WO2024041813A1 - Apparatus having a magnetorheological transmission device - Google Patents

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WO2024041813A1
WO2024041813A1 PCT/EP2023/069831 EP2023069831W WO2024041813A1 WO 2024041813 A1 WO2024041813 A1 WO 2024041813A1 EP 2023069831 W EP2023069831 W EP 2023069831W WO 2024041813 A1 WO2024041813 A1 WO 2024041813A1
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WO
WIPO (PCT)
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component
gap
magnetic field
fixed component
rotating
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/069831
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Philipp Dönz
Stefan Battlogg
Original Assignee
Inventus Engineering Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Inventus Engineering Gmbh filed Critical Inventus Engineering Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
    • F16D37/02—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive the particles being magnetisable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
    • F16D2037/005—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive characterised by a single substantially radial gap in which the fluid or medium consisting of small particles is arranged

Definitions

  • the invention relates to a device with at least one magnetorheological transmission device with at least two rotary components that can be moved relative to one another. At least one effective gap is formed between the rotating components, in which a magnetorheological medium is arranged. A controllable magnetic field can be generated in the effective gap by means of at least one electrical coil device.
  • Such devices can be varied and e.g. B. can be used as a steering specification device for specifying a steering movement according to the steer-by-wire concept.
  • the device should be able to transmit a high torque and at the same time have a low basic torque. It is often required that the device be structurally uncomplicated and at the same time require little installation space with a drive or can be coupled to an output of a power train.
  • the connection to supply and control lines should also be as simple and reliable as possible.
  • the device according to the invention comprises at least one magnetorheological transmission device.
  • the transmission device comprises at least two rotary components that can be moved relative to one another. At least one effective gap is formed between the rotating components. At least one magnetorheological medium is arranged in the effective gap.
  • the device comprises at least one electrical coil device for generating a controllable magnetic field in the effective gap. In particular, the generation of the magnetic field serves to influence (and preferably brake or release) the rotatability of the rotating components during normal operation.
  • the rotating components are mounted so that they can rotate relative to a fixed component.
  • the device comprises at least one fixed component.
  • the fixed component has at least one coil holder.
  • the at least one coil device is accommodated and in particular fastened to the at least one coil receptacle. In particular, the coil device is not mounted on the rotating components. In particular, the coil device is accommodated exclusively on the fixed component.
  • the device according to the invention offers many advantages.
  • the fixed component with its coil holder and the rotatable arrangement of the rotating components relative to the fixed component offer a significant advantage.
  • the structural integration of the device into a power train can be particularly inexpensive and at the same time very space-saving.
  • supply and control lines for the coil device can be laid particularly easily and, for example, without sliding contacts or winding springs.
  • the rotating components and the fixed component are arranged coaxially to one another and in particular are arranged coaxially to the axis of rotation of the transmission device.
  • one of the rotating components is the so-called embedded one Rotary component, arranged at least in sections (seen in the radial direction) between the fixed component and another of the rotary components, the so-called final rotary component.
  • the embedded rotary component is arranged at least in sections (seen in the radial direction) between the fixed component and the final rotary component.
  • the effective gap (seen in the radial direction) is formed between the rotating components.
  • the effective gap is arranged circumferentially (or annularly) between the rotating components.
  • the effective gap is arranged coaxially to the rotating components and to the fixed component and/or to the axis of rotation of the transmission device.
  • the effective gap is annular.
  • the magnetic field of the coil device runs through a magnetic circuit.
  • the magnetic circuit is provided by at least the fixed component and the rotating components.
  • the magnetic circuit is provided by the fixed component and the embedded rotating component and the final rotating component and in particular by the magnetorheological medium located in the effective gap.
  • the magnetic field of the coil device in the magnetic circuit extends through the fixed component (and through a decoupling gap) and through the embedded rotational component and through the effective gap and through the final rotational component.
  • the field lines run parallel to one another, at least in sections.
  • the magnetic circuit has a homogeneous distribution of field lines (especially in comparison to the field lines in air).
  • the magnetic fields flow through a closed magnetic circuit.
  • this is Fixed component arranged coaxially inside relative to the rotating components.
  • the fixed component it is also possible and advantageous for the fixed component to be arranged coaxially on the outside relative to the rotating components.
  • the fixed component or the final rotating component is attached to at least one torque support (in particular non-rotatable).
  • the torque support is an abutment structure (can also be referred to as a support structure) and z. B. Part of a body or a console or the like. If the final rotation component is attached to the torque support, the fixed component is connected, for example, to a control element and, for example, to a steering unit or a steering wheel or the like. The fixed component is then designed to be particularly fixed in relation to the operating element.
  • the device is preferably designed as a steering specification device for specifying a steering movement according to the steer-by-wire concept or as an operating device for setting operating states by means of rotary movements.
  • the embedded rotary component is coupled to a drive device and in particular can be driven by it.
  • the magnetic field in the effective gap can be controlled in such a way that the embedded rotational component can drive the final rotational component.
  • the embedded rotating component can be driven directly or indirectly (for example via a gear device) by the drive device.
  • the gear device can be designed to be self-locking, for example as a worm gear or the like.
  • the transmission device is designed, for example, as a coupling device. In particular, the transmission device is then serial to the drive device connected in a power train.
  • the final rotating component or the fixed component is coupled to an operating element (in particular non-rotatable).
  • the control element is, for example, a steering unit or steering wheel or the like.
  • the component that is not attached to the torque support is coupled to the control element.
  • the magnetic field in the effective gap can be controlled in such a way that a torque applied to the operating element can be transferred to the embedded rotating component.
  • At least one decoupling gap is formed at least in sections between the fixed component and the embedded rotating component.
  • the magnetic field of the coil device also runs through the decoupling gap.
  • the magnetic circuit also runs through the decoupling gap.
  • the fixed component and the embedded rotating component lie opposite one another, in particular at a distance.
  • the fixed component and the embedded rotating component can lie against one another in the manner of a (play) fit in the area of the decoupling gap.
  • it is preferred that the fixed component and the embedded rotating component are not secured to one another in a rotationally fixed manner.
  • the decoupling gap and the effective gap are preferably arranged coaxially to one another at least in sections.
  • the decoupling gap and the effective gap are sealed from one another by at least one sealing device and preferably by at least one first gap seal.
  • the first gap seal extends in particular between the fixed component and the embedded rotating component.
  • the magnetorheological medium cannot enter the decoupling gap from the effective gap due to the seal.
  • the magnetic circuit extends from the fixed component through the decoupling gap into the embedded rotational component, from there through the effective gap with the magnetorheological medium located therein, from there into the final rotational component, from there back through the effective gap with the magnetorheological medium located therein medium, from there back into the embedded rotating component and from there through the decoupling gap back into the fixed component (to the starting point).
  • the magnetic circuit runs in particular through two zones spaced apart from one another.
  • the zones have opposite flow directions.
  • one zone has a flow direction from the fixed component towards the final rotational component.
  • the other zone has a flow direction from the final rotation component towards the fixed component.
  • the zones are each provided by a guide section.
  • an obstruction section is arranged between the zones.
  • the guiding sections and the obstruction section are described in more detail below.
  • the magnetic circuit extends from the fixed component through the decoupling gap into one guide section of the embedded rotating component, from there through the effective gap with the magnetorheological medium located therein, from there (directly or without) into the final rotating component to flow) into the final rotating component, from there back through the effective gap with the magnetorheological medium located therein, from there through the other guide section of the embedded rotating component and from there through the decoupling gap back into the fixed component (to the starting point).
  • the final rotation component serves to close the magnetic circuit between the guide sections.
  • the magnetic circuit only extends once along its course through the final rotation component.
  • the magnetic circuit extends along its course only once in each flow direction through the embedded rotation component.
  • the embedded rotary component has at least two guide sections and at least one obstruction section arranged between the guide sections.
  • the obstruction section is suitable and designed to prevent a magnetic short circuit between the guide sections. Preventing the magnetic short circuit relates in particular to the magnetic field of the coil device or to the magnetic circuit through which the magnetic field of the coil device extends.
  • the obstruction section has a higher magnetic resistance than the guide sections. This can e.g. B. by material properties and / or by geometric properties (in particular shape and e.g. height or strength) of the embedded rotary component and / or by integrating a magnetic flux barrier into the embedded rotary component.
  • the flow barrier in particular comprises a gap which is filled with air and/or a substance with lower magnetic conductivity than the embedded rotary component (in particular).
  • the obstruction section and the guide sections can be connected to one another in one piece (in one piece of material).
  • the guide sections and the obstruction section then form a (one-piece) base body.
  • the obstruction section and the guide sections can also be separate (but preferably firmly connected) components.
  • the guide sections at least partially each have a contour that projects into the effective gap, so that a gap height that varies in the circumferential direction occurs.
  • the contour is preferably designed as a star contour or the like.
  • the obstruction section provides a higher magnetic resistance for the magnetic flux s of the magnetic circuit than the guide sections.
  • the obstruction section prevents the magnetic circuit from moving directly or bypassing the effective gap and/or the final rotation component from one guide section (through the embedded rotation component) to the other guide section.
  • the obstruction section counteracts a magnetic short circuit within the magnetic circuit.
  • the obstruction section and the guide sections and the effective gap and the final rotational component are designed and arranged relative to one another in such a way that the magnetic flux of the magnetic circuit is forced, from which one guide section first passes through the effective gap and then through the final rotational component and then again through the Effective gap and then flow through the other guide section.
  • the effective gap is preferably sealed by means of at least one sealing device and preferably by means of at least one second gap seal.
  • the second gap seal extends between the rotating components.
  • the device includes at least one fault protection system.
  • the accident protection is suitable and designed to generate a magnetic field by means of at least one magnetic field generating device and to use the magnetic field to influence the magnetorheological medium arranged in the effective gap in order to ensure the rotatability of at least one of the rotating components (in particular at least the final rotating component). To brake an accident with an accident braking torque.
  • an accident is understood to mean, in particular, a failure of the coil device. In particular, this results in the magnetic field of the coil device being eliminated.
  • the accident protection serves in particular to ensure that the rotating components are not blocked in the event of an accident, can still be moved without resistance.
  • the accident protection is suitable and designed to at least partially replace and/or support the magnetic field of the coil device by the magnetic field of the magnetic field generating device.
  • the magnetic field generating device can provide a magnetic field if the magnetic field of the coil device disappears in the event of a fault.
  • the magnetic field generating device can provide a magnetic field which supports the magnetic field of the coil device during normal operation and/or weakens it in the event of a fault.
  • the malfunction device is suitable and designed to detect the malfunction and in particular the failure of the coil device (e.g. with a sensor means).
  • the accident protection is suitable and designed to automatically brake the rotatability of the rotating components with the accident braking torque when the accident is detected.
  • a circuit can be provided which automatically activates the additional coil device in the event of a failure of the power supply to the coil device in order to brake with the emergency braking torque.
  • the magnetic field generating device is at least partially arranged and preferably fastened to the stationary component. This is possible and advantageous, for example, for an additional electrical coil device of the magnetic field generating device.
  • the magnetic field generating device can also be arranged at least partially on one of the rotating components. This is possible and advantageous, for example, for a permanent magnet device of the magnetic field generating device.
  • the magnetic field generating device has at least one additional electrical coil device for generating a magnetic field (particularly in the effective gap and/or in the gap of the accident prevention system).
  • the additional coil device is arranged in a coil holder of the fixed component.
  • the coil holder can each have at least one separate receiving space for the coil device and the additional coil device.
  • the recording rooms are particularly spatially separated.
  • at least one partition wall is arranged between them, which is preferably designed to be magnetically conductive. It is also possible and advantageous for the coil holder to have at least one common receiving space for the coil device and the additional coil device.
  • the coil device and the additional coil device can be wound axially next to one another in the common receiving space or wound coaxially to one another.
  • the additional coil device is then arranged radially on the inside and surrounded by the coil device in the circumferential direction.
  • a reverse arrangement is also possible. It is also possible and advantageous for the coil device and the additional coil device to be wound together in the common receiving space. The electrical conductors of both coil devices are then mixed together, so to speak.
  • the magnetic field generating device comprises at least one permanent magnet device for providing the magnetic field.
  • the malfunction protection is suitable and designed to weaken or eliminate the magnetic field of the permanent magnet device during normal operation by a magnetic field (specifically counteracting the magnetic field of the permanent magnet device).
  • a permanent magnet device has the advantage that if the power supply to the coil device fails, the magnetic field for the emergency braking torque is automatically available.
  • Sensor means or circuits for detecting the incident can be used may be waived if necessary.
  • the fault protection is suitable and designed to generate the counteracting magnetic field by means of the coil device and/or by means of the additional coil device.
  • the permanent magnet device prefferably be provided by a component with magnetic remanence properties (so-called remanence device). Due to the remanence properties, the component retains its respective magnetic state permanently or at least until it is demagnetized or magnetized again. If necessary, such a component can be magnetized or demagnetized by the coil device and/or the additional coil device.
  • the component is, for example, one of the rotating components and/or the fixed component or a section thereof.
  • At least one gap with a magnetorheological medium is assigned to the accident prevention system.
  • the gap is formed at least in sections between the fixed component and the final rotating component.
  • the gap is preferably connected to the effective gap.
  • the effective gap can merge into the gap.
  • no seal is provided between the gap of the accident protection and the effective gap of the transmission device.
  • at least one sealant can also be arranged between the gap and the effective gap.
  • the gap is also possible and advantageous for the gap to be provided by the gap of the transmission device.
  • the accident prevention system uses the effective gap of the transmission device.
  • the same magnetorheological medium is then provided for the accident prevention and the transmission device.
  • the gap of the accident protection extends, no embedded rotating component is provided.
  • the magnetic field generating device and, for example, the additional coil device are formed on the fixed component. This means that the embedded rotating component can be dispensed with in the area of accident prevention, so that weight and installation space are saved.
