der zum Beispiel als Ringspalt
ausgebildete Dämpfungsspalt durch die Führungseinheiten in mehrere Spaltsegmente bzw. Winkelsegmente unterteilt wird.
Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen ersten und einen zweiten Endbereich und dazwischen einen Mittelbereich. Insbesondere ist in wenigstens einem der beiden Endbereiche und insbesondere ist in beiden Endbereichen jeweils eine elektrische Spule
aufgenommen. Eine Achse der Spule ist insbesondere im
Wesentlichen parallel zur Dämpferwelle ausgerichtet. Besonders bevorzugt besteht das Gehäuse aus mehreren Segmenten.
Vorzugsweise besteht das Gehäuse aus zwei Endsegmenten und einem Mittelsegment, wobei die Endbereiche dann durch die Endsegmente und der Mittelbereich durch das Mittelsegment gebildet wird.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass eine
Ausgleichseinrichtung mit einem Ausgleichsvolumen vorgesehen ist. Insbesondere ist die Ausgleichseinrichtung an den Mittelbereich gekoppelt. Die Ausgleichseinrichtung mit einem Ausgleichsvolumen dient zum Ausgleich von Temperaturschwankungen, um in weiten Temperaturbereichen die Funktionalität zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren dient die Ausgleichseinrichtung zum Ausgleich von Leckage, um so einen jahrelangen wartungsfreien Betrieb zu ermöglichen .
Vorzugsweise besteht das Gehäuse wenigstens zu einem wesentlichen Teil aus einem magnetisch leitenden Material mit einer relativen Permeabilität größer 100. Insbesondere ist die relative
Permeabilität größer 500 oder größer 1000. Dabei ist es möglich und bevorzugt, dass das gesamte Gehäuse aus einem solchen
Material besteht. Besonders bevorzugt besteht wenigstens einer der an die Verdrängerkomponenten angrenzenden Gehäuseabschnitte aus einem magnetisch leitenden Material.
Vorzugsweise ist axial benachbart zu der elektrischen Spule in dem Gehäuse ein Ring aus einem Material mit einer relativen
Permeabilität kleiner 10 angeordnet. Der Ring ist insbesondere axial zwischen der elektrischen Spule und den
Verdrängerkomponenten angeordnet. Besonders bevorzugt befindet sich der Ring und/oder die elektrische Spule im Wesentlichen oder nahezu vollständig oder vollständig radial weiter außen als der sich zwischen der Verdrängerkomponente und dem Gehäuseabschnitt befindende Axialspalt. Unter „vollständig" wird hier verstanden, dass der Anteil radial außerhalb größer als 80 % und insbesondere größer 90 % beträgt. Besonders bevorzugt befindet sich der Ring axial benachbart und angrenzend an ein Mittelteil (Mittelsegment) des Gehäuses. 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.
Vorzugsweise durchtritt ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle durch einen bzw. den Axialspalt zwischen dem Gehäuse und wenigstens einer der Verdrängerkomponenten. Das bedeutet, dass auch der Axialspalt zwischen den
Verdrängerkomponenten und dem Gehäuse einem wesentlichen Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle ausgesetzt ist. Dadurch wird eine Dichtwirkung innerhalb des Axialspaltes erzeugt und es wird zusätzlich auch die Dämpfung erhöht. Außerdem wird durch das Magnetfeld und die dadurch resultierende Dichtwirkung (Verkettung der Carbonyleisenpartikel ) ein Druckverlust innerhalb des
Axialspaltes durch überströmendes magnetorheologisches Fluid verhindert. Die Magnetfeldlinien verlaufen hierbei vorzugsweise quer zur Dichtfläche und insbesondere nicht oder nur wenig in Spalterstreckungsrichtung . In bevorzugten Weiterbildungen ist das magnetorheologische Fluid durch Drehbewegung der ineinander eingreifenden
Verdrängerkomponenten von einem Einlass der Verdrängereinrichtung zu einem Auslass der Verdrängereinrichtung förderbar. Es ist möglich, dass an dem Einlass und/oder dem Auslass jeweils wenigstens ein Drucksensor vorgesehen ist.
Es ist möglich und bevorzugt, dass die Dämpferwelle auf beiden Seiten aus dem Gehäuse herausgeführt wird. Die Dämpferwelle kann in allen Ausgestaltungen ein Sackloch aufweisen und nur
abschnittsweise als Hohlwelle ausgebildet sein. Möglich und bevorzugt ist es auch, dass die Dämpferwelle durchgängig hohl ausgebildet ist. An jeder Gehäusedurchführung ist insbesondere jeweils eine Dichtung zwischen der Dämpferwelle und dem Gehäuse vorgesehen .
Vorzugsweise sind der Einlass und der Auslass der
Verdrängereinrichtung auf unterschiedlichen axialen Seiten der Verdrängereinrichtung angeordnet. Insbesondere wird der Auslass mit dem Einlass über den Dämpfungsspalt verbunden.
Insbesondere ist das Magnetfeld in einem Bereich des Einlasses schwächer ausgebildet als in einem Bereich des Auslasses. Dadurch wird Kavitation beim Ansaugen verhindert.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt, dass der Dämpfungskreislauf des magnetorheologischen Fluids vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch wird ein kompakter Aufbau erreicht. Auch der Dichtungsaufwand wird dadurch
reduziert .
In bevorzugten Weiterbildungen ist es bevorzugt, dass wenigstens ein Sensor ein Maß für eine Axialposition der Koppelstange und/oder für eine Winkelposition der Dämpferwelle erfasst.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass an der
Spindelmutter und/oder der Koppelstange eine Maßstabeinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist an dem Gehäuse ein Sensor angebracht, der mit der Maßstabeinrichtung ein Maß für eine Axialposition oder Winkelposition erfasst. Es ist auch möglich, dass ein Belastungssensor zur Erfassung eines Kennwertes für ein Drehmoment der Dämpferwelle vorgesehen ist.
In bevorzugten Weiterbildungen ist wenigstens ein Elektromotor vorgesehen, der mit der Dämpferwelle und/oder der Koppelstange koppelbar ist. Dadurch kann ein aktives System erreicht werden, bei dem eine aktive Überführung zwischen unterschiedlichen
Positionen möglich ist.
In allen Ausgestaltungen ist es auch möglich, dass wenigstens eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, welche wenigstens einen Positions- und/oder Abstandssensor zur Erfassung einer Position und/oder eines Abstands von umgebenden Objekten umfasst. Dann kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet und eingerichtet sein, den Drehdämpfer in Abhängigkeit von den Sensordaten der Sensoreinrichtung zu steuern.
Betrachtet man die Arbeitsweise der Verdrängereinrichtung, so wird klar, dass in einer bestimmten Stellung und bei Betrachtung eines einzelnen „Zahnraumes" im Bereich des Einlasses sich das Zahnvolumen zunächst erhöht, wodurch das Arbeitsfluid angesaugt wird. Sobald bei der Weiterdrehung keine Kommunikation zwischen Einlass und Zahnraum mehr möglich ist, muss das Zahnvolumen annähernd gleich bleiben, da kein Volumenausgleich mehr möglich ist. Anschließend wird der Zahnraum in Richtung des Auslasses freigegeben. Durch den sich verkleinernden Zahnraum wird das Fördermedium komprimiert und es wird Druck aufgebaut.
Bei dem Drehdämpfer mit Saugseite und Druckseite an verschiedenen Stirnseiten wird das magnetorheologische Fluid von der einen Seite (Saugebene) zur anderen Seite (Druckebene) gefördert. Die Druckebene und die Saugebene sind über den Ringspalt radial zwischen der zweiten Verdrängerkomponente und der Innenseite des Gehäuses verbunden. Dieser Dämpfungsspalt wird als „MRF-Ventil" verwendet. Bei Beaufschlagung eines Magnetfeldes im Magnetspalt wird eine Druckdifferenz erzeugt und das Antriebsmoment erhöht sich .
Sich zueinander bewegende Teile benötigen zur einwandfreien Funktion in der Regel Laufspiele (Spalte) . So muss ein
Radialspalt zwischen einem Außenzahnprofil und einem
Innenzahlprofil (Außenrotor zu Innenrotor) bestehen. Besonders die stirnseitigen (Axial-) Spalte sind für die Höhe des
Druckaufbaus maßgebend, so sollte es kein oder nur wenig
Überströmen geben. Um die Verluste durch interne Leckage
möglichst gering zu halten, werden vorzugsweise sämtliche
Trennspalte und Übergangsspalte in der Verdrängereinrichtung mit einem Magnetfeld beaufschlagt, wodurch sich durch die
magnetorheologische Flüssigkeit eine zusätzliche Abdichtung ergibt (quasi eine Magnetdichtung) . Dadurch kann die
Verdrängereinrichtung mit größeren Toleranzen und somit
kostengünstiger gefertigt werden bzw. es werden bei kleinen Toleranzen höhere Drücke (Bremsmomente) erreicht. Zudem werden so auf einfache Weise niedere Leerlaufdrücke und hohe Maximaldrücke bei Bestromung erreicht.
Das Ausgleichsvolumen für einen Temperatur-und/oder
Leckageausgleich wird vorzugsweise etwa mittig zwischen der Ansaugseite und der Druckseite angeordnet. Aber auch jede andere Position ist denkbar.
Vorzugsweise ist der Drehdämpfer in der Art einer Gerotorpumpe ausgeführt und weist eine Hohlwelle auf. Ein erheblicher Vorteil der Erfindung sind niedrige Herstellkosten.
Der Drehdämpfer bzw. das Gehäuse des Drehdämpfers kann in allen Fällen z. B. an einem Bügel befestigt sein. Die Gewindespindel ist vorzugsweise mit einem Gelenkauge drehstarr mit dem Bügel verbunden sein, sodass z. B. lediglich eine Schwenkbewegung möglich ist. Die über die Kinematik eingeleitete Axialkraft wird durch die Gewindespindel-Gewindemutter-Kombination in ein
Drehmoment umgewandelt. Die Gewindemutter kann des Weiteren die Axialkraft an das Gehäuse des Drehdämpfers (Pumpendeckel) abgeben .
Die Verbindung der Gewindemutter zum Drehdämpfer kann lediglich ein Drehmoment übertragen, dadurch wird keine Axialkraft in den Drehdämpfer eingeleitet.
Um die Wärmeausdehnung der MR-Flüssigkeit zu kompensieren, ist insbesondere ein Temperaturausgleich vorgesehen. Dieser befindet sich hier (etwa) in der Mitte des Magnetspaltes, dadurch muss er mit (etwa) der Hälfte des maximalen Betriebsdruckes vorgespannt werden .
Um ein möglichst geringes Ausschwenken der Gewindespindel in der Tür zu ermöglichen, wird der Drehdämpfer vorzugsweise an der der Spindel gegenüberliegen Seite aufgehängt und insbesondere mit dem Bügel (Blechbügel oder Stahlbügel) an einer Vorrichtung
befestigt .
Statt der Gewindespindel mit Gewindemutter kann auch eine
Kugelgewinde- oder Kugelumlaufspindel oder eine Zahnstange mit einem Zahnrad oder eine reibschlüssige Verbindung verwendet werden .
Möglich ist auch eine parallele Anordnung. Bei einer koaxialen Anordnung von Drehdämpfer (Gerotorpumpe) und Gewindespindel bauen der Drehdämpfer bzw. die Verdrängerkomponenten wegen des nötigen Spindeldurchmessers größer. So wird regelmäßig ein bestimmter minimaler Durchmesser der Gewindespindel wegen möglicher
Knickgefahr benötigt. Die Belastung auf Zug und Druck ist weniger kritisch. Durch den sich dadurch ergebenden relativ großen
Spindeldurchmesser muss auch die Gewindemutter einen größeren Durchmesser aufweisen, wodurch der Drehdämpfer insgesamt schwerer und teurer wird und mehr Bauraum benötigt. Aber es wird auch das mögliche Bremsmoment größer.
Wenn nun nur ein geringes Bremsmoment benötigt wird, könnte der Drehdämpfer parallel zur Gewindespindel angeordnet und mittels eines Übertragungselementes wie z. B. einer Verzahnung, einem Reibrad, einem Riemen oder Zahnriemen, einer Kette, einem Flachoder Keilriemen angetrieben werden. Dadurch kann der Drehdämpfer kleiner bauen. Zudem kann hierbei noch die Übersetzung zwischen Spindel und dem Drehdämpfer als MRF-Bremse variiert werden.
Wenn nur eine relativ geringe aktive Kraft benötigt wird, kann diese mit einem kleinen Elektromotor erzeugt werden. So kann beim Bremsen z. B. eine Haltekraft von 1.500N erzeugt werden. Wenn für ein (langsames) Bewegen nur relativ wenig Linearkraft im Bereich von z. B. <100N am Drehdämpfer benötigt wird, kann diese Kraft durch einen kleinen Elektromotor aufgebracht werden.
Damit ein kleiner und kostengünstiger Elektromotor verwendet werden kann, muss ein Elektromotor in der Regel mit hoher
Drehzahl drehen (P = (M*n)/9550) . Die Kombination von
Elektromotor und Lineareinheiten ist wegen der hierfür
erforderlichen Bewegungsumsetzung (linear in rotativ) und
Untersetzung (Getriebe) beim Stand der Technik kosten- und bauraumintensiv . Bei dieser Erfindung kann die Spindelübersetzung als kostengünstiges „erstes Getriebe" genutzt werden. Der Flansch oder Bund der sich bei dieser Konstruktion sowieso schon
drehenden Spindelmutter kann als großes Zahnrad ausgeführt und einfach von einem zweiten kleineren und dem Elektromotor
zugeordneten Zahnrad vorzugsweise abgegriffen werden, sodass eine kostengünstige zweite Getriebestufe vorhanden ist. Der Drehgeber zur Steuerung des Elektromotors ist auch schon vorhanden. So erhält man eine kostengünstige und einfache Lösung für eine aktive Betätigungsvorrichtung, wie z.B. eine Lineareinheit bei Werkzeugmachinnen oder Handlingsgeräten, eine aktive Tür in
Gebäuden (Haustüre, Innentür, Garagentür...) oder bei
Fahrzeugen ( z . B . Komfortöffnen/-schließen einer Kraftfahrzeugtür).
Auf der Spindelmutter ist vorzugsweise eine Maßstabeinrichtung (z. B. Inkremente und insbesondere magnetische Inkremente) montiert. Ein am stehenden Gehäuse befestigter Drehgeber erfasst die Rotationsbewegung und gibt diese an die Steuerung bzw. Elektronik weiter.
Es können Drehgeber oder Winkellagegeber eingesetzt werden. Ein großer Vorteil einer solchen Konstruktion/Lösung ist, dass durch den großen Durchmesser ein großer Umfang entsteht, zusätzlich dreht die Gewindemutter in einer konkreten Ausgestaltung ca. vier Umdrehungen pro Hub, wodurch der Umfang viermal abgewälzt wird. Es kommt zu einer wesentlichen Übersetzung vom gemessenen Hub zum tatsächlichen Hub, sodass ein günstigerer Sensor mit einer geringeren Auflösung verwendet werden kann.
Es können auch in die Gewindespindel integrierte Sensorteile verwendet werden, wobei in die Kolbenstange ein Magnetstack eingebaut werden kann, welcher von einem außen liegenden Sensor ausgewertet wird. Möglich ist es auch, externe Sensoren zu verwenden .
Alternativ dazu oder auch in Kombination kann ein Drehgeber an einer drehbaren Komponente, so z. B. ein Längsgeber zwischen einem Türholm und einer Tür oder ein Nahfeldsensor (optischer Sensor, welcher die Bewegungen überwacht) verwendet werden.
Um die Wärmeausdehnung insbesondere im Temperaturbereich zwischen -40°C und 80°C der MR-Flüssigkeit auszugleichen und das System vorzuspannen, wird vorzugsweise eine Ausgleichseinrichtung zum Temperaturausgleich eingesetzt. Das Ausgleichsvolumen ist dabei insbesondere mit einem Gasdruck (vorzugsweise Luft oder
Stickstoff) beaufschlagt. Der Gasdruck muss mindestens dem halben Betriebsdruck des Drehdämpfers entsprechen, um keine unbeabsichtigte Weichheit durch die Gasdruckfeder im System zu haben.
Es ist möglich, dass der Gasdruck durch eine Gummimembrane abgetrennt wird, wodurch eine von der Lage unabhängige Funktion gewährleistet wird. Falls eine aufrechte Lage gewährleistet werden kann, kann auf eine Membrane verzichtet werden. Das
Gasdruckpolster muss sich dann immer an der höchsten Stelle des Drehdämpfers befinden. Es ist auch möglich einen Trennkolben einzusetzen, wobei die Abtrennung von Gasvolumen zu dem MR- Volumen durch den Kolben erfolgt.
Es ist auch möglich, einen Dämpfungsspalt oder Dämpfungskanal oder einen Strömungskanal oder Überströmkanal mit einer
Kühleinrichtung zu versehen (z. B. Wärmetauscher, Kühler, Kühler mit Ventilator...) oder den Drehdämpfer mit (Kühl)luft
anzublasen, sodass die Temperatur (im Bedarfsfall) gesenkt wird.
Je nach verwendetem Material kann es, abhängig von z. B. der Anzahl der Schaltungen (Ein-Aus...) zu einem bleibenden
magnetischen Restmagnetfeld im System kommen. Dadurch steigt das Grundmoment/-kraft . Durch ein sich zeitlich abschwächendes magnetisches Wechselfeld (mit abnehmender Amplitude) kann das Restfeld bedarfsweise und/oder regelmäßig verringert oder
(praktisch) ganz eliminiert werden.