  • the fixed component and the final rotating component lie opposite each other at least in sections, without the embedded rotating component lying in between. This means that in the event of an accident, the final rotating component can be braked directly on the stationary component.
  • the gap is not limited, at least in sections, by the embedded rotation component.
  • the malfunction protection brakes the rotatability of the final rotating component compared to the fixed component. It is also possible and preferred for the accident prevention system to brake the relative rotation of the rotating components and the fixed component to one another.
  • the embedded rotating component is rotatably mounted on the fixed component.
  • the final rotating component is rotatably mounted on the embedded rotating component and/or on the fixed component.
  • the rotating components and/or the fixed component can alternatively or additionally also be attached to other suitable components and, for example, to a torque support or Abutment structure can be rotatably mounted.
  • the rotary components and the fixed rotary component are in particular arranged coaxially to one another and/or coaxially to the axis of rotation of the transmission device.
  • the magnetically conductive areas of the rotating components and/or the Fixed rotary components can be equipped with a contour that projects into the effective gap.
  • the contour can result in a gap height that varies in the circumferential direction.
  • the contour can, for example, be designed as a star contour or the like.
  • the supply lines and/or control lines run through the fixed rotating component.
  • the embedded rotation component is adjacent to both the final rotation component and the fixed rotation component.
  • no rotational component is arranged within the other rotational component.
  • no rotational component is enclosed by the other rotational component.
  • the decoupling gap has no contact with the final rotation component.
  • the final rotating component has no contact with the decoupling gap.
  • the embedded rotating component together with the fixed component, limits the decoupling gap.
  • the decoupling gap only extends between the embedded rotating component and the fixed component.
  • the decoupling gap does not extend between the embedded rotational component and the final rotational component.
  • the embedded rotational component is surrounded radially inwards directly by the decoupling gap and directly after the decoupling gap by the fixed component.
  • the embedded rotational component is surrounded radially outward directly by the effective gap and by the final rotational component.
  • the embedded rotational component is surrounded either radially outwardly or radially inwardly by the final rotational component.
  • the embedded rotational component is not surrounded radially outwardly and radially inwardly by the final rotational component.
  • the decoupling gap is preferably sealed from the effective gap in order to prevent the magnetorheological medium from entering the decoupling gap.
  • a force transmission or torque transmission can be changed in a targeted manner with the transmission device.
  • the force transmission or torque transmission between the rotating components can be adjusted by means of the coil device and its magnetic field in the effective gap. In particular, this also results in a change in the movement resistance for the rotation of the rotating components.
  • the transmission device can be used as a clutch device or as a braking device.
  • the rotating components then serve in particular as clutch components or as brake components and can be referred to as such.
  • the torque can also be referred to as braking torque or clutch torque.
  • the device can be designed as an operating device for setting operating states by means of rotary movements and/or linear movements (which are converted into rotary movements). In particular, the movement resistance of the rotary movement can be specifically adjusted.
  • the magnetorheological medium comprises magnetorheological particles and gas as a filling medium.
  • the magnetorheological particles are absorbed in air.
  • the magnetorheological medium is designed as a powder. With such a magnetorheological medium, the invention presented here enables a particularly low basic torque.
  • the magnetorheological medium it is conceivable and possible for the magnetorheological medium to contain magnetorheological particles and a carrier liquid, such as. B. oil, water or alcohol.
  • the magnetorheological particles consist predominantly of carbonyl iron powder or derivatives thereof.
  • Other magnetorheologically responsive particles are also possible.
  • the magnetorheological particles may have coatings to protect against abrasion and/or corrosion and/or additional components to protect the magnetorheological particles during operation more durable, more abrasion-resistant and/or more slippery.
  • the magnetorheological medium and/or the magnetorheological particles can e.g. B. include a graphite addition.
  • a magnetically non-conductive material is understood to mean, in particular, a material with a permeability number of less than ten and preferably less than one. Materials with a permeability number greater than ten and preferably ferromagnetic materials are understood to be magnetically conductive here.
  • the magnetic conductivity is the "relative magnetic permeability", which is also simply called “magnetic permeability”.
  • Figure 1 is a purely schematic representation of a device according to the invention in a sectioned side view
  • Figure 2 shows another device in a section
  • Figure 3 shows another device in a section
  • FIG. 1 shows a device 100 according to the invention with a magnetorheological transmission device 10 with two rotary components 20, 30 that can be rotated relative to one another.
  • the rotary components 20, 30 are rotatably accommodated relative to a fixed component 4.
  • the dimensions or ratios are shown here and in the other figures purely schematically and, in particular, not to scale.
  • the rotating components 20, 30 and the fixed component 4 are here coaxial with one another and coaxial with the axis of rotation Transmission device 10 arranged.
  • One of the rotating components 20, the so-called embedded rotating component 20, is here (seen in the radial direction) between the fixed component
  • the fixed component 4 has a coil holder 23 with a receiving space 23a in which an electrical coil device 26 is accommodated.
  • the coil device 26 generates a magnetic field which influences the medium 6, so that the mobility of the rotating components 20, 30 relative to one another can be subjected to a targeted torque. Since the component 4 is fixed, a reliable energy supply to the coil device 26 can be implemented particularly inexpensively and reliably. Sliding contacts or coil springs are not necessary.
  • the magnetic field of the coil device 26 runs here through a magnetic circuit (shown in dashed lines), which is provided by the fixed component 4 and the rotating components 20, 30.
  • the magnetic field of the coil device 26 runs in the magnetic circuit through the fixed component 4, further through a decoupling gap 34 and through the embedded rotating component 20 and further through the effective gap 5 and the medium 6 located therein and through the final rotating component 30 and back again.
  • the decoupling gap 34 and the effective gap 5 are sealed from one another by a first gap seal 17, which extends between the fixed component 4 and the embedded rotating component 20.
  • the effective gap 5 is also sealed with a second gap seal 27.
  • the fixed component 4 is here on one Torque support 303 and, for example, an abutment structure 313 (console, body, etc.) were recorded.
  • a control element 341 is attached to the final rotating component 30.
  • the operating element 341 can also be attached to the fixed component 4, while the final rotating component 30 is attached to the torque support 303.
  • the embedded rotary component 20 can be driven by a drive device 302, not shown here.
  • the transmission device 10 is connected in series (in series) to the drive device 302 in the power train, for example. B. to be able to specifically change the power flow between the drive device 302 and the control element 341.
  • the drive device 302 can be connected to the embedded rotary component 20 via a (self-locking) gear device. If the transmission device 10 is coupled in this or a similar manner in series between a drive and an output, it can also be referred to as a clutch device 1.
  • the rotary component 30 here has a sleeve section 33 and two axial end side sections 43.
  • the component 4 here has a base body 14 and an axle extension 24 for connection to the torque support 303.
  • the rotating component 20 is here equipped with magnetically conductive guide sections 42.
  • the gap 5 can have a variable gap height in the circumferential direction.
  • the guide sections 42 are designed, for example, as a star contour or the like.
  • the magnetic circuit runs through the guide sections 42. Between the guide sections 42, an obstruction section 52 is arranged here, which has a higher magnetic resistance than the guide sections 42. This prevents a magnetic Short circuit within the rotary component 20 results.
  • the rotating component 20 can be made in one piece of material here. I.e. , the guide sections 42 and the obstruction section 52 can be made of the same material. So that no magnetic short circuit occurs via the obstruction section 52, it can be geometrically designed in such a way that only a small portion of the magnetic field is conducted over it, while the main portion of the magnetic field is conducted via the guide sections 42 in the radial direction.
  • the radial wall thickness of the rotating component 20 can be thinner in the area between the guide sections 42 than in the area of the guide sections 42.
  • recesses can be provided between the guide sections 42 (or obstruction section 52), which (further) reduce the magnetic conductivity .
  • the recesses can be at least partially filled with a magnetically poorly conductive filling material (e.g. synthetic resin).
  • the device 100 here is, for example, an operating device.
  • the control element 341 is, for example, a rotary knob or a joystick or the like.
  • the transmission device 10 then generates haptic feedback while the rotary knob is turned to set operating states.
  • a drive can be used, for example: B. an active provision can be made.
  • the device 100 can z. B. also be designed as a steering specification device 300, as described in more detail with reference to Figures 2 and 3.
  • the transmission device 10 then serves, for example. B. as an actuator in a steer-by-wire steering unit of a vehicle or in a steering wheel of a game controller.
  • FIG. 2 shows a device 100 designed as a steering control device 300 for controlling a vehicle according to the steer-by-wire concept.
  • the control element 341 is here as a steering unit 301 and z. B. designed as a steering wheel 311.
  • the movement or Position of the steering unit 301 and/or the torque is detected here with a sensor device 70 (not shown in detail) and, for example, with a rotation angle sensor or torque sensor or a combination of both.
  • the steering unit 301 is here integrated into a power train 310, which also includes a drive device 302 with an electric drive motor and a magnetorheological clutch device 1 with clutch components 2, 3.
  • the clutch device 1 and its clutch components 2, 3 are provided by the transmission device 10 with its rotating components 20, 30.
  • the embedded rotating component 20 may be referred to as the inner clutch component 2 and the final rotating component 30 as the outer clutch components 3 .
  • the transmission device 10 here is constructed in an analogous manner with regard to its functional principle as described previously.
  • the drive device 302 is connected to the inner clutch component 2 via a gear device 304 designed here as a worm gear.
  • a gear device 304 designed here as a worm gear.
  • a worm wheel 344 is connected to the coupling component 2 in a rotationally fixed manner. The self-locking of the worm gear 334 thus acts on the inner clutch component 2.
  • the coil device 26 Due to the arrangement of the coil device 26 shown here, its magnetic field extends through the fixed component 4 and through the decoupling gap 34 as well as through the conductive guide sections 42 of the inner coupling component 2 and further through the gap 5 and finally through the (conductive) outer coupling component 3.
  • the magnetic circuit here extends over three components 2, 3, 4 that can be rotated relative to one another and over two gaps 5, 34.
  • the gap 5 and the decoupling gap 34 are sealed from one another here by means of the seal 17 arranged on the inner coupling component 2. Apart from the seal 17, the gap 5 and the decoupling gap 34 here merges into one another.
  • the steering specification device 300 shown here is equipped with a fault protection device 305, which has a magnetic field generating device 345 for generating a magnetic field. Due to the magnetic field, the rotation of the rotating components 20, 30 can be braked in the event of an accident with an accident braking torque.
  • the magnetic field generating device 345 here includes an (additional) coil device 426. In a variant, the coil device 426 can also be used to amplify the magnetic field of the coil device 26 during normal operation.
  • the coil device 426 is also housed in the fixed component 4.
  • a separate receiving space 23b is formed in the base body 14.
  • the axially next to the coil device 426 or Conductive sections running next to the receiving space 23b can be designed here, for example, as a star contour or the like.
  • the fixed component 4 and the outer coupling component 3 lie directly opposite each other (there is no inner coupling component 2 between them here).
  • the gap 405 provided for the coil device 426 is located here directly between the component 4 and the outer coupling component 3.
  • the gap 405 merges directly into the gap 5, so that in principle a common gap 5, 405 is provided for the coupling device 1 and the fault protection device 305.
  • the gap 405 can have a variable height. This results in e.g. B.
  • FIG. 3 shows a variant of the steering specification device 300 presented with reference to FIG. 2.
  • the magnetic field generating device 345 is here equipped with a permanent magnet device 325.
  • the permanent magnet device 325 is designed here in the shape of a ring and is arranged on the fixed component 4 .
  • the magnetic field of the permanent magnet device 325 can be canceled or reduced if necessary. be weakened. Additionally or alternatively, an additional coil device 426 can also be provided. This is then accommodated, for example, together with the coil device 26 in the receiving space 23a (so-called common receiving space).
  • the coil device 426 can generate an opposite magnetic field that reduces or eliminates the magnetic field of the coil device 26.
  • the advantage here is that the magnetic fields of the coil devices 26, 426 lie in a common magnetic circuit.
  • the additional coil device 426 can be used to remedy excessive current supply to the coil device 26 in the event of a fault.
  • a channel 44 can be clearly seen here, which is formed in the base body 14 and through which, for example, a supply line of the coil device 26 can be guided.

Abstract

An apparatus (100) comprises a magnetorheological transmission device (10) having two rotating components (20, 30) that can be moved in relation to each other. A working gap (5) is formed between the two rotating components (20, 30), in which gap a magnetorheological medium (6) is located. An electrical coil device (26) is used to generate a controlled magnetic field inside the working gap (5) in order to influence the rotation of the rotating components (20, 30) during normal operation. The rotating components (20, 30) are received rotatably with respect to a stationary component (4). The stationary component (4) comprises a coil holder (23) on which the coil device (26) is held.

Description

Vorrichtung mit einer magnetorheologi schen Device with a magnetorheological
Übertragungseinrichtung Transmission facility
Die Erfindung betri fft eine Vorrichtung mit wenigstens einer magnetorheologi schen Übertragungseinrichtung mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Drehkomponenten . Zwi schen den Drehkomponenten i st wenigstens ein Wirkspalt ausgebildet , in welchem ein magnetorheologi sches Medium angeordnet ist . Mittel s wenigstens einer elektrischen Spuleneinrichtung i st im Wirkspalt ein steuerbares Magnetfeld erzeugbar . The invention relates to a device with at least one magnetorheological transmission device with at least two rotary components that can be moved relative to one another. At least one effective gap is formed between the rotating components, in which a magnetorheological medium is arranged. A controllable magnetic field can be generated in the effective gap by means of at least one electrical coil device.
Solche Vorrichtungen können vielfältig und z . B . al s Lenkvorgabeeinrichtung zum Vorgeben einer Lenkbewegung nach dem Steer-by-Wire-Konzept eingesetzt werden . In der Regel soll die Vorrichtung ein hohes Drehmoment übertragen können und zugleich ein geringes Grundmoment aufwei sen . Häufig wird gefordert , das s die Vorrichtung konstruktiv unaufwendig und zugleich mit wenig Bauraumbedarf mit einem Antrieb bzw . einem Abtrieb eines Kraft Strangs gekoppelt werden kann . Auch die Anbindung an Versorgungs- und Steuerleitungen sollte möglichst unaufwendig und zugleich zuverläs sig erfolgen können . Such devices can be varied and e.g. B. can be used as a steering specification device for specifying a steering movement according to the steer-by-wire concept. As a rule, the device should be able to transmit a high torque and at the same time have a low basic torque. It is often required that the device be structurally uncomplicated and at the same time require little installation space with a drive or can be coupled to an output of a power train. The connection to supply and control lines should also be as simple and reliable as possible.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes serte Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die zuvor diskutierten Anforderungen besonders vorteilhaft erfüllt . It is therefore the object of the present invention to provide an improved device which particularly advantageously meets the previously discussed requirements.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche . Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und aus der Beschreibung der Aus führungsbei spiele . This task is solved by a device with the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject of the subclaims. Further advantages and features of the present invention emerge from the general description and from the description of the exemplary embodiments.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfas st wenigstens eine magnetorheologi sche Übertragungseinrichtung . Die Übertragungseinrichtung umfas st wenigstens zwei relativ zueinander bewegbare Drehkomponenten . Zwi schen den Drehkomponenten i st wenigstens ein Wirkspalt ausgebildet . Im Wirkspalt i st wenigstens ein magnetorheologisches Medium angeordnet . Die Vorrichtung umfas st wenigstens eine elektri sche Spuleneinrichtung zur Erzeugung eines steuerbaren Magnetfelds im Wirkspalt . Insbesondere dient die Erzeugung des Magnetfelds dazu, die Drehbarkeit der Drehkomponenten im Normalbetrieb zu beeinflus sen ( und vorzugsweise zu bremsen oder frei zugeben ) . Dabei sind die Drehkomponenten relativ zu einer feststehenden Komponente drehbar auf genommen . Insbesondere umfas st die Vorrichtung wenigstens eine feststehende Komponente . Die feststehende Komponente wei st wenigstens eine Spulenaufnahme auf . An der wenigstens einen Spulenaufnahme ist die wenigstens eine Spuleneinrichtung auf genommen und insbesondere befestigt . Insbesondere i st die Spuleneinrichtung nicht an den Drehkomponenten auf genommen . Insbesondere i st die Spuleneinrichtung aus schließlich an der feststehenden Komponente auf genommen . The device according to the invention comprises at least one magnetorheological transmission device. The transmission device comprises at least two rotary components that can be moved relative to one another. At least one effective gap is formed between the rotating components. At least one magnetorheological medium is arranged in the effective gap. The device comprises at least one electrical coil device for generating a controllable magnetic field in the effective gap. In particular, the generation of the magnetic field serves to influence (and preferably brake or release) the rotatability of the rotating components during normal operation. The rotating components are mounted so that they can rotate relative to a fixed component. In particular, the device comprises at least one fixed component. The fixed component has at least one coil holder. The at least one coil device is accommodated and in particular fastened to the at least one coil receptacle. In particular, the coil device is not mounted on the rotating components. In particular, the coil device is accommodated exclusively on the fixed component.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet viele Vorteile . Einen erheblichen Vorteil bietet die feststehende Komponente mit ihrer Spulenaufnahme sowie die drehbare Anordnung der Drehkomponenten relativ zur feststehenden Komponente . Dadurch kann die konstruktive Einbindung der Vorrichtung in einen Kraftstrang besonders unaufwendig und zugleich sehr Bauraum sparend erfolgen . Ebenso können Versorgungs- und Steuerleitungen für die Spuleneinrichtung besonders einfach und bei spielsweise ohne Schlei fkontakte oder Wickel federn verlegt werden . The device according to the invention offers many advantages. The fixed component with its coil holder and the rotatable arrangement of the rotating components relative to the fixed component offer a significant advantage. As a result, the structural integration of the device into a power train can be particularly inexpensive and at the same time very space-saving. Likewise, supply and control lines for the coil device can be laid particularly easily and, for example, without sliding contacts or winding springs.
In allen Ausgestaltungen i st es bevorzugt und vorteilhaft , das s die Drehkomponenten und die feststehende Komponente koaxial zueinander angeordnet sind und insbesondere koaxial zur Drehachse der Übertragungseinrichtung angeordnet sind . Vorzugswei se i st eine der Drehkomponenten, die sogenannte eingebettete Drehkomponente , wenigstens abschnittsweise ( in radialer Richtung gesehen ) zwischen der feststehenden Komponente und einer anderen der Drehkomponenten, der sogenannten abschließenden Drehkomponente , angeordnet . Insbesondere i st die eingebettete Drehkomponente wenigstens abschnittswei se ( in radialer Richtung gesehen ) zwischen der feststehenden Komponente und der abschließenden Drehkomponente angeordnet . In all embodiments, it is preferred and advantageous that the rotating components and the fixed component are arranged coaxially to one another and in particular are arranged coaxially to the axis of rotation of the transmission device. Preferably one of the rotating components is the so-called embedded one Rotary component, arranged at least in sections (seen in the radial direction) between the fixed component and another of the rotary components, the so-called final rotary component. In particular, the embedded rotary component is arranged at least in sections (seen in the radial direction) between the fixed component and the final rotary component.
Insbesondere i st der Wirkspalt ( in radialer Richtung gesehen) zwi schen den Drehkomponenten ausgebildet . Insbesondere ist der Wirkspalt umlaufend (bzw . ringförmig) zwi schen den Drehkomponenten angeordnet . Insbesondere i st der Wirkspalt koaxial zu den Drehkomponenten und zur feststehenden Komponente und/oder zur Drehachse der Übertragungseinrichtung angeordnet . Insbesondere i st der Wirkspalt ringförmig ausgebildet . In particular, the effective gap (seen in the radial direction) is formed between the rotating components. In particular, the effective gap is arranged circumferentially (or annularly) between the rotating components. In particular, the effective gap is arranged coaxially to the rotating components and to the fixed component and/or to the axis of rotation of the transmission device. In particular, the effective gap is annular.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft das Magnetfeld der Spuleneinrichtung durch einen Magnetkreis . Vorzugswei se wird der Magnetkrei s wenigstens durch die feststehende Komponente und die Drehkomponenten bereitgestellt . Insbesondere wird der Magnetkreis durch die feststehende Komponente und die eingebettete Drehkomponente und die abschließende Drehkomponente und insbesondere durch das im Wirkspalt befindliche magnetorheologi sche Medium bereitgestellt . Insbesondere erstreckt sich das Magnetfeld der Spuleneinrichtung im Magnetkrei s durch die feststehende Komponente ( und durch einen Entkopplungs spalt ) und durch die eingebettete Drehkomponente und durch den Wirkspalt und durch die abschließende Drehkomponente . In an advantageous embodiment, the magnetic field of the coil device runs through a magnetic circuit. Preferably the magnetic circuit is provided by at least the fixed component and the rotating components. In particular, the magnetic circuit is provided by the fixed component and the embedded rotating component and the final rotating component and in particular by the magnetorheological medium located in the effective gap. In particular, the magnetic field of the coil device in the magnetic circuit extends through the fixed component (and through a decoupling gap) and through the embedded rotational component and through the effective gap and through the final rotational component.
Innerhalb des Magnetkreises verlaufen die Feldlinien wenigstens abschnittswei se parallel zueinander . Insbesondere wei st der Magnetkrei s eine homogene Verteilung der Feldlinien auf ( insbesondere im Vergleich zu den Feldlinien in Luft ) . Insbesondere fließen die Magnetfelder durch einen geschlos senen Magnetkrei s . Within the magnetic circuit, the field lines run parallel to one another, at least in sections. In particular, the magnetic circuit has a homogeneous distribution of field lines (especially in comparison to the field lines in air). In particular, the magnetic fields flow through a closed magnetic circuit.
In einer vorteilhaften und bevorzugten Ausgestaltung i st die feststehende Komponente relativ zu den Drehkomponenten koaxial innen angeordnet. Möglich und vorteilhaft ist aber auch, dass die feststehende Komponente relativ zu den Drehkomponenten koaxial außen angeordnet ist. In an advantageous and preferred embodiment, this is Fixed component arranged coaxially inside relative to the rotating components. However, it is also possible and advantageous for the fixed component to be arranged coaxially on the outside relative to the rotating components.
Insbesondere ist die feststehende Komponente oder die abschließende Drehkomponente an wenigstens einer Drehmomentabstützung (insbesondere drehfest) befestigt. Insbesondere ist die Drehmomentabstützung eine Widerlagerstruktur (kann auch als Tragstruktur bezeichnet werden) und z. B. Teil einer Karosserie oder einer Konsole oder dergleichen. Wenn die abschließende Drehkomponente an der Drehmomentabstützung befestigt ist, ist die feststehende Komponente beispielsweise an einem Bedienelement und beispielsweise an einer Lenkeinheit bzw. einem Lenkrad oder dergleichen angebunden. Dann ist die feststehende Komponente in Bezug auf das Bedienelement insbesondere feststehend ausgebildet. In particular, the fixed component or the final rotating component is attached to at least one torque support (in particular non-rotatable). In particular, the torque support is an abutment structure (can also be referred to as a support structure) and z. B. Part of a body or a console or the like. If the final rotation component is attached to the torque support, the fixed component is connected, for example, to a control element and, for example, to a steering unit or a steering wheel or the like. The fixed component is then designed to be particularly fixed in relation to the operating element.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung als eine Lenkvorgabeeinrichtung zum Vorgeben einer Lenkbewegung nach dem Steer-by-Wire-Konzept oder als eine Bedieneinrichtung zur Einstellung von Bedienzuständen mittels Drehbewegungen ausgebildet. The device is preferably designed as a steering specification device for specifying a steering movement according to the steer-by-wire concept or as an operating device for setting operating states by means of rotary movements.
Es ist möglich und bevorzugt, dass die eingebettete Drehkomponente mit einer Antriebseinrichtung gekoppelt ist und insbesondere von dieser antreibbar ist. Vorzugsweise ist das Magnetfeld im Wirkspalt so ansteuerbar, dass die eingebettete Drehkomponente die abschließende Drehkomponente antreiben kann. Das ermöglicht eine besonders unaufwendige und zuverlässige Einbindung der Vorrichtung in einen Kraftstrang. Die eingebettete Drehkomponente kann direkt oder indirekt (beispielsweise über eine Getriebeeinrichtung) von der Antriebseinrichtung antreibbar sein. Die Getriebeeinrichtung kann selbsthemmend ausgebildet sein, beispielsweise als ein Schneckengetriebe oder dergleichen. In solchen Ausgestaltungen ist die Übertragungseinrichtung beispielsweise als Kupplungseinrichtung ausgebildet. Insbesondere ist Übertragungseinrichtung dann seriell zur Antriebseinrichtung in einem Kraftstrang geschaltet. It is possible and preferred that the embedded rotary component is coupled to a drive device and in particular can be driven by it. Preferably, the magnetic field in the effective gap can be controlled in such a way that the embedded rotational component can drive the final rotational component. This enables a particularly simple and reliable integration of the device into a power train. The embedded rotating component can be driven directly or indirectly (for example via a gear device) by the drive device. The gear device can be designed to be self-locking, for example as a worm gear or the like. In such configurations, the transmission device is designed, for example, as a coupling device. In particular, the transmission device is then serial to the drive device connected in a power train.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die abschließende Drehkomponente oder die feststehende Komponente mit einem Bedienelement (insbesondere drehfest) gekoppelt. Das Bedienelement ist beispielsweise eine Lenkeinheit bzw. Lenkrad oder dergleichen. Insbesondere ist diejenige Komponente mit dem Bedienelement gekoppelt, welche nicht an der Drehmomentabstützung befestigt ist. Insbesondere ist das Magnetfeld im Wirkspalt so ansteuerbar, dass ein an dem Bedienelement aufgebrachtes Drehmoment auf die eingebettete Drehkomponente übertragbar ist. In an advantageous development, the final rotating component or the fixed component is coupled to an operating element (in particular non-rotatable). The control element is, for example, a steering unit or steering wheel or the like. In particular, the component that is not attached to the torque support is coupled to the control element. In particular, the magnetic field in the effective gap can be controlled in such a way that a torque applied to the operating element can be transferred to the embedded rotating component.
Insbesondere ist zwischen der feststehenden Komponente und der eingebetteten Drehkomponente wenigstens abschnittsweise wenigstens ein Entkopplungsspalt ausgebildet. Insbesondere verläuft das Magnetfeld der Spuleneinrichtung auch durch den Entkopplungsspalt. Insbesondere verläuft auch der Magnetkreis durch den Entkopplungsspalt. Im Bereich des Entkopplungsspalts liegen sich die feststehende Komponente und die eingebettete Drehkomponente insbesondere beabstandet gegenüber. Die feststehende Komponente und die eingebettete Drehkomponente können im Bereich des Entkopplungsspalts in der Art und Weise einer (Spiel-) Passung aneinander liegen. In allen Ausgestaltungen ist bevorzugt, dass die feststehende Komponente und die eingebettete Drehkomponente nicht drehfest aneinander befestigt sind. In particular, at least one decoupling gap is formed at least in sections between the fixed component and the embedded rotating component. In particular, the magnetic field of the coil device also runs through the decoupling gap. In particular, the magnetic circuit also runs through the decoupling gap. In the area of the decoupling gap, the fixed component and the embedded rotating component lie opposite one another, in particular at a distance. The fixed component and the embedded rotating component can lie against one another in the manner of a (play) fit in the area of the decoupling gap. In all embodiments, it is preferred that the fixed component and the embedded rotating component are not secured to one another in a rotationally fixed manner.