Der Drehdämpfer kann auch als Stoßdämpfer bei Fahrwerken oder Gebäuden/Brücken, um die Schwingungen der gefederten Massen schnell abklingen zu lassen, eingesetzt werden. Bei Gebäuden und Brücken kann der Einsatz auch zur Dämpfung von Erdbeben erfolgen.
Die Erfindung ist auch ausgerichtet auf (ein) Transportmittel wie z.B. Truppentransporter, Panzer, Hubschrauber oder dergleichen mit einem oder mehreren der zuvor beschrieben Drehdämpfer. Damit ist es z. B. möglich, transportierte Personen vor
gesundheitsgefährdenden oder sogar lebensbedrohlichen
Stößen/Impulsen zu schützen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Dämpfen einer Linearbewegung mit einem Drehdämpfer, wobei eine relative Axialbewegung einer Koppelstange des Drehdämpfers in eine Drehbewegung der Hohlwelle des Drehdämpfers umgewandelt wird. In dem Gehäuse ist wenigstens eine Verdrängereinrichtung angeordnet ist. Die
Verdrängereinrichtung umfasst die Dämpferwelle und ineinander eingreifende und relativ zueinander drehbare Verdrängerkomponenten und enthält ein magnetorheologisches Fluid als
Arbeitsfluid . Die Verdrängerkomponenten werden mit einem Magnetfeld beaufschlagt, um eine Drehbewegung der Dämpferwelle zu dämpfen .
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr vorteilhaft, da es eine einfache Einstellung des Bremsmomentes des Drehdämpfers
ermöglicht. Das Bremsmoment kann in weiten Bereichen schnell und flexibel eingestellt werden. Dazu ist nur wenig Bauraum und ein geringes Gewicht nötig.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird das Verfahren mit einem Drehdämpfer durchgeführt, der ein Gehäuse und wenigstens eine Magnetfeldquelle und eine als Hohlwelle ausgebildete Dämpferwelle umfasst. Vorzugsweise ist in der Dämpferwelle eine Koppelstange aufgenommen. Die Hohlwelle und die Koppelstange weisen
insbesondere miteinander zusammenwirkende Übertragungseinheiten auf und wandeln eine relative Axialbewegung der Koppelstange in eine Drehbewegung der Hohlwelle um.
Vorzugsweise ist m dem Gehäuse wenigstens eine Verdrängereinrichtung angeordnet. Die Verdrängereinrichtung umfasst ineinander eingreifende und relativ zueinander drehbare
Verdrängerkomponenten und die Dämpferwelle und enthält ein magnetorheologisches Fluid als Arbeitsfluid und ist damit betreibbar. Die Magnetfeldquelle beaufschlagt bedarfsweise die ineinander eingreifenden und relativ zueinander drehbaren
Verdrängerkomponenten mit einem Magnetfeld, um eine Drehbewegun der Dämpferwelle zu dämpfen.
Die Erfindung betrifft auch eine Baugruppe zur Energieabsorption bei einem Überlastereignis. Die Baugruppe kann Teil eines
(Minenschutz-) Sitzes sein oder einen solchen umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein. Die Baugruppe umfasst in jedem Fall wenigstens einen Drehdämpfer. Die Baugruppe dient bei (einmalig auftretenden) Überlastereignissen zur Vermeidung oder Reduktion von Schäden an Objekten, wie Personen oder Gegenständen. Dabei reduziert die Baugruppe die aufgrund eines einmalig auftretenden Energieeintrages resultierende Belastung auf ein an der Baugruppe angeordnetes oder damit gekoppeltes Objekt (wie eine Person oder auch ein Gegenstand) . Ein solches einmaliges Überlastereignis mit einem Energieeintrag tritt z. B. bzw. insbesondere bei einem Absturz eines Hubschraubers oder z. B. bei einer Notlandung mit einem Flugzeug oder einer Explosion einer Mine auf.
Insbesondere wird die erfindungsgemäße Baugruppe an Transportmitteln, wie Truppentransportern, Panzern, Hubschraubern oder dergleichen eingesetzt, um insbesondere transportierte Personen vor gesundheitsgefährdenden oder sogar lebensbedrohlichen Stößen zu schützen, wenn beispielsweise eine Mine zur Explosion
unterhalb des Transportmittels gebracht wird.
Beim Drehdämpfer bei dieser Ausgestaltung ist grundsätzlich keine Vorbelastung in eine Endposition vorhanden. Der Drehdämpfer ist in keine Richtung vorgespannt. Dadurch kann grundsätzlich ein gleiches Verhalten in beide Drehrichtungen eingestellt werden. Die Leichtgängigkeit oder die Schwergängigkeit einer gedämpften Linearbewegung kann unabhängig von der Bewegungsrichtung
eingestellt werden. Somit kann der Drehdämpfer bei Einsatz als Energieabsorptionselment im Überlastfall (z. B. Explosion einer Mine) zusätzlich auch als (permanenter) Komfortdämpfer
(Stoßdämpfer) während der Fahrt eingesetzt werden.
Eine erfindungsgemäße Baugruppe umfasst wenigstens einen
Drehdämpfer und dient insbesondere zur Energieabsorption bei einem Überlastereignis. Es ist wenigstens ein Energieabsorber zur Energieabsorption und Reduktion einer resultierenden Belastung insbesondere an wenigstens einem Teil der Baugruppe oder auf ein mit der Baugruppe gekoppeltes oder koppelbares Objekt umfasst. Der Energieabsorber umfasst wenigstens einen Drehdämpfer oder ist als ein Drehdämpfer ausgebildet. Der Energieabsorber umfasst wenigstens eine daran vorgesehene Befestigungseinrichtung und wenigstens eine daran vorgesehene Halteeinrichtung. Vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung mit einem Ende oder Teil
verbunden und die Halteeinrichtung ist an einem anderen Ende oder Teil des Energieabsorbers angeordnet bzw. daran befestigt. Der Energieabsorber ist dafür vorgesehen, bei einer Relativbewegung zwischen der Befestigungseinrichtung und der Halteeinrichtung Energie zu absorbieren und insbesondere Energie zu dissipieren oder in Wärme umzuwandeln, insbesondere um die Belastung an einem mit der Baugruppe verbindbaren oder koppelbaren Objekt zu reduzieren. Der Energieabsorber umfasst den Drehdämpfer. Der Drehdämpfer weist ein Gehäuse und wenigstens eine
Magnetfeldquelle und eine als Hohlwelle ausgebildete Dämpferwelle auf. In der Dämpferwelle ist eine Koppelstange aufgenommen. Die Hohlwelle und die Koppelstange weisen miteinander
zusammenwirkende Übertragungseinheiten auf und wandeln eine relative Axialbewegung der Koppelstange in eine Drehbewegung der Hohlwelle um. In dem Gehäuse ist wenigstens eine
Verdrängereinrichtung angeordnet. Die Verdrängereinrichtung umfasst ineinander eingreifende und relativ zueinander drehbare Verdrängerkomponenten und die Dämpferwelle und ein
magnetorheologisches Fluid als Arbeitsfluid und ist damit betreibbar. Die Magnetfeldquelle ist dazu geeignet und
ausgebildet, die Verdrängerkomponenten mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen, um eine Drehbewegung der Dämpferwelle zu dämpfen. Dadurch kann eine relative Linearbewegung der
Befestigungseinrichtung und der Halteeinrichtung des
Energieabsorbers bei der Energieabsorption bei dem
Überlastereignis gedämpft werden.
Diese erfindungsgemäße Baugruppe hat viele Vorteile. Ein
erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Baugruppe liegt darin, dass eine Linearbewegung in eine Drehbewegung umgesetzt wird. Dabei kann auch ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis
eingestellt werden, um z. B. besonders hohe Kräfte abzufangen.
Vorzugsweise umfasst die Baugruppe eine Sitzeinrichtung oder wenigstens eine Sitzeinrichtung. Die Halteeinrichtung wird mit der Sitzeinrichtung verbunden und die Befestigungseinrichtung ist mit der Karosserie eines Transportmittels verbindbar. Dadurch kann eine Bewegung der Sitzeinrichtung gedämpft werden.
Insbesondere umfasst die Baugruppe eine Sitzeinrichtung von einem Kraftfahrzeug und wenigstens einen Energieabsorber. Die Sitzeinrichtung weist in allen Fällen vorzugsweise einen
Sitzrahmen und wenigstens einen und insbesondere einen oder genau einen Sitz auf. Der Energieabsorber ist insbesondere funktional zwischen dem Sitz und dem Sitzrahmen angebracht.