Der Entkopplungsspalt und der Wirkspalt sind vorzugsweise wenigstens abschnittsweise koaxial zueinander angeordnet. Insbesondere sind der Entkopplungsspalt und der Wirkspalt durch wenigstens eine Dichtungseinrichtung und vorzugsweise durch wenigstens eine erste Spaltdichtung voneinander abgedichtet. Die erste Spaltdichtung erstreckt sich insbesondere zwischen der feststehenden Komponente und der eingebetteten Drehkomponente. Insbesondere kann das magnetorheologische Medium aufgrund der Abdichtung nicht aus dem Wirkspalt in den Entkopplungsspalt eintreten . Insbesondere erstreckt sich der Magnetkrei s von der feststehenden Komponente aus durch den Entkopplungs spalt in die eingebettete Drehkomponente , von dort durch den Wirkspalt mit dem darin befindlichen magnetorheologischen Medium, von dort in die abschließende Drehkomponente , von dort zurück durch den Wirkspalt mit dem darin befindlichen magnetorheologi schen Medium, von dort wieder in die eingebettete Drehkomponente und von dort durch den Entkopplungsspalt wieder zurück in die feststehende Komponente ( zum Ausgangspunkt ) . The decoupling gap and the effective gap are preferably arranged coaxially to one another at least in sections. In particular, the decoupling gap and the effective gap are sealed from one another by at least one sealing device and preferably by at least one first gap seal. The first gap seal extends in particular between the fixed component and the embedded rotating component. In particular, the magnetorheological medium cannot enter the decoupling gap from the effective gap due to the seal. In particular, the magnetic circuit extends from the fixed component through the decoupling gap into the embedded rotational component, from there through the effective gap with the magnetorheological medium located therein, from there into the final rotational component, from there back through the effective gap with the magnetorheological medium located therein medium, from there back into the embedded rotating component and from there through the decoupling gap back into the fixed component (to the starting point).
Innerhalb der eingebetteten Drehkomponente verläuft der Magnetkrei s insbesondere durch zwei voneinander beabstandete Zonen . Dabei weisen die Zonen entgegengesetzte Flus srichtungen auf . Insbesondere wei st die eine Zone eine Flus srichtung von der feststehenden Komponente in Richtung der abschließenden Drehkomponente auf . Insbesondere weist die andere Zone eine Flussrichtung von der abschließenden Drehkomponente in Richtung der feststehenden Komponente auf . Insbesondere werden die Zonen durch j eweils einen Führungsabschnitt bereitgestellt . Within the embedded rotating component, the magnetic circuit runs in particular through two zones spaced apart from one another. The zones have opposite flow directions. In particular, one zone has a flow direction from the fixed component towards the final rotational component. In particular, the other zone has a flow direction from the final rotation component towards the fixed component. In particular, the zones are each provided by a guide section.
Insbesondere i st zwischen den Zonen ein Obstruktionsabschnitt angeordnet . Die Führungsabschnitte und der Obstruktionsabschnitt werden nachfolgend näher beschrieben . In particular, an obstruction section is arranged between the zones. The guiding sections and the obstruction section are described in more detail below.
Vorzugswei se erstreckt sich der Magnetkrei s von der feststehenden Komponente aus durch den Entkopplungs spalt in den einen Führungsabschnitt der eingebetteten Drehkomponente , von dort durch den Wirkspalt mit dem darin befindlichen magnetorheologi schen Medium, von dort ( direkt bzw . ohne noch einmal in die abschließende Drehkomponente zu fließen ) in die abschließende Drehkomponente , von dort zurück durch den Wirkspalt mit dem darin befindlichen magnetorheologi schen Medium, von dort durch den anderen Führungsabschnitt der eingebetteten Drehkomponente und von dort durch den Entkopplungs spalt wieder zurück in die feststehende Komponente ( zum Ausgangspunkt ) . Insbesondere dient die abschließende Drehkomponente dazu, den Magnetkrei s zwi schen den Führungsabschnitten zu schließen . Insbesondere erstreckt sich der Magnetkreis entlang seines Verlaufs nur einmal durch die abschließende Drehkomponente. Insbesondere erstreckt sich der Magnetkreis entlang seines Verlaufs nur einmal in jede Flussrichtung durch die eingebettete Drehkomponente . Preferably, the magnetic circuit extends from the fixed component through the decoupling gap into one guide section of the embedded rotating component, from there through the effective gap with the magnetorheological medium located therein, from there (directly or without) into the final rotating component to flow) into the final rotating component, from there back through the effective gap with the magnetorheological medium located therein, from there through the other guide section of the embedded rotating component and from there through the decoupling gap back into the fixed component (to the starting point). In particular, the final rotation component serves to close the magnetic circuit between the guide sections. In particular, the magnetic circuit only extends once along its course through the final rotation component. In particular, the magnetic circuit extends along its course only once in each flow direction through the embedded rotation component.
Insbesondere weist die eingebettete Drehkomponente wenigstens zwei Führungsabschnitte und wenigstens einen zwischen den Führungsabschnitten angeordneten Obstruktionsabschnitt auf. Insbesondere ist der Obstruktionsabschnitt dazu geeignet und ausgebildet, einen magnetischen Kurzschluss zwischen den Führungsabschnitten zu verhindern. Das Verhindern des magnetischen Kurzschlusses bezieht sich insbesondere auf das Magnetfeld der Spuleneinrichtung bzw. auf den Magnetkreis, durch welchen sich das Magnetfeld der Spuleneinrichtung erstreckt. Insbesondere weist der Obstruktionsabschnitt einen höheren magnetischen Widerstand als die Führungsabschnitte auf. Das kann z. B. durch Werkstoff eigenschaf ten und/oder durch Geometrieeigenschaften (insbesondere Formgebung und z. B. Höhe bzw. Stärke) der eingebetteten Drehkomponente und/oder durch Integration einer magnetischen Flussbarriere in die eingebettete Drehkomponente erfolgen. Die Flussbarriere umfasst insbesondere einen Spalt, welcher mit Luft und/oder einem Stoff mit geringerer magnetischer Leitfähigkeit als die eingebettete Drehkomponente ( insbesondere ) ausgefüllt ist. Der Obstruktionsabschnitt und die Führungsabschnitte können einstückig (materialeinstückig) miteinander verbunden sein. Beispielsweise bilden die Führungsabschnitte und der Obstruktionsabschnitt dann einen (einstückigen) Basiskörper. Der Obstruktionsabschnitt und die Führungsabschnitte können auch separate (aber vorzugsweise fest miteinander verbundene) Bauteile sein. Insbesondere weisen die Führungsabschnitte wenigstens teilweise jeweils eine in den Wirkspalt ragende Kontur auf, sodass eine in Umfangsrichtung veränderliche Spalthöhe auftritt. Die Kontur ist vorzugsweise als eine Sternkontur oder dergleichen ausgebildet . Insbesondere stellt der Obstruktionsabschnitt einen höheren magneti schen Widerstand für den magneti schen Flus s des Magnetkrei ses als die Führungsabschnitte bereit . Insbesondere verhindert der Obstruktionsabschnitt , das s sich der Magnetkrei s direkt bzw . unter Umgehung des Wirkspalts und/oder der abschließenden Drehkomponente von einem Führungsabschnitt ( durch die eingebettete Drehkomponente ) zu dem anderen Führungsabschnitt erstreckt . Mit anderen Worten, der Obstruktionsabschnitt wirkt einem magneti schen Kurz schlus s innerhalb des Magnetkrei ses entgegen . Insbesondere sind der Obstruktionsabschnitt und die Führungsabschnitte und der Wirkspalt und die abschließende Drehkomponente so ausgebildet und zueinander angeordnet , dass der magneti sche Fluss des Magnetkreises gezwungen i st , von dem einen Führungsabschnitt zunächst durch den Wirkspalt und dann durch die abschließende Drehkomponente und dann wieder durch den Wirkspalt und dann durch den anderen Führungsabschnitt zu fließen . In particular, the embedded rotary component has at least two guide sections and at least one obstruction section arranged between the guide sections. In particular, the obstruction section is suitable and designed to prevent a magnetic short circuit between the guide sections. Preventing the magnetic short circuit relates in particular to the magnetic field of the coil device or to the magnetic circuit through which the magnetic field of the coil device extends. In particular, the obstruction section has a higher magnetic resistance than the guide sections. This can e.g. B. by material properties and / or by geometric properties (in particular shape and e.g. height or strength) of the embedded rotary component and / or by integrating a magnetic flux barrier into the embedded rotary component. The flow barrier in particular comprises a gap which is filled with air and/or a substance with lower magnetic conductivity than the embedded rotary component (in particular). The obstruction section and the guide sections can be connected to one another in one piece (in one piece of material). For example, the guide sections and the obstruction section then form a (one-piece) base body. The obstruction section and the guide sections can also be separate (but preferably firmly connected) components. In particular, the guide sections at least partially each have a contour that projects into the effective gap, so that a gap height that varies in the circumferential direction occurs. The contour is preferably designed as a star contour or the like. In particular, the obstruction section provides a higher magnetic resistance for the magnetic flux s of the magnetic circuit than the guide sections. In particular, the obstruction section prevents the magnetic circuit from moving directly or bypassing the effective gap and/or the final rotation component from one guide section (through the embedded rotation component) to the other guide section. In other words, the obstruction section counteracts a magnetic short circuit within the magnetic circuit. In particular, the obstruction section and the guide sections and the effective gap and the final rotational component are designed and arranged relative to one another in such a way that the magnetic flux of the magnetic circuit is forced, from which one guide section first passes through the effective gap and then through the final rotational component and then again through the Effective gap and then flow through the other guide section.
Der Wirkspalt i st vorzugsweise mittel s wenigstens einer Dichtungseinrichtung und vorzugswei se mittels wenigstens einer zweiten Spaltdichtung abgedichtet . Insbesondere erstreckt sich die zweite Spaltdichtung zwischen den Drehkomponenten . The effective gap is preferably sealed by means of at least one sealing device and preferably by means of at least one second gap seal. In particular, the second gap seal extends between the rotating components.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfas st die Vorrichtung wenigstens eine Störfallsicherung . Insbesondere i st die Störfallsicherung dazu geeignet und ausgebildet , mittel s wenigstens einer Magnetfelderzeugungseinrichtung ein Magnetfeld zu erzeugen und mit dem Magnetfeld das im Wirkspalt angeordnete magnetorheologi sche Medium zu beeinflus sen, um die Drehbarkeit wenigstens einer der Drehkomponenten ( insbesondere wenigstens der abschließenden Drehkomponente ) bei einem Störfall mit einem Störfallbremsmoment zu bremsen . In an advantageous development, the device includes at least one fault protection system. In particular, the accident protection is suitable and designed to generate a magnetic field by means of at least one magnetic field generating device and to use the magnetic field to influence the magnetorheological medium arranged in the effective gap in order to ensure the rotatability of at least one of the rotating components (in particular at least the final rotating component). To brake an accident with an accident braking torque.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Störfall insbesondere ein Ausfall der Spuleneinrichtung verstanden . Insbesondere kommt es dabei zu einem Wegfall des Magnetfelds der Spuleneinrichtung . Die Störfall sicherung dient insbesondere dazu, das s die Drehkomponenten bei einem Störfall weder blockiert sind, noch widerstandslos bewegt werden können. In the context of the present invention, an accident is understood to mean, in particular, a failure of the coil device. In particular, this results in the magnetic field of the coil device being eliminated. The accident protection serves in particular to ensure that the rotating components are not blocked in the event of an accident, can still be moved without resistance.
Insbesondere ist die Störfallsicherung dazu geeignet und ausgebildet, das Magnetfeld der Spuleneinrichtung durch das Magnetfeld der Magnetfelderzeugungseinrichtung wenigstens teilweise zu ersetzen und/oder zu unterstützen. Insbesondere kann die Magnetfelderzeugungseinrichtung ein Magnetfeld bereitstellen, wenn das Magnetfeld der Spuleneinrichtung im Störfall wegfällt. Insbesondere kann die Magnetfelderzeugungseinrichtung ein Magnetfeld bereitstellen, welches das Magnetfeld der Spuleneinrichtung im Normalbetrieb unterstützt und/oder im Störfall abschwächt. In particular, the accident protection is suitable and designed to at least partially replace and/or support the magnetic field of the coil device by the magnetic field of the magnetic field generating device. In particular, the magnetic field generating device can provide a magnetic field if the magnetic field of the coil device disappears in the event of a fault. In particular, the magnetic field generating device can provide a magnetic field which supports the magnetic field of the coil device during normal operation and/or weakens it in the event of a fault.
Insbesondere ist die Störfalleinrichtung dazu geeignet und ausgebildet, den Störfall und insbesondere den Ausfall der Spuleneinrichtung zu erfassen (z. B. mit einem Sensormittel) . Insbesondere ist die Störfallsicherung dazu geeignet und ausgebildet, bei Erfassung des Störfalls automatisch die Drehbarkeit der Drehkomponenten mit dem Störfallbremsmoment zu bremsen. Es kann eine Verschaltung vorgesehen sein, welche bei einem Ausfall der Stromversorgung der Spuleneinrichtung automatisch die Zusatzspuleneinrichtung aktiviert, um mit dem Störfallbremsmoment zu bremsen. In particular, the malfunction device is suitable and designed to detect the malfunction and in particular the failure of the coil device (e.g. with a sensor means). In particular, the accident protection is suitable and designed to automatically brake the rotatability of the rotating components with the accident braking torque when the accident is detected. A circuit can be provided which automatically activates the additional coil device in the event of a failure of the power supply to the coil device in order to brake with the emergency braking torque.
Insbesondere ist die Magnetfelderzeugungseinrichtung wenigstens teilweise an der feststehenden Komponente angeordnet und vorzugsweise befestigt. Das ist beispielsweise für eine elektrische Zusatzspuleneinrichtung der Magnetfelderzeugungseinrichtung möglich und vorteilhaft. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung kann auch wenigstens teilweise an einer der Drehkomponenten angeordnet sein. Das ist beispielsweise für eine Permanentmagneteinrichtung der Magnetfelderzeugungseinrichtung möglich und vorteilhaft. In particular, the magnetic field generating device is at least partially arranged and preferably fastened to the stationary component. This is possible and advantageous, for example, for an additional electrical coil device of the magnetic field generating device. The magnetic field generating device can also be arranged at least partially on one of the rotating components. This is possible and advantageous, for example, for a permanent magnet device of the magnetic field generating device.
Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung wenigstens eine elektrische Zusatzspuleneinrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds (insbesondere im Wirkspalt und/oder im Spalt der Störfallsicherung) umfasst. Insbesondere ist die Zusatzspuleneinrichtung in einer Spulenaufnahme der feststehenden Komponente angeordnet. It is preferred and advantageous that the magnetic field generating device has at least one additional electrical coil device for generating a magnetic field (particularly in the effective gap and/or in the gap of the accident prevention system). In particular, the additional coil device is arranged in a coil holder of the fixed component.
Die Spulenaufnahme kann jeweils wenigstens einen separaten Aufnahmeraum für die Spuleneinrichtung und die Zusatzspuleneinrichtung aufweisen. Die Aufnahmeräume sind insbesondere räumlich getrennt. Insbesondere ist wenigstens eine Trennwand dazwischen angeordnet, welche vorzugsweise magnetisch leitfähig ausgebildet ist. Möglich und vorteilhaft ist auch, dass die Spulenaufnahme wenigstens einen gemeinsamen Aufnahmeraum für die Spuleneinrichtung und die Zusatzspuleneinrichtung aufweist. The coil holder can each have at least one separate receiving space for the coil device and the additional coil device. The recording rooms are particularly spatially separated. In particular, at least one partition wall is arranged between them, which is preferably designed to be magnetically conductive. It is also possible and advantageous for the coil holder to have at least one common receiving space for the coil device and the additional coil device.
Die Spuleneinrichtung und die Zusatzspuleneinrichtung können in dem gemeinsamen Aufnahmeraum axial nebeneinander aufgewickelt oder koaxial zueinander auf gewickelt sein. Beispielsweise ist dann die Zusatzspuleneinrichtung radial innen angeordnet und von der Spuleneinrichtung in Umfangsrichtung umschlossen. Möglich ist auch eine umgekehrte Anordnung. Möglich und vorteilhaft ist auch, dass die Spuleneinrichtung und die Zusatzspuleneinrichtung in dem gemeinsamen Aufnahmeraum ineinandergewickelt sind. Dann sind die elektrischen Leiter beider Spuleneinrichtungen sozusagen durchmischt angeordnet. The coil device and the additional coil device can be wound axially next to one another in the common receiving space or wound coaxially to one another. For example, the additional coil device is then arranged radially on the inside and surrounded by the coil device in the circumferential direction. A reverse arrangement is also possible. It is also possible and advantageous for the coil device and the additional coil device to be wound together in the common receiving space. The electrical conductors of both coil devices are then mixed together, so to speak.
Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Magnetfelderzeugungseinrichtung wenigstens eine Permanentmagneteinrichtung zur Bereitstellung des Magnetfelds umfasst. Insbesondere ist die Störfallsicherung dazu geeignet und ausgebildet, das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung im Normalbetrieb durch ein (dem Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung gezielt) entgegenwirkendes Magnetfeld abzuschwächen oder zu eliminieren. Eine solche Permanentmagneteinrichtung hat den Vorteil, dass bei einem Ausfall der Stromversorgung der Spuleneinrichtung automatisch das Magnetfeld für das Störfallbremsmoment bereitsteht. Auf Sensormittel oder Verschaltungen zur Erkennung des Störfalls kann gegebenenfalls verzichtet werden. It is possible and advantageous for the magnetic field generating device to comprise at least one permanent magnet device for providing the magnetic field. In particular, the malfunction protection is suitable and designed to weaken or eliminate the magnetic field of the permanent magnet device during normal operation by a magnetic field (specifically counteracting the magnetic field of the permanent magnet device). Such a permanent magnet device has the advantage that if the power supply to the coil device fails, the magnetic field for the emergency braking torque is automatically available. Sensor means or circuits for detecting the incident can be used may be waived if necessary.
Insbesondere ist die Störfallsicherung dazu geeignet und ausgebildet, das entgegenwirkende Magnetfeld mittels der Spuleneinrichtung und/oder mittels der Zusatzspuleneinrichtung zu erzeugen . In particular, the fault protection is suitable and designed to generate the counteracting magnetic field by means of the coil device and/or by means of the additional coil device.
Es ist möglich, dass die Permanentmagneteinrichtung durch ein Bauteil mit magnetischen Remanenzeigenschaften bereitgestellt wird (sog. Remanenzeinrichtung) . Aufgrund der Remanenzeigenschaften behält das Bauteil den jeweiligen magnetischen Zustand dauerhaft bzw. wenigstens so lange, bis es erneut entmagnetisiert bzw. magnetisiert wird. Ein solches Bauteil kann durch die Spuleneinrichtung und/oder die Zusatzspuleneinrichtung bei Bedarf magnetisiert bzw. entmagnetisiert werden. Das Bauteil ist beispielsweise eine der Drehkomponenten und/oder die feststehende Komponente oder ein Abschnitt einer solchen. It is possible for the permanent magnet device to be provided by a component with magnetic remanence properties (so-called remanence device). Due to the remanence properties, the component retains its respective magnetic state permanently or at least until it is demagnetized or magnetized again. If necessary, such a component can be magnetized or demagnetized by the coil device and/or the additional coil device. The component is, for example, one of the rotating components and/or the fixed component or a section thereof.
Vorzugsweise ist der Störfallsicherung wenigstens ein Spalt mit einem magnetorheologischen Medium zugeordnet. Insbesondere ist der Spalt wenigstens abschnittsweise zwischen der feststehenden Komponente und der abschließenden Drehkomponente ausgebildet. Der Spalt ist vorzugsweise mit dem Wirkspalt verbunden. Der Wirkspalt kann in den Spalt übergehen. Insbesondere ist zwischen dem Spalt der Störfallsicherung und dem Wirkspalt Übertragungseinrichtung keine Dichtung vorgesehen. Zwischen dem Spalt und dem Wirkspalt kann aber auch wenigstens ein Dichtungsmittel angeordnet sein. Preferably, at least one gap with a magnetorheological medium is assigned to the accident prevention system. In particular, the gap is formed at least in sections between the fixed component and the final rotating component. The gap is preferably connected to the effective gap. The effective gap can merge into the gap. In particular, no seal is provided between the gap of the accident protection and the effective gap of the transmission device. However, at least one sealant can also be arranged between the gap and the effective gap.
Möglich und vorteilhaft ist auch, dass der Spalt durch den Spalt der Übertragungseinrichtung bereitgestellt wird. Mit anderen Worten, die Störfallsicherung nutzt den Wirkspalt der Übertragungseinrichtung. Insbesondere ist dann für die Störfallsicherung und die Übertragungseinrichtung dasselbe magnetorheologische Medium vorgesehen. It is also possible and advantageous for the gap to be provided by the gap of the transmission device. In other words, the accident prevention system uses the effective gap of the transmission device. In particular, the same magnetorheological medium is then provided for the accident prevention and the transmission device.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist dort, wo sich der Spalt der Störfall sicherung erstreckt , keine eingebettete Drehkomponente vorgesehen . Das ist insbesondere dann vorteilhaft , wenn die Magnetfelderzeugungseinrichtung und beispiel swei se die Zusatz spuleneinrichtung an der feststehenden Komponente ausgebildet i st . Dadurch kann im Bereich der Störfall sicherung auf die eingebettete Drehkomponente verzichtet werden, sodass Gewicht und Bauraum eingespart werden . In a particularly advantageous embodiment, there is where the gap of the accident protection extends, no embedded rotating component is provided. This is particularly advantageous if the magnetic field generating device and, for example, the additional coil device are formed on the fixed component. This means that the embedded rotating component can be dispensed with in the area of accident prevention, so that weight and installation space are saved.
Insbesondere liegen sich dort , wo der Spalt der Störfallsicherung ausgebildet i st , die feststehende Komponente und die abschließende Drehkomponente ( direkt oder indirekt ) wenigstens abschnittswei se gegenüber , ohne das s die eingebettete Drehkomponente dazwischen liegt . Dadurch kann bei einem Störfall die abschließende Drehkomponente direkt an der feststehenden Komponente abgebremst werden . Insbesondere ist der Spalt wenigstens abschnittsweise nicht durch die eingebettete Drehkomponente begrenzt . In particular, where the gap of the accident prevention system is formed, the fixed component and the final rotating component (directly or indirectly) lie opposite each other at least in sections, without the embedded rotating component lying in between. This means that in the event of an accident, the final rotating component can be braked directly on the stationary component. In particular, the gap is not limited, at least in sections, by the embedded rotation component.
Vorzugswei se bremst die Störfallsicherung die Drehbarkeit der abschließenden Drehkomponente gegenüber der feststehenden Komponente . Möglich und bevorzugt i st auch, das s die Störfallsicherung die relative Drehbarkeit der Drehkomponenten und der feststehenden Komponente zueinander bremst . Preferably, the malfunction protection brakes the rotatability of the final rotating component compared to the fixed component. It is also possible and preferred for the accident prevention system to brake the relative rotation of the rotating components and the fixed component to one another.
Insbesondere i st die eingebettete Drehkomponente an der feststehenden Komponente drehbar gelagert . Insbesondere i st die abschließende Drehkomponente an der eingebetteten Drehkomponente und/oder an der feststehenden Komponente drehbar gelagert . Die Drehkomponenten und/oder die feststehende Komponente können alternativ oder zusätzlich auch an anderen geeigneten Bauteilen und bei spielsweise an einer Drehmomentabstützung bzw . Widerlagerstruktur drehbar gelagert sein . In particular, the embedded rotating component is rotatably mounted on the fixed component. In particular, the final rotating component is rotatably mounted on the embedded rotating component and/or on the fixed component. The rotating components and/or the fixed component can alternatively or additionally also be attached to other suitable components and, for example, to a torque support or Abutment structure can be rotatably mounted.
Die Drehkomponenten und die feststehende Drehkomponente sind insbesondere koaxial zueinander und/oder koaxial zur Drehachse der Übertragungseinrichtung angeordnet . Die magneti sch leitfähigen Bereiche der Drehkomponenten und/oder der feststehenden Drehkomponente können mit einer in den Wirkspalt ragenden Kontur ausgestattet sein . Durch die Kontur kann sich eine in Umfangsrichtung veränderliche Spalthöhe ergeben . Die Kontur kann bei spielsweise al s eine Sternkontur oder dergleichen ausgebildet sein . Insbesondere verlaufen die Versorgungsleitungen und/oder Steuerleitungen durch die feststehende Drehkomponente . The rotary components and the fixed rotary component are in particular arranged coaxially to one another and/or coaxially to the axis of rotation of the transmission device. The magnetically conductive areas of the rotating components and/or the Fixed rotary components can be equipped with a contour that projects into the effective gap. The contour can result in a gap height that varies in the circumferential direction. The contour can, for example, be designed as a star contour or the like. In particular, the supply lines and/or control lines run through the fixed rotating component.
Insbesondere grenzt die eingebettete Drehkomponente sowohl an die abschließende Drehkomponente al s auch an die feststehende Drehkomponente . Insbesondere i st keine Drehkomponente innerhalb der anderen Drehkomponente angeordnet . Insbesondere i st keine Drehkomponente von der anderen Drehkomponente umschlos sen . Der Entkopplungsspalt hat insbesondere keinen Kontakt zu der abschließenden Drehkomponente . Die abschließende Drehkomponente hat insbesondere keinen Kontakt zum Entkopplungsspalt . In particular, the embedded rotation component is adjacent to both the final rotation component and the fixed rotation component. In particular, no rotational component is arranged within the other rotational component. In particular, no rotational component is enclosed by the other rotational component. In particular, the decoupling gap has no contact with the final rotation component. In particular, the final rotating component has no contact with the decoupling gap.