Es ist möglich, dass die Sitzeinrichtung über zwei Einheiten befestigt ist, von denen wenigstens eine Einheit den
Energieabsorber aufweist. Möglich ist es auch, dass jede Einheit jeweils einen Energieabsorber aufweist. Dabei können beide
Einheiten zur Absorption von Stößen in unterschiedlichen
Bewegungsrichtungen dienen. Es ist auch möglich, dass beide Einheiten identischen Zwecken dienen. Möglich ist es auch, dass eine Einheit eine Dämpfereinrichtung zur Dämpfung von normalen Stößen im Betrieb umfasst, während die andere Einheit einen Energieabsorber zur Energieabsorption in Störfällen aufweist.
Möglich ist es auch, dass zwei Einheiten verbaut werden. Für z. B. Minenschutzsitze mit zwei Säulen können auch zwei Systeme oder Einheiten verbaut werden. Die Drehdämpfer können mit dem Fahrzeug oder dem Sitz fest verbunden sein.
Es ist auch möglich, die Funktionen auf zwei oder mehr Einheiten zu verteilen. Z. B. kann in einer Säule die Dämpfung und in der anderen Säule die Rückstellung vorgesehen sein. Wenn zwei
Einheiten oder Energieabsorber vorgesehen sind, kann jeder
Energieabsorber nur die halbe Kraft oder den halben
Arbeitsbereich aufweisen. Es ist möglich, dass ein
Energieabsorber eine erste Explosion dämpft und ein zweiter dämpft eine zweite Explosion oder den Bodenaufprall nach der ersten Explosion.
Die Baugruppe ist insbesondere für eine einmalige Belastung ausgelegt, kann aber für eine dauerhafte Dämpfung von Stößen eingesetzt werden. Bei einer Explosion oder dergleichen
dissipiert bzw. absorbiert die Baugruppe Energie, um die
Belastung auf ein Objekt bzw. das gedämpfte Ende der Baugruppe zu verringern .
Der Energieabsorber ist insbesondere dazu geeignet und
eingerichtet, bei einem einmaligen Überlastereignis mit einem derart hohen Energieeintrag, bei dem ohne Energieabsorber eine auftretende Belastung an einem Teil der Baugruppe so hoch wäre und/oder ein Schaden an dem Objekt wahrscheinlich oder
überwiegend wahrscheinlich oder zu erwarten wäre, Energie zu absorbieren oder umzuwandeln. Durch die Energieabsorption bzw. Dissipation von Energie bzw. Energieumwandlung des
Energieabsorbers bei dem Überlastereignis kann die Belastung reduziert werden und ein Schaden an dem gekoppelten Objekt vermieden werden.
Ein Objekt ist mit der Baugruppe gekoppelt, wenn das Objekt z. B. an einer Transportfläche angeordnet, platziert und/oder befestigt ist .
Die erfindungsgemäße Baugruppe eignet sich für den Einsatz in unterschiedlichsten Anwendungen. Beispielsweise kann die Baugruppe an Transportmitteln wie Panzern, Hubschraubern, Schiffen, Flugzeugen oder auch an Truppentransportern oder PKW eingesetzt werden, um starke Stöße bei z. B. Explosionen und dergleichen zu dämpfen .
Ein einziges Überlastereignis kann mehrere Störereignisse aufweisen. So kann bei einer Minenexplosion unterhalb eines gepanzerten Fahrzeugs dies zunächst in die Luft gehoben werden. Das ist das erste Störereignis. Die auftretenden Beschleunigungen bei dem ersten Störereignis können extrem sein. Anschließend fällt das gepanzerte Fahrzeug wieder auf den Boden zurück. Der Aufprall stellt ein zweites Störereignis des gleichen
Überlastereignisses dar.
Ein einmaliges Überlastereignis mit einem hohen Energieeintrag kann nicht nur bei einer Explosion einer Mine auftreten. Ein solches einmaliges Überlastereignis tritt z. B. auch bei einem Off-Road-Unfall eines Fahrzeuges auf, wenn der Fahrer zum Beispiel die Kontrolle verliert und das Fahrzeug unvorhergesehen und unvorhersehbar z. B. eine Böschung oder dergleichen abstürzt und tiefer auf dem Gelände hart aufprallt. Bei derartigen
Unfällen ist die Stärke des Energieeintrags bei dem
Überlastereignis nicht aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ableitbar, sondern hängt von der Fallhöhe ab, die aber nicht aus z. B. der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abgeleitet werden kann.
Deshalb ist es mit der vorliegenden Erfindung auch möglich und bevorzugt die Insassen von Kraftfahrzeugen bei sogenannten Run OFF-Road Unfällen, auf welche z. B. in den USA ca. 50% der
Verkehrstoten zurückgehen, zu schützen.
Ein Abkommen von Straßenfahrzeugen wie Autos, SUVs, LKWs usw. von der asphaltierten Straße aufgrund von Ablenkung, Müdigkeit und schlechten Witterungsbedingungen in unebenes Gelände tritt besonders häufig auf. Fahrzeuge mit einer Baugruppe nach dieser Erfindung verfügen vorzugsweise über eine Sitzkonstruktion mit einem Sitz und einem Sitzrahmen, bei der der zuvor beschriebene Energieabsorber die insbesondere vertikale bzw. im Wesentlichen vertikal wirkende AufSchlagenergie weitgehend absorbiert. Zur Vorbeugung von gefährlichen Wirbelsäulenverletzungen von Insassen befindet sich deshalb zwischen dem Sitz und dem Sitzrahmen wenigstens ein Energieabsorber, um die vertikalen Kräfte und/oder um die Kräfte parallel zur Sitzrückenlehne und/oder um die Kräfte rechtwinklig zur Sitzfläche abzufedern abzufedern. Solche Kräfte entstehen bei einem harten (wenigstens teilweise vertikalen) Aufprall des Fahrzeugs abseits der Fahrbahn. Bei derartigen
Überlastereignissen wirkt die zu absorbierende Aufschlagenergie zu einem erheblichen Teil oder weitgehend oder nahezu vollständig in vertikaler Richtung.
Die Erfindung ist in dieser Ausgestaltung primär nicht dafür vorgesehen, bei einem Frontalzusammenstoß Energie zu absorbieren. Für Frontalzusammenstöße in der Ebene sind bei Kraftfahrzeugen hingegen Knautschzonen oder Airbags des Fahrzeugs vorgesehen. Die Höhe von vertikal wirkenden Belastungen bei Überlastereignissen und Unfällen beim Abkommen von der Straße oder die Stärke der vertikalen Belastungen bei Minenexplosionen können hingegen nicht aus Parametern vor dem Überlastereignis abgeleitet werden, da sie nicht geschätzt oder gemessen werden können.
Es ist nicht zwingend notwendig, dass ein Sensor erkennt, dass das Fahrzeug von der Fahrbahn abkommt.
In allen Weiterbildungen, Ausführungen und Ausführungsbeispielen kann das mit der Baugruppe koppelbare Objekt mittelbar oder unmittelbar mit der Baugruppe gekoppelt werden. Das Objekt kann und/oder mittelbar oder unmittelbar auf der Baugruppe oder einer damit verbundenen Komponente angeordnet sein oder werden. Es kann eine feste und/oder lösbare Verbindung sein. Oder das Objekt wird auf der Baugruppe oder einer damit verbundenen Komponente platziert und durch Gewichtskraft gehalten.
In allen Fällen kann der Energieabsorber vertikal, horizontal oder auch schräg eingebaut sein. Zur Ableitung vertikaler Kräfte kann entsprechend umgelenkt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
In den Figuren zeigen:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Einrichtung mit einem Drehdämpfer;
Figur 2 eine Explosionsdarstellung der Einrichtung nach Figur
1;
Figur 3 einen stark schematischen Querschnitt durch einen
Drehdämpfer;
Figur 3b eine schematische Draufsicht auf einen Endbereich des Gehäuses des Drehdämpfers nach Figur 2 oder 3; und
Figur 4 eine stark schematische Draufsicht auf einen Einsatz des Drehdämpfers in einem Sitz.
Mit Bezug auf die beiliegenden Figuren werden
Ausführungsbeispiele der Erfindung im Folgenden erläutert.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Einrichtung 100 mit einem Drehdämpfer 1. Die Anschlusseinheit 151 ist mit der
Koppelstange 60 verbunden. An der Koppelstange 60 ist die erste Übertragungseinheit 61 mit dem ersten Einkerbungsprofil 62 ausgebildet. Hier ist die erste Übertragungseinheit 61 als
Gewindespindel 65 ausgeführt. Die erste Übertragungseinheit 61 wirkt mit der zweiten Übertragungseinheit 71 zusammen, die ein angepasstes zweites Einkerbungsprofil 72 aufweist. Hier ist die zweite Übertragungseinheit als Innengewinde an der Gewindemutter 75 ausgebildet, die auf die Gewindespindel 65 aufgebracht ist.
Die Gewindemutter 75 verfügt über einen radial weiter nach außen stehenden Flansch 77 der an seinen beiden axialen Enden
Anschlagflächen 76 zur Verfügung stellt. Hier besteht die
Gewindemutter insgesamt aus einem Kunststoff, wodurch eine
Selbstschmierung der Kontaktflächen mit der Gewindespindel 65 und den Axialanschlägen 54 und 55 des Gehäuses 12 erfolgt.