Insbesondere begrenzt die eingebettete Drehkomponente zusammen mit der feststehenden Komponente den Entkopplungs spalt . Insbesondere erstreckt sich der Entkopplungsspalt nur zwi schen der eingebetteten Drehkomponente und der feststehenden Komponente . Insbesondere erstreckt sich der Entkopplungsspalt nicht zwi schen der eingebetteten Drehkomponente und der abschließenden Drehkomponente . Insbesondere i st die eingebettete Drehkomponente nach radial innen direkt vom Entkopplungsspalt und direkt nach dem Entkopplungsspalt von der feststehenden Komponente umgeben . Insbesondere i st die eingebettete Drehkomponente nach radial außen direkt vom Wirkspalt und von der abschließenden Drehkomponente umgeben . Insbesondere i st die eingebettete Drehkomponente entweder nach radial außen oder nach radial innen von der abschließenden Drehkomponente umgeben . Insbesondere i st die eingebettete Drehkomponente nicht nach radial außen und radial innen von der abschließenden Drehkomponente umgeben . Der Entkopplungsspalt i st vorzugsweise gegenüber dem Wirkspalt abgedichtet , um den Eintritt des magnetorheologi schen Mediums in den Entkopplungsspalt zu verhindern . Insbesondere ist mit der Übertragungseinrichtung eine Kraftübertragung bzw. Drehmomentübertragung gezielt veränderbar. Insbesondere ist mittels der Spuleneinrichtung und deren Magnetfeld im Wirkspalt die Kraftübertragung bzw. die Drehmomentübertragung zwischen den Drehkomponenten einstellbar. Insbesondere ergibt sich dadurch auch eine Veränderung des Bewegungswiderstands für die Drehbarkeit der Drehkomponenten. Die Übertragungseinrichtung kann als eine Kupplungseinrichtung oder als eine Bremseinrichtung eingesetzt werden. Dann dienen die Drehkomponenten insbesondere als Kupplungskomponenten bzw. als Bremskomponenten und können als solche bezeichnet werden. Das Drehmoment kann auch als Bremsmoment bzw. Kupplungsmoment bezeichnet werden. Die Vorrichtung kann als eine Bedieneinrichtung zur Einstellung von Bedienzuständen mittels Drehbewegungen und/oder Linearbewegungen (welche in Drehbewegungen umgesetzt werden) ausgebildet sein. Insbesondere ist der Bewegungswiderstand der Drehbewegung gezielt einstellbar. In particular, the embedded rotating component, together with the fixed component, limits the decoupling gap. In particular, the decoupling gap only extends between the embedded rotating component and the fixed component. In particular, the decoupling gap does not extend between the embedded rotational component and the final rotational component. In particular, the embedded rotational component is surrounded radially inwards directly by the decoupling gap and directly after the decoupling gap by the fixed component. In particular, the embedded rotational component is surrounded radially outward directly by the effective gap and by the final rotational component. In particular, the embedded rotational component is surrounded either radially outwardly or radially inwardly by the final rotational component. In particular, the embedded rotational component is not surrounded radially outwardly and radially inwardly by the final rotational component. The decoupling gap is preferably sealed from the effective gap in order to prevent the magnetorheological medium from entering the decoupling gap. In particular, a force transmission or torque transmission can be changed in a targeted manner with the transmission device. In particular, the force transmission or torque transmission between the rotating components can be adjusted by means of the coil device and its magnetic field in the effective gap. In particular, this also results in a change in the movement resistance for the rotation of the rotating components. The transmission device can be used as a clutch device or as a braking device. The rotating components then serve in particular as clutch components or as brake components and can be referred to as such. The torque can also be referred to as braking torque or clutch torque. The device can be designed as an operating device for setting operating states by means of rotary movements and/or linear movements (which are converted into rotary movements). In particular, the movement resistance of the rotary movement can be specifically adjusted.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass das magnetorheologische Medium magnetorheologische Partikel und Gas als Füllmedium umfasst. Insbesondere sind die magnetorheologischen Partikel in Luft aufgenommen. Insbesondere ist das magnetorheologische Medium als ein Pulver ausgebildet. Mit einem solchen magnetorheologischen Medium ermöglicht die hier vorgestellte Erfindung ein besonders geringes Grundmoment. Alternativ ist es denkbar und möglich, dass das magnetorheologische Medium magnetorheologische Partikel und eine Trägerflüssigkeit, wie z. B. Öl, Wasser oder Alkohol, umfasst. In all embodiments, it is preferred that the magnetorheological medium comprises magnetorheological particles and gas as a filling medium. In particular, the magnetorheological particles are absorbed in air. In particular, the magnetorheological medium is designed as a powder. With such a magnetorheological medium, the invention presented here enables a particularly low basic torque. Alternatively, it is conceivable and possible for the magnetorheological medium to contain magnetorheological particles and a carrier liquid, such as. B. oil, water or alcohol.
Es ist besonders bevorzugt, dass die magnetorheologischen Partikel (jeweils) überwiegend aus Carbonyleisenpulver oder Derivaten davon bestehen. Möglich sind auch andere magnetorheologisch ansprechbare Partikel. Die magnetorheologischen Partikel können Beschichtungen zum Schutz vor Abrieb und/oder Korrosion und/oder zusätzliche Bestandteile aufweisen, um die magnetorheologischen Partikel im Betrieb beständiger, abriebfester und/oder gleitfähiger zu gestalten. Das magnetorheologische Medium und/oder die magnetorheologischen Partikel können z. B. eine Graphitbeigabe umfassen. It is particularly preferred that the magnetorheological particles (each) consist predominantly of carbonyl iron powder or derivatives thereof. Other magnetorheologically responsive particles are also possible. The magnetorheological particles may have coatings to protect against abrasion and/or corrosion and/or additional components to protect the magnetorheological particles during operation more durable, more abrasion-resistant and/or more slippery. The magnetorheological medium and/or the magnetorheological particles can e.g. B. include a graphite addition.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem magnetisch nicht leitfähigen Werkstoff insbesondere ein Werkstoff mit einer Permeabilitätszahl von kleiner zehn und vorzugsweise kleiner eins verstanden. Als magnetisch leitfähig werden hier insbesondere Werkstoffe mit einer Permeabilitätszahl von größer zehn und vorzugsweise ferromagnetische Stoffe verstanden. Die magnetische Leitfähigkeit ist dabei die „relative magnetische Permeabilität", die auch vereinfacht „magnetische Permeabilität" genannt wird. In the context of the present invention, a magnetically non-conductive material is understood to mean, in particular, a material with a permeability number of less than ten and preferably less than one. Materials with a permeability number greater than ten and preferably ferromagnetic materials are understood to be magnetically conductive here. The magnetic conductivity is the "relative magnetic permeability", which is also simply called "magnetic permeability".
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, welche im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden. Further advantages and features of the present invention result from the exemplary embodiments, which are explained below with reference to the accompanying figures.
Darin zeigen: Show in it:
Figur 1 eine rein schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht; Figure 1 is a purely schematic representation of a device according to the invention in a sectioned side view;
Figur 2 eine weitere Vorrichtung in einer geschnittenenFigure 2 shows another device in a section
Seitenansicht; und side view; and
Figur 3 eine andere Vorrichtung in einer geschnittenenFigure 3 shows another device in a section
Seitenansicht . Side view.
Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 mit einer magnetorheologischen Übertragungseinrichtung 10 mit zwei relativ zueinander drehbaren Drehkomponenten 20, 30. Die Drehkomponenten 20, 30 sind relativ zu einer feststehenden Komponente 4 drehbar aufgenommen. Die Dimensionierungen bzw. Verhältnisse sind hier und in den übrigen Figuren aus Gründen der Sichtbarkeit rein schematisch und insbesondere nicht maßstabsgerecht eingezeichnet. 1 shows a device 100 according to the invention with a magnetorheological transmission device 10 with two rotary components 20, 30 that can be rotated relative to one another. The rotary components 20, 30 are rotatably accommodated relative to a fixed component 4. For reasons of visibility, the dimensions or ratios are shown here and in the other figures purely schematically and, in particular, not to scale.
Die Drehkomponenten 20, 30 und die feststehende Komponente 4 sind hier koaxial zueinander und koaxial zur Drehachse der Übertragungseinrichtung 10 angeordnet. Eine der Drehkomponenten 20, die sogenannte eingebettete Drehkomponente 20, ist hier (in radialer Richtung gesehen) zwischen der feststehenden KomponenteThe rotating components 20, 30 and the fixed component 4 are here coaxial with one another and coaxial with the axis of rotation Transmission device 10 arranged. One of the rotating components 20, the so-called embedded rotating component 20, is here (seen in the radial direction) between the fixed component
4 und der anderen Drehkomponenten 30, der sogenannten abschließenden Drehkomponente 30, angeordnet. 4 and the other rotating components 30, the so-called final rotating component 30, are arranged.
Zwischen den Drehkomponenten 20, 30 ist ein umlaufender WirkspaltThere is a circumferential effective gap between the rotating components 20, 30
5 (zur besseren Übersichtlichkeit nicht maßstabsgerecht eingezeichnet) ausgebildet, in dem ein magnetorheologisches Medium 6 angeordnet ist. Die feststehende Komponente 4 weist eine Spulenaufnahme 23 mit einem Aufnahmeraum 23a auf, in welchem eine elektrische Spuleneinrichtung 26 aufgenommen ist. Mit der Spuleneinrichtung 26 wird ein Magnetfeld erzeugt, welches das Medium 6 beeinflusst, sodass die Bewegbarkeit der Drehkomponenten 20, 30 relativ zueinander mit einem gezielten Drehmoment beaufschlagt werden kann. Da die Komponente 4 feststeht, kann eine zuverlässige Energieversorgung der Spuleneinrichtung 26 besonders unaufwendig und zuverlässig umgesetzt werden. Schleifkontakte oder Wickelfedern sind nicht nötig. 5 (not drawn to scale for better clarity), in which a magnetorheological medium 6 is arranged. The fixed component 4 has a coil holder 23 with a receiving space 23a in which an electrical coil device 26 is accommodated. The coil device 26 generates a magnetic field which influences the medium 6, so that the mobility of the rotating components 20, 30 relative to one another can be subjected to a targeted torque. Since the component 4 is fixed, a reliable energy supply to the coil device 26 can be implemented particularly inexpensively and reliably. Sliding contacts or coil springs are not necessary.
Das Magnetfeld der Spuleneinrichtung 26 verläuft hier durch einen Magnetkreis (gestrichelt eingezeichnet) , welcher durch die feststehende Komponente 4 und die Drehkomponenten 20, 30 bereitgestellt wird. Dabei verläuft das Magnetfeld der Spuleneinrichtung 26 im Magnetkreis durch die feststehende Komponente 4, weiter durch einen Entkopplungsspalt 34 und durch die eingebettete Drehkomponente 20 und weiter durch den Wirkspalt 5 und das darin befindliche Medium 6 und durch die abschließende Drehkomponente 30 und wieder zurück. The magnetic field of the coil device 26 runs here through a magnetic circuit (shown in dashed lines), which is provided by the fixed component 4 and the rotating components 20, 30. The magnetic field of the coil device 26 runs in the magnetic circuit through the fixed component 4, further through a decoupling gap 34 and through the embedded rotating component 20 and further through the effective gap 5 and the medium 6 located therein and through the final rotating component 30 and back again.
Der Entkopplungsspalt 34 und der Wirkspalt 5 sind durch eine erste Spaltdichtung 17 voneinander abgedichtet, welche sich zwischen der feststehenden Komponente 4 und der eingebetteten Drehkomponente 20 erstreckt. Der Wirkspalt 5 ist zudem mit einer zweiten Spaltdichtung 27 abgedichtet. The decoupling gap 34 and the effective gap 5 are sealed from one another by a first gap seal 17, which extends between the fixed component 4 and the embedded rotating component 20. The effective gap 5 is also sealed with a second gap seal 27.
Die feststehende Komponente 4 ist hier an einer Drehmomentabstützung 303 und beispielsweise einer Widerlagerstruktur 313 (Konsole, Karosserie etc. ) drehtest auf genommen. An der abschließenden Drehkomponente 30 ist hier rein beispielhaft ein Bedienelement 341 befestigt. In einer alternativen und ebenfalls vorteilhaften Ausführung kann das Bedienelement 341 auch an der feststehenden Komponente 4 befestigt sein, während die abschließenden Drehkomponente 30 drehtest an der Drehmomentabstützung 303 befestigt ist. The fixed component 4 is here on one Torque support 303 and, for example, an abutment structure 313 (console, body, etc.) were recorded. Here, purely as an example, a control element 341 is attached to the final rotating component 30. In an alternative and also advantageous embodiment, the operating element 341 can also be attached to the fixed component 4, while the final rotating component 30 is attached to the torque support 303.
Die eingebettete Drehkomponente 20 kann durch eine hier nicht näher gezeigte Antriebseinrichtung 302 angetrieben werden. Die Übertragungseinrichtung 10 ist seriell (in Reihe) zur Antriebseinrichtung 302 im Kraftstrang geschaltet, um z. B. den Kraftfluss zwischen der Antriebseinrichtung 302 und dem Bedienelement 341 gezielt verändern zu können. Die Antriebseinrichtung 302 kann über eine (selbsthemmende) Getriebeeinrichtung mit der eingebetteten Drehkomponente 20 verbunden sein. Wenn die Übertragungseinrichtung 10 so oder in ähnlicher Weise seriell zwischen einen Antrieb und einen Abtrieb gekoppelt ist, kann sie auch als Kupplungseinrichtung 1 bezeichnet werden. The embedded rotary component 20 can be driven by a drive device 302, not shown here. The transmission device 10 is connected in series (in series) to the drive device 302 in the power train, for example. B. to be able to specifically change the power flow between the drive device 302 and the control element 341. The drive device 302 can be connected to the embedded rotary component 20 via a (self-locking) gear device. If the transmission device 10 is coupled in this or a similar manner in series between a drive and an output, it can also be referred to as a clutch device 1.
Die Drehkomponente 30 weist hier einen Hülsenabschnitt 33 und zwei axiale Stirnseitenabschnitte 43 auf. Die Komponente 4 weist hier einen Grundkörper 14 und einen Achsfortsatz 24 zur Anbindung an die Drehmomentabstützung 303 auf. Die Drehkomponente 20 ist hier mit magnetisch leitfähigen Führungsabschnitten 42 ausgestattet ist. Im Bereich der Führungsabschnitte 42 kann der Spalt 5 in Umfangsrichtung eine veränderliche Spalthöhe aufweisen. Dazu sind die Führungsabschnitte 42 beispielsweise als Sternkontur oder dergleichen ausgebildet. The rotary component 30 here has a sleeve section 33 and two axial end side sections 43. The component 4 here has a base body 14 and an axle extension 24 for connection to the torque support 303. The rotating component 20 is here equipped with magnetically conductive guide sections 42. In the area of the guide sections 42, the gap 5 can have a variable gap height in the circumferential direction. For this purpose, the guide sections 42 are designed, for example, as a star contour or the like.
Wie hier gut zu erkennen ist, verläuft der Magnetkreis durch die Führungsabschnitte 42. Zwischen den Führungsabschnitten 42 ist hier ein Obstruktionsabschnitt 52 angeordnet, welcher einen höheren magnetischen Widerstand als die Führungsabschnitte 42 aufweist. Dadurch wird verhindert, dass sich ein magnetischer Kurzschluss innerhalb der Drehkomponente 20 ergibt. As can be clearly seen here, the magnetic circuit runs through the guide sections 42. Between the guide sections 42, an obstruction section 52 is arranged here, which has a higher magnetic resistance than the guide sections 42. This prevents a magnetic Short circuit within the rotary component 20 results.