Die Gewindemutter 75 verfügt an einem Längsabschnitt über eine unrunde Außenkontur, die mit einer entsprechend angepassten unrunden Innenkontur der als Hohlwelle 3a ausgeführten
Antriebswelle 3 gekoppelt ist. Dadurch wird eine Drehbewegung der Gewindemutter 75 in eine Drehbewegung der Hohlwelle 3a umgesetzt.
Durch die axiale Fixierung der Gewindemutter 75 durch die
Anschlagflächen 76 des Flansches 77 zwischen den axialen
Anschlägen 54 und 55, die mit dem Gehäuse 12 gekoppelt sind, verbleibt die Gewindemutter 75 relativ zu dem Gehäuse 12 bei der gleichen axialen Position, auch wenn die Gewindespindel 65 relativ zur Gewindemutter 75 bewegt wird. Das Gehäuse 12 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Endbereich bzw. Endsegment 22, einem zweiten Endbereich bzw.
Endsegment 24 und einem dazwischen angeordneten Mittelbereich bzw. Mittelsegment 23.
Die Segmente 22 und 24 sind über Schrauben und Muttern 52 und 53 miteinander verschraubt, wobei der Mittelbereich 23 zwischen den Endbereichen 22 und 24 geklemmt wird. Zwischen den einzelnen Segmenten sind Dichtungen 42 vorgesehen.
In Innenraum des Gehäuses 12 ist die Verdrängereinrichtung 2 angeordnet, die Verdrängerkomponenten 4 und 5 umfasst. Dabei ist die Verdrängerkomponente 4 als Außenverzahnung 11 in einem mittleren Bereich der Hohlwelle 3a ausgebildet. Die
Verdrängerkomponente 5 ist ringförmig ausgebildet und weist auf der Innenseite eine Innenverzahnung 13 auf, die in die
Außenverzahnung 11 der Verdrängerkomponente 4 eingreift.
Die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 13 und der
Außenverzahnung 11 ist vorzugsweise unterschiedlich. Insbesondere unterscheidet sich die Zähnezahl um den Wert 1. Weiterhin sind die Drehachsen der Verdrängerkomponenten 4 und 5 insbesondere parallel zueinander angeordnet.
Die Hohlwelle 3a ist über insbesondere als Gleitlager ausgeführte Lager 44 in den Endbereichen 22 und 24 des Gehäuses 12 gelagert. Axial nach innen von den Gleitlagern sind Dichtungen 28
angeordnet, die die Hohlwelle 3 gegenüber dem Gehäuse 12
abdichten, um den Austritt von magnetorheologischen Fluid aus dem Inneren des Drehdämpfers 1 zu verhindern.
Der Innenraum der Verdrängereinrichtung ist mit dem
magnetorheologischen Fluid 6 gefüllt, sodass bei einer
Drehbewegung der Hohlwelle 3a die Verdrängerkomponenten 4 und 5 das magnetorheologische Fluid verdrängen.
Über mit elektrischen Spulen 9 ausgerüstete Magnetfeldquellen 8 kann ein Magnetfeld erzeugt werden, welches die Verdrängerkomponenten 4 und 5 zu einem erheblichen Teil durchtritt. Dadurch wird das Innere der Verdrängereinrichtung 2 mit einem Magnetfeld beaufschlagt, wodurch das wirksame
Drehmoment eingestellt werden kann.
In dem Mittelbereich 23 ist die Ausgleichseinrichtung 29a an den Dämpfungsspalt 18 angeschlossen und stellt ein Ausgleichsvolumen 29 zur Verfügung, um unterschiedliche Temperaturen und
Leckageverluste auszugleichen. In der Ausgleichseinrichtung 29s kann beispielsweise ein Trennkolben oder eine Membrane angeordnet sein, um das mit Luft (kann auch Stickstoff sein) gefüllte
Ausgleichsvolumen 29 von dem magnetorheologischen Fluid
zuverlässig zu trennen. Wenn im Betrieb das Ausgleichsvolumen 29a immer oberhalb des sonstigen magnetorheologischen Fluids
angeordnet bleibt, kann gegebenenfalls auch auf einen Trennkolben oder eine Membrane verzichtet werden, da sich das leichtere Gas des Ausgleichsvolumens dann oberhalb des magnetorheologischen Fluids sammelt.
In Figur 1 ist punktiert noch eine Variante dargestellt, bei der die Hohlwelle an dem hier rechten Ende hin verlängert ausgebildet ist. Die Hohlwelle kann auch an dem anderen Ende verlängert sein. Auf der Hohlwelle ist ein Zahnrad 57 angebracht, welches über einen Zahnriemen als Koppelmittel 56 mit einem Zahnrad eines Elektromotors 35 gekoppelt ist. Das Antriebsritzel des
Elektromotors 35 ist mit einer geringeren Zähnezahl versehen als das Zahnrad 57 (Übersetzung ins Schnelle) . Außerdem wird über die Kopplung von der Gewindemutter zu der Gewindespindel eine weitere Untersetzung erzielt, sodass der Elektromotor 35 mit einer höheren Drehzahl arbeiten kann, um eine Komponente aktiv zu bewegen oder die Bedienung zu unterstützen. Statt dem
Zahnrad/ Zahnriemen kann auch eine Kette, Keilriemen, Flachriemen, Keilrippenriemen, Reibrad oder eine direkt kämmende Verzahnung verwendet werden.
Über eine solche Ausgestaltung kann einerseits ein hohes
Bremsmoment durch den magnetorheologischen Drehdämpfer 1 aufgebracht werden (z. B. 20 Nm) , während andererseits über den Elektromotor 35 ein aktives Bewegen von Komponenten möglich ist. Das von dem Elektromotor 35 aufzubringende Drehmoment muss nicht groß sein (z. B. < 1 Nm, vorzugsweise < 0,1 Nm) , sodass ein kleiner/ kostengünstiger Motor mit einer geringen Leistung ausreicht .
Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung nach Figur 1.
Der Axialanschlag 55 dient zur Fixierung der Gewindemutter 75 und wird auf dem ersten Endbereich 22 des Gehäuses 12 verpresst, um die Gewindemutter 75 an dem Gehäuse 12 axial festzulegen. Auf der anderen Seite wirkt ein Axialanschlag 54 gegen die andere
Axialfläche 76 des Flansches 77 der Gewindemutter 75. Die
Gewindemutter 75 dreht sich bei einer Linearbewegung der
Gewindespindel 65. Die Gewindespindel 65 ist mit der ersten Anschlusseinheit 151 verbunden.
Lager 44 dienen zur Lagerung der als Hohlwelle 3a ausgebildeten Dämpferwelle 3. Die Ringe 20 sind im montierten Zustand neben den elektrischen Spulen 9 positioniert und verhindern einen
magnetischen Kurzschluss.
Die Gehäuseteile 22, 23 und 24 werden über Schrauben 52 und Muttern 53 miteinander verschraubt. Dabei werden im Inneren des Gehäuses 12 die Hohlwelle 3a mit der Außenverzahnung 11
(Verdrängerkomponente 4) und die Verdrängerkomponente 5 mit der Innenverzahnung 13 aufgenommen. Die Verdrängerkomponente 5 ist drehbar in dem Gehäuse 12 angeordnet. Führungseinheiten 21 auf der Außenseite stellen sicher, dass ein definierter Radialspalt 18 zwischen der Außenwandung der Verdrängerkomponente 5 und der Innenwandung des Gehäuses 12 verbleibt.
Der Radialspalt 18 dient als Dämpfungsspalt. Über den Radialspalt 18 wird das von der Verdrängereinrichtung 2 von der Einlassseite zu der Auslassseite verdrängte magnetorheologische Fluid wieder zu der Einlassseite zurückgeführt. Figur 3 zeigt eine Variante des Drehdämpfers 1. Die Koppelstange 60 ist wieder als Gewindespindel 65 ausgeführt, um eine axiale Bewegung in eine radiale Bewegung umzusetzen. Hier ist wiederum eine Gewindemutter 75 mit der Hohlwelle 3a gekoppelt.
Der Drehdämpfer 1 baut extrem kompakt und kann sehr kostengünstig produziert werden und kann in hohen Druckbereichen genutzt werden. Zur Erzeugung hoher Maximaldrücke werden Dichtmechanismen ergriffen. Es werden günstige mechanische Spaltmaße eingesetzt. Außerdem werden gezielt Bereiche der Verdrängereinrichtung und des Gehäuses 12 so bedarfsweise magnetisiert . Kritische Bereiche, wie der Bereich zwischen den Ein- und Ausstromkanälen, sowie die Axialspalte 25 weisen weniger Leckagen auf und somit können höhere Maximaldrücke erreicht werden. Dabei können die
Zwischenbereiche von Einlass und Auslass, sowie die Axialspalte so magnetisiert werden, dass die Eisenpartikel des MRF speziell an diesen Stellen ausgerichtet werden und eine erhebliche zusätzliche Dichtwirkung übernehmen.
In Figur 3 sind einige Magnetfeldlinien des Magnetfeldes 10 beispielhaft eingezeichnet. Die Magnetfeldlinien verlaufen jeweils durch einen Endbereich 22 bzw. 24 und den Mittelbereich 23 des Gehäuses 12 und treten etwa radial durch den
Dämpfungsspalt 18 zwischen dem Gehäuse 12 und der zweiten
Verdrängerkomponente 5 hindurch und treten dann von der zweiten Verdrängerkomponente 5 in die erste Verdrängerkomponente 4 über. Von dort aus verlaufen die Magnetfeldlinien durch den Axialspalt 25 zwischen der ersten bzw. zweiten Verdrängerkomponente 4, 5 und dem jeweiligen Endbereich 22, 24, sodass sich geschlossene
Magnetfeldlinien ergeben. Hier werden durch jeweils eine
elektrische Spule 9 in jeweils einem Endbereich 22, 24
Magnetfelder erzeugt, die insgesamt sowohl den radialen Spalt 18 zwischen den Verdrängerkomponenten und auch die beiden axialen stirnseitigen Axialspalte 25 abdichten.
Dadurch, dass in jedem Endbereich des Gehäuses 12 eine
elektrische Spule 9 vorgesehen ist und dadurch, dass sich die elektrischen Spulen 9 über den Umfang des jeweiligen Endbereichs erstrecken, wird praktisch jeder Spalt zwischen den
Verdrängerkomponenten 4, 5 und zwischen den Verdrängerkomponenten 4, 5 und dem Gehäuse 12 mit dem Magnetfeld 10 der
Magnetfeldquelle 8 beaufschlagt. Dadurch verketten die im
Innenraum 16 des Drehdämpfers 1 bzw. des Gehäuses 12 vorhandenen magnetorheologischen Partikel des magnetorheologischen Fluids 6 miteinander, wobei die Stärke der Verkettung von der Stärke des einwirkenden Magnetfeldes 10 abhängt.
Durch die magnetisch nicht leitenden Ringe 20, die insgesamt eine relative Permeabilität kleiner zehn aufweisen, wird ein
magnetischer Kurzschluss in den jeweiligen Endbereichen 22, 24 zuverlässig verhindert. Es ist auch möglich, dass ein Endbereich (oder beide) aus zwei oder mehr Teilen oder Abschnitten besteht. Dabei ist der an die Verdrängerkomponenten 4,5 angrenzende
Abschnitt vorzugsweise magnetisch besser leitend als der
magnetisch nicht leitende Ring. Der angrenzende Abschnitt (oder der gesamte Endbereich) weist vorzugsweise eine relative
Permeabilität größer zehn und insbesondere größer 100 und vorzugsweise größer 1000 auf.
In Figur 3 sind die Abstände und Spalte 18, 25 vergrößert dargestellt, um sie bei dem dargestellten Maßstab überhaupt sichtbar machen zu können.
Deutlich sichtbar sind der Axialspalt 25 und der Radialspalt 18 zwischen den Verdrängerkomponenten 4, 5 und den Endbereichen 22, 24 bzw. zwischen der zweiten Komponente 5 und dem Gehäuse 12 in radialer Richtung. In Realität ist der Radialspalt 18
vorzugsweise etwa 2 bis 4 mal und insbesondere etwa dreimal so groß wie der Axialspalt 25. In konkreten Ausgestaltungen haben sich ein Axialspalt 25 von etwa 0,03 mm und ein Radialspalt von etwa bis 0,3 mm als günstig herausgestellt.
An den Axialspalten 25 neben der Saugniere und der Druckniere führt das Magnetfeld zu einem stirnseitigen Abdichten durch ein Vernetzen und Ausrichten der Eisenpartikel. Die stirnseitigen Axialspalte 25 werden zuverlässig auch gegen hohe Drücke abgedichtet. Die Leckage zwischen Druck- und Saugseite ist gering.
Figur 3b zeigt eine stark schematische Draufsicht auf einen Endbereich 22 oder 24 eines Gehäuses 12 eines Drehdämpfers 1 aus Figur 1 oder 2, wobei der innere Aufbau des Drehdämpfers 1 und die Strömungsführung deutlicher wird. Die Zeichnung zeigt z. B. den Endbereich 22 in einer Draufsicht von innen, aber ohne die Verdrängerkomponente 4. Die Innenkontur 13 der äußeren
Verdrängerkomponente 5 ist gestrichelt eingezeichnet und kann in unterschiedlichen Ausgestaltungen mehr oder weniger Zähne aufweisen. Radial außerhalb der radial äußersten Zahnkontur der Verdrängerkomponenten 4 und 5 ist hier eine Umfangsnut 50 in dem Endbereich 22 (und 24) vorgesehen, die sich in dem Endbereich 22 (und 24) vollständig um die Achse herum erstreckt. Diese
Umfangsnut 50 dient als Sammel- (50) bzw. Verteilkanal (51) für das MRF. Die Umfangsnut kann sich aber auch nur über Teilbereiche des Umfangs erstrecken.
Auf der hier in der Zeichnung linken Seite ist auf der Saugseite 26 bzw. an dem Einlass eine Saugniere 26a ausgebildet, durch die das MRF in den Zwischenraum 43 zwischen der Innenverzahnung 13 und der Außenverzahnung 11 angesaugt werden kann. Das durch die Saugniere 26a angesaugte MRF strömt dazu von der Druckseite 27 durch den Dämpfungskanal 17 bzw. dessen Teilsegmente zu der Saugseite 26. Der Dämpfungskanal 17 erstreckt sich dabei über (nahezu) den vollständigen äußeren Umfang der äußeren
Verdrängerkomponente 5. Es können an dem vollständigen Umfang z. B. die schmalen Segmente der Führungseinheiten 21 fehlen.
Die Ansaugniere 26a und die in dem anderen Endbereich an der anderen Stirnseite ausgebildete Druckniere 27a erstrecken sich jeweils etwa nierenförmig über einen Winkelbereich <180°, wie es bei Zahnringpumpen oder Gerotorpumpen üblich ist. Die Umfangsnut 50 und die Ansaugniere 26a bilden zusammen einen Zufuhrkanal, während die Umfangsnut 51 und die Druckniere 27a zusammen einen Abfuhrkanal bilden.
Die Sammelnut 50 auf der Saugseite und die Sammelnut 51 sammel auf der Saugseite das MRF und geben es auf der Druckseite über dem vollständigen Umfang ab. Ein „Übersprechen" bzw. ein
Fluidkurzschluss wird dadurch ausgeschlossen, dass die
Sammelnuten 50 und 51 auf unterschiedlichen Stirnseiten
angeordnet sind, sodass Saug- und Druckseite hier auch axial voneinander getrennt sind. Im Bereich der Saugniere bzw. der Druckniere, deren Darstellung durch Horizontalspiegelung von F 3b erhaltbar ist, wird das MRF gesammelt bzw. verteilt. Die Sammelnut 51 kann auch als Verteilnut 51 bezeichnet werden.
Die Saug- und die Druckniere können auch an der gleichen
Stirnseite vorgesehen sein, wobei dann auf (vollumfängliche) Sammelnuten 50 und 51 verzichtet werden muss, da sonst ein Fluidkurzschluss entstehen würde. Die Sammelnuten müssen sich nicht um den vollständigen Umfang erstrecken. Dies gilt auch für den Dämpfungskanal 17.
Figur 4 zeigt einen Sitz 300 wie einen Fahrer-, Beifahrer oder Mannschaftssitz wie er z. B. bei gepanzerten Fahrzeugen 400 mit Rädern 401 oder Ketten oder dergleichen verwendet wird und den Insassen 200 im Falle einer Explosion der Mine 500 schützen soll Der Sitz 300 ist hier vertikal verschiebbar und über eine
Koppelstange mit dem Drehdämpfer 1 verbunden. Der Drehdämpfer 1 entspricht einem Drehdämpfer 1, wie er zuvor beschrieben wurde.
Die Koppelstange 60 ist wieder als Gewindespindel 65 ausgeführt, um eine axiale Bewegung in eine radiale Bewegung umzusetzen. Hie ist wiederum eine Gewindemutter 75 mit der Hohlwelle 3a
gekoppelt. Der Drehdämpfer 1 bzw. dessen elektrische Spule 9 wir in Abhängigkeit verschiedener Parameter so bestromt, damit der Insasse bei einer Explosion einer Mine 500 möglichst wenig oder gar nicht verletzt wird. Parameter können Sensorsignale sein. Sensoren erkennen hierbei die Art und Stärke der Explosion.