Die Drehkomponente 20 kann hier materialeinstückig ausgeführt sein. D. h. , die Führungsabschnitte 42 und der Obstruktionsabschnitt 52 können aus demselben Material gefertigt sein. Damit dabei kein magnetischer Kurzschluss über den Obstruktionsabschnitt 52 auftritt, kann dieser geometrisch so ausgestaltet sein, dass nur ein kleiner Anteil des Magnetfeldes darüber geleitet wird, während der Hauptanteil des Magnetfeldes jedoch über die Führungsabschnitte 42 in radialer Richtung geleitet werden. Z. B. kann die radiale Wandstärke der Drehkomponente 20 im Bereich zwischen den Führungsabschnitten 42 dünner sein als im Bereich der Führungsabschnitte 42. Über den Umfang verteilt können zwischen den Führungsabschnitten 42 (bzw. Obstruktionsabschnitt 52) Aussparungen vorgesehen sein, welche die magnetische Leitfähigkeit (weiter) vermindern. Die Aussparungen können mit einem magnetisch schlecht leitenden Füllmaterial (z. B. Kunstharz) zumindest zum Teil ausgefüllt sein. The rotating component 20 can be made in one piece of material here. I.e. , the guide sections 42 and the obstruction section 52 can be made of the same material. So that no magnetic short circuit occurs via the obstruction section 52, it can be geometrically designed in such a way that only a small portion of the magnetic field is conducted over it, while the main portion of the magnetic field is conducted via the guide sections 42 in the radial direction. For example, the radial wall thickness of the rotating component 20 can be thinner in the area between the guide sections 42 than in the area of the guide sections 42. Distributed over the circumference, recesses can be provided between the guide sections 42 (or obstruction section 52), which (further) reduce the magnetic conductivity . The recesses can be at least partially filled with a magnetically poorly conductive filling material (e.g. synthetic resin).
Die Vorrichtung 100 ist hier beispielsweise eine Bedieneinrichtung. Dazu ist das Bedienelement 341 zum Beispiel als ein Drehknopf oder ein Joystick oder dergleichen. Die Übertragungseinrichtung 10 erzeugt dann haptische Feedbacks, während der Drehknopf zur Einstellung von Bedienzuständen gedreht wird. Über einen Antrieb kann z. B. eine aktive Rückstellung erfolgen. Die Vorrichtung 100 kann aber z. B. auch als eine Lenkvorgabeeinrichtung 300 ausgebildet sein, wie sie mit Bezug zu den Figuren 2 und 3 näher beschrieben wird. Die Übertragungseinrichtung 10 dient dann z. B. als Aktor einer Steer-by-Wire Lenkeinheit eines Fahrzeugs oder in einem Lenkrad eines Gamecontrollers. The device 100 here is, for example, an operating device. For this purpose, the control element 341 is, for example, a rotary knob or a joystick or the like. The transmission device 10 then generates haptic feedback while the rotary knob is turned to set operating states. A drive can be used, for example: B. an active provision can be made. The device 100 can z. B. also be designed as a steering specification device 300, as described in more detail with reference to Figures 2 and 3. The transmission device 10 then serves, for example. B. as an actuator in a steer-by-wire steering unit of a vehicle or in a steering wheel of a game controller.
Die Figur 2 zeigt eine als Lenkvorgabeeinrichtung 300 ausgebildete Vorrichtung 100 zum Steuern eines Fahrzeugs nach dem Steer-by-Wire-Konzept . Dazu ist das Bedienelement 341 hier als Lenkeinheit 301 und z. B. als Lenkrad 311 ausgebildet. Die Bewegung bzw . Stellung der Lenkeinheit 301 und/oder das Drehmoment wird hier mit einer nicht näher gezeigten Sensoreinrichtung 70 und beispiel swei se mit einem Drehwinkel sensor oder Drehmomentsensor oder einer Kombination aus beidem erfasst . Figure 2 shows a device 100 designed as a steering control device 300 for controlling a vehicle according to the steer-by-wire concept. For this purpose, the control element 341 is here as a steering unit 301 and z. B. designed as a steering wheel 311. The movement or Position of the steering unit 301 and/or the torque is detected here with a sensor device 70 (not shown in detail) and, for example, with a rotation angle sensor or torque sensor or a combination of both.
Die Lenkeinheit 301 i st hier in einen Kraftstrang 310 eingebunden, welcher zudem noch eine Antriebseinrichtung 302 mit einem elektri schen Antriebsmotor und eine magnetorheologi sche Kupplungseinrichtung 1 mit Kupplungskomponenten 2 , 3 umfas st . Die Kupplungseinrichtung 1 und ihre Kupplungskomponenten 2 , 3 werden durch die Übertragungseinrichtung 10 mit ihren Drehkomponenten 20 , 30 bereitgestellt . Die eingebettete Drehkomponente 20 kann al s innere Kupplungskomponente 2 und die abschließende Drehkomponente 30 als äußere Kupplungskomponenten 3 bezeichnet werden . Dabei i st die Übertragungseinrichtung 10 hier in Bezug auf ihr Funktionsprinzip in analoger Weise aufgebaut , wie es zuvor beschrieben wurde . The steering unit 301 is here integrated into a power train 310, which also includes a drive device 302 with an electric drive motor and a magnetorheological clutch device 1 with clutch components 2, 3. The clutch device 1 and its clutch components 2, 3 are provided by the transmission device 10 with its rotating components 20, 30. The embedded rotating component 20 may be referred to as the inner clutch component 2 and the final rotating component 30 as the outer clutch components 3 . The transmission device 10 here is constructed in an analogous manner with regard to its functional principle as described previously.
Die Antriebseinrichtung 302 i st über eine hier al s Schneckengetriebe ausgebildete Getriebeeinrichtung 304 mit der inneren Kupplungskomponente 2 verbunden . Dazu i st ein Schneckenrad 344 drehfest mit der Kupplungskomponente 2 verbunden . Die Selbsthemmung des Schneckengetriebes 334 wirkt somit auf die innere Kupplungskomponente 2 . The drive device 302 is connected to the inner clutch component 2 via a gear device 304 designed here as a worm gear. For this purpose, a worm wheel 344 is connected to the coupling component 2 in a rotationally fixed manner. The self-locking of the worm gear 334 thus acts on the inner clutch component 2.
Durch die hier gezeigte Anordnung der Spuleneinrichtung 26 erstreckt sich deren Magnetfeld durch die feststehende Komponente 4 und durch den Entkopplungsspalt 34 sowie durch die leitfähigen Führungsabschnitte 42 der inneren Kupplungskomponente 2 und weiter durch den Spalt 5 und schließlich durch die ( leitfähig ausgebildete ) äußere Kupplungskomponente 3 . Der Magnetkrei s erstreckt sich hier al so über drei relativ zueinander drehbare Bauteile 2 , 3 , 4 und über zwei Spalte 5 , 34 . Mittel s der an der inneren Kupplungskomponente 2 angeordneten Dichtung 17 sind der Spalt 5 und der Entkopplungsspalt 34 hier voneinander abgedichtet . Abgesehen von der Dichtung 17 gehen der Spalt 5 und der Entkopplungsspalt 34 hier ineinander über . Due to the arrangement of the coil device 26 shown here, its magnetic field extends through the fixed component 4 and through the decoupling gap 34 as well as through the conductive guide sections 42 of the inner coupling component 2 and further through the gap 5 and finally through the (conductive) outer coupling component 3. The magnetic circuit here extends over three components 2, 3, 4 that can be rotated relative to one another and over two gaps 5, 34. The gap 5 and the decoupling gap 34 are sealed from one another here by means of the seal 17 arranged on the inner coupling component 2. Apart from the seal 17, the gap 5 and the decoupling gap 34 here merges into one another.
Die hier gezeigte Lenkvorgabeeinrichtung 300 i st mit einer Störfallsicherung 305 ausgestattet , welche eine Magnetfelderzeugungseinrichtung 345 zur Erzeugung eines Magnetfelds aufwei st . Durch das Magnetfeld kann die Drehbarkeit der Drehkomponenten 20 , 30 bei einem Störfall mit einem Störfallbremsmoment gebremst werden . Die Magnetfelderzeugungseinrichtung 345 umfas st hier eine ( Zusatz- ) Spuleneinrichtung 426 . In einer Variante kann die Spuleneinrichtung 426 auch zur Verstärkung des Magnetfelds der Spuleneinrichtung 26 im Normalbetrieb eingesetzt werden . The steering specification device 300 shown here is equipped with a fault protection device 305, which has a magnetic field generating device 345 for generating a magnetic field. Due to the magnetic field, the rotation of the rotating components 20, 30 can be braked in the event of an accident with an accident braking torque. The magnetic field generating device 345 here includes an (additional) coil device 426. In a variant, the coil device 426 can also be used to amplify the magnetic field of the coil device 26 during normal operation.
Die Spuleneinrichtung 426 i st ebenfall s in der feststehenden Komponente 4 untergebracht . Dazu i st im Grundkörper 14 ein separater Aufnahmeraum 23b ausgebildet . Die axial neben der Spuleneinrichtung 426 bzw . neben dem Aufnahmeraum 23b verlaufenden leitfähigen Abschnitte können hier bei spielsweise al s Sternkontur oder dergleichen ausgebildet sein . The coil device 426 is also housed in the fixed component 4. For this purpose, a separate receiving space 23b is formed in the base body 14. The axially next to the coil device 426 or Conductive sections running next to the receiving space 23b can be designed here, for example, as a star contour or the like.
Im Bereich der Spuleneinrichtung 426 liegen die feststehende Komponente 4 und die äußere Kupplungskomponente 3 direkt gegenüber ( zwi schen ihnen i st hier keine innere Kupplungskomponente 2 ) . Der für die Spuleneinrichtung 426 vorgesehene Spalt 405 befindet sich hier direkt zwi schen der Komponente 4 und der äußeren Kupplungskomponente 3 . Der Spalt 405 geht direkt in den Spalt 5 über , sodas s hier im Prinzip ein gemeinsamer Spalt 5 , 405 für die Kupplungseinrichtung 1 und die Störfallsicherung 305 vorgesehen i st . In den an die Spuleneinrichtung 426 angrenzenden Bereichen der feststehenden Komponente 4 kann der Spalt 405 eine veränderliche Höhe aufwei sen . So ergibt sich z . B . auch hier eine Sternkontur analog zu den leitfähigen Führungsabschnitten 42 der Übertragungseinrichtung 10 ) . In the area of the coil device 426, the fixed component 4 and the outer coupling component 3 lie directly opposite each other (there is no inner coupling component 2 between them here). The gap 405 provided for the coil device 426 is located here directly between the component 4 and the outer coupling component 3. The gap 405 merges directly into the gap 5, so that in principle a common gap 5, 405 is provided for the coupling device 1 and the fault protection device 305. In the areas of the fixed component 4 adjacent to the coil device 426, the gap 405 can have a variable height. This results in e.g. B. Here too, a star contour analogous to the conductive guide sections 42 of the transmission device 10).
Auf eine aufwendige Trennung zweier Spalte mit j eweil s einem eigenen Medium kann verzichtet werden . Zudem wird die Bremswirkung im Störfall direkt zwi schen der äußeren Kupplungskomponente 3 ( an welcher die Lenkeinheit 101 befestigt ist ) und der feststehenden Komponente 4 (welche drehfest an der Widerlagerstruktur 313 befestigt i st ) erzeugt . There is no need for the complex separation of two columns, each with its own medium. In addition, the Braking effect in the event of a fault is generated directly between the outer coupling component 3 (to which the steering unit 101 is attached) and the fixed component 4 (which is attached to the abutment structure 313 in a rotationally fixed manner).
Die Figur 3 zeigt eine Variante der mit Bezug zu der Figur 2 vorgestellten Lenkvorgabeeinrichtung 300 . Dabei i st die Magnetfelderzeugungseinrichtung 345 hier mit einer Permanentmagneteinrichtung 325 ausgestattet . Die Permanentmagneteinrichtung 325 ist hier ringförmig ausgebildet und an der feststehenden Komponente 4 angeordnet . FIG. 3 shows a variant of the steering specification device 300 presented with reference to FIG. 2. The magnetic field generating device 345 is here equipped with a permanent magnet device 325. The permanent magnet device 325 is designed here in the shape of a ring and is arranged on the fixed component 4 .
Mit der Spuleneinrichtung 26 kann das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung 325 bei Bedarf aufgehoben bzw . geschwächt werden . Zusätzlich oder alternativ kann dazu auch eine Zusatz spuleneinrichtung 426 vorgesehen sein . Diese ist dann zum Bei spiel zusammen mit der Spuleneinrichtung 26 in dem Aufnahmeraum 23a untergebracht ( sog . gemeinsamer Aufnahmeraum) . With the coil device 26, the magnetic field of the permanent magnet device 325 can be canceled or reduced if necessary. be weakened. Additionally or alternatively, an additional coil device 426 can also be provided. This is then accommodated, for example, together with the coil device 26 in the receiving space 23a (so-called common receiving space).
In einer Variante kann die Spuleneinrichtung 426 ein entgegengesetztes Magnetfeld erzeugen, welches das Magnetfeld der Spuleneinrichtung 26 reduziert oder eliminiert . Dabei i st von Vorteil , dass die Magnetfelder der Spuleneinrichtungen 26 , 426 hier in einem gemeinsamen Magnetkreis liegen . So kann mit der Zusatz spuleneinrichtung 426 einer zu starken Bestromung der Spuleneinrichtung 26 im Störfall abgeholfen werden . In a variant, the coil device 426 can generate an opposite magnetic field that reduces or eliminates the magnetic field of the coil device 26. The advantage here is that the magnetic fields of the coil devices 26, 426 lie in a common magnetic circuit. The additional coil device 426 can be used to remedy excessive current supply to the coil device 26 in the event of a fault.