Die Erfindung betrifft insofern auch eine Baugruppe zur Energieabsorption bei einem Überlastereignis. Die Baugruppe kann Teil des Sitzes sein oder einen solchen umfassen oder als ein solcher ausgebildet sein. Die Baugruppe umfasst in jedem Fall wenigstens einen Drehdämpfer. Die Baugruppe dient bei einmalig auftretenden Überlastereignissen zur Vermeidung oder Reduktion von Schäden an Objekten, wie Personen oder Gegenständen. Dabei reduziert die Baugruppe die aufgrund eines einmalig auftretenden Energieeintrages resultierende Belastung auf ein an der Baugruppe angeordnetes oder damit gekoppeltes Objekt (wie eine Person oder auch ein Gegenstand) . Ein solches einmaliges Überlastereignis mit einem Energieeintrag tritt z. B. bzw. insbesondere bei einem Absturz eines Hubschraubers oder z. B. bei einer Notlandung mit einem Flugzeug oder einer Explosion einer Mine auf.
Insbesondere wird die erfindungsgemäße Baugruppe an Transportmitteln, wie Truppentransportern, Panzern, Hubschraubern oder dergleichen eingesetzt, um insbesondere transportierte Personen vor gesundheitsgefährdenden oder sogar lebensbedrohlichen Stößen zu schützen, wenn beispielsweise eine Mine zur Explosion
unterhalb des Transportmittels gebracht wird.
Beim Drehdämpfer bei dieser Ausgestaltung ist grundsätzlich keine Vorbelastung in eine Endposition vorhanden. Der Drehdämpfer ist in keine Richtung vorgespannt. Dadurch kann grundsätzlich ein gleiches Verhalten in beide Drehrichtungen eingestellt werden. Die Leichtgängigkeit oder die Schwergängigkeit einer gedämpften Linearbewegung kann unabhängig von der Bewegungsrichtung
eingestellt werden. Somit kann der Drehdämpfer bei Einsatz als Energieabsorptionselement im Überlastfall (z. B. Explosion einer Mine) zusätzlich auch als (permanenter) Komfortdämpfer
(Stoßdämpfer) während der Fahrt eingesetzt werden. Bezugszeichenliste :
1 Drehdämpfer 32 Sensor
2 Verdrängereinrichtung 35 Elektromotor
3 Dämpferwelle 38 Spulenhalter
3a Hohlwelle 42 Dichtung von 23
4 Verdrängerkomponente 43 Zwischenraum
5 Verdrängerkomponente 44 Lager
6 magnetorheologisches Fluid 50 Sammelnut
7 Steuereinrichtung 51 Sammelnut
8 Magnetfeldquelle 52 Schraube
9 elektrische Spule 53 Mutter
10 Magnetfeld 54 Axialanschlag
11 Außenverzahnung von 4 55 Axialanschlag
12 Gehäuse von 2 56 Koppelmittel
13 Innenverzahnung von 5 57 Zahnrad
14 Drehachse von 4 60 Koppelstange
15 Drehachse von 5 61 erste Übertragungseinheit
16 Innenraum von 2 62 erstes Einkerbungsprofil
17 Dämpfungskanal 65 Gewindespindel
18 Dämpfungsspalt (radial) 70 Zahnrad
19 Achse von 9 71 zweite Übertragungseinheit
20 Ring in 12 72 zweites Einkerbungsprofil
21 Führungseinheit 75 Gewindemutter
22 erster Endbereich 76 Anschlagfläche
23 Mittelbereich 77 Flansch
24 zweiter Endbereich 100 Einrichtung
25 Axialspalt 102 Schließstellung
26 Einlass, Saugseite 103 Öffnungsstellung
26a Saugniere 151 Anschlusseinheit
27 Auslass, Druckseite 152 Anschlusseinheit
27a Druckniere 200 Person
28 Dichtung an 3 300 Sitz
29 Ausgleichsvolumen 400 Transportmittel
29a Ausgleichseinrichtung 401 Rad
29b Füllventil

Claims

Drehdämpfer (1) mit einem Gehäuse (12) und mit wenigstens einer Magnetfeldquelle (8) und mit einer als Hohlwelle (3a) ausgebildeten Dämpferwelle (3), wobei in der Dämpferwelle (3) eine Koppelstange (60) aufgenommen ist und wobei die
Hohlwelle (3a) und die Koppelstange (60) miteinander
zusammenwirkende Übertragungseinheiten (61, 71) aufweisen und eine relative Axialbewegung der Koppelstange (60) in eine Drehbewegung der Hohlwelle (3a) umwandeln,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Gehäuse (12) wenigstens eine
Verdrängereinrichtung (2) angeordnet ist, und dass die
Verdrängereinrichtung (2) ineinander eingreifende und relativ zueinander drehbare Verdrängerkomponenten (4, 5) und die Dämpferwelle (3) umfasst und ein magnetorheologisches Fluid (6) als Arbeitsfluid enthält und damit betreibbar ist, und dass die Magnetfeldquelle (8) dazu geeignet und
ausgebildet ist, die Verdrängerkomponenten (4, 5) mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen, um eine Drehbewegung der
Dämpferwelle (3) zu dämpfen.
Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Koppelstange (60) ein Einkerbungsprofil (62) als
Übertragungseinheit (61) umfasst und wobei die andere
Übertragungseinheit (71) ein daran angepasstes
Einkerbungsprofil (72) aufweist.
Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Koppelstange (60) eine Gewindespindel (65) als erste
Übertragungseinheit (61) umfasst und wobei die zweite
Übertragungseinheit (71) als Gewindemutter (75) ausgebildet ist .
Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Gewindemutter (75) wenigstens teilweise aus einem Kunststoff besteht .
5. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Gewindemutter (75) einen Axialanschlag (76) umfasst und in dem Gehäuse (12) drehbar und axial fixiert aufgenommen ist.
6. Drehdämpfer (1) nach einem der beiden vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Verdrängereinrichtung (2) miteinander kämmende Verdrängerkomponenten (4, 5) aufweist.
7. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Magnetfeldquelle (8) dazu geeignet und ausgebildet ist, die ineinander eingreifenden und relativ zueinander drehbaren Verdrängerkomponenten (4, 5) mit einem Magnetfeld zu
beaufschlagen, um eine Drehbewegung der Dämpferwelle (3) zu dämpfen .
8. Drehdämpfer (1) nach einem der beiden vorhergehenden
Ansprüche, wobei wenigstens ein stirnseitiger Axialspalt (25) zwischen dem Gehäuse (12) und der Verdrängereinrichtung (2) ausgebildet ist und wobei ein wesentlicher Teil des
Magnetfeldes (10) der Magnetfeldquelle (8) den Axialspalt
(25) zwischen dem Gehäuse (12) und den Verdrängerkomponenten
(4, 5) durchtritt.
9. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei an beiden axialen Enden der Verdrängerkomponenten (4, 5) jeweils ein stirnseitiger Axialspalt (25) zwischen dem Gehäuse und der Verdrängereinrichtung (2) ausgebildet ist und wobei ein wesentlicher Teil des Magnetfeldes (10) der Magnetfeldquelle (8) durch beide Axialspalte (25) zwischen dem Gehäuse (12) und den Verdrängerkomponenten (4, 5) durchtritt und eine Dichtung der stirnseitigen Axialspalte (25) bewirkt.
10. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Magnetfeldquelle (8) wenigstens eine elektrische Spule (9) umfasst.
11. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Magnetfeld (10) quer zum Axialspalt (25) verläuft.
12. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste Verdrängerkomponente (4) der
Verdrängerkomponenten mit der Dämpferwelle (3) fest verbunden ist und wobei eine zweite Verdrängerkomponente (5) der
Verdrängerkomponenten in dem Gehäuse (12) der
Verdrängereinrichtung (2) drehbar aufgenommen ist, wobei die erste Verdrängerkomponente (4) mit der zweiten
Verdrängerkomponente (5) im Eingriff steht und exzentrisch zu der zweiten Verdrängerkomponente (5) angeordnet ist.
13. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die erste Verdrängerkomponente (4) eine Außenverzahnung (11) aufweist und wobei die zweite Verdrängerkomponente eine Innenverzahnung (13) aufweist, und wobei die zweite
Verdrängerkomponente (5) drehbar in dem Gehäuse (12)
aufgenommen ist.
14. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei ein Innenraum (16) der Verdrängereinrichtung (2) einem wesentlichen Teil des Magnetfeldes der Magnetfeldquelle (8) aussetzbar ist.
15. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Verdrängereinrichtung (2) wenigstens einen dem Magnetfeld (10) der Magnetfeldquelle (8) aussetzbaren
Dämpfungskanal (17) umfasst.
16. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei
zumindest ein Dämpfungsspalt (18) als Dämpfungskanal (17) radial zwischen der zweiten Zahnkomponente (5) und dem
Gehäuse (12) angeordnet ist.
17. Drehdämpfer (1) nach einem der beiden vorhergehenden
Ansprüche, wobei wenigstens ein wesentlicher Teil des
Magnetfeldes (10) der Magnetfeldquelle (8) durch den
Dämpfungsspalt (17) durchtritt.
18. Drehdämpfer (1) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Verdrängerkomponente (5) in dem Gehäuse (12) über eine Mehrzahl an Führungseinheiten (21) drehbar geführt wird, um einen definierten Dämpfungsspalt (18) zwischen der zweiten Verdrängerkomponente (5) und dem Gehäuse (12) zu gewährleisten .
19. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Gehäuse (12) einen ersten und einen zweiten
Endbereich (22, 24) und dazwischen einen Mittelbereich (23) umfasst, wobei in wenigstens einem der beiden Endbereiche
(22, 24) und insbesondere in beiden Endbereichen (22, 24) eine elektrische Spule (9) aufgenommen ist, wobei eine Achse
(19) der Spule (9) insbesondere im Wesentlichen parallel zur Dämpferwelle (3) ausgerichtet ist.
20. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ausgleichseinrichtung (29a) an den Mittelbereich (23) gekoppelt ist.
21. 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.
22. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei axial benachbart zu der elektrischen Spule (9) in dem Gehäuse (12) ein Ring (20) aus einem Material mit einer relativen Permeabilität kleiner 10 angeordnet ist, wobei der Ring (20) insbesondere axial zwischen der elektrischen Spule (9) und den Verdrängerkomponenten (4, 5) angeordnet ist.
23. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das magnetorheologische Fluid (6) durch Drehbewegung der ineinander eingreifenden Verdrängerkomponenten (4, 5) von einem Einlass (26) der Verdrängereinrichtung (2) zu einem Auslass (27) der Verdrängereinrichtung (2) förderbar ist.
24. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Einlass (27) und der Auslass (28) auf unterschiedlichen axialen Seite der Verdrängereinrichtung (2) angeordnet sind.
25. Drehdämpfer (1) nach einem der beiden vorhergehenden
Ansprüche, wobei das Magnetfeld (10) in einem Bereich des Einlasses (27) schwächer ausgebildet ist als in einem Bereich des Auslasses (28) .
26. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine Ausgleichseinrichtung mit einem Ausgleichsvolumen (29) vorgesehen ist, um einen Temperaturausgleich zu
ermöglichen .
27. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Dämpfungskreislauf des magnetorheologischen Fluids (6) vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
28. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei wenigstens ein Sensor (32) ein Maß für eine
Winkelposition der Dämpferwelle (3) erfasst.
29. Drehdämpfer (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei an der Spindelmutter und/oder der Koppelstange eine
Maßstabeinrichtung angeordnet und wobei an dem Gehäuse (12) der Sensor angebracht ist.
30. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Belastungssensor (33) zur
Erfassung eines Kennwertes für ein Drehmoment an der
Dämpferwelle (3) .
31. Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch wenigstens einen mit der Dämpferwelle (3) koppelbaren Elektromotor (35) .
32. Transportmittel (400) wie z.B. Truppentransporter, Panzer, Hubschrauber oder dergleichen mit einem Drehdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, um z. B. transportierte Personen vor gesundheitsgefährdenden oder sogar lebensbedrohlichen Stößen/Impulsen zu schützen.
Verfahren zum Dämpfen einer Linearbewegung mit einem
Drehdämpfer, wobei eine relative Axialbewegung einer
Koppelstange (60) des Drehdämpfers in eine Drehbewegung der Hohlwelle (3a) des Drehdämpfers umgewandelt wird,
wobei in dem Gehäuse (12) wenigstens eine
Verdrängereinrichtung (2) angeordnet ist, und die
Verdrängereinrichtung (2) ineinander eingreifende und relativ zueinander drehbare Verdrängerkomponenten (4, 5) und die Dämpferwelle (3) umfasst und ein magnetorheologisches Fluid
(6) als Arbeitsfluid enthält, und wobei die
Verdrängerkomponenten (4, 5) mit einem Magnetfeld
beaufschlagt werden, um eine Drehbewegung der Dämpferwelle
(3) zu dämpfen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108869617A (zh) * 2018-09-29 2018-11-23 山东大学 一种自供电式磁流变减振装置
CN111750026A (zh) * 2020-06-29 2020-10-09 武汉理工大学 一种在线智能控制的主动动力吸振器及其控制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015117594A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Inventus Engineering Gmbh Drehdämpfer
DE102017111032A1 (de) * 2017-05-20 2018-11-22 Inventus Engineering Gmbh Vorrichtung mit einem steuerbaren Drehdämpfer
CN111722162B (zh) * 2020-07-15 2022-09-02 中国民航大学 一种极坐标式磁流变阻尼器磁场测试装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005256888A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Toyota Motor Corp 電磁緩衝器
US20070045068A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Namuduri Chandra S Damping device having controllable resistive force
DE102013203331A1 (de) * 2013-02-28 2014-08-28 Zf Friedrichshafen Ag Rotationsdämpfer für ein Fahrzeug
US20150345134A1 (en) 2012-12-27 2015-12-03 Kozo Keikaku Engineering Inc. Damping device and vibration control apparatus for structure

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4001844A (en) * 1974-08-12 1977-01-04 Mcclintock Richard D Exposure control system
JPS59217027A (ja) * 1983-05-20 1984-12-07 Tokico Ltd 油圧緩衝器
US5036236A (en) * 1990-05-07 1991-07-30 Hughes Aircraft Company Air gap matching proximity sensor for magnetic bearings
US5257680A (en) * 1991-12-20 1993-11-02 Lord Corporation Surface effect dampers having both hysteresis and a frictional component
US5277281A (en) * 1992-06-18 1994-01-11 Lord Corporation Magnetorheological fluid dampers
NL1006544C2 (nl) * 1997-07-10 1999-01-12 Skf Ind Trading & Dev Actuator voorzien van een beschermd schroefmechanisme, alsmede remklauw met een dergelijke actuator.
US6694856B1 (en) * 2001-02-22 2004-02-24 The University Of Maryland Magnetorheological damper and energy dissipation method
DE10216862B4 (de) * 2002-04-16 2005-07-07 Key Safety Systems, Inc., Sterling Heights Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt
US7225905B2 (en) * 2003-10-22 2007-06-05 General Motors Corporation Magnetorheological fluid damper
DE102005021945B3 (de) 2005-05-12 2007-02-01 Gkn Driveline International Gmbh Hydrostatische Sperrkupplung
DE102005023032A1 (de) * 2005-05-13 2006-11-23 Demag Ergotech Gmbh Elektrische Antriebsvorrichtung
JP4396611B2 (ja) * 2005-10-07 2010-01-13 トヨタ自動車株式会社 車両用懸架シリンダ装置
JP4959483B2 (ja) 2007-09-12 2012-06-20 カヤバ工業株式会社 磁気粘性流体緩衝器
JP2009287639A (ja) 2008-05-28 2009-12-10 Kayaba Ind Co Ltd ロータリダンパ
US8418819B2 (en) * 2008-08-22 2013-04-16 Inventus Engineering Gmbh Movement damping apparatus
CN102397158A (zh) 2010-09-17 2012-04-04 李建书 一种家医两用型便携式多功能电热灸疗装置
TR201815969T4 (tr) * 2011-10-19 2018-11-21 Aseismic Devices Co Ltd Sönümleme cihazı.
DE102012017423B4 (de) * 2012-09-04 2015-07-09 Inventus Engineering Gmbh Magnetorheologische Übertragungseinrichtung
CN102937158B (zh) 2012-11-12 2014-07-09 富奥汽车零部件股份有限公司 一种汽车磁流变液减振器
JP6106835B2 (ja) 2013-03-12 2017-04-05 株式会社栗本鐵工所 リニアアクチュエータ
DE102015117594A1 (de) * 2015-10-15 2017-04-20 Inventus Engineering Gmbh Drehdämpfer
DE102016118920B4 (de) 2016-03-31 2019-07-11 Inventus Engineering Gmbh Trainingsgerät
US11266867B2 (en) 2016-03-31 2022-03-08 Inventus Engineering Gmbh Training equipment and method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005256888A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Toyota Motor Corp 電磁緩衝器
US20070045068A1 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Namuduri Chandra S Damping device having controllable resistive force
US20150345134A1 (en) 2012-12-27 2015-12-03 Kozo Keikaku Engineering Inc. Damping device and vibration control apparatus for structure
DE102013203331A1 (de) * 2013-02-28 2014-08-28 Zf Friedrichshafen Ag Rotationsdämpfer für ein Fahrzeug

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108869617A (zh) * 2018-09-29 2018-11-23 山东大学 一种自供电式磁流变减振装置
CN111750026A (zh) * 2020-06-29 2020-10-09 武汉理工大学 一种在线智能控制的主动动力吸振器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016124115A1 (de) 2018-06-14
US20190346008A1 (en) 2019-11-14
DE102016124115B4 (de) 2022-06-09
US11725709B2 (en) 2023-08-15

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