Gut zu erkennen i st hier ein Kanal 44 , welcher im Grundkörper 14 ausgebildet i st und durch welchen bei spiel swei se eine Versorgungsleitung der Spuleneinrichtung 26 geführt werden kann . Bezugszeichenliste : A channel 44 can be clearly seen here, which is formed in the base body 14 and through which, for example, a supply line of the coil device 26 can be guided. List of reference symbols:
1 Magnetorheologische 100 Vorrichtung Kupplungseinrichtung 300 Lenkvorgabeeinrichtung1 Magnetorheological 100 device clutch device 300 steering specification device
2 , 3 Kupplungskomponente 301 Lenkeinheit 2, 3 clutch component 301 steering unit
4 Komponente 302 Antriebseinrichtung4 component 302 drive device
5 Spalt 303 Drehmomentabstützung5 gap 303 torque support
6 Medium 304 Getriebeeinrichtung6 Medium 304 transmission device
10 Übertragungseinrichtung 305 Störfall sicherung10 Transmission device 305 Malfunction protection
17 Spalt di chtung 310 Kraftstrang 17 Gap seal 310 Power train
20 Drehkomponente 311 Lenkrad 20 Rotary component 311 Steering wheel
23 Spulenaufnahme 313 Widerlagerstruktur23 Coil holder 313 Abutment structure
23a Aufnahme raum 325 Permanentmagnet¬23a receiving space 325 permanent magnets
23b Aufnahme raum einrichtung 23b Recording room setup
24 Achs fortsatz 334 Schneckengetriebe24 Axle extension 334 Worm gear
26 Spuleneinrichtung 341 Bedienelement 26 Coil device 341 Control element
27 Spalt di chtung 344 Schneckenrad 27 Gap seal 344 Worm wheel
30 Drehkomponente 345 Magnetfelderzeugungs¬30 rotation component 345 magnetic field generation
34 Entkopplungs spalt einrichtung 34 decoupling gap device
36 Versorgungsleitung 405 Spalt 36 supply line 405 gap
42 Führungs ab schnitt 426 Zusatz spuleneinrichtung42 Guide section 426 Additional coil device
43 Stirnabschnitt 43 forehead section
44 Kanal 44 channel
52 Ob strukt ions ab schnitt 52 Whether structural section section
70 Sensoreinri chtung 70 sensor device

Claims

Ansprüche : Expectations :
1. Vorrichtung (100) umfassend wenigstens eine magnetorheologische Übertragungseinrichtung (10) mit wenigstens zwei relativ zueinander bewegbaren Drehkomponenten (20, 30) , wobei zwischen den Drehkomponenten (20, 30) wenigstens ein Wirkspalt (5) ausgebildet ist und wobei im Wirkspalt (5) ein magnetorheologisches Medium (6) angeordnet ist, und umfassend wenigstens eine elektrische Spuleneinrichtung (26) zur Erzeugung eines steuerbaren Magnetfelds im Wirkspalt (5) , dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkomponenten (20, 30) relativ zu einer feststehenden Komponente (4) drehbar auf genommen sind und dass die feststehende Komponente (4) wenigstens eine Spulenaufnahme (23) aufweist, an welcher die wenigstens eine Spuleneinrichtung (26) aufgenommen ist. 1. Device (100) comprising at least one magnetorheological transmission device (10) with at least two rotary components (20, 30) that can be moved relative to one another, at least one effective gap (5) being formed between the rotary components (20, 30) and wherein in the effective gap (5 ) a magnetorheological medium (6) is arranged, and comprising at least one electrical coil device (26) for generating a controllable magnetic field in the effective gap (5), characterized in that the rotating components (20, 30) are rotatable relative to a fixed component (4). are recorded and that the fixed component (4) has at least one coil holder (23) on which the at least one coil device (26) is accommodated.
2. Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Drehkomponenten (20, 30) und die feststehende Komponente (4) koaxial zueinander angeordnet sind und wobei eine der Drehkomponenten (20, 30) , die sog. eingebettete Drehkomponente (20) , wenigstens abschnittsweise zwischen der feststehenden Komponente (4) und einer anderen der Drehkomponenten (20, 30) , der sog. abschließenden Drehkomponente (30) , angeordnet ist. 2. Device (100) according to the preceding claim, wherein the rotating components (20, 30) and the fixed component (4) are arranged coaxially to one another and one of the rotating components (20, 30), the so-called embedded rotating component (20), is arranged at least in sections between the fixed component (4) and another of the rotating components (20, 30), the so-called final rotating component (30).
3. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Magnetfeld der Spuleneinrichtung (26) durch einen Magnetkreis verläuft und wobei der Magnetkreis wenigstens durch die feststehende Komponente (4) und die Drehkomponenten (20, 30) bereitgestellt wird. 3. Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the magnetic field of the coil device (26) extends through a magnetic circuit and wherein the magnetic circuit is provided at least by the fixed component (4) and the rotating components (20, 30).
4. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die feststehende Komponente (4) relativ zu den Drehkomponenten (20, 30) koaxial innen angeordnet ist oder wobei die feststehende Komponente (4) relativ zu den Drehkomponenten (20, 30) koaxial außen angeordnet ist. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eingebettete Drehkomponente (20) mit einer Antriebseinrichtung (302) gekoppelt und von dieser antreibbar ist und wobei das Magnetfeld im Wirkspalt (5) so ansteuerbar ist, dass die eingebettete Drehkomponente (20) die abschließende Drehkomponente (30) antreiben kann. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die feststehende Komponente (4) oder die abschließende Drehkomponente (30) an einer Drehmomentabstützung (303) befestigt ist. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die abschließende Drehkomponente (30) oder die feststehende Komponente (4) mit einem Bedienelement (341) , beispielsweise einer Lenkeinheit (301) , gekoppelt ist. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen der feststehenden Komponente (4) und der eingebetteten Drehkomponente (20) wenigstens abschnittsweise ein Entkopplungsspalt (34) ausgebildet ist und wobei das Magnetfeld der Spuleneinrichtung (26) auch durch den Entkopplungsspalt (34) verläuft. Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Entkopplungsspalt (34) und der Wirkspalt (5) wenigstens abschnittsweise koaxial zueinander angeordnet sind und durch wenigstens eine erste Spaltdichtung (17) voneinander abgedichtet sind. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Anspruch 3, wobei sich der Magnetkreis von der feststehenden Komponente (4) aus durch den Entkopplungsspalt (34) in die eingebettete Drehkomponente (20) , von dort durch den Wirkspalt (5) mit dem darin befindlichen magnetorheologischen Medium (6) , von dort in die abschließende Drehkomponente (30) , von dort zurück durch den Wirkspalt (5) mit dem darin befindlichen magnetorheologischen Medium (6) , von dort wieder in die eingebettete Drehkomponente (20) und von dort durch den Entkopplungsspalt (34) wieder zurück in die feststehende Komponente (4) erstreckt. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eingebettete Drehkomponente (20) wenigstens zwei Führungsabschnitte (42) und wenigstens einen zwischen den Führungsabschnitten (42) angeordneten Obstruktionsabschnitt (52) aufweist und wobei der Obstruktionsabschnitt (52) dazu geeignet und ausgebildet ist, einen magnetischen Kurzschluss zwischen den Führungsabschnitten (42) zu verhindern. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wirkspalt (5) mittels wenigstens einer zweiten Spaltdichtung (27) abgedichtet ist und wobei sich die zweite Spaltdichtung (27) zwischen den Drehkomponenten (20, 30) erstreckt . Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend wenigstens eine Störfallsicherung (305) , welche dazu geeignet und ausgebildet ist, mittels wenigstens einer Magnetfelderzeugungseinrichtung (345) ein Magnetfeld zu erzeugen und damit das magnetorheologische Medium (14) zu beeinflussen, um die Drehbarkeit wenigstens einer der Drehkomponenten (20, 30) bei einem Störfall mit einem Störfallbremsmoment zu bremsen. Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Magnetfelderzeugungseinrichtung (345) wenigstens teilweise an der feststehenden Komponente (4) angeordnet ist. Vorrichtung (100) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetfelderzeugungseinrichtung (345) wenigstens eine elektrische Zusatzspuleneinrichtung (426) zur Erzeugung des Magnetfelds umfasst und wobei die Zusatzspuleneinrichtung (426) in einer Spulenaufnahme (23) der feststehenden Komponente (4) angeordnet ist. Vorrichtung (100) nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetfelderzeugungseinrichtung (345) wenigstens eine Permanentmagneteinrichtung (325) zur Bereitstellung des Magnetfelds umfasst und wobei die Störfallsicherung (305) dazu geeignet und ausgebildet ist, das Magnetfeld der Permanentmagneteinrichtung (325) im Normalbetrieb durch ein entgegenwirkendes Magnetfeld abzuschwächen oder zu eliminieren. Vorrichtung (100) nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die Störfallsicherung (325) dazu geeignet und ausgebildet ist, das entgegenwirkende Magnetfeld mittels der Spuleneinrichtung (26) der Übertragungseinrichtung (10) und/oder mittels der Zusatzspuleneinrichtung (426) zu erzeugen . Vorrichtung (100) nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei der Störfallsicherung (305) ein Spalt (405) mit einem magnetorheologischen Medium (6) zugeordnet ist und wobei der Spalt (405) zwischen der feststehenden Komponente4. Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the fixed component (4) is arranged coaxially inside relative to the rotating components (20, 30) or wherein the fixed component (4) is arranged relative to the Rotary components (20, 30) are arranged coaxially on the outside. Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the embedded rotary component (20) is coupled to a drive device (302) and can be driven by it and wherein the magnetic field in the effective gap (5) can be controlled in such a way that the embedded rotary component (20). can drive the final rotating component (30). Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the fixed component (4) or the final rotating component (30) is attached to a torque support (303). Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the final rotating component (30) or the fixed component (4) is coupled to an operating element (341), for example a steering unit (301). Device (100) according to one of the preceding claims, wherein a decoupling gap (34) is formed at least in sections between the fixed component (4) and the embedded rotating component (20) and wherein the magnetic field of the coil device (26) also passes through the decoupling gap (34). runs. Device (100) according to the preceding claim, wherein the decoupling gap (34) and the effective gap (5) are arranged coaxially to one another at least in sections and are sealed from one another by at least one first gap seal (17). Device (100) according to one of the preceding claims and claim 3, wherein the magnetic circuit extends from the fixed component (4) through the decoupling gap (34) into the embedded rotary component (20), from there through the effective gap (5) with the therein located magnetorheological medium (6), from there into the final rotation component (30), from there back through the effective gap (5) with the magnetorheological medium (6) located therein, from there again into the embedded rotary component (20) and from there through the decoupling gap (34) back into the fixed component (4 ) extends. Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the embedded rotary component (20) has at least two guide sections (42) and at least one obstruction section (52) arranged between the guide sections (42), and wherein the obstruction section (52) is suitable and designed for this purpose to prevent a magnetic short circuit between the guide sections (42). Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the effective gap (5) is sealed by means of at least one second gap seal (27) and wherein the second gap seal (27) extends between the rotating components (20, 30). Device (100) according to one of the preceding claims, comprising at least one malfunction protection (305), which is suitable and designed to generate a magnetic field by means of at least one magnetic field generating device (345) and thus influence the magnetorheological medium (14) in order to rotate to brake at least one of the rotating components (20, 30) in the event of an accident with an accident braking torque. Device (100) according to the preceding claim, wherein the magnetic field generating device (345) is at least partially arranged on the fixed component (4). Device (100) according to one of the two preceding claims, wherein the magnetic field generating device (345) comprises at least one additional electrical coil device (426) for generating the magnetic field and wherein the additional coil device (426) is in a coil holder (23) the fixed component (4) is arranged. Device (100) according to one of the three preceding claims, wherein the magnetic field generating device (345) comprises at least one permanent magnet device (325) for providing the magnetic field and wherein the fault protection (305) is suitable and designed to protect the magnetic field of the permanent magnet device (325) in normal operation to weaken or eliminate it by an opposing magnetic field. Device (100) according to one of the four preceding claims, wherein the malfunction protection (325) is suitable and designed to generate the counteracting magnetic field by means of the coil device (26) of the transmission device (10) and / or by means of the additional coil device (426). Device (100) according to one of the five preceding claims, wherein the accident protection (305) is assigned a gap (405) with a magnetorheological medium (6) and wherein the gap (405) between the fixed component
(4) und der abschließenden Drehkomponente (30) ausgebildet ist oder wobei der Spalt (405) durch den Wirkspalt (5) der Übertragungseinrichtung (10) bereitgestellt wird. Vorrichtung (100) nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die Störfallsicherung (325) die Drehbarkeit der abschließenden Drehkomponente (30) gegenüber der feststehenden Komponente (4) bremst oder wobei die Störfallsicherung die relative Drehbarkeit der Drehkomponenten (20, 30) zueinander bremst. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eingebettete Drehkomponente (20) an der feststehenden Komponente (4) drehbar gelagert ist und/oder wobei die abschließende Drehkomponente (30) an der eingebetteten Drehkomponente (20) und/oder an der feststehenden Komponente (4) drehbar gelagert ist. (4) and the final rotary component (30) or wherein the gap (405) is provided by the effective gap (5) of the transmission device (10). Device (100) according to one of the six preceding claims, wherein the accident protection (325) brakes the rotatability of the final rotating component (30) relative to the fixed component (4) or wherein the accident protection brakes the relative rotation of the rotating components (20, 30) to one another. Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the embedded rotating component (20) is rotatably mounted on the fixed component (4) and / or wherein the final rotating component (30) on the embedded rotating component (20) and / or on the fixed component (4) is rotatably mounted.
